WO2018190164A1 - Hologram recording device and hologram manufacturing method - Google Patents

Hologram recording device and hologram manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
WO2018190164A1
WO2018190164A1 PCT/JP2018/014044 JP2018014044W WO2018190164A1 WO 2018190164 A1 WO2018190164 A1 WO 2018190164A1 JP 2018014044 W JP2018014044 W JP 2018014044W WO 2018190164 A1 WO2018190164 A1 WO 2018190164A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
cell
hologram
hologram recording
light source
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/014044
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
隆太朗 大井
健詞 山本
保之 市橋
奥井 誠人
光喜 涌波
ジェシー ジャキン ボワズ
Original Assignee
国立研究開発法人情報通信研究機構
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 国立研究開発法人情報通信研究機構 filed Critical 国立研究開発法人情報通信研究機構
Publication of WO2018190164A1 publication Critical patent/WO2018190164A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector

Definitions

  • the present invention relates to a hologram recording apparatus and a hologram manufacturing method.
  • a holography technique as a recording / reproducing method of three-dimensional subject information.
  • light reflected from an object (object light) interferes with light (reference light) different from the object light, and fringes (interference fringes) formed by the interference are recorded on a photosensitive medium.
  • the photosensitive medium on which the interference fringes are recorded is called a hologram.
  • the hologram is obtained by recording three-dimensional subject information on a two-dimensional plane.
  • analog holograms that record interference fringes on a hologram recording medium expose the entire hologram recording medium, so that an exposure power laser and an exposure time are required, and the interference fringes are extremely stationary. Vibration control technology is required. Therefore, the analog hologram becomes more difficult to manufacture as the hologram recording medium becomes larger.
  • a hologram printer that records interference fringes for each minute cell called an element hologram on a hologram recording medium.
  • Such a hologram printer records interference fringes in cell units while moving an element hologram (cell) vertically and horizontally, and finally generates one large hologram.
  • the hologram printer only needs to have a laser power capable of exposing a minute cell.
  • this hologram printer only sends object light as digital data from a computer to a Spatial Light Modulator (SLM), and since the distance between the SLM and the cell is usually constant, it is affected by vibration. It is difficult and does not require advanced vibration control.
  • SLM Spatial Light Modulator
  • the fringe printer obtains the interference fringes by calculation in advance in the computer, displays the interference fringes on the SLM, and projects the reduced fringes on the hologram recording medium.
  • the wavefront printer reproduces the three-dimensional digital data (hologram data) generated in the computer by the SLM, and the obtained complex amplitude distribution (object light) and the object light guided to the hologram surface by another path Interference fringes with coherent light (reference light) are recorded on a hologram recording medium (Patent Document 1, etc.). Since this wavefront printer records interference fringes in the thickness direction of the hologram recording medium, it is excellent in that it can also implement functions that cannot be realized by a fringe printer, such as providing a wavelength selection system during reproduction.
  • the conventional wavefront printer Since the conventional wavefront printer records the interference fringes in cell units while moving the element hologram (cell) up and down, left and right, it is necessary to irradiate the reference light with parallel light.
  • analog holograms are generally used by using a halogen lamp (point light source) as illumination light for illuminating the hologram in an indoor viewing application or the like. Therefore, the hologram recorded by the conventional wavefront printer has a problem that the reproducibility of the object light deteriorates with the light of a commonly used light source (for example, a point light source) other than the parallel light.
  • a hologram recording apparatus is a hologram recording apparatus that records interference fringes on a hologram recording medium in units of cells, and includes a coherent light source that emits coherent light, and two coherent lights.
  • a light source separating means for separating the light path; a first spatial light modulating means for modulating the object light by one separated light; a second spatial light modulating means for modulating the reference light by the other separated light; and writing
  • a recording medium moving means for moving a target cell to the irradiation position of the object light and the reference light; and a control means.
  • the control means includes a cell position control means, a cell data display means, and a second space. And a light modulation control means.
  • the hologram recording apparatus controls the recording medium moving unit so that the cell to be written is moved to the irradiation position by the cell position control unit.
  • the hologram recording apparatus can record interference fringes in units of cells of a predetermined size on the hologram recording medium.
  • the hologram recording apparatus displays the hologram data generated in advance corresponding to the cell on the first spatial light modulation unit in synchronization with the movement of the cell by the cell data display unit.
  • the hologram recording apparatus can modulate the object light in units of cells with the one light separated from the coherent light.
  • a hologram manufacturing method includes a coherent light source that emits coherent light, a light source separation unit that separates the coherent light into two optical paths, and an object using one of the separated lights.
  • First spatial light modulation means for modulating light second spatial light modulation means for modulating reference light with the other separated light, and a cell to be written moved to the irradiation position of the object light and the reference light
  • a hologram recording apparatus comprising a recording medium moving means and a control means, and a hologram manufacturing method for recording interference fringes on a hologram recording medium in cell units, a cell position control step, a cell data display step, And a second spatial light modulation control step.
  • the light source separation unit 11 separates incident light in different directions.
  • the light source separation means 11 can be configured by a cross half mirror.
  • the light source separation means 11 uses the light incident from the coherent light source 10 as light for generating object light via the mirrors (mirror 12 1 , half mirror 13) and first spatial light modulation means 14.
  • the second spatial light modulator 17 is irradiated as light serving as reference light via a mirror (mirror 12 2 ).
  • the mirror 12 is a total mirror that totally reflects incident light.
  • the mirror 12 1 reflects one of the laser light separated by the light source separating means 11 to the half mirror 13.
  • the mirror 12 2 reflects the other laser light separated by the light source separating means 11 to the mirror 170 of the second spatial light modulating means within 17.
  • the half mirror 13 reflects a part of the incident light and transmits the rest.
  • the half mirror 13 reflects the light reflected by the mirror 12 1 to the first spatial light modulating means 14.
  • the half mirror 13 transmits the light reflected and modulated by the first spatial light modulator 14 and emits the light to the unnecessary light remover 15.
  • the half mirror 13 can be composed of a polarizing beam splitter (PBS).
  • the rotation mechanism 171 holds the mirror 170 and rotates the mirror 170 by two rotation axes (horizontal and vertical).
  • the rotation mechanism 171 has, for example, a gimbal structure, and the rotation drive of each axis is controlled by the hologram recording control device 20.
  • the mirror moving means 172 is arranged in parallel to the hologram recording medium H and moves the rotating mechanism 171 in two axial directions (horizontal direction and vertical direction).
  • the mirror moving means 172 can be constituted by, for example, an XY stage, and the movement on the stage surface is controlled by the hologram recording control device 20.
  • the light source control means 21 controls ON / OFF of irradiation of the coherent light source 10.
  • the light source control unit 21 opens and closes the shutter included in the coherent light source 10 according to an instruction from the synchronization unit 25. Thereby, the hologram recording control apparatus 20 can irradiate the laser beam only when recording the interference fringes on the cell EH to be written on the hologram recording medium H.
  • the second spatial light modulation control means 23 controls the second spatial light modulation means 17.
  • the second spatial light modulation control unit 23 includes a reference light angle calculation unit 230 and a mirror driving unit 231.
  • the synchronization unit 25 controls the operation of the entire hologram recording apparatus 1 in synchronization.
  • the synchronization means 25 instructs the cell position control means 24 to move the cell EH to be written by being instructed from outside.
  • the upper left cell of the hologram recording medium H is set as the first writing target, and the writing target is sequentially switched in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the synchronization unit 25 calculates the angle of the reference light to the cell EH to be written with respect to the second spatial light modulation control unit 23, and drives the mirror 170.
  • the synchronization means 25 instructs the cell data display means 22 to display hologram data on the cell EH to be written in synchronization with the movement of the cell EH.
  • the mirror driving unit 231 moves the mirror 170 from the XYZ coordinate origin to a position (x 1 , y 1 ) corresponding to the horizontal angle ⁇ V and the elevation angle ⁇ H. Further, the mirror driving unit 231 controls the angle of the mirror 170 so that the reflected light of the laser beam from the mirror 170 is reflected in the direction of the center (XYZ coordinate origin) of the cell EH. Thereby, the hologram recording apparatus 1 can record the interference fringes irradiated with the reference light from the point light source for each cell EH.
  • the hologram recording apparatus 1 does not irradiate the entire hologram with parallel light having the same incident angle as reference light, but differs for each cell based on a point light source.
  • the parallel light at the incident angle can be used as the reference light. Therefore, the hologram recording apparatus 1 can generate a hologram using the reference light in which the spherical wave from the point light source is reproduced in a pseudo manner as the entire hologram. Accordingly, the hologram generated by the hologram recording apparatus 1 can accurately reproduce the original object light by arranging illumination as a point light source at the same position as the relative position at the time of hologram generation.
  • step S1 the hologram recording apparatus 1 moves the cell EH to be written to a reference position (writing position). That is, the hologram recording control apparatus 20 gives an instruction to move the cell EH to the reference position (writing position) from the synchronization means 25 to the cell position control means 24. Then, the cell position control means 24 drives and controls the recording medium moving means 18 to move the hologram recording medium H in the surface direction to move the cell EH to be written to the reference position (cell position control step).
  • step S2 the hologram recording apparatus 1 displays hologram data corresponding to the cell EH to be written on the first spatial light modulation means (SLM) 14. That is, the hologram recording control apparatus 20 inputs hologram data corresponding to the cell EH to be written from the outside by the cell data display unit 22 according to an instruction from the synchronization unit 25 and outputs it to the SLM 14 (cell data display step). .
  • SLM spatial light modulation means
  • step S4 the hologram recording apparatus 1 moves the position of the mirror 170 and rotates the mirror 170 so that the reflected light has a position and an angle at which the reflected light becomes the reference light to the writing target cell EH. That is, the hologram recording control device 20 drives the mirror moving unit 172 to move the mirror 170 to the position corresponding to the reference light angle calculated in step S3 by the mirror driving unit 231, and drives the rotating mechanism 171. The mirror 170 is rotated in the reference light direction (second spatial light modulation control step).
  • step S5 the hologram recording apparatus 1 irradiates the writing target cell EH with object light and reference light to record interference fringes. That is, the hologram recording control device 20 irradiates the laser beam by opening the shutter of the coherent light source 10 by the light source control unit 21 according to an instruction from the synchronization unit 25. As a result, the laser light separated by the light source separation means 11 is irradiated to the cell EH to be written as object light and reference light, respectively, and interference fringes are recorded. In addition, after the irradiation for the predetermined time for recording an interference fringe is completed, the light source control means 21 closes the shutter of the coherent light source 10, and stops irradiation of a laser beam.
  • step S ⁇ b> 6 the hologram recording apparatus 1 determines whether or not recording to all the cells EH of the hologram recording medium H is completed by the synchronization unit 25.
  • the hologram recording apparatus 1 returns to step S1 and continues the operation.
  • the hologram recording apparatus 1 ends the operation.
  • the hologram recording apparatus 1 can perform hologram recording using the reference light having a known illumination position as a point light source as a pseudo spherical wave.
  • ⁇ Second Embodiment [Configuration of hologram recording apparatus]
  • the configuration of a hologram recording apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention will be described.
  • the second spatial light modulator 17 uses a pseudo spherical wave that is parallel light in cell units as reference light.
  • the hologram recording apparatus 1B records interference fringes on the cell EH using light other than parallel light such as spherical waves as reference light.
  • the hologram recording apparatus 1B includes a coherent light source 10, a light source separating unit 11, mirrors 12 (12 1 , 12 2 ), a half mirror 13 (13 1 , 13 2 ), and a first space.
  • the light modulation means 14, the unnecessary light removal means 15, the imaging means 16 (16 1 , 16 2 ), the second spatial light modulation means 17B, the recording medium moving means 18, and the hologram recording control device 20B Prepare.
  • a half mirror 13 2, the imaging unit 16 2, other than the second spatial light modulator means 17B and the hologram recording control unit 20B structures is omitted because the same configuration as the hologram recording apparatus 1 described in FIG.
  • Half mirror 13 2 reflects a portion of incident light, but which transmits the rest.
  • the half mirror 13 2 reflects the light reflected by the mirror 12 2 to the second spatial light modulator means 17B. Further, the half mirror 13 2 reflects the second spatial light modulator means 17B through the modulated light is emitted to the imaging unit 16 2.
  • the half mirror 13 2 it can be composed of a polarization beam splitter (PBS).
  • Imaging means 16 2 the light emitted from the second spatial light modulator means 17B (complex amplitude distribution), is intended for forming a cell EH to be written in the holographic recording medium H.
  • the imaging means 16 2 for example, can be constituted by a lens (convex lens).
  • the imaging means 16 2 when using a lens of focal length f, and the distance between the SLM17B and the imaging unit 16 2 2f, the distance between the imaging means 16 2 and the hologram recording medium H and 2f That's fine.
  • the second spatial light modulator (SLM) 17B modulates the light intensity distribution or phase distribution.
  • the second spatial light modulator 17B can be composed of an SLM (Spatial Light Modulator).
  • the second spatial light modulator means 17B displays the page data of the complex amplitude distribution input from the hologram recording controller 20, the reference beam light modulated by the light incident (complex amplitude distribution) from the half mirror 13 2 To be emitted.
  • the hologram recording control device (control means) 20B controls the operation of the entire hologram recording device 1B.
  • This hologram recording control device 20B controls the second spatial light modulator 17B so that the cell EH to be written is irradiated with reference light from a known light source position. Functions other than the control of the second spatial light modulator 17B in the hologram recording control device 20B are the same as those of the hologram recording control device 20 (FIG. 1).
  • the configuration of the hologram recording control apparatus 20B will be described with reference to FIG. 6 (refer to FIG. 5 as appropriate).
  • the hologram recording control device 20B includes a light source control means 21, a cell data display means 22, a second spatial light modulation control means 23B, a cell position control means 24, and a synchronization means 25B.
  • the configuration other than the second spatial light modulation control unit 23B and the synchronization unit 25B is the same as the configuration of the hologram recording control apparatus 20 described in FIG.
  • the complex amplitude distribution calculation means 232 calculates a complex amplitude distribution (wavefront) when reference light from a known light source position reaches the hologram surface. Specifically, the calculation method of the complex amplitude distribution calculation means 232 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, it is assumed that the xy coordinate system of the hologram recording medium H and the xy coordinate system where the point light source L exists are separated by a distance d in the same coordinate system. Further, it is assumed that representation g of (x 1, y 1) the amplitude and phase of the point light source L in the complex. The wavelength is ⁇ and the imaginary unit is j.
  • the complex amplitude distribution calculation means 232 inputs a known point light source position as light source information, and performs the calculation of the above equation (1), whereby the complex amplitude distribution u (x 2 ) of the reference light of the writing target cell EH. , Y 2 ).
  • the area that can be used for the Fresnel approximation is limited, and it is preferable to change the calculation method of the complex amplitude distribution u (x 2 , y 2 ) according to the distance d.
  • one side D of the opening of the cell EH that is a rectangular distribution range on the hologram surface of g (x 1 , y 1 ) is expressed by the following equation: (2) must be satisfied.
  • the complex amplitude distribution calculating unit 232 uses another method such as the FDTD (Finite-difference time-domain) method to calculate the complex amplitude distribution u (x 2 , Let y 2 ) be obtained.
  • FDTD Finite-difference time-domain
  • the complex amplitude distribution calculating unit 232 obtains the complex amplitude distribution u (x 2 , y 2 ) by Fraunhofer approximation.
  • the complex amplitude distribution calculation means 232 may designate a plurality of light sources as the light source information. In that case, the complex amplitude distribution calculation means 232 calculates the complex amplitude distribution of the reference light on the hologram by calculating the complex amplitude distribution u (x 2 , y 2 ) from each light source and obtaining the complex sum.
  • the complex amplitude distribution calculating means 232 can reproduce reference light from a line light source (fluorescent lamp), a plurality of point light sources (multiple light bulbs), etc., in addition to the point light source (light bulb).
  • the complex amplitude distribution calculation unit 232 outputs the calculated complex amplitude distribution to the complex amplitude distribution display unit 233.
  • the synchronization unit 25B completes the driving of the cell EH in the cell position control unit 24, the display of the complex amplitude distribution in the second spatial light modulation control unit 23B, and the display of the hologram data in the cell data display unit 22.
  • the light source controller 21 is instructed to open the shutter of the coherent light source 10 and irradiate the laser beam.
  • the hologram recording control device 20B controls the hologram recording device 1B so as to record the interference fringes by irradiating the reference light from the position of the light source based on the light source information for each cell of the hologram recording medium H. be able to.
  • the hologram recording apparatus 1B can generate a hologram using a spherical wave or complex reference light generated by a plurality of light sources based on light source information. it can.
  • the hologram generated by the hologram recording apparatus 1B can accurately reproduce the original object light by arranging one or more illuminations at the same position as the relative position at the time of hologram generation.
  • FIG. 9 a configuration of a hologram recording apparatus 1C according to the third embodiment of the present invention will be described.
  • the hologram recording apparatus 1B (FIG. 5) performs recording once for one cell EH.
  • the hologram recording apparatus 1C records a hologram using reference light having a plurality of incident angles (phase distributions) with respect to the cell EH.
  • the hologram recording apparatus 1C is different from the hologram recording apparatus 1B (FIG. 5) only in the configuration of the hologram recording control apparatus 20C. Therefore, only the hologram recording control device (control means) 20C will be described here.
  • the cell data display means 22C outputs hologram data to be displayed on the first spatial light modulation means (SLM) 14.
  • the cell data display means 22C inputs hologram data corresponding to the cell EH to be written from the outside according to an instruction from the synchronization means 25C, and outputs it to the first spatial light modulation means (SLM) 14.
  • hologram data having different viewing angles are prepared as hologram data. For example, three hologram data having a viewing angle shifted every 30 ° are generated in advance.
  • the hologram recording apparatus 1C can be a complex wave generated by a spherical wave or a plurality of light sources based on the light source information, similarly to the hologram recording apparatus 1B (FIG. 5).
  • a hologram can be generated using the reference beam. Further, holograms with different viewing angles can be recorded in multiple.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

A hologram recording device (1B) is provided with: a coherent light source (10) for emitting coherent light; a light source separation means (11) for separating the coherent light into two light paths; a first spatial light modulation means (14) for modulating cell-by-cell object light by one separated light; a second spatial light modulation means (17B) for modulating reference light corresponding to a cell-by-cell light source position by the other separated light; a recording medium moving means (18) for moving a cell to which writing is to be performed to the irradiation position of the object light and the reference light; and a hologram recording controller (20B) for performing control for irradiation with the object light and the reference light in synchronization with the movement of the cell to which writing is to be performed.

Description

ホログラム記録装置およびホログラム製造方法Hologram recording apparatus and hologram manufacturing method
 本発明は、ホログラム記録装置およびホログラム製造方法に関する。 The present invention relates to a hologram recording apparatus and a hologram manufacturing method.
 従来、3次元の被写体情報の記録・再生方式として、ホログラフィ技術がある。このホログラフィ技術は、物体から反射してくる光(物体光)と、物体光とは異なる光(参照光)とを干渉させ、その干渉によって形成される縞(干渉縞)を感光媒体に記録する。この干渉縞を記録した感光媒体をホログラムと呼ぶ。すなわち、ホログラムは、3次元の被写体情報を2次元平面に記録したものである。 Conventionally, there is a holography technique as a recording / reproducing method of three-dimensional subject information. In this holography technique, light reflected from an object (object light) interferes with light (reference light) different from the object light, and fringes (interference fringes) formed by the interference are recorded on a photosensitive medium. . The photosensitive medium on which the interference fringes are recorded is called a hologram. In other words, the hologram is obtained by recording three-dimensional subject information on a two-dimensional plane.
 ホログラム記録媒体に干渉縞を記録する、従来から知られているアナログホログラムは、ホログラム記録媒体全体を露光するため、露光可能なパワーのレーザと露光時間が必要な上、干渉縞を静止させる極めて高度な制振技術が必要となる。そのため、アナログホログラムは、ホログラム記録媒体が大きくなるほど、その製造方法は極めて困難なものとなる。 Conventionally known analog holograms that record interference fringes on a hologram recording medium expose the entire hologram recording medium, so that an exposure power laser and an exposure time are required, and the interference fringes are extremely stationary. Vibration control technology is required. Therefore, the analog hologram becomes more difficult to manufacture as the hologram recording medium becomes larger.
 近年では、ホログラム記録媒体に対して、要素ホログラムと呼ばれる微小なセルごとに干渉縞を記録するホログラムプリンタが知られている。
 このようなホログラムプリンタは、要素ホログラム(セル)を、上下左右に移動させながらセル単位で干渉縞を記録し、最終的に1枚の大きなホログラムを生成する。
 また、このホログラムプリンタは、微小なセルを露光できるレーザパワーがあればよい。さらに、このホログラムプリンタは、物体光をコンピュータから空間光変調器(Spatial Light Modulator:SLM)へデジタルデータとして送出するだけで、SLMとセルとの距離は通常一定であるため、振動の影響を受けにくく、高度な制振が不要である。
In recent years, a hologram printer that records interference fringes for each minute cell called an element hologram on a hologram recording medium is known.
Such a hologram printer records interference fringes in cell units while moving an element hologram (cell) vertically and horizontally, and finally generates one large hologram.
The hologram printer only needs to have a laser power capable of exposing a minute cell. In addition, this hologram printer only sends object light as digital data from a computer to a Spatial Light Modulator (SLM), and since the distance between the SLM and the cell is usually constant, it is affected by vibration. It is difficult and does not require advanced vibration control.
 このようにセルごとに干渉縞を記録するホログラムプリンタには、フリンジプリンタと波面プリンタとがある。
 フリンジプリンタは、コンピュータ内で予め干渉縞を計算によって求め、その干渉縞をSLMに表示し、縮小投影することで、ホログラム記録媒体に干渉縞を記録する。
 一方、波面プリンタは、コンピュータ内で生成した3次元デジタルデータ(ホログラムデータ)をSLMにより再生し、得られた複素振幅分布(物体光)と、別の経路でホログラム面まで導かれた物体光と可干渉な光(参照光)との干渉縞をホログラム記録媒体に記録する(特許文献1等)。
 この波面プリンタは、ホログラム記録媒体の厚さ方向にも干渉縞を記録するため、再生時には波長選択制を持たせるなど、フリンジプリンタでは実現できない機能を実装することもできる点で優れている。
As described above, there are a fringe printer and a wavefront printer as hologram printers that record interference fringes for each cell.
The fringe printer obtains the interference fringes by calculation in advance in the computer, displays the interference fringes on the SLM, and projects the reduced fringes on the hologram recording medium.
On the other hand, the wavefront printer reproduces the three-dimensional digital data (hologram data) generated in the computer by the SLM, and the obtained complex amplitude distribution (object light) and the object light guided to the hologram surface by another path Interference fringes with coherent light (reference light) are recorded on a hologram recording medium (Patent Document 1, etc.).
Since this wavefront printer records interference fringes in the thickness direction of the hologram recording medium, it is excellent in that it can also implement functions that cannot be realized by a fringe printer, such as providing a wavelength selection system during reproduction.
特開2016-212231号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-212231
 従来の波面プリンタは、要素ホログラム(セル)を、上下左右に移動させながらセル単位で干渉縞を記録するため、参照光を平行光で照射する必要がある。
 しかし、アナログホログラムは、屋内における観賞用途等におけるホログラムの照明にハロゲンランプ(点光源)を照明光として用いることが一般的に行われている。
 そのため、従来の波面プリンタで記録したホログラムは、平行光以外の通常使用される光源(例えば、点光源)の光では、物体光の再現性が悪くなるという問題がある。
Since the conventional wavefront printer records the interference fringes in cell units while moving the element hologram (cell) up and down, left and right, it is necessary to irradiate the reference light with parallel light.
However, analog holograms are generally used by using a halogen lamp (point light source) as illumination light for illuminating the hologram in an indoor viewing application or the like.
Therefore, the hologram recorded by the conventional wavefront printer has a problem that the reproducibility of the object light deteriorates with the light of a commonly used light source (for example, a point light source) other than the parallel light.
 そこで、本発明は、照明光の光源の位置に応じて、物体光を精度よく再現することが可能なホログラムを製造するホログラム記録装置およびホログラム製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a hologram recording apparatus and a hologram manufacturing method for manufacturing a hologram capable of accurately reproducing object light according to the position of the light source of illumination light.
 前記課題を解決するため、本発明に係るホログラム記録装置は、干渉縞をセル単位でホログラム記録媒体に記録するホログラム記録装置であって、コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、前記コヒーレント光を2つの光路に分離する光源分離手段と、分離された一方の光により物体光を変調する第1空間光変調手段と、分離された他方の光により参照光を変調する第2空間光変調手段と、書き込み対象となるセルを前記物体光および前記参照光の照射位置に移動する記録媒体移動手段と、制御手段と、を備え、制御手段は、セル位置制御手段と、セルデータ表示手段と、第2空間光変調制御手段と、を備える構成とした。 In order to solve the above problems, a hologram recording apparatus according to the present invention is a hologram recording apparatus that records interference fringes on a hologram recording medium in units of cells, and includes a coherent light source that emits coherent light, and two coherent lights. A light source separating means for separating the light path; a first spatial light modulating means for modulating the object light by one separated light; a second spatial light modulating means for modulating the reference light by the other separated light; and writing A recording medium moving means for moving a target cell to the irradiation position of the object light and the reference light; and a control means. The control means includes a cell position control means, a cell data display means, and a second space. And a light modulation control means.
 かかる構成において、ホログラム記録装置は、セル位置制御手段によって、書き込み対象となるセルを、照射位置に移動するように記録媒体移動手段を制御する。これによって、ホログラム記録装置は、ホログラム記録媒体に予め定めた大きさのセル単位で干渉縞を記録することが可能になる。
 そして、ホログラム記録装置は、セルデータ表示手段によって、セルの移動に同期して、セルに対応する予め生成したホログラムデータを第1空間光変調手段に表示する。これにより、ホログラム記録装置は、コヒーレント光から分離された一方の光によりセル単位で物体光を変調することができる。
In such a configuration, the hologram recording apparatus controls the recording medium moving unit so that the cell to be written is moved to the irradiation position by the cell position control unit. As a result, the hologram recording apparatus can record interference fringes in units of cells of a predetermined size on the hologram recording medium.
Then, the hologram recording apparatus displays the hologram data generated in advance corresponding to the cell on the first spatial light modulation unit in synchronization with the movement of the cell by the cell data display unit. As a result, the hologram recording apparatus can modulate the object light in units of cells with the one light separated from the coherent light.
 また、ホログラム記録装置は、第2空間光変調制御手段によって、セルの移動に同期して、ホログラム再生時における光源の位置を参照光の相対位置として、コヒーレント光から分離された他方の光の位相を変調して参照光を生成するように第2空間光変調手段を制御する。これにより、ホログラム記録装置は、コヒーレント光から分離された他方の光によりセル単位で参照光を変調することができる。
 これによって、ホログラム記録装置は、ホログラム全体で同一の平行光となる参照光を用いずに、ホログラム再生時における光源の位置に対応したセルごとに異なる参照光を用いてホログラムを生成することができる。
In addition, the hologram recording apparatus uses the second spatial light modulation control means to synchronize with the movement of the cell, using the position of the light source during hologram reproduction as the relative position of the reference light, and the phase of the other light separated from the coherent light. The second spatial light modulation means is controlled so as to generate reference light by modulating. Thereby, the hologram recording apparatus can modulate the reference light in units of cells by the other light separated from the coherent light.
Accordingly, the hologram recording apparatus can generate a hologram using different reference light for each cell corresponding to the position of the light source at the time of hologram reproduction without using the reference light that becomes the same parallel light in the entire hologram. .
 この第2空間光変調制御手段は、光源の相対位置からの参照光を、SLMを用いて変調した複素振幅分布を用いて実現することとしてもよい。
 また、ホログラム記録装置は、同一のセルに視野角の異なる物体光を照射し、重畳して干渉縞を記録することとしてもよい。
 また、第2空間光変調制御手段は、光源の相対位置方向に移動させたミラーから書き込み対象のセル方向に、コヒーレント光から分離された他方の光を反射させることで、参照光を生成することとしてもよい。
The second spatial light modulation control means may be realized by using a complex amplitude distribution obtained by modulating the reference light from the relative position of the light source using the SLM.
Further, the hologram recording apparatus may irradiate object light having different viewing angles on the same cell, and record the interference fringes by superimposing them.
Further, the second spatial light modulation control means generates the reference light by reflecting the other light separated from the coherent light in the direction of the cell to be written from the mirror moved in the relative position direction of the light source. It is good.
 また、前記課題を解決するため、本発明に係るホログラム製造方法は、コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、前記コヒーレント光を2つの光路に分離する光源分離手段と、分離された一方の光により物体光を変調する第1空間光変調手段と、分離された他方の光により参照光を変調する第2空間光変調手段と、書き込み対象となるセルを前記物体光および前記参照光の照射位置に移動する記録媒体移動手段と、制御手段と、を備えたホログラム記録装置で、干渉縞をセル単位でホログラム記録媒体に記録するホログラム製造方法であって、セル位置制御工程と、セルデータ表示工程と、第2空間光変調制御工程と、を含む手順とした。 In order to solve the above-described problem, a hologram manufacturing method according to the present invention includes a coherent light source that emits coherent light, a light source separation unit that separates the coherent light into two optical paths, and an object using one of the separated lights. First spatial light modulation means for modulating light, second spatial light modulation means for modulating reference light with the other separated light, and a cell to be written moved to the irradiation position of the object light and the reference light A hologram recording apparatus comprising a recording medium moving means and a control means, and a hologram manufacturing method for recording interference fringes on a hologram recording medium in cell units, a cell position control step, a cell data display step, And a second spatial light modulation control step.
 かかる手順において、ホログラム製造方法は、セル位置制御工程として、制御手段により、書き込み対象となるセルが照射位置に移動するように記録媒体移動手段を制御する。
 そして、ホログラム製造方法は、セルデータ表示工程として、制御手段により、セルの移動に同期して、セルに対応するホログラムデータを第1空間光変調手段に表示する。これによって、コヒーレント光から分離された一方の光によりセル単位で物体光を変調する。
 そして、ホログラム製造方法は、第2空間光変調制御工程として、制御手段により、セルの移動に同期して、ホログラム再生時における光源の位置を参照光の相対位置として、コヒーレント光から分離された他方の光の位相を変調して参照光を生成するように第2空間光変調手段を制御する。
 これによって、ホログラム製造方法は、セル単位で、相対的に照射方向の異なる参照光を用いて、ホログラムを製造することができる。
In this procedure, in the hologram manufacturing method, as a cell position control step, the recording medium moving means is controlled by the control means so that the cell to be written moves to the irradiation position.
In the hologram manufacturing method, as the cell data display step, the control unit displays the hologram data corresponding to the cell on the first spatial light modulation unit in synchronization with the movement of the cell. As a result, the object light is modulated in units of cells by the one light separated from the coherent light.
Then, in the hologram manufacturing method, as the second spatial light modulation control step, the control means synchronizes with the movement of the cell and uses the position of the light source at the time of reproducing the hologram as the relative position of the reference light to separate the other from the coherent light. The second spatial light modulator is controlled so as to generate the reference light by modulating the phase of the light.
As a result, the hologram manufacturing method can manufacture a hologram using reference light having relatively different irradiation directions in cell units.
 本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
 本発明によれば、ホログラム再生時の光源に応じたセル単位で異なる参照光をホログラム記録媒体に照射して、ホログラムを生成することができる。
 これによって、本発明は、ホログラム再生時において物体光の再現性を高めたホログラムを生成することができる。
The present invention has the following excellent effects.
According to the present invention, it is possible to generate a hologram by irradiating the hologram recording medium with different reference light in cell units according to the light source during hologram reproduction.
Accordingly, the present invention can generate a hologram with improved reproducibility of object light during hologram reproduction.
本発明の第1実施形態に係るホログラム記録装置の構成を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a configuration of a hologram recording apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1のホログラム記録制御装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the hologram recording control apparatus of FIG. ホログラム記録媒体とミラーとの関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between a hologram recording medium and a mirror. 本発明の第1実施形態に係るホログラム記録装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the hologram recording apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るホログラム記録装置の構成を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the structure of the hologram recording apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図5のホログラム記録制御装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the hologram recording control apparatus of FIG. ホログラム面の複素振幅分布を演算する手法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method of calculating the complex amplitude distribution of a hologram surface. 本発明の第2実施形態に係るホログラム記録装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the hologram recording apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るホログラム記録装置の構成を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the structure of the hologram recording apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図9のホログラム記録制御装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the hologram recording control apparatus of FIG. 縮小光学系の構成例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structural example of a reduction optical system.
 以下、図面を参照して本発明に係るホログラム記録装置およびホログラム製造方法を実施するための形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out a hologram recording apparatus and a hologram manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
≪第1実施形態≫
[ホログラム記録装置の構成]
 図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るホログラム記録装置1の構成について説明する。
<< First Embodiment >>
[Configuration of hologram recording apparatus]
With reference to FIG. 1, the structure of the hologram recording apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
 ホログラム記録装置1は、予め定めた大きさの矩形領域であるセルEH単位で、ホログラム記録媒体Hにホログラムを記録するものである。ここでは、ホログラム記録装置1は、コヒーレント光源10と、光源分離手段11と、ミラー12(12,12)と、ハーフミラー13と、第1空間光変調手段14と、不要光除去手段15と、結像手段16と、第2空間光変調手段17と、記録媒体移動手段18と、ホログラム記録制御装置20と、を備える。なお、コヒーレント光源10と光源分離手段11との間には、レーザ光のビーム径を拡大し、平行光にするビームエキスパンダーを備えるが、ここでは、図示を省略している。また、物体光および参照光の光路上において、それぞれの光を書き込み対象のセルEH以外に照射しないように周辺部を遮光する遮蔽板を備えるが、ここでは、図示を省略している。 The hologram recording apparatus 1 records a hologram on a hologram recording medium H in units of cells EH that are rectangular areas having a predetermined size. Here, the hologram recording apparatus 1 includes a coherent light source 10, a light source separation unit 11, a mirror 12 (12 1 , 12 2 ), a half mirror 13, a first spatial light modulation unit 14, and an unnecessary light removal unit 15. And imaging means 16, second spatial light modulation means 17, recording medium moving means 18, and hologram recording control device 20. A beam expander is provided between the coherent light source 10 and the light source separation means 11 to enlarge the beam diameter of the laser light and make it parallel light, but the illustration is omitted here. In addition, a shielding plate that shields the peripheral portion so as not to irradiate the light other than the cell EH to be written on the optical paths of the object light and the reference light is provided, but the illustration is omitted here.
 コヒーレント光源10は、コヒーレント光(レーザ光)を発光するものである。このコヒーレント光源10は、例えば、波長が532nmの緑色レーザ光を出射する半導体レーザで構成することができる。
 このコヒーレント光源10は、コヒーレント光を光源分離手段11に出射する。ここでは、コヒーレント光源10は、ホログラム記録制御装置20の制御によって、コヒーレント光の出射のON/OFFが制御される。例えば、コヒーレント光源10は、内部または出射口近傍にシャッタ(例えば、光シャッタ)を備え、ホログラム記録制御装置20の指示により、コヒーレント光の出射のON/OFFを行う。
The coherent light source 10 emits coherent light (laser light). The coherent light source 10 can be constituted by, for example, a semiconductor laser that emits green laser light having a wavelength of 532 nm.
The coherent light source 10 emits coherent light to the light source separation unit 11. Here, the coherent light source 10 is controlled to turn on / off the emission of coherent light under the control of the hologram recording control device 20. For example, the coherent light source 10 includes a shutter (for example, an optical shutter) inside or in the vicinity of the emission port, and turns on / off the emission of coherent light according to an instruction from the hologram recording control device 20.
 光源分離手段11は、入射光を異なる方向に分離するものである。例えば、光源分離手段11は、クロスハーフミラーで構成することができる。
 ここでは、光源分離手段11は、コヒーレント光源10から入射した光を、物体光を生成するための光として、ミラー(ミラー12,ハーフミラー13)を経由して、第1空間光変調手段14に照射し、参照光となる光として、ミラー(ミラー12)を経由して、第2空間光変調手段17に照射する。
The light source separation unit 11 separates incident light in different directions. For example, the light source separation means 11 can be configured by a cross half mirror.
Here, the light source separation means 11 uses the light incident from the coherent light source 10 as light for generating object light via the mirrors (mirror 12 1 , half mirror 13) and first spatial light modulation means 14. The second spatial light modulator 17 is irradiated as light serving as reference light via a mirror (mirror 12 2 ).
 ミラー12は、入射光を全反射する全ミラーである。ここでは、ミラー12は、光源分離手段11で分離された一方のレーザ光をハーフミラー13に反射する。また、ミラー12は、光源分離手段11で分離された他方のレーザ光を第2空間光変調手段17内のミラー170に反射する。 The mirror 12 is a total mirror that totally reflects incident light. Here, the mirror 12 1 reflects one of the laser light separated by the light source separating means 11 to the half mirror 13. The mirror 12 2 reflects the other laser light separated by the light source separating means 11 to the mirror 170 of the second spatial light modulating means within 17.
 ハーフミラー13は、入射した光の一部を反射し、残りを透過させるものである。ここでは、ハーフミラー13は、ミラー12で反射した光を第1空間光変調手段14に反射する。また、ハーフミラー13は、第1空間光変調手段14に反射して変調された光を透過し、不要光除去手段15に出射する。このハーフミラー13は、偏光ビームスプリッタ(Polarizing Beam Splitter:PBS)で構成することができる。 The half mirror 13 reflects a part of the incident light and transmits the rest. Here, the half mirror 13 reflects the light reflected by the mirror 12 1 to the first spatial light modulating means 14. The half mirror 13 transmits the light reflected and modulated by the first spatial light modulator 14 and emits the light to the unnecessary light remover 15. The half mirror 13 can be composed of a polarizing beam splitter (PBS).
 第1空間光変調手段(SLM)14は、ホログラムデータの光の強度分布または位相分布を変調するものである。この第1空間光変調手段14は、SLM(Spatial Light Modulator)で構成することができる。
 この第1空間光変調手段14は、ホログラム記録制御装置20から入力したホログラムデータをページデータとして表示し、ハーフミラー13から照射される光によって変調された光(複素振幅分布)を物体光として出射する。
 なお、素子を液晶とするSLM14を用いることで、光の位相分布または強度分布を変調することができ、素子をDMD(Digital Mirror Device)とするSLM14を用いることで、光の強度分布を変調することができる。
The first spatial light modulator (SLM) 14 modulates the light intensity distribution or phase distribution of the hologram data. The first spatial light modulator 14 can be composed of an SLM (Spatial Light Modulator).
The first spatial light modulator 14 displays hologram data input from the hologram recording control device 20 as page data, and emits light (complex amplitude distribution) modulated by the light emitted from the half mirror 13 as object light. To do.
In addition, the phase distribution or the intensity distribution of light can be modulated by using the SLM 14 that uses liquid crystal as the element, and the intensity distribution of light can be modulated by using the SLM 14 that uses the element as a DMD (Digital Mirror Device). be able to.
 不要光除去手段15は、SLM14から物体光と共に出射される不要光を除去するものである。この不要光除去手段15は、SLM14の回折光のうち、物体光である1次回折光のみを通過させる。すなわち、不要光除去手段15は、0次回折光、高次回折光を除去する。
 この不要光除去手段15は、レンズ150と、遮蔽板151と、レンズ152と、で構成される。なお、レンズ150,152は、同じ焦点距離fとする。また、レンズ150は、SLM14から焦点距離fだけ離間した位置に配置され、レンズ150と遮蔽板151との距離、および、遮蔽板151とレンズ152との距離は、焦点距離fとする。
The unnecessary light removing unit 15 removes unnecessary light emitted from the SLM 14 together with the object light. The unnecessary light removing unit 15 allows only the first-order diffracted light that is object light among the diffracted light of the SLM 14 to pass therethrough. That is, the unnecessary light removing unit 15 removes the 0th-order diffracted light and the high-order diffracted light.
The unnecessary light removing unit 15 includes a lens 150, a shielding plate 151, and a lens 152. The lenses 150 and 152 have the same focal length f. The lens 150 is disposed at a position separated from the SLM 14 by the focal length f, and the distance between the lens 150 and the shielding plate 151 and the distance between the shielding plate 151 and the lens 152 are the focal length f.
 レンズ150は、ハーフミラー13を透過した物体光のフーリエ変換像(周波数分布)を遮蔽板151に集光するもので、例えば、凸レンズである。
 遮蔽板151は、不要光を除去するもので、ハーフゾーンプレート処理を行うための、物体光の半分を遮蔽するマスクである。
 レンズ152は、遮蔽板151を通過した物体光のフーリエ変換像(周波数分布)を物体光(実面での分布)に変換するもので、例えば、凸レンズである。このレンズ152の後段でレンズ152の焦点距離fだけ離れた位置に物体光があらわれることになる。
 この不要光除去手段15で不要光が除去された物体光は、結像手段16に出射される。
The lens 150 condenses the Fourier transform image (frequency distribution) of the object light transmitted through the half mirror 13 on the shielding plate 151, and is, for example, a convex lens.
The shielding plate 151 removes unnecessary light, and is a mask that shields half of the object light for performing the half zone plate processing.
The lens 152 converts a Fourier transform image (frequency distribution) of the object light that has passed through the shielding plate 151 into object light (distribution on the actual surface), and is, for example, a convex lens. Object light appears at a position separated by the focal length f of the lens 152 at the subsequent stage of the lens 152.
The object light from which unnecessary light has been removed by the unnecessary light removing means 15 is emitted to the imaging means 16.
 結像手段16は、不要光が除去された第1空間光変調手段14から出射された光(複素振幅分布)を、ホログラム記録媒体Hの書き込み対象となるセルEHに結像させるものである。この結像手段16は、例えば、レンズ(凸レンズ)で構成することができる。ここで、結像手段16として、焦点距離fのレンズを用いた場合、レンズ152と結像手段16との距離を3f、結像手段16とホログラム記録媒体Hとの距離を2fとすればよい。 The image forming unit 16 forms an image of light (complex amplitude distribution) emitted from the first spatial light modulation unit 14 from which unnecessary light has been removed, on the cell EH to be written on the hologram recording medium H. The imaging means 16 can be constituted by a lens (convex lens), for example. Here, when a lens having a focal length f is used as the imaging unit 16, the distance between the lens 152 and the imaging unit 16 may be 3f, and the distance between the imaging unit 16 and the hologram recording medium H may be 2f. .
 第2空間光変調手段17は、光源分離手段11で分離された光を位相変調するものである。この第2空間光変調手段17は、書き込み対象となるセルEHに対して、光の入射角により位相を変調し、参照光として出射する。ここでは、第2空間光変調手段17は、ミラー170と、回転機構171と、ミラー移動手段172と、を備える。 The second spatial light modulation means 17 is for phase modulation of the light separated by the light source separation means 11. The second spatial light modulator 17 modulates the phase of the cell EH to be written according to the incident angle of light and emits it as reference light. Here, the second spatial light modulation unit 17 includes a mirror 170, a rotation mechanism 171, and a mirror moving unit 172.
 ミラー170は、入射光を全反射するものである。ここでは、ミラー170は、2軸の回転機構171によって回転駆動され、光源分離手段11で分離されてミラー12で反射したレーザ光を、参照光として、セルEHに反射する。なお、ミラー170の光の反射方向(参照光角度)は、回転機構171によって角度が制御される。 The mirror 170 totally reflects incident light. Here, the mirror 170 is rotated by the rotation mechanism 171 of the two axes, the separated by the light source separating means 11 the laser beam reflected by the mirror 12 2, as a reference light and reflects the cell EH. Note that the angle of the light reflection direction (reference light angle) of the mirror 170 is controlled by the rotation mechanism 171.
 回転機構171は、ミラー170を保持し、2軸(水平、垂直)の回転軸により、ミラー170を回転させるものである。この回転機構171は、例えば、ジンバル構造を有し、各軸の回転駆動は、ホログラム記録制御装置20によって制御される。 The rotation mechanism 171 holds the mirror 170 and rotates the mirror 170 by two rotation axes (horizontal and vertical). The rotation mechanism 171 has, for example, a gimbal structure, and the rotation drive of each axis is controlled by the hologram recording control device 20.
 ミラー移動手段172は、ホログラム記録媒体Hに対して平行に配置され、2軸方向(水平方向、垂直方向)に回転機構171を移動させるものである。このミラー移動手段172は、例えば、X-Yステージで構成することができ、ステージ面での移動は、ホログラム記録制御装置20によって制御される。 The mirror moving means 172 is arranged in parallel to the hologram recording medium H and moves the rotating mechanism 171 in two axial directions (horizontal direction and vertical direction). The mirror moving means 172 can be constituted by, for example, an XY stage, and the movement on the stage surface is controlled by the hologram recording control device 20.
 記録媒体移動手段18は、干渉縞を記録する対象であるホログラム記録媒体Hを、干渉縞の書き込み単位のセルEHごとに、水平方向および垂直方向に移動させるものである。この記録媒体移動手段18は、例えば、X-Yステージで構成することができ、ステージ面の移動は、ホログラム記録制御装置20によって制御される。 The recording medium moving means 18 moves the hologram recording medium H, which is a target for recording interference fringes, in the horizontal direction and the vertical direction for each cell EH of the interference fringe writing unit. The recording medium moving means 18 can be constituted by, for example, an XY stage, and the movement of the stage surface is controlled by the hologram recording control device 20.
 ホログラム記録制御装置(制御手段)20は、ホログラム記録装置1全体の動作を制御するものである。このホログラム記録制御装置20は、書き込み対象となるセルEHの中心が、基準位置(結像手段16の光軸上)になるように記録媒体移動手段18を制御するとともに、ミラー170の向きが、既知の照明位置(点光源位置)からセルEHへの参照光の角度となるように、回転機構171およびミラー移動手段172を制御する。
 そして、ホログラム記録制御装置20は、セルEHに対応するホログラムデータをSLM14に表示し、コヒーレント光源10のシャッタを開けることで、物体光および参照光を発生させ、セルEHに干渉縞を記録する。
The hologram recording control device (control means) 20 controls the operation of the entire hologram recording device 1. The hologram recording control device 20 controls the recording medium moving unit 18 so that the center of the cell EH to be written is at the reference position (on the optical axis of the imaging unit 16), and the orientation of the mirror 170 is The rotation mechanism 171 and the mirror moving means 172 are controlled so that the angle of the reference light from the known illumination position (point light source position) to the cell EH is obtained.
Then, the hologram recording control device 20 displays hologram data corresponding to the cell EH on the SLM 14, opens the shutter of the coherent light source 10, generates object light and reference light, and records interference fringes in the cell EH.
 ここで、図2を参照(適宜図1参照)して、ホログラム記録制御装置20の構成について説明する。
 図2に示すように、ホログラム記録制御装置20は、光源制御手段21と、セルデータ表示手段22と、第2空間光変調制御手段23と、セル位置制御手段24と、同期手段25と、を備える。
Here, the configuration of the hologram recording control device 20 will be described with reference to FIG. 2 (refer to FIG. 1 as appropriate).
As shown in FIG. 2, the hologram recording control apparatus 20 includes a light source control means 21, a cell data display means 22, a second spatial light modulation control means 23, a cell position control means 24, and a synchronization means 25. Prepare.
 光源制御手段21は、コヒーレント光源10の照射のON/OFFを制御するものである。この光源制御手段21は、同期手段25からの指示により、コヒーレント光源10が備えるシャッタの開閉を行う。
 これによって、ホログラム記録制御装置20は、ホログラム記録媒体Hの書き込み対象のセルEHに干渉縞を記録するときだけ、レーザ光を照射させることができる。
The light source control means 21 controls ON / OFF of irradiation of the coherent light source 10. The light source control unit 21 opens and closes the shutter included in the coherent light source 10 according to an instruction from the synchronization unit 25.
Thereby, the hologram recording control apparatus 20 can irradiate the laser beam only when recording the interference fringes on the cell EH to be written on the hologram recording medium H.
 セルデータ表示手段22は、第1空間光変調手段(SLM)14に表示するホログラムデータを出力するものである。このセルデータ表示手段22は、同期手段25からの指示により、書き込み対象のセルEHに対応するホログラムデータを外部から入力し、第1空間光変調手段(SLM)14に出力する。なお、ホログラムデータは、一般的な計算機合成ホログラム(Computer Generated Hologram:CGH)により生成されるものである。
 これによって、ホログラム記録制御装置20は、書き込み対象のセルEHに対応する物体光を発生させるホログラムデータをSLM14に出力することができる。
The cell data display means 22 outputs hologram data to be displayed on the first spatial light modulation means (SLM) 14. The cell data display unit 22 inputs hologram data corresponding to the cell EH to be written from the outside according to an instruction from the synchronization unit 25 and outputs the hologram data to the first spatial light modulation unit (SLM) 14. The hologram data is generated by a general computer generated hologram (CGH).
Thereby, the hologram recording control apparatus 20 can output hologram data for generating object light corresponding to the cell EH to be written to the SLM 14.
 第2空間光変調制御手段23は、第2空間光変調手段17を制御するものである。ここでは、第2空間光変調制御手段23は、参照光角度演算手段230と、ミラー駆動手段231と、を備える。 The second spatial light modulation control means 23 controls the second spatial light modulation means 17. Here, the second spatial light modulation control unit 23 includes a reference light angle calculation unit 230 and a mirror driving unit 231.
 参照光角度演算手段230は、ホログラム再生時におけるホログラム位置と、光源情報として入力される既知の照明位置(点光源位置)との相対位置関係から、書き込み対象のセルEHへの参照光の入射角度を演算するものである。すなわち、参照光角度演算手段230は、仮想3次元空間上のXY平面上に、セルEHの中心が座標原点となるように、ホログラム記録媒体Hを仮想的に配置し、同じ仮想3次元空間上の点光源位置に対する水平角および仰伏角を参照光の入射角度として演算する。この参照光角度演算手段230は、演算に求めた角度を、ミラー駆動手段231に出力する。 The reference light angle calculation means 230 calculates the incident angle of the reference light to the cell EH to be written from the relative positional relationship between the hologram position at the time of hologram reproduction and the known illumination position (point light source position) input as light source information. Is calculated. That is, the reference light angle calculation means 230 virtually arranges the hologram recording medium H on the XY plane in the virtual three-dimensional space so that the center of the cell EH is the coordinate origin, and the same virtual three-dimensional space. The horizontal angle and the elevation angle with respect to the point light source position are calculated as the incident angle of the reference light. The reference light angle calculation unit 230 outputs the angle obtained for the calculation to the mirror driving unit 231.
 ミラー駆動手段231は、書き込み対象のセルEHに対して、参照光角度演算手段230で演算された角度で参照光を照射する位置および角度に、ミラー170を駆動制御するものである。
 すなわち、ミラー駆動手段231は、書き込み対象のセルEHに対して、ミラー170が、参照光の入射角度方向の位置となるように、ミラー移動手段172を駆動し、さらに、ミラー170が、レーザ光の反射光の角度を、参照光の角度となるように、回転機構171を駆動する。なお、ミラー駆動手段231は、ミラー170の駆動を完了した後、駆動完了を同期手段25に通知する。
The mirror driving unit 231 drives and controls the mirror 170 at a position and an angle at which the reference light is applied to the cell EH to be written at the angle calculated by the reference light angle calculating unit 230.
In other words, the mirror driving unit 231 drives the mirror moving unit 172 so that the mirror 170 is positioned in the incident angle direction of the reference light with respect to the cell EH to be written. The rotation mechanism 171 is driven so that the angle of the reflected light becomes the angle of the reference light. The mirror driving unit 231 notifies the synchronization unit 25 of the completion of driving after the driving of the mirror 170 is completed.
 セル位置制御手段24は、書き込み対象のセルEHの中心を、物体光および参照光を照射する基準位置に配置するように、記録媒体移動手段18を駆動制御するものである。この基準位置は、結像手段16の光軸上である。
 このセル位置制御手段24は、同期手段25から指定されたセルEHを、基準位置に配置するように、記録媒体移動手段18を駆動制御し、駆動を完了した後、駆動完了を同期手段25に通知する。
The cell position control means 24 drives and controls the recording medium moving means 18 so that the center of the cell EH to be written is arranged at the reference position where the object light and the reference light are irradiated. This reference position is on the optical axis of the imaging means 16.
The cell position control unit 24 controls the recording medium moving unit 18 so that the cell EH designated by the synchronization unit 25 is arranged at the reference position. After the driving is completed, the driving completion is transferred to the synchronizing unit 25. Notice.
 同期手段25は、ホログラム記録装置1全体の動作を同期制御するものである。この同期手段25は、外部から起動を指示されることで、セル位置制御手段24に対して、書き込み対象となるセルEHの移動を指示する。例えば、ホログラム記録媒体Hの左上のセルを最初の書き込み対象とし、順次、水平方向および垂直方向に書き込み対象を切り替える。
 また、同期手段25は、セルEHの移動に同期して、第2空間光変調制御手段23に対して、書き込み対象となるセルEHへの参照光の角度を演算し、ミラー170を駆動するように指示する。
 また、同期手段25は、セルEHの移動に同期して、セルデータ表示手段22に対して、書き込み対象となるセルEHへのホログラムデータの表示を指示する。
The synchronization unit 25 controls the operation of the entire hologram recording apparatus 1 in synchronization. The synchronization means 25 instructs the cell position control means 24 to move the cell EH to be written by being instructed from outside. For example, the upper left cell of the hologram recording medium H is set as the first writing target, and the writing target is sequentially switched in the horizontal direction and the vertical direction.
Further, in synchronization with the movement of the cell EH, the synchronization unit 25 calculates the angle of the reference light to the cell EH to be written with respect to the second spatial light modulation control unit 23, and drives the mirror 170. To instruct.
The synchronization means 25 instructs the cell data display means 22 to display hologram data on the cell EH to be written in synchronization with the movement of the cell EH.
 そして、同期手段25は、セル位置制御手段24におけるセルEHの駆動、第2空間光変調制御手段23におけるミラー170の駆動、および、セルデータ表示手段22におけるホログラムデータの表示が完了した段階で、光源制御手段21に対して、コヒーレント光源10のシャッタを開け、レーザ光を照射するように指示する。
 これによって、ホログラム記録制御装置20は、ホログラム記録媒体Hのセルごとに、点光源の位置から参照光を照射して、干渉縞を記録するように、ホログラム記録装置1を制御することができる。
The synchronization unit 25 completes the driving of the cell EH in the cell position control unit 24, the driving of the mirror 170 in the second spatial light modulation control unit 23, and the display of hologram data in the cell data display unit 22. The light source controller 21 is instructed to open the shutter of the coherent light source 10 and irradiate the laser beam.
Thereby, the hologram recording control apparatus 20 can control the hologram recording apparatus 1 so as to record the interference fringes by irradiating the reference light from the position of the point light source for each cell of the hologram recording medium H.
 ここで、図3を参照(適宜図1,図2参照)して、ホログラム記録媒体Hとミラー170との関係について模式的に説明する。
 図3に示すように、ホログラム記録媒体Hが、XYZ座標系のXY平面上で駆動され、書き込み対象のセルEHの中心が座標原点に存在しているとする。また、ミラー170は、Z座標がZで、XY平面と平行なxyz座標系のxy平面上で駆動されるものとする。このとき、参照光角度演算手段230は、XYZ座標原点から点光源Lの位置に対する水平角θ、仰伏角θを演算する。
 そして、ミラー駆動手段231は、XYZ座標原点から水平角θ、仰伏角θに対応する位置(x,y)にミラー170を移動させる。さらに、ミラー駆動手段231は、ミラー170からのレーザ光の反射光が、セルEHの中心(XYZ座標原点)方向に反射するように、ミラー170の角度を制御する。
 これによって、ホログラム記録装置1は、セルEHごとに、点光源から参照光を照射した干渉縞を記録することができる。
Here, the relationship between the hologram recording medium H and the mirror 170 will be schematically described with reference to FIG. 3 (see FIGS. 1 and 2 as appropriate).
As shown in FIG. 3, it is assumed that the hologram recording medium H is driven on the XY plane of the XYZ coordinate system, and the center of the cell EH to be written exists at the coordinate origin. Further, it is assumed that the mirror 170 is driven on the xy plane of the xyz coordinate system whose Z coordinate is Z 1 and parallel to the XY plane. At this time, the reference light angle calculation means 230 calculates the horizontal angle θ V and the elevation angle θ H with respect to the position of the point light source L from the XYZ coordinate origin.
Then, the mirror driving unit 231 moves the mirror 170 from the XYZ coordinate origin to a position (x 1 , y 1 ) corresponding to the horizontal angle θ V and the elevation angle θ H. Further, the mirror driving unit 231 controls the angle of the mirror 170 so that the reflected light of the laser beam from the mirror 170 is reflected in the direction of the center (XYZ coordinate origin) of the cell EH.
Thereby, the hologram recording apparatus 1 can record the interference fringes irradiated with the reference light from the point light source for each cell EH.
 以上説明したようにホログラム記録装置1を構成することで、ホログラム記録装置1は、ホログラム全体に同一入射角の平行光を参照光として照射するのではなく、点光源を基準としたセルごとに異なる入射角の平行光を参照光とすることができる。そのため、ホログラム記録装置1は、ホログラム全体として、点光源からの球面波を疑似的に再現した参照光を用いて、ホログラムを生成することができる。
 これによって、ホログラム記録装置1で生成されたホログラムは、ホログラム生成時の相対位置と同じ位置に照明を点光源として配置することで、元の物体光を精度よく再現することができる。
By configuring the hologram recording apparatus 1 as described above, the hologram recording apparatus 1 does not irradiate the entire hologram with parallel light having the same incident angle as reference light, but differs for each cell based on a point light source. The parallel light at the incident angle can be used as the reference light. Therefore, the hologram recording apparatus 1 can generate a hologram using the reference light in which the spherical wave from the point light source is reproduced in a pseudo manner as the entire hologram.
Accordingly, the hologram generated by the hologram recording apparatus 1 can accurately reproduce the original object light by arranging illumination as a point light source at the same position as the relative position at the time of hologram generation.
[ホログラム記録装置の動作]
 次に、図4を参照(構成については、適宜図1,図2参照)して、本発明の第1実施形態に係るホログラム記録装置1の動作(ホログラム製造方法)について説明する。なお、ここでは、予め第2空間光変調制御手段23に、点光源の位置を示す光源情報が設定されているものとする。
[Operation of hologram recording device]
Next, the operation (hologram manufacturing method) of the hologram recording apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that light source information indicating the position of the point light source is set in advance in the second spatial light modulation controller 23.
 まず、ステップS1において、ホログラム記録装置1は、書き込み対象のセルEHを基準位置(書き込み位置)に移動する。すなわち、ホログラム記録制御装置20は、同期手段25からセル位置制御手段24に、セルEHを基準位置(書き込み位置)に移動させる指示を行う。そして、セル位置制御手段24は、記録媒体移動手段18を駆動制御し、ホログラム記録媒体Hを面方向に移動させて、書き込み対象のセルEHを基準位置に移動させる(セル位置制御工程)。 First, in step S1, the hologram recording apparatus 1 moves the cell EH to be written to a reference position (writing position). That is, the hologram recording control apparatus 20 gives an instruction to move the cell EH to the reference position (writing position) from the synchronization means 25 to the cell position control means 24. Then, the cell position control means 24 drives and controls the recording medium moving means 18 to move the hologram recording medium H in the surface direction to move the cell EH to be written to the reference position (cell position control step).
 そして、ステップS2において、ホログラム記録装置1は、書き込み対象のセルEHに対応するホログラムデータを、第1空間光変調手段(SLM)14に表示する。すなわち、ホログラム記録制御装置20は、同期手段25からの指示により、セルデータ表示手段22によって、書き込み対象のセルEHに対応するホログラムデータを外部から入力し、SLM14に出力する(セルデータ表示工程)。 In step S2, the hologram recording apparatus 1 displays hologram data corresponding to the cell EH to be written on the first spatial light modulation means (SLM) 14. That is, the hologram recording control apparatus 20 inputs hologram data corresponding to the cell EH to be written from the outside by the cell data display unit 22 according to an instruction from the synchronization unit 25 and outputs it to the SLM 14 (cell data display step). .
 そして、ステップS3において、ホログラム記録装置1は、光源情報で指定された点光源位置から、書き込み対象のセルEHへの参照光の入射角度を演算する。すなわち、ホログラム記録制御装置20は、同期手段25からの指示により、第2空間光変調制御手段23の参照光角度演算手段230によって、書き込み対象のセルEHの中心方向に対する点光源位置からの参照光角度(水平角および仰伏角)を演算する。 In step S3, the hologram recording apparatus 1 calculates the incident angle of the reference light to the writing target cell EH from the point light source position designated by the light source information. That is, the hologram recording control apparatus 20 uses the reference light from the point light source position with respect to the center direction of the cell EH to be written by the reference light angle calculation means 230 of the second spatial light modulation control means 23 according to an instruction from the synchronization means 25. Calculate the angles (horizontal angle and elevation angle).
 そして、ステップS4において、ホログラム記録装置1は、反射光が書き込み対象のセルEHへの参照光となる位置および角度となるように、ミラー170の位置を移動するとともに、ミラー170を回転させる。すなわち、ホログラム記録制御装置20は、ミラー駆動手段231によって、ステップS3で演算された参照光角度となる位置に、ミラー移動手段172を駆動してミラー170を移動させ、回転機構171を駆動してミラー170を参照光方向に回転させる(第2空間光変調制御工程)。 In step S4, the hologram recording apparatus 1 moves the position of the mirror 170 and rotates the mirror 170 so that the reflected light has a position and an angle at which the reflected light becomes the reference light to the writing target cell EH. That is, the hologram recording control device 20 drives the mirror moving unit 172 to move the mirror 170 to the position corresponding to the reference light angle calculated in step S3 by the mirror driving unit 231, and drives the rotating mechanism 171. The mirror 170 is rotated in the reference light direction (second spatial light modulation control step).
 その後、ステップS5において、ホログラム記録装置1は、書き込み対象のセルEHに、物体光および参照光を照射し、干渉縞を記録する。すなわち、ホログラム記録制御装置20は、同期手段25からの指示により、光源制御手段21によって、コヒーレント光源10のシャッタを開けて、レーザ光を照射する。これによって、光源分離手段11で分離されたレーザ光が、それぞれ、物体光および参照光として、書き込み対象のセルEHに照射され、干渉縞が記録される。なお、干渉縞を記録するための予め定めた時間の照射が完了した後、光源制御手段21は、コヒーレント光源10のシャッタを閉じて、レーザ光の照射を停止する。 Thereafter, in step S5, the hologram recording apparatus 1 irradiates the writing target cell EH with object light and reference light to record interference fringes. That is, the hologram recording control device 20 irradiates the laser beam by opening the shutter of the coherent light source 10 by the light source control unit 21 according to an instruction from the synchronization unit 25. As a result, the laser light separated by the light source separation means 11 is irradiated to the cell EH to be written as object light and reference light, respectively, and interference fringes are recorded. In addition, after the irradiation for the predetermined time for recording an interference fringe is completed, the light source control means 21 closes the shutter of the coherent light source 10, and stops irradiation of a laser beam.
 そして、ステップS6において、ホログラム記録装置1は、同期手段25によって、ホログラム記録媒体HのすべてのセルEHへの記録が完了したか否かを判定する。
 ここで、すべてのセルEHへの記録が完了していない場合(No)、ホログラム記録装置1は、ステップS1に戻って、動作を継続する。一方、すべてのセルEHへの記録が完了した場合(Yes)、ホログラム記録装置1は、動作を終了する。
 以上の動作によって、ホログラム記録装置1は、既知の照明位置を点光源とした参照光を疑似的な球面波として、ホログラム記録を行うことができる。
In step S <b> 6, the hologram recording apparatus 1 determines whether or not recording to all the cells EH of the hologram recording medium H is completed by the synchronization unit 25.
Here, when the recording to all the cells EH is not completed (No), the hologram recording apparatus 1 returns to step S1 and continues the operation. On the other hand, when the recording to all the cells EH is completed (Yes), the hologram recording apparatus 1 ends the operation.
With the above operation, the hologram recording apparatus 1 can perform hologram recording using the reference light having a known illumination position as a point light source as a pseudo spherical wave.
≪第2実施形態≫
[ホログラム記録装置の構成]
 図5を参照して、本発明の第2実施形態に係るホログラム記録装置1Bの構成について説明する。ホログラム記録装置1(図1)は、第2空間光変調手段17によって、セル単位では平行光である疑似的な球面波を参照光とするものであった。しかし、ホログラム記録装置1Bは、セルEHに対しても球面波等の平行光以外の光を参照光として干渉縞を記録するものである。
<< Second Embodiment >>
[Configuration of hologram recording apparatus]
With reference to FIG. 5, the configuration of a hologram recording apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention will be described. In the hologram recording apparatus 1 (FIG. 1), the second spatial light modulator 17 uses a pseudo spherical wave that is parallel light in cell units as reference light. However, the hologram recording apparatus 1B records interference fringes on the cell EH using light other than parallel light such as spherical waves as reference light.
 図5に示すように、ホログラム記録装置1Bは、コヒーレント光源10と、光源分離手段11と、ミラー12(12,12)と、ハーフミラー13(13,13)と、第1空間光変調手段14と、不要光除去手段15と、結像手段16(16,16)と、第2空間光変調手段17Bと、記録媒体移動手段18と、ホログラム記録制御装置20Bと、を備える。
 ハーフミラー13、結像手段16、第2空間光変調手段17Bおよびホログラム記録制御装置20B以外の構成は、図1で説明したホログラム記録装置1と同じ構成であるため説明を省略する。
As shown in FIG. 5, the hologram recording apparatus 1B includes a coherent light source 10, a light source separating unit 11, mirrors 12 (12 1 , 12 2 ), a half mirror 13 (13 1 , 13 2 ), and a first space. The light modulation means 14, the unnecessary light removal means 15, the imaging means 16 (16 1 , 16 2 ), the second spatial light modulation means 17B, the recording medium moving means 18, and the hologram recording control device 20B Prepare.
A half mirror 13 2, the imaging unit 16 2, other than the second spatial light modulator means 17B and the hologram recording control unit 20B structures is omitted because the same configuration as the hologram recording apparatus 1 described in FIG.
 ハーフミラー13は、入射した光の一部を反射し、残りを透過させるものである。ここでは、ハーフミラー13は、ミラー12で反射した光を第2空間光変調手段17Bに反射する。また、ハーフミラー13は、第2空間光変調手段17Bに反射して変調された光を透過し、結像手段16に出射する。このハーフミラー13は、偏光ビームスプリッタ(PBS)で構成することができる。 Half mirror 13 2 reflects a portion of incident light, but which transmits the rest. Here, the half mirror 13 2 reflects the light reflected by the mirror 12 2 to the second spatial light modulator means 17B. Further, the half mirror 13 2 reflects the second spatial light modulator means 17B through the modulated light is emitted to the imaging unit 16 2. The half mirror 13 2, it can be composed of a polarization beam splitter (PBS).
 結像手段16は、第2空間光変調手段17Bから出射された光(複素振幅分布)を、ホログラム記録媒体Hの書き込み対象となるセルEHに結像させるものである。この結像手段16は、例えば、レンズ(凸レンズ)で構成することができる。ここで、結像手段16として、焦点距離fのレンズを用いた場合、SLM17Bと結像手段16との距離を2f、結像手段16とホログラム記録媒体Hとの距離を2fとすればよい。 Imaging means 16 2, the light emitted from the second spatial light modulator means 17B (complex amplitude distribution), is intended for forming a cell EH to be written in the holographic recording medium H. The imaging means 16 2, for example, can be constituted by a lens (convex lens). Here, by the imaging means 16 2, when using a lens of focal length f, and the distance between the SLM17B and the imaging unit 16 2 2f, the distance between the imaging means 16 2 and the hologram recording medium H and 2f That's fine.
 第2空間光変調手段(SLM)17Bは、光の強度分布または位相分布を変調するものである。この第2空間光変調手段17Bは、SLM(Spatial Light Modulator)で構成することができる。
 この第2空間光変調手段17Bは、ホログラム記録制御装置20から入力した複素振幅分布のページデータを表示し、ハーフミラー13から入射される光によって変調された光(複素振幅分布)を参照光として出射する。
The second spatial light modulator (SLM) 17B modulates the light intensity distribution or phase distribution. The second spatial light modulator 17B can be composed of an SLM (Spatial Light Modulator).
The second spatial light modulator means 17B displays the page data of the complex amplitude distribution input from the hologram recording controller 20, the reference beam light modulated by the light incident (complex amplitude distribution) from the half mirror 13 2 To be emitted.
 ホログラム記録制御装置(制御手段)20Bは、ホログラム記録装置1B全体の動作を制御するものである。このホログラム記録制御装置20Bは、書き込み対象となるセルEHに対して、既知の光源位置からの参照光を照射するように、第2空間光変調手段17Bを制御する。
 ホログラム記録制御装置20Bにおける第2空間光変調手段17Bの制御以外の機能は、ホログラム記録制御装置20(図1)と同じである。
The hologram recording control device (control means) 20B controls the operation of the entire hologram recording device 1B. This hologram recording control device 20B controls the second spatial light modulator 17B so that the cell EH to be written is irradiated with reference light from a known light source position.
Functions other than the control of the second spatial light modulator 17B in the hologram recording control device 20B are the same as those of the hologram recording control device 20 (FIG. 1).
 ここで、図6を参照(適宜図5参照)して、ホログラム記録制御装置20Bの構成について説明する。
 図6に示すように、ホログラム記録制御装置20Bは、光源制御手段21と、セルデータ表示手段22と、第2空間光変調制御手段23Bと、セル位置制御手段24と、同期手段25Bと、を備える。第2空間光変調制御手段23Bおよび同期手段25B以外の構成は、図2で説明したホログラム記録制御装置20の構成と同じ構成であるため説明を省略する。
Here, the configuration of the hologram recording control apparatus 20B will be described with reference to FIG. 6 (refer to FIG. 5 as appropriate).
As shown in FIG. 6, the hologram recording control device 20B includes a light source control means 21, a cell data display means 22, a second spatial light modulation control means 23B, a cell position control means 24, and a synchronization means 25B. Prepare. The configuration other than the second spatial light modulation control unit 23B and the synchronization unit 25B is the same as the configuration of the hologram recording control apparatus 20 described in FIG.
 第2空間光変調制御手段23Bは、第2空間光変調手段17Bを制御するものである。ここでは、第2空間光変調制御手段23Bは、複素振幅分布演算手段232と、複素振幅分布表示手段233と、を備える。 The second spatial light modulation control means 23B controls the second spatial light modulation means 17B. Here, the second spatial light modulation control unit 23B includes a complex amplitude distribution calculation unit 232 and a complex amplitude distribution display unit 233.
 複素振幅分布演算手段232は、既知の光源位置からの参照光がホログラム面に到達したときの複素振幅分布(波面)を演算するものである。
 具体的に、図7を参照して、複素振幅分布演算手段232の演算手法について説明する。図7に示すように、ホログラム記録媒体Hのxy座標系と点光源Lが存在するxy座標系とが同一座標系で距離dだけ離れているものとする。また、g(x,y)を点光源Lの振幅と位相を複素数で表したものとする。また、波長をλ、虚数単位をjとする。
 この場合、ホログラム上の参照光の波面である書き込み対象のセルEHの複素振幅分布u(x,y)は、回折のフレネル(Fresnel)近似により、以下の式(1)で表すことができる。
The complex amplitude distribution calculation means 232 calculates a complex amplitude distribution (wavefront) when reference light from a known light source position reaches the hologram surface.
Specifically, the calculation method of the complex amplitude distribution calculation means 232 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, it is assumed that the xy coordinate system of the hologram recording medium H and the xy coordinate system where the point light source L exists are separated by a distance d in the same coordinate system. Further, it is assumed that representation g of (x 1, y 1) the amplitude and phase of the point light source L in the complex. The wavelength is λ and the imaginary unit is j.
In this case, the complex amplitude distribution u (x 2 , y 2 ) of the cell EH to be written, which is the wavefront of the reference light on the hologram, can be expressed by the following formula (1) by the Fresnel approximation of diffraction. it can.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 すなわち、複素振幅分布演算手段232は、既知の点光源位置を光源情報として入力し、前記式(1)の演算を行うことで、書き込み対象のセルEHの参照光の複素振幅分布u(x,y)を演算する。
 ただし、フレネル近似は、使用できる領域に制限があることが知られており、距離dに応じて、複素振幅分布u(x,y)の演算手法を代えることが好ましい。
 具体的には、フレネル近似を用いる場合、距離dが近い方については、g(x,y)のホログラム面での分布範囲の矩形となるセルEHの開口の一辺Dが、以下の式(2)を満たしている必要がある。
That is, the complex amplitude distribution calculation means 232 inputs a known point light source position as light source information, and performs the calculation of the above equation (1), whereby the complex amplitude distribution u (x 2 ) of the reference light of the writing target cell EH. , Y 2 ).
However, it is known that the area that can be used for the Fresnel approximation is limited, and it is preferable to change the calculation method of the complex amplitude distribution u (x 2 , y 2 ) according to the distance d.
Specifically, when the Fresnel approximation is used, for the shorter distance d, one side D of the opening of the cell EH that is a rectangular distribution range on the hologram surface of g (x 1 , y 1 ) is expressed by the following equation: (2) must be satisfied.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 よって、距離dが、この式(2)よりも近い範囲の場合、複素振幅分布演算手段232は、FDTD(Finite-difference time-domain)法等の他の手法で複素振幅分布u(x,y)を求めることとする。
 一方、距離dが遠い方については、g(x,y)のホログラム面での分布範囲の矩形となるセルEHの開口の一辺Dが、以下の式(3)を満たしている必要がある。
Therefore, when the distance d is in a range closer to the equation (2), the complex amplitude distribution calculating unit 232 uses another method such as the FDTD (Finite-difference time-domain) method to calculate the complex amplitude distribution u (x 2 , Let y 2 ) be obtained.
On the other hand, for the longer distance d, one side D of the opening of the cell EH that is a rectangular distribution range on the hologram plane of g (x 1 , y 1 ) needs to satisfy the following expression (3). is there.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 よって、距離dが、この式(3)よりも遠い範囲の場合、複素振幅分布演算手段232は、フラウンフォーファー近似により、複素振幅分布u(x,y)を求めることとする。なお、複素振幅分布演算手段232は、光源情報として、複数の光源を指定されることとしてもよい。その場合、複素振幅分布演算手段232は、個々の光源から複素振幅分布u(x,y)を演算し、複素和を求めることで、ホログラム上の参照光の複素振幅分布を演算する。
 これによって、複素振幅分布演算手段232は、点光源(電球)以外にも、線光源(蛍光灯)、複数の点光源(多灯の電球)等による参照光を再現することができる。
 この複素振幅分布演算手段232は、演算した複素振幅分布を複素振幅分布表示手段233に出力する。
Therefore, when the distance d is in a range farther than the equation (3), the complex amplitude distribution calculating unit 232 obtains the complex amplitude distribution u (x 2 , y 2 ) by Fraunhofer approximation. Note that the complex amplitude distribution calculation means 232 may designate a plurality of light sources as the light source information. In that case, the complex amplitude distribution calculation means 232 calculates the complex amplitude distribution of the reference light on the hologram by calculating the complex amplitude distribution u (x 2 , y 2 ) from each light source and obtaining the complex sum.
As a result, the complex amplitude distribution calculating means 232 can reproduce reference light from a line light source (fluorescent lamp), a plurality of point light sources (multiple light bulbs), etc., in addition to the point light source (light bulb).
The complex amplitude distribution calculation unit 232 outputs the calculated complex amplitude distribution to the complex amplitude distribution display unit 233.
 複素振幅分布表示手段233は、第2空間光変調手段(SLM)17Bに表示する複素振幅分布を出力するものである。これによって、書き込み対象のセルEHに、光源の位置や数に応じた平行光以外の参照光を照射することができる。 The complex amplitude distribution display means 233 outputs the complex amplitude distribution to be displayed on the second spatial light modulation means (SLM) 17B. As a result, it is possible to irradiate the writing target cell EH with reference light other than parallel light according to the position and number of the light sources.
 同期手段25Bは、ホログラム記録装置1B全体の動作を同期制御するものである。この同期手段25Bは、第2空間光変調制御手段23Bの制御以外は、同期手段25(図2)と同じである。
 同期手段25Bは、セルEHの移動に同期して、第2空間光変調制御手段23Bに対して、書き込み対象となるセルEHへの参照光の複素振幅分布を演算し、第2空間光変調手段17Bに出力するように指示する。
The synchronization means 25B controls the operation of the entire hologram recording apparatus 1B in synchronization. This synchronization means 25B is the same as the synchronization means 25 (FIG. 2) except for the control of the second spatial light modulation control means 23B.
The synchronization unit 25B calculates a complex amplitude distribution of the reference light to the cell EH to be written to the second spatial light modulation control unit 23B in synchronization with the movement of the cell EH, and the second spatial light modulation unit 17B is instructed to output.
 そして、同期手段25Bは、セル位置制御手段24におけるセルEHの駆動、第2空間光変調制御手段23Bにおける複素振幅分布の表示、および、セルデータ表示手段22におけるホログラムデータの表示が完了した段階で、光源制御手段21に対して、コヒーレント光源10のシャッタを開け、レーザ光を照射するように指示する。
 このように、ホログラム記録制御装置20Bは、ホログラム記録媒体Hのセルごとに、光源情報に基づく光源の位置から参照光を照射して、干渉縞を記録するように、ホログラム記録装置1Bを制御することができる。
The synchronization unit 25B completes the driving of the cell EH in the cell position control unit 24, the display of the complex amplitude distribution in the second spatial light modulation control unit 23B, and the display of the hologram data in the cell data display unit 22. The light source controller 21 is instructed to open the shutter of the coherent light source 10 and irradiate the laser beam.
As described above, the hologram recording control device 20B controls the hologram recording device 1B so as to record the interference fringes by irradiating the reference light from the position of the light source based on the light source information for each cell of the hologram recording medium H. be able to.
 以上説明したようにホログラム記録装置1Bを構成することで、ホログラム記録装置1Bは、光源情報に基づく、球面波または複数の光源で生成される複雑な参照光を用いて、ホログラムを生成することができる。
 これによって、ホログラム記録装置1Bで生成されたホログラムは、ホログラム生成時の相対位置と同じ位置に照明を1以上配置することで、元の物体光を精度よく再現することができる。
By configuring the hologram recording apparatus 1B as described above, the hologram recording apparatus 1B can generate a hologram using a spherical wave or complex reference light generated by a plurality of light sources based on light source information. it can.
Thus, the hologram generated by the hologram recording apparatus 1B can accurately reproduce the original object light by arranging one or more illuminations at the same position as the relative position at the time of hologram generation.
[ホログラム記録装置の動作]
 次に、図8を参照(構成については、適宜図5,図6参照)して、本発明の第2実施形態に係るホログラム記録装置1Bの動作(ホログラム製造方法)について説明する。なお、ここでは、予め第2空間光変調制御手段23Bに、1つ以上の点光源の位置を示す光源情報が設定されているものとする。
 ここで、ステップS1,S2,S5,S6の動作は、図4で説明したホログラム記録装置1の動作と同じであるため、説明を省略する。
[Operation of hologram recording device]
Next, the operation (hologram manufacturing method) of the hologram recording apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that light source information indicating the positions of one or more point light sources is set in advance in the second spatial light modulation control unit 23B.
Here, the operations of steps S1, S2, S5, and S6 are the same as the operations of the hologram recording apparatus 1 described with reference to FIG.
 ステップS2の後、ステップS3Bにおいて、ホログラム記録装置1Bは、ホログラム面における複素振幅分布を演算する。すなわち、ホログラム記録制御装置20Bは、同期手段25Bからの指示により、第2空間光変調制御手段23Bの複素振幅分布演算手段232によって、1以上の点光源位置から、ホログラム面における複素振幅分布を演算する。 After step S2, in step S3B, the hologram recording apparatus 1B calculates a complex amplitude distribution on the hologram surface. That is, the hologram recording control device 20B calculates the complex amplitude distribution on the hologram surface from one or more point light source positions by the complex amplitude distribution calculating means 232 of the second spatial light modulation control means 23B according to an instruction from the synchronizing means 25B. To do.
 そして、ステップS4Bにおいて、ホログラム記録装置1Bは、複素振幅分布を第2空間光変調手段17Bに表示する。すなわち、ホログラム記録制御装置20Bは、複素振幅分布表示手段233によって、ステップS3Bで演算された複素振幅分布を第2空間光変調手段17Bに表示する(第2空間光変調制御工程)。
 以降の動作は、図4で説明したホログラム記録装置1の動作と同じである
 以上の動作によって、ホログラム記録装置1Bは、既知の1以上の照明位置からの参照光となる波面を発生させて、ホログラム記録を行うことができる。
In step S4B, the hologram recording apparatus 1B displays the complex amplitude distribution on the second spatial light modulator 17B. That is, the hologram recording control apparatus 20B displays the complex amplitude distribution calculated in step S3B on the second spatial light modulation unit 17B by the complex amplitude distribution display unit 233 (second spatial light modulation control step).
The subsequent operation is the same as the operation of the hologram recording apparatus 1 described with reference to FIG. 4. With the above operation, the hologram recording apparatus 1B generates a wavefront that becomes reference light from one or more known illumination positions, Hologram recording can be performed.
≪第3実施形態≫
[ホログラム記録装置の構成]
 図9を参照して、本発明の第3実施形態に係るホログラム記録装置1Cの構成について説明する。ホログラム記録装置1B(図5)は、1つのセルEHに対して1回の記録を行うものであった。これに対し、ホログラム記録装置1Cは、セルEHに対して複数の入射角(位相分布)を持つ参照光を用いてホログラムを記録するものである。
 図8に示すように、ホログラム記録装置1Cは、ホログラム記録装置1B(図5)と比べて、ホログラム記録制御装置20Cの構成が異なるだけである。
 そこで、ここでは、ホログラム記録制御装置(制御手段)20Cについてのみ説明する。
«Third embodiment»
[Configuration of hologram recording apparatus]
With reference to FIG. 9, a configuration of a hologram recording apparatus 1C according to the third embodiment of the present invention will be described. The hologram recording apparatus 1B (FIG. 5) performs recording once for one cell EH. On the other hand, the hologram recording apparatus 1C records a hologram using reference light having a plurality of incident angles (phase distributions) with respect to the cell EH.
As shown in FIG. 8, the hologram recording apparatus 1C is different from the hologram recording apparatus 1B (FIG. 5) only in the configuration of the hologram recording control apparatus 20C.
Therefore, only the hologram recording control device (control means) 20C will be described here.
 図9に示すように、ホログラム記録制御装置20Cは、光源制御手段21と、セルデータ表示手段22Cと、第2空間光変調制御手段23Bと、セル位置制御手段24と、同期手段25Cと、を備える。セルデータ表示手段22Cおよび同期手段25C以外の構成は、図6で説明したホログラム記録制御装置20Bの構成と同じ構成であるため説明を省略する。 As shown in FIG. 9, the hologram recording control device 20C includes a light source control means 21, a cell data display means 22C, a second spatial light modulation control means 23B, a cell position control means 24, and a synchronization means 25C. Prepare. Since the configuration other than the cell data display unit 22C and the synchronization unit 25C is the same as the configuration of the hologram recording control apparatus 20B described with reference to FIG.
 セルデータ表示手段22Cは、第1空間光変調手段(SLM)14に表示するホログラムデータを出力するものである。このセルデータ表示手段22Cは、同期手段25Cからの指示により、書き込み対象のセルEHに対応するホログラムデータを外部から入力し、第1空間光変調手段(SLM)14に出力する。
 このとき、ホログラムデータとして、視野角が異なるホログラムデータを準備しておく。例えば、30°ごとにずれた視野角のホログラムデータを3つ予め生成しておく。
 そして、セルデータ表示手段22Cは、同期手段25Cからの指示により、書き込み対象のセルEHに対応する視野角の異なるホログラムデータを順次外部から入力し、第1空間光変調手段(SLM)14に出力する。
The cell data display means 22C outputs hologram data to be displayed on the first spatial light modulation means (SLM) 14. The cell data display means 22C inputs hologram data corresponding to the cell EH to be written from the outside according to an instruction from the synchronization means 25C, and outputs it to the first spatial light modulation means (SLM) 14.
At this time, hologram data having different viewing angles are prepared as hologram data. For example, three hologram data having a viewing angle shifted every 30 ° are generated in advance.
Then, the cell data display unit 22C sequentially inputs hologram data having different viewing angles corresponding to the cell EH to be written from the outside in accordance with an instruction from the synchronization unit 25C, and outputs the hologram data to the first spatial light modulation unit (SLM) 14. To do.
 同期手段25Cは、ホログラム記録装置1C全体の動作を同期制御するものである。この同期手段25Cは、セルデータ表示手段22Cおよび第2空間光変調制御手段23の制御以外は、同期手段25(図2)と同じである。
 同期手段25Cは、1つのセルEHに対して、複数回の書き込みを行うように、セルデータ表示手段22Cおよび第2空間光変調制御手段23を制御する。
 すなわち、同期手段25Cは、セルデータ表示手段22Cに対して、1つの視野角のホログラムデータの表示を指示し、第2空間光変調制御手段23に対して、複素振幅分布の表示を指示する。そして、同期手段25Cは、1つのセルEHに対して、ある視野角のホログラムデータである物体光と、参照光とによるホログラム記録を視野角ごとに行う。
The synchronization means 25C controls the operation of the entire hologram recording apparatus 1C in synchronization. This synchronization means 25C is the same as the synchronization means 25 (FIG. 2) except for the control of the cell data display means 22C and the second spatial light modulation control means 23.
The synchronization unit 25C controls the cell data display unit 22C and the second spatial light modulation control unit 23 so as to perform writing a plurality of times for one cell EH.
That is, the synchronization unit 25C instructs the cell data display unit 22C to display hologram data at one viewing angle, and instructs the second spatial light modulation control unit 23 to display a complex amplitude distribution. Then, the synchronization unit 25C performs hologram recording with object light, which is hologram data at a certain viewing angle, and reference light for each cell EH for each viewing angle.
 そして、同期手段25Cは、視野角の異なる干渉縞を1つのセルEHに記録した後、他のセルEHを書き込み対象とするように、セル位置制御手段24にセルEHの移動を指示する。
 これによって、ホログラム記録制御装置20Cは、1つのセルEHに、異なる視野角の物体光と参照光とを照射し、干渉縞を重畳して記録することができる。
Then, the synchronization unit 25C instructs the cell position control unit 24 to move the cell EH so that the interference fringes having different viewing angles are recorded in one cell EH, and the other cell EH is set as a writing target.
Accordingly, the hologram recording control apparatus 20C can irradiate the object light and the reference light with different viewing angles on one cell EH, and can record the interference fringes in a superimposed manner.
 以上説明したようにホログラム記録装置1Cを構成することで、ホログラム記録装置1Cは、ホログラム記録装置1B(図5)と同様に、光源情報に基づく、球面波または複数の光源で生成される複雑な参照光を用いて、ホログラムを生成することができる。さらに、視野角の異なるホログラムを多重に記録することができる。 By configuring the hologram recording apparatus 1C as described above, the hologram recording apparatus 1C can be a complex wave generated by a spherical wave or a plurality of light sources based on the light source information, similarly to the hologram recording apparatus 1B (FIG. 5). A hologram can be generated using the reference beam. Further, holograms with different viewing angles can be recorded in multiple.
 これによって、ホログラム記録装置1Cで生成されたホログラムは、ホログラム生成時の相対位置と同じ位置に照明を1以上配置することで、元の物体光を精度よく再現することができる。さらに、ホログラム記録装置1Cで生成されたホログラムは、ホログラム記録装置1Bで生成されたホログラムに対して視野角を広げることができる。
 なお、ホログラム記録装置1Cの動作(ホログラム製造方法)は、1つのセルEHに多重記録を行うこと以外、図8で説明したホログラム記録装置1B(図5)と同様であるため、説明を省略する。
Thus, the hologram generated by the hologram recording apparatus 1C can accurately reproduce the original object light by arranging one or more illuminations at the same position as the relative position at the time of hologram generation. Further, the hologram generated by the hologram recording apparatus 1C can have a wider viewing angle than the hologram generated by the hologram recording apparatus 1B.
The operation of the hologram recording apparatus 1C (hologram manufacturing method) is the same as that of the hologram recording apparatus 1B (FIG. 5) described with reference to FIG. 8 except that multiplex recording is performed on one cell EH, and thus description thereof is omitted. .
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
 ここでは、物体光をセルEHに導く手段として結像手段16(16)を備える構成とした。しかし、SLM14の画素サイズが、コヒーレント光源10の波長と比べて数倍~数十倍程度大きい場合、結像手段16(16)を、図11に示す焦点距離が異なる2つの結像手段(凸レンズ)31,32で構成される縮小光学系30に置き換えることができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment.
Here, the imaging means 16 (16 1 ) is provided as means for guiding the object light to the cell EH. However, when the pixel size of the SLM 14 is several to several tens of times larger than the wavelength of the coherent light source 10, the imaging means 16 (16 1 ) is replaced with two imaging means (FIG. 11) having different focal lengths ( It can be replaced with a reduction optical system 30 comprising convex lenses 31 and 32.
 ここで、レンズ152および結像手段31の焦点距離をf、結像手段32の焦点距離をfとしたとき、不要光除去手段15のレンズ152と結像手段31との距離を3f、結像手段31と結像手段32との距離を2f+2f、結像手段32とセルEHとの距離を2fとする。
 これによって、縮小光学系30は、SLM14の画素サイズを、セルEHの面上で等価的にf:fの割合で縮小することができる。
Here, when the focal length of the lens 152 and the imaging unit 31 is f 1 and the focal length of the imaging unit 32 is f 2 , the distance between the lens 152 of the unnecessary light removing unit 15 and the imaging unit 31 is 3f 1. The distance between the imaging means 31 and the imaging means 32 is 2f 1 + 2f 2 , and the distance between the imaging means 32 and the cell EH is 2f 2 .
Accordingly, the reduction optical system 30 can reduce the pixel size of the SLM 14 equivalently on the surface of the cell EH at a ratio of f 1 : f 2 .
 1,1B,1C ホログラム記録装置
 10  コヒーレント光源
 11  光源分離手段
 12  ミラー
 13  ハーフミラー
 14  第1空間光変調手段(SLM)
 15  不要光除去手段
 16  結像手段
 17  第2空間光変調手段
 170 ミラー
 171 回転機構
 172 ミラー移動機構
 18  記録媒体移動手段
 20  ホログラム記録制御装置(制御手段)
 21  光源制御手段
 22  セルデータ表示手段
 23  第2空間光変調制御手段
 230 参照角度演算手段
 231 ミラー駆動手段
 232 複素振幅分布演算手段
 233 複素振幅分布表示手段
 24  セル位置制御手段
 25  同期手段
1, 1B, 1C Hologram recording apparatus 10 Coherent light source 11 Light source separation means 12 Mirror 13 Half mirror 14 First spatial light modulation means (SLM)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Unnecessary light removal means 16 Imaging means 17 2nd spatial light modulation means 170 Mirror 171 Rotating mechanism 172 Mirror moving mechanism 18 Recording medium moving means 20 Hologram recording control apparatus (control means)
21 Light source control means 22 Cell data display means 23 Second spatial light modulation control means 230 Reference angle calculation means 231 Mirror drive means 232 Complex amplitude distribution calculation means 233 Complex amplitude distribution display means 24 Cell position control means 25 Synchronization means

Claims (5)

  1.  干渉縞をセル単位でホログラム記録媒体に記録するホログラム記録装置であって、
     コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、前記コヒーレント光を2つの光路に分離する光源分離手段と、分離された一方の光により物体光を変調する第1空間光変調手段と、分離された他方の光により参照光を変調する第2空間光変調手段と、書き込み対象となるセルを前記物体光および前記参照光の照射位置に移動する記録媒体移動手段と、制御手段と、を備え、
     前記制御手段は、
     前記書き込み対象となるセルを、前記照射位置に移動するように前記記録媒体移動手段を制御するセル位置制御手段と、
     前記セルの移動に同期して、前記セルに対応するホログラムデータを前記第1空間光変調手段に表示するセルデータ表示手段と、
     前記セルの移動に同期して、ホログラム再生時における光源の位置を前記参照光の相対位置として、前記他方の光の位相を変調して前記参照光を生成するように前記第2空間光変調手段を制御する第2空間光変調制御手段と、
    を備えることを特徴とするホログラム記録装置。
    A hologram recording apparatus for recording interference fringes on a hologram recording medium in cell units,
    A coherent light source that emits coherent light, a light source separation unit that separates the coherent light into two optical paths, a first spatial light modulation unit that modulates object light by one of the separated lights, and the other separated light A second spatial light modulating means for modulating the reference light, a recording medium moving means for moving the cell to be written to the irradiation position of the object light and the reference light, and a control means,
    The control means includes
    Cell position control means for controlling the recording medium moving means so as to move the cell to be written to the irradiation position;
    Cell data display means for displaying hologram data corresponding to the cell on the first spatial light modulation means in synchronization with the movement of the cell;
    Synchronously with the movement of the cell, the second spatial light modulation means generates the reference light by modulating the phase of the other light with the position of the light source at the time of hologram reproduction as the relative position of the reference light. Second spatial light modulation control means for controlling
    A hologram recording apparatus comprising:
  2.  前記第2空間光変調手段は、前記参照光の波面データとなる複素振幅分布を発生させるSLMであって、
     前記制御手段は、前記光源の相対位置から前記書き込み対象となるセルのホログラム面に前記参照光が到達する複素振幅分布を演算する複素振幅分布演算手段と、
     この複素振幅分布演算手段で演算した複素振幅分布を前記SLMに表示する複素振幅分布表示手段と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録装置。
    The second spatial light modulator is an SLM that generates a complex amplitude distribution that is wavefront data of the reference light,
    The control means calculates a complex amplitude distribution calculating means for calculating a complex amplitude distribution in which the reference light reaches the hologram surface of the cell to be written from a relative position of the light source;
    Complex amplitude distribution display means for displaying the complex amplitude distribution calculated by the complex amplitude distribution calculation means on the SLM;
    The hologram recording apparatus according to claim 1, comprising:
  3.  前記セルデータ表示手段が、予め生成された同一セルにおける視野角が異なる2以上のホログラムデータを、前記第1空間光変調手段に順に表示し、
     前記複素振幅分布演算手段が、前記視野角に対応する複素振幅分布を順に演算し、前記複素振幅分布表示手段が前記SLMに表示することで、
     前記同一セルに視野角の異なる干渉縞を重畳して記録することを特徴とする請求項2に記載のホログラム記録装置。
    The cell data display means sequentially displays two or more hologram data having different viewing angles in the same cell generated in advance on the first spatial light modulation means,
    The complex amplitude distribution calculation means sequentially calculates the complex amplitude distribution corresponding to the viewing angle, and the complex amplitude distribution display means displays on the SLM.
    The hologram recording apparatus according to claim 2, wherein interference fringes with different viewing angles are superimposed on the same cell for recording.
  4.  前記第2空間光変調手段は、前記他方の光を反射する回転機構を備えたミラーと、前記ミラーを前記ホログラム記録媒体の面方向に移動させるミラー移動機構とを備え、
     前記第2空間光変調制御手段は、
     前記相対位置から前記照射位置への参照光の角度を演算する参照光角度演算手段と、
     この参照光角度演算手段で演算された参照光の角度となるように、前記回転機構により前記ミラーを回転させるとともに、前記ミラー移動機構により前記ミラーの位置を移動させるミラー駆動手段と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録装置。
    The second spatial light modulator includes a mirror including a rotation mechanism that reflects the other light, and a mirror moving mechanism that moves the mirror in the surface direction of the hologram recording medium,
    The second spatial light modulation control means includes
    Reference light angle calculating means for calculating an angle of reference light from the relative position to the irradiation position;
    Mirror driving means for rotating the mirror by the rotating mechanism and moving the position of the mirror by the mirror moving mechanism so as to be the angle of the reference light calculated by the reference light angle calculating means;
    The hologram recording apparatus according to claim 1, comprising:
  5.  コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、前記コヒーレント光を2つの光路に分離する光源分離手段と、分離された一方の光により物体光を変調する第1空間光変調手段と、分離された他方の光により参照光を変調する第2空間光変調手段と、書き込み対象となるセルを前記物体光および前記参照光の照射位置に移動する記録媒体移動手段と、制御手段と、を備えたホログラム記録装置で、干渉縞をセル単位でホログラム記録媒体に記録するホログラム製造方法であって、
     前記制御手段により、
     前記書き込み対象となるセルを、前記照射位置に移動するように前記記録媒体移動手段を制御するセル位置制御工程と、
     前記セルの移動に同期して、前記セルに対応するホログラムデータを前記第1空間光変調手段に表示するセルデータ表示工程と、
     前記セルの移動に同期して、ホログラム再生時における光源の位置を前記参照光の相対位置として、前記他方の光の位相を変調して前記参照光を生成するように前記第2空間光変調手段を制御する第2空間光変調制御工程と、
    を含むことを特徴とするホログラム製造方法。
    A coherent light source that emits coherent light, a light source separation unit that separates the coherent light into two optical paths, a first spatial light modulation unit that modulates object light by one of the separated lights, and the other separated light A hologram recording apparatus comprising: a second spatial light modulating unit that modulates the reference light by: a recording medium moving unit that moves a cell to be written to an irradiation position of the object light and the reference light; and a control unit. A hologram manufacturing method for recording interference fringes on a hologram recording medium in cell units,
    By the control means,
    A cell position control step of controlling the recording medium moving means to move the cell to be written to the irradiation position;
    A cell data display step of displaying hologram data corresponding to the cell on the first spatial light modulator in synchronization with the movement of the cell;
    Synchronously with the movement of the cell, the second spatial light modulation means generates the reference light by modulating the phase of the other light with the position of the light source at the time of hologram reproduction as the relative position of the reference light. A second spatial light modulation control step for controlling
    A method for manufacturing a hologram, comprising:
PCT/JP2018/014044 2017-04-11 2018-04-02 Hologram recording device and hologram manufacturing method WO2018190164A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017077914A JP7037797B2 (en) 2017-04-11 2017-04-11 Hologram recording device and hologram manufacturing method
JP2017-077914 2017-04-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018190164A1 true WO2018190164A1 (en) 2018-10-18

Family

ID=63792604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/014044 WO2018190164A1 (en) 2017-04-11 2018-04-02 Hologram recording device and hologram manufacturing method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7037797B2 (en)
WO (1) WO2018190164A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024012939A1 (en) * 2022-07-14 2024-01-18 HELLA GmbH & Co. KGaA Method and device for producing a computer-generated hologram, hologram, and lighting device for a vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06266277A (en) * 1993-03-12 1994-09-22 Toppan Printing Co Ltd Formation of hologram and device
JPH11249536A (en) * 1998-02-27 1999-09-17 Hideyoshi Horigome Device and method for preparing hologram
JP2000035745A (en) * 1998-07-17 2000-02-02 Hamamatsu Photonics Kk Hologram forming method
JP2006216148A (en) * 2005-02-03 2006-08-17 Alps Electric Co Ltd Holographic recording apparatus, holographic reproducing apparatus, its method and holographic medium
JP2006227259A (en) * 2005-02-17 2006-08-31 Fuji Photo Film Co Ltd Hologram-creating apparatus and method
JP2015075672A (en) * 2013-10-10 2015-04-20 大日本印刷株式会社 Display system and display method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3902819B2 (en) * 1996-10-21 2007-04-11 大日本印刷株式会社 Computer generated hologram
JP4039005B2 (en) * 2001-05-30 2008-01-30 日本ビクター株式会社 Computer generated hologram and method for producing original computer hologram
US20070211319A1 (en) * 2006-03-09 2007-09-13 Canon Kabushiki Kaisha Display apparatus, hologram reproduction apparatus and apparatus utilizing hologram
JP2013250068A (en) * 2012-05-30 2013-12-12 Pioneer Electronic Corp Survey device
JP2016061935A (en) * 2014-09-18 2016-04-25 パイオニア株式会社 hologram
US20170090421A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Fuji Xerox Co., Ltd. Image recording device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06266277A (en) * 1993-03-12 1994-09-22 Toppan Printing Co Ltd Formation of hologram and device
JPH11249536A (en) * 1998-02-27 1999-09-17 Hideyoshi Horigome Device and method for preparing hologram
JP2000035745A (en) * 1998-07-17 2000-02-02 Hamamatsu Photonics Kk Hologram forming method
JP2006216148A (en) * 2005-02-03 2006-08-17 Alps Electric Co Ltd Holographic recording apparatus, holographic reproducing apparatus, its method and holographic medium
JP2006227259A (en) * 2005-02-17 2006-08-31 Fuji Photo Film Co Ltd Hologram-creating apparatus and method
JP2015075672A (en) * 2013-10-10 2015-04-20 大日本印刷株式会社 Display system and display method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024012939A1 (en) * 2022-07-14 2024-01-18 HELLA GmbH & Co. KGaA Method and device for producing a computer-generated hologram, hologram, and lighting device for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018180201A (en) 2018-11-15
JP7037797B2 (en) 2022-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6483851B2 (en) Display system
CN103518161B (en) Grenade instrumentation and projection control device
EP0589558B1 (en) Stereoscopic display method and display apparatus
CN111247488B (en) Exposure apparatus for recording hologram, method of recording hologram, and method of controlling exposure apparatus for recording hologram
WO2003046668A1 (en) Hologram preparing method
JP2005512128A (en) Pulsed laser system and method for creating holographic stereograms
US9651918B2 (en) Method and apparatus for holographic recording
US20140198360A1 (en) Device for recording and reproducing holographic 3d image, and method for recording and reproducing holographic 3d image
JP3338479B2 (en) Hologram creation and stereoscopic display method and stereoscopic display device
WO2018190164A1 (en) Hologram recording device and hologram manufacturing method
US6870651B2 (en) Apparatus and method for generating a dynamic image
CN211403128U (en) Processing and copying system of holographic optical device
TWI243974B (en) Hologram create method
JP2000035745A (en) Hologram forming method
JP2009036791A (en) Hologram preparation device and hologram preparation method
JP2007256343A (en) Holographic three dimensional hard copy producing method and device
JP6607491B2 (en) Hologram data generation device and program thereof
JP4894046B2 (en) Color electronic holographic display device
JP6888233B2 (en) Color hologram recording device and color hologram manufacturing method
JP2013195802A (en) Holographic stereogram recording device and method
JP2013195801A (en) Holographic stereogram recording device and method
US20240231090A1 (en) Calibration of a picture generating unit
RU2316033C1 (en) Method of manufacturing holographic screen for demonstrating three-dimensional color imagines
JP2018180199A (en) Method for manufacturing hologram and hologram recording device
KR20100104802A (en) Apparatus for recording hologram using an angle multiplexing

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18785236

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18785236

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1