JP3161607B2 - Hologram exposure method - Google Patents
Hologram exposure methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用のヘッドアッ
プディスプレイ用コンバイナー、ハイマウントストップ
ランプ、ショーウィンドゥのディスプレイ等、各種のホ
ログラムの露光方法および露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus for various holograms, such as a combiner for a head-up display for an automobile, a high-mount stop lamp, and a display of a show window.
【0002】[0002]
【従来技術とその問題点】通常、ホログラムの露光は感
材表面の反射による不要干渉縞形成を防ぐために、高価
なARガラスと呼ばれる無反射ガラスを感材に積層して
行うが、ヘッドアップディスプレイなど比較的再生時の
入射角あるいは再生角が比較的大きなホログラムを露光
する場合に、露光用光源は再生用光源の波長に近い波長
のレーザーを使用していたので、無反射ガラスを使用し
ても、入射角が大きくなって不要な反射量が増加するの
で、不要な干渉縞が形成されるのは避けられなかった。2. Description of the Related Art Usually, a hologram is exposed by laminating an expensive non-reflective glass called AR glass on a photosensitive material in order to prevent the formation of unnecessary interference fringes due to reflection on the surface of the photosensitive material. For example, when exposing a hologram with a relatively large incident angle or reproduction angle during reproduction, the exposure light source used a laser with a wavelength close to the wavelength of the reproduction light source. However, since the incident angle increases and the amount of unnecessary reflection increases, it is inevitable that unnecessary interference fringes are formed.
【0003】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、無反射ガラスを必要とせず、再生時の入射
角、再生角の少なくとも一方が40°以上のホログラムに
ついても、不要な干渉縞を生ずることなく、表示品質の
高いホログラムを露光する装置を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of the above points, and does not require a non-reflective glass. Even if the hologram has at least one of an incident angle and a reproduction angle of 40 ° or more at the time of reproduction, unnecessary interference is obtained. It is an object of the present invention to provide an apparatus for exposing a hologram having high display quality without generating stripes.
【0004】[0004]
【問題点を解決するための手段】本発明は、コヒ−レン
ト長がCなるレーザー光源からレーザー光を感材に照射
して、1ビームにより反射型ホログラムを露光する方法
において、屈折率が感材の屈折率に近似し、レーザー光
の感材での屈折角をθ'としたときにC・cosθ'/2
以上となる板厚を有する透明板を前記感材の入射側に積
層する露光方法である。 また、コヒ−レント長がCなる
レーザー光源を用い、レーザー光源からから感材までの
光路がMとNなる2ビームを、|M−N|≦Cの条件に
より、感材の同じ側からに入射して露光する、透過型ホ
ログラムの露光方法において、、2ビームの光路がMで
あるレーザー光の感材での屈折角をθ' 、光路がNであ
るレーザー光の感材での屈折角をφ' としたときに、M
≧NであればC・cos θ' /2以上、かつ、cos φ' ・
〔C−(N−M) 〕/2以上であり、M<NであればC
・cos φ' /2以上、かつ、cos θ' ・〔C−(M−
N) 〕/2以上となるような板厚を有するとともに、屈
折率が感材の屈折率に近似した透明板を前記感材の入射
側と反対側に積層する露光方法である。また、コヒ−レ
ント長がCなるレーザー光源から、|M−N|≦Cを満
足する、感材までの光路がMなる光と感材までの光路が
Nなるレーザー光を感材に照射して、2ビームにより反
射型ホログラムを露光する方法において、屈折率が感材
の屈折率に近似し、光路がMであるレーザー光の感材で
の屈折角をθ'、 光路がNであるレーザー光の感材での
屈折角をφ' としたときに、板厚が、M≧NであればC
・cos θ' /2以上かつcos φ' ・〔C−(N−M) 〕
/2以上、M<Nであればcos θ' ・〔C−(M−N)
〕/2以上、かつC・cos φ' /2以上、となるよう
な板厚を有する透明板を感材の入射側と反対側にそれぞ
れ積層する露光方法である。Means for Solving the problems] The present invention is Kohi - irradiated from a laser light source which rents length is C a laser beam sensitive material, a method <br/> of exposing a reflection hologram by one beam, The refractive index is close to the refractive index of the light-sensitive material, and when the refraction angle of the laser light on the light-sensitive material is θ ′, C · cos θ ′ / 2
This is an exposure method in which a transparent plate having the above-described plate thickness is laminated on the incident side of the photosensitive material . In addition, using a laser light source with a coherent length of C , the distance from the laser light source to the photosensitive material
Two beams with optical paths of M and N are set under the condition | M−N | ≦ C.
Transmission type photo-detector, which is incident on the same side of
In the exposure method of the program , when the refraction angle of the laser beam whose optical path of the two beams is M at the photosensitive material is θ ′ and the refraction angle of the laser beam whose optical path is N at the photosensitive material is φ ′, M
If ≧ N, C · cos θ ′ / 2 or more, and cos φ ′
[C- (NM)] / 2 or more, and if M <N, C
・ Cos φ '/ 2 or more and cos θ' ・ [C- (M-
N)] / 2 is an exposure method in which a transparent plate having a thickness not less than / 2 and having a refractive index close to that of the photosensitive material is laminated on the side opposite to the incident side of the photosensitive material. Further, a laser light source having a coherent length of C and irradiating the light-sensitive material with light having a light path to the light-sensitive material and a light path having a light path to the light-sensitive material satisfying | M−N | ≦ C. In the method of exposing a reflection type hologram with two beams, the refractive index approximates the refractive index of the photosensitive material, the laser beam having an optical path of M has a refraction angle θ ′ at the photosensitive material, and the laser beam has an optical path of N. In the light-sensitive material
When the refraction angle is φ ′ and the thickness is M ≧ N, C
・ Cos θ '/ 2 or more and cos φ' ・ [C- (NM)]
/ 2 or more and if M <N, cos θ ′ · [C− (M−N)
] / 2 or more and C · cos φ ′ / 2 or more, a transparent plate having a plate thickness on the side opposite to the incident side of the light- sensitive material is laminated.
【0005】[0005]
【作用】ホログラム露光用の光源は可干渉性のよいレー
ザーが使用されるが、レーザーといえども、ものままで
は可干渉距離すなわち、コヒ−レント長がアルゴンレー
ザー、クリプトンレーザー等は4〜5cmであるので、実
際の露光に際してはエタロン板を付けてコヒ−レント長
を例えば 500cm以上にして実施している。The light source for hologram exposure is a laser with good coherence, but the coherence distance, ie, the coherence length is 4 to 5 cm for an argon laser, krypton laser, etc. Therefore, in actual exposure, an etalon plate is attached and the coherence length is set to, for example, 500 cm or more.
【0006】本発明者らはコヒ−レント長を長くしてい
ることが不要な干渉縞形成の原因となっていることに着
目して本発明をなしたものである。すなわち、2ビーム
で露光する場合、レーザー光源から感材までの2ビーム
の光路がMなる光とNなる光の光路差はコヒ−レント長
より小さくして露光する。このときに、空気と透明板の
界面で反射されて2回目に感材を透過する光が1回目に
感材を透過する光と干渉して、不要な干渉縞が生ずる。
この不要な干渉縞は、1回目に感材を透過する光と、空
気と透明板の界面で反射して2回目に感材を透過する光
の光路差をレーザー光のコヒーレント長より長くすれば
良い。感材までの光路をM,N,光路M,Nのレーザー
光の感材に対する入射角をそれぞれθ、φ、屈折角をそ
れぞれθ' 、φ' 、透明板の厚さをtとすると光路Mの
光が感材を透過して空気と感材の界面で反射されて感材
と透明板の界面までのトータル光路は M+2t/cos θ' ・・(1) となり、これが自身の光が1回目に感材まで到る光路
M、あるいは他方のレーザー光が1回目に感材に到るま
での光路Nとの光路差2t/cos θ' あるいはM+2t
/cos θ' −Nがいずれもレーザー光源のコヒ−レント
長Cより大きければ、すなわち透明板の厚さtが t>C・cos θ' ・・(2) t> cos θ' ・〔C−(M−N)〕・・(3) をいずれも満足すれば、干渉縞を生じない。The present inventors have made the present invention focusing on the fact that increasing the coherence length causes unnecessary formation of interference fringes. That is, two beams
When exposing with 2 beams , two beams from laser light source to photosensitive material
The optical path difference of the light becomes light and N light path is M of Kohi - exposure to lower than the rent lengths. In this case, to interfere with the light light transmitted through the photosensitive material is reflected at the interface between air and the transparent plate for the second time is transmitted through the photosensitive material for the first time, that may arise from unwanted interference fringes.
This unnecessary interference fringe is caused by the light transmitted through the photosensitive material for the first time and the sky.
Light reflected at the interface between the air and the transparent plate and transmitted through the photosensitive material for the second time
If the optical path difference is longer than the coherent length of the laser beam,
good. Assuming that the optical paths to the photosensitive material are M and N, the incident angles of the laser beams in the optical paths M and N to the photosensitive material are θ and φ, respectively, the refraction angles are θ ′ and φ ′, and the thickness of the transparent plate is t. Is transmitted through the light-sensitive material and reflected at the interface between the air and the light-sensitive material, and the total optical path to the interface between the light-sensitive material and the transparent plate is M + 2t / cos θ '(1). 2t / cos θ 'or M + 2t from the optical path M to the light-sensitive material to the light-sensitive material or the optical path N from the other laser light to the light-sensitive material for the first time.
/ Cos θ'-N is greater than the coherence length C of the laser light source, that is, the thickness t of the transparent plate is t> C ・ cos θ '... (2) t> cos θ'. (M−N)] If all of (3) are satisfied, no interference fringes are generated.
【0007】(2) 、(3) をいずれも満足するということ
はM−N≧0であれば、C≧〔C−(M−N)〕なり、
(2) 式を満足すればよく、M−N<0であれば、(3) 式
を満足すればよい。Satisfaction of both (2) and (3) means that if M−N ≧ 0, then C ≧ [C− (M−N)].
Equation (2) should be satisfied, and if M−N <0, equation (3) should be satisfied.
【0008】同様に、光路Nのレーザー光については、
N−M≧0であれば、C≧〔C−(N−M)〕なり、t
>C・cos φ' を満足すればよく、N−M<0であれ
ば、t>〔C−(N−M)〕・cos φ' を満足する板厚
の透明板を感材の光路とは反対側に積層すればよい。Similarly, with respect to the laser beam on the optical path N,
If N−M ≧ 0, then C ≧ [C− (N−M)], and t
> C · cos φ ′, and if N−M <0, a transparent plate having a thickness satisfying t> [C− (N−M)] · cos φ ′ is used as the light path of the photosensitive material. May be laminated on the opposite side.
【0009】1ビーム露光の場合には、M=Nとすれば
よいので、レーザー光の感材での屈折角をθ' としたと
きに、t>C・cos θ' を満足するようにすればよい。
実際には、アルゴンレーザー、クリプンレーザー等エタ
ロン板を付けた場合にコヒ−レント長が長いものはエタ
ロン板を外してコヒ−レント長を短くして、そのときの
コヒ−レント長をCとすると、cos θ' ・〔C−(M−
N) 〕/2以上、すなわち、M−Nの絶対値はほとんど
0であり、cos θ' は1以下であるので、C/2前後以
上の板厚を有する透明板を感材に積層させればよい。In the case of one-beam exposure, since M = N, it is sufficient to satisfy t> C · cos θ ′ when the refraction angle of the laser light on the photosensitive material is θ ′. I just need.
Actually, when an etalon plate such as an argon laser or a krypton laser is attached, the coherent length is shortened by removing the etalon plate, and the coherent length at that time is denoted by C. Then, cos θ ′ · [C− (M−
N)] / 2 or more, that is, the absolute value of MN is almost 0 and cos θ ′ is 1 or less, so that a transparent plate having a plate thickness of about C / 2 or more can be laminated on the photosensitive material. I just need.
【0010】[0010]
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を詳細に
説明する。図1、図3、図5はそれぞれ本発明の好適な
実施例1、実施例2、実施例3におけるホログラム露光
装置を示す要部概略図、図2、図4はそれぞれ実施例
1、実施例2の再生時の光学系を示す要部概略図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1, 3, and 5 are schematic views of a main part of a hologram exposure apparatus according to preferred embodiments 1, 2, and 3, respectively, of the present invention. FIGS. 2, 4 are embodiments 1 and 2, respectively. FIG. 3 is a schematic diagram of a main part showing an optical system at the time of reproduction of FIG.
【0011】実施例1 再生時の条件、入射角、再生角、再生波長をそれぞれη
1 = 65 °、η2 = 65 °、520nm(緑) とし、反射鏡を
用いて1ビーム露光をする場合について例示する。Embodiment 1 The conditions at the time of reproduction, the incident angle, the reproduction angle, and the reproduction wavelength are each η.
An example will be described in which 1 = 65 °, η2 = 65 °, and 520 nm (green), and one-beam exposure is performed using a reflecting mirror.
【0012】図1に示すように、重クロム酸ゼラチンな
どの感材1を図示しないインデックスマッチング液を介
して反射鏡2とソーダライムガラス(屈折率1.52) など
の厚さ25mmの透明板3とともに積層したものに、レー
ザー光源4として発振波長が514.5nm あるいは発振波長
が528.7nm のアルゴンレーザーを透明板3への入射角θ
として、凸レンズ5、凹面鏡6とともに、配設する。As shown in FIG. 1, a photosensitive material 1 such as dichromated gelatin is put together with a reflecting mirror 2 and a transparent plate 3 having a thickness of 25 mm such as soda lime glass (refractive index 1.52) through an index matching liquid (not shown). An argon laser having an oscillation wavelength of 514.5 nm or an oscillation wavelength of 528.7 nm is incident on the transparent plate 3 as the laser light source 4.
As well as the convex lens 5 and the concave mirror 6.
【0013】再生時の条件から、ブラグの条件式により
露光時の入射角θは発振波長が514.5nm の場合に67.4
°、発振波長が528.7nm の場合に61.4°となり、屈折角
θ' はそれぞれ37.4°、35.3°となる。From the conditions at the time of reproduction, the incident angle θ at the time of exposure is 67.4 when the oscillation wavelength is 514.5 nm according to the Bragg condition.
° and the oscillation wavelength is 528.7 nm, it is 61.4 °, and the refraction angles θ 'are 37.4 ° and 35.3 °, respectively.
【0014】このようなレーザー光源から発振した514.
5nm あるいは528.7nm の光は、凸レンズ5、凹面鏡6に
より平行光m1、m2・・・ mn とされ、透明板3に照射さ
れると、透明板3で屈折され、そのまま感材1に透過
し、反射鏡2で反射され感材、透明板を透過し、透明板
−空気界面で屈折して出射する。このとき光線m1の反射
鏡2による反射光(2回目に感材を透過する光)m1''と
光線m2の感材への入射光(1回目に感材を透過する光)
m2' の干渉により感材中に干渉縞が形成されるが、光線
m3の反射鏡による反射光(2回目に感材を透過する光)
m3''と空気と透明板の界面で再反射され3回目に感材を
透過する光m1''' との光路差は、2回目に感材を透過し
た光が透明板中を空気と透明板の界面により反射されて
往復する距離2×25/cos θ' となり、514.5nm の場
合には62.8mm、528.7nm の場合には61.2mmとなる。いず
れのレーザー光源もコヒ−レント長Cは40〜50mmであ
り、光路差がコヒーレント長Cよりも長くなるのでるの
で、不要な干渉縞が形成されることはなく、表示品質の
高いホログラムが得られた。なお、本例では透明板の最
小厚さはC・cos θ' /2であるので、514.5nm の場合
には19.9mm以上、528.7nm の場合には20.5mm以上とすれ
ばよい。514. Oscillation from such a laser light source.
The light of 5 nm or 528.7 nm is converted into parallel light m1, m2,... Mn by the convex lens 5 and the concave mirror 6, and when irradiated on the transparent plate 3, is refracted by the transparent plate 3 and transmitted to the photosensitive material 1 as it is. The light is reflected by the reflecting mirror 2, passes through the light-sensitive material and the transparent plate, is refracted at the transparent plate-air interface, and is emitted. At this time, the reflected light of the light beam m1 by the reflecting mirror 2 (the light transmitted through the light-sensitive material for the second time) m1 '' and the incident light of the light beam m2 to the light-sensitive material (light transmitted through the light-sensitive material for the first time)
An interference fringe is formed in the light-sensitive material due to the interference of m2 '.
Light reflected by m3 reflector (light transmitted through photosensitive material for the second time)
m3 optical path difference between '''' light m1 transmitted through the photosensitive material and the third time is re-reflected at the interface between air and the transparent plate 'is second transparent and air light transparent plate in which has passed through the photosensitive material distance 2 × 25 / cos θ 'becomes reciprocating being reflected by the interface of the plate, in the case of 514.5nm is 62.8Mm, in the case of 528.7nm is ing and 61.2Mm. Both laser light sources have a coherent length C of 40 to 50 mm, and the optical path difference is longer than the coherent length C.
Thus, a hologram with high display quality was obtained without forming unnecessary interference fringes. In this example, since the minimum thickness of the transparent plate is C · cos θ ′ / 2, the thickness may be 19.9 mm or more for 514.5 nm and 20.5 mm or more for 528.7 nm.
【0015】このようにして得られたホログラム1'に、
図2に示すような蛍光表示管、CRTなどの再生用光源7
から各種の情報を照射するとホログラムで520nm の光が
反射されて人の目8により視認することができるのでヘ
ッドアップディスプレイなどのコンバイナーなどとして
好適である。The hologram 1 'thus obtained is
Reproduction light source 7 such as a fluorescent display tube or a CRT as shown in FIG.
When the hologram is irradiated with various kinds of information, the hologram reflects light of 520 nm and can be visually recognized by human eyes 8, and thus is suitable as a combiner for a head-up display or the like.
【0016】比較例1 図1に示すように、透明板を厚さ3mmの無反射ガラス
3’に代えた以外は再生条件、露光条件を実施例1と同
じにしたものである。無反射ガラスに対する入射角θが
40°以下では反射率が0.5 %以下となり、空気と無反射
ガラスとの界面で反射する光を無視できる。しかし本例
では40°を越えはるかに大きいので空気と無反射ガラス
との界面での不要な反射が無視できない。しかも光線m3
の反射鏡による反射光(2回目に感材を透過する光)m
3''と空気と無反射ガラスの界面で再反射され3回目に
感材を透過する光m1''' との光路差は2×3/cos θ'
となるので、514.5nm の場合には 7.6mm、528.7nm の場
合には 7.3mmとなり、レーザー光源のコヒ−レント長
(40〜50mm)以下となり、不要な干渉を生じ、縞模様の
ノイズが発生した。[0016] As shown in Comparative Example 1 FIG. 1, the reproduction condition was replaced by non-reflective glass 3 'having a thickness of 3mm transparent plate, Ru der which the exposure conditions were the same as in Example 1. The incident angle θ to the non-reflective glass is
At 40 ° or less, the reflectance is 0.5% or less, and is non-reflective to air
Light reflected at the interface with glass can be ignored . But this example
Since it is much larger than 40 °, unnecessary reflection at the interface between air and non-reflective glass cannot be ignored . And ray m3
Of light reflected by the mirror (light transmitted through the photosensitive material for the second time) m
The optical path difference between 3 ″ and the light m1 ″ ′ which is re-reflected at the interface between the air and the non-reflective glass and transmitted through the photosensitive material for the third time is 2 × 3 / cos θ ′
Therefore, it becomes 7.6 mm at 514.5 nm and 7.3 mm at 528.7 nm, which is less than the coherent length (40-50 mm) of the laser light source, causing unnecessary interference and generating stripe noise. did.
【0017】実施例2 再生時の条件、入射角、再生角、再生波長をそれぞれη
1 = 30 °、η2 = 60 °、620nm(赤) とし、透過型ホ
ログラムを2ビームにより露光する場合について例示す
る。Example 2 The conditions for reproduction, the incident angle, the reproduction angle, and the reproduction wavelength were each set to η.
An example will be described in which 1 = 30 °, η2 = 60 °, and 620 nm (red), and a transmission hologram is exposed by two beams.
【0018】図3に示すように、重クロム酸ゼラチンな
どの感材1を図示しないインデックスマッチング液を介
して透明板3により積層したものに、レーザー光源4と
して発振波長が514.5nm のアルゴンレーザーを透明板3
への入射角をθ、φとして、光学部品とともに配設し、
レーザー光源4から発振されるレーザー光をビームスプ
リッター9で2分割し、一方の光は反射鏡14、、顕微鏡
対物レンズ15、凸レンズ16を介して平行光として、他方
の光は、反射鏡10、反射鏡11、顕微鏡対物レンズ12、凸
レンズ13を介して平行光として、それぞれ感材を照射し
て干渉縞を形成、ホログラムを記録する。As shown in FIG. 3, an argon laser having an oscillation wavelength of 514.5 nm is used as a laser light source 4 on a laminate of a photosensitive material 1 such as gelatin dichromate and a transparent plate 3 via an index matching solution (not shown). Transparent plate 3
Θ and φ are incident angles to the optical components,
The laser light oscillated from the laser light source 4 is split into two by a beam splitter 9, one of which is converted into parallel light through a reflecting mirror 14, a microscope objective lens 15 and a convex lens 16, and the other light is turned into a reflecting mirror 10. Each of the light-sensitive materials is irradiated as parallel light through a reflecting mirror 11, a microscope objective lens 12, and a convex lens 13 to form interference fringes, and a hologram is recorded.
【0019】露光時の入射角θ、φは再生時の条件か
ら、ブラグの条件式によりθ=22.1°、φ=49.2°とな
り、感材への屈折角θ' 、φ' はθ' =14.3°、φ' =
29.9°となる。The incident angles θ and φ at the time of exposure are θ = 22.1 ° and φ = 49.2 ° from the conditions at the time of reproduction according to the Bragg's condition, and the refraction angles θ ′ and φ ′ to the photosensitive material are θ ′ = 14.3. °, φ '=
29.9 °.
【0020】レーザー光源として発振波長が514.5nm で
あり、コヒ−レント長Cが40〜50mmのアルゴンレーザー
を使用する。反射鏡14、顕微鏡対物レンズ15、凸レンズ
16を介して平行光として照射される一方の光m1、m2・・
・ mn が感材1に到るまでの光路Mと反射鏡10、反射鏡
11、顕微鏡対物レンズ12、凸レンズ13を介して平行光と
して照射される他方の光n1、n2・・・ nn の感材1に到
るまでの光路Nがほぼ等しくなるように配設する。透明
板の厚さは、C・cos θ' /2以上、すなわちアルゴン
レーザーのコヒ−レント長Cが40mmの場合19.4mm以上、
コヒ−レント長Cが50mmの場合24.2mm以上とする。感材
1により屈折角θ' 、φ' で屈折された光線(1回目の
感材を透過する光)、例えばm2' とn2' が感材中で干渉
し、所望の干渉縞が形成されるが、不要な干渉縞を形成
する空気と透明板の界面で反射され2回目に感材を透過
する光、例えばm1''、n3''と1回目に感材を透過する
光、例えばm2' 、n2' との光路差はいずれもコヒ−レン
ト長より大きいので、これらに基づく干渉縞が形成され
ることはなく、表示品質の高いホログラムが得られる。The oscillation wavelength as the laser light source is 514.5 nm, Kohi - rent length C is to use an argon laser of 40 to 50 mm. Reflector 14, microscope objective lens 15, convex lens
One of the lights m1, m2, etc. irradiated as parallel light via 16
-Optical path M, reflector 10 and reflector until mn reaches photosensitive material 1
11, the optical paths N of the other lights n1, n2,... Nn irradiated as parallel light through the microscope objective lens 12 and the convex lens 13 to the photosensitive material 1 are arranged to be substantially equal . The thickness of the transparent plate is C · cos θ ′ / 2 or more, that is, argon
When the coherent length C of the laser is 40 mm, 19.4 mm or more,
When the coherent length C is 50 mm, the length is 24.2 mm or more . Light rays refracted by the light-sensitive material 1 at refraction angles θ ′ and φ ′ (light transmitted through the light-sensitive material for the first time), for example, m2 ′ and n2 ′ interfere in the light-sensitive material to form desired interference fringes. However, light reflected at the interface between the air and the transparent plate forming unnecessary interference fringes and transmitted through the photosensitive material for the second time, for example, m1 ″ and n3 ″ and light transmitted through the photosensitive material for the first time, for example, m2 ′ , N2 'are larger than the coherent length, so that interference fringes based on these are not formed, and a hologram with high display quality can be obtained.
【0021】なお、空気と透明板の界面で反射され2回
目に感材を透過する光同士、例えばm1''、n3''による干
渉は光の強度が低いもの同士であるので無視してよい。
このようにして得られたホログラム1'は図4に示すよう
に、再生用光源7から光を照射すると後方車の運転者等
の目8に視認されるハイマウントストップランプなどに
好適に応用することができる。The light reflected by the interface between the air and the transparent plate and transmitted through the light-sensitive material for the second time, for example, the interference due to m1 ″ and n3 ″ is a light having a low intensity, and may be ignored. .
As shown in FIG. 4, the hologram 1 'thus obtained is suitably applied to a high-mount stop lamp or the like which is visible to the eyes 8 of a driver or the like of a rear vehicle when light is emitted from the reproduction light source 7. be able to.
【0022】比較例2 図3に示す透明板3を厚さ3mmの無反射ガラス3’に代
えた以外は再生条件、露光条件を実施例2と同じにした
ものである。空気と無反射ガラスとの界面の反射光は、
無反射ガラスに対する入射角θあるいはφが40°以下で
は反射率が0.5%以下となり、無視できるが、40°を越
えると無視できなくなる。本例ではφがさらに大きいの
で空気と無反射ガラスとの界面での不要な反射が避けら
れず、しかも空気と無反射ガラスの界面で反射され2回
目に感材を透過する光、例えばm1''、n3''が1回目に感
材を透過する光、例えばm2' 、n2' との光路差は、それ
ぞれ2×3/cos θ'=6.2mm 、2×3/cos φ' =6.9
mm となり、レーザー光源のコヒ−レント長(40〜50m
m)以下となって、不要な干渉を生じ、縞模様のノイズ
が発生した。The non-reflective glass 3 was replaced 'the reproduction condition of a thickness of 3mm transparent plate 3 shown in Comparative Example 2 FIG. 3, Ru der which the exposure conditions were the same as in Example 2. The reflected light at the interface between air and non-reflective glass is
The angle of incidence θ or φ reflectance becomes 0.5% or less at 40 ° or less relative to nonreflective glass, but can be ignored, that such can not be ignored when it exceeds 40 °. Unnecessary reflection at the interface between air and non-reflective glass avoids et <br/> is not so φ is larger in this example, moreover light transmitted through the photosensitive material a second time is reflected at the interface between air and non-reflective glass For example, the optical path difference between the light transmitted by the light-sensitive material for the first time, for example, m1 ″ and n3 ″, for example, m2 ′ and n2 ′ is 2 × 3 / cos θ ′ = 6.2 mm, respectively. 2 × 3 / cos φ '= 6.9
mm and the coherent length of the laser light source (40-50 m
m) becomes less, creating unnecessary interference, noise striped it occurs.
【0023】実施例3 再生時の条件、入射角、再生角、再生波長をそれぞれη
1=40°、η2=65°、520nm(緑) とし、2ビームにより反
射型ホログラムを露光する場合について例示する。Example 3 The conditions for reproduction, the incident angle, the reproduction angle, and the reproduction wavelength were respectively η
An example in which 1 = 40 °, η2 = 65 °, and 520 nm (green) are used to expose a reflection hologram with two beams will be described.
【0024】図5に示すように、重クロム酸ゼラチンな
どの感材1を図示しないインデックスマッチング液を介
して透明板31、32により積層したものに、レーザー光源
4として発振波長が514.5nm のアルゴンレーザーを透明
板31、32への入射角をθ、φとして、光学部品とともに
配設し、レーザー光源4から発振されるレーザー光をビ
ームスプリッター9で2分割し、一方の光は反射鏡11、
顕微鏡対物レンズ12、凸レンズ13を介して平行光とし
て、他方の光は反射鏡14、顕微鏡対物レンズ15、凸レン
ズ16を介して平行光として、それぞれ感材を照射して干
渉縞を形成、ホログラムを記録する。As shown in FIG. 5, a light-sensitive material 1 such as dichromated gelatin is laminated on transparent plates 31 and 32 via an index matching solution (not shown), and argon laser having an oscillation wavelength of 514.5 nm is used as a laser light source 4. The laser is disposed together with the optical components with incident angles θ and φ on the transparent plates 31 and 32, and the laser light oscillated from the laser light source 4 is split into two by a beam splitter 9.
A parallel light passes through a microscope objective lens 12 and a convex lens 13, and the other light passes through a reflector 14, a microscope objective lens 15, and a convex lens 16. Record.
【0025】露光時の入射角θ、φは再生時の条件か
ら、ブラグの条件式によりθ=41.8°、φ=68.1°、感
材への屈折角θ' 、φ' はθ' =26.0°、φ' =37.6°
となる。The incident angles θ and φ at the time of exposure are, from the conditions at the time of reproduction, θ = 41.8 ° and φ = 68.1 ° according to the Bragg condition, and the refraction angles θ ′ and φ ′ to the photosensitive material are θ ′ = 26.0 °. , Φ '= 37.6 °
Becomes
【0026】反射鏡11、顕微鏡対物レンズ12、凸レンズ
13を介して平行光として照射される一方の光m1、m2・・
・ mn が感材1に到るまでの光路Mと反射鏡14、顕微鏡
対物レンズ15、凸レンズ16を介して平行光として照射さ
れる他方の光n1、n2・・・ nn の感材1に到るまでの光
路Nがほぼ等しくなるように配設し、透明板31の厚さは
C・cos θ' /2以上、すなわちコヒ−レント長が50mm
の場合22.5mm以上、透明板32の厚さはC・cos φ' /2
以上、すなわちコヒ−レント長が50mmの場合19.8mm以上
とすれば、空気と透明板の界面で反射され2回目に感材
を透過する光m1''と1回目に感材を透過する光n2' 、m
2' との光路差、あるいは空気と透明板の界面で反射さ
れ2回目に感材を透過する光n1''と1回目に感材を透過
する光m3'、n3' との光路差はいずれもコヒ−レント長
Cより大きいので、これらの光に基づく不要な干渉縞が
形成されることはなく、表示品質の高いホログラムが得
られた。Reflecting mirror 11, microscope objective lens 12, convex lens
One of the lights m1, m2,... Illuminated as parallel light via 13
.. Nn of the other light n1, n2,... Nn irradiated as parallel light through the optical path M until the mn reaches the photosensitive material 1 and the reflecting mirror 14, the microscope objective lens 15, and the convex lens 16 And the thickness of the transparent plate 31 is not less than C · cos θ ′ / 2, that is, the coherent length is 50 mm.
In the case of 22.5 mm or more, the thickness of the transparent plate 32 is C · cos φ '/ 2
If the coherent length is 19.8 mm or more when the coherent length is 50 mm , the light-sensitive material is reflected at the interface between air and the transparent plate for the second time.
Light m1 '' which transmits through the first time and light n2 ', m which transmits through the light-sensitive material for the first time
Optical path difference from 2 'or reflected at the interface between air and transparent plate
The light n1 ″ that passes through the photosensitive material the second time and the light passes through the photosensitive material the first time
The optical path difference from the light m3 'and n3' is the coherent length.
Since C is larger than C, unnecessary interference fringes based on these lights were not formed, and a hologram with high display quality was obtained.
【0027】なお、空気と透明板の界面で反射され2回
目に感材を透過する光同士、例えばn1''、m1''による干
渉は光の強度が低いもの同士であるので無視してよい。 比較例3 図5に示す透明板を厚さ3mmの無反射ガラス31' 、32'
に代えた以外は再生条件、露光条件を実施例3と同じに
したものである。空気と無反射ガラスとの界面で反射す
る光は、無反射ガラスに対する入射角θが40°以下では
反射率が0.5 %以下となり無視できるが、40°を越える
と無視できなくなる。本例では40度よりさらに大きい
ので空気と無反射ガラスとの界面での不要な反射が避け
れず、しかも空気と無反射ガラスの界面で反射され2回
目に感材を透過する光m1''と1回目に感材を透過する光
n2' 、m2' との光路差、あるいは空気と無反射ガラスの
界面で反射され2回目に感材を透過する光n1''と1回目
に感材を透過する光m3' 、n3' との光路差はいずれもコ
ヒ−レント長より小さいので、不要な干渉を生じ、縞模
様のノイズが発生した。The light reflected by the interface between the air and the transparent plate and transmitted through the light-sensitive material for the second time, for example, interference by n1 ″ and m1 ″ is a light having a low light intensity and can be ignored. . Comparative Example 3 The transparent plates shown in FIG.
The reproduction condition was replaced, Ru der which the exposure conditions were the same as in Example 3. Reflect at the interface between air and non-reflective glass
That light is incident angle θ reflectance at 40 ° or less relative to nonreflective glass is negligible becomes 0.5% or less, that such can not be ignored when it exceeds 40 °. In this example, since it is larger than 40 degrees , unnecessary reflection at the interface between air and non-reflective glass is unavoidable, and light m1 '' reflected at the interface between air and non-reflective glass and transmitted through the photosensitive material for the second time Light transmitted through the photosensitive material for the first time
The optical path difference between n2 'and m2' , or the difference between light n1 '' reflected at the interface between air and non-reflective glass and transmitted through the photosensitive material for the second time and light m3 'and n3' transmitted through the photosensitive material for the first time Since each of the optical path differences is smaller than the coherent length, unnecessary interference was caused, and striped noise was generated.
【0028】以上、好適な実施例により説明したが、本
発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が
可能である。露光用光源について、各種の発振波長を有
するアルゴンレーザーは高出力であり好ましいが、クリ
プトンレーザー、ルビーレーザーもエタロン板を外せば
コヒ−レント長がそれぞれ40〜50mm、数mmであるので使
用することができる。本実施例ではいずれも、露光時に
感材に入射するレーザー光を平行光の例で説明したが、
発散光と発散光、発散光と平行光により露光してもよ
い。発散光による場合は図1における凹面鏡、図2にお
ける凸レンズを除いた光学系により露光すればよい。Although the preferred embodiments have been described above, the present invention is not limited to these, and various applications are possible. Regarding the light source for exposure, argon lasers having various oscillation wavelengths are preferable because they have high output, but krypton lasers and ruby lasers are also used since coherent lengths are 40 to 50 mm and several mm, respectively, if the etalon plate is removed. Can be. In each of the embodiments, the laser light incident on the photosensitive material at the time of exposure is described as an example of parallel light.
Exposure may be performed using divergent light and divergent light, or divergent light and parallel light. In the case of diverging light, exposure may be performed by an optical system excluding the concave mirror in FIG. 1 and the convex lens in FIG.
【0029】透明板は屈折率が感材に近似したガラス板
が好ましいが、アクリル、ポリカーボネート等の透明樹
脂板などを使用してもよい。感光材については、重クロ
ム酸ゼラチン以外にも、ハロゲン化銀感光材、各種のフ
ォトポリマー、フォトレジストなど適宜選択して用いれ
ばよい。The transparent plate is preferably a glass plate having a refractive index close to that of the light-sensitive material, but a transparent resin plate such as acrylic or polycarbonate may be used. As for the photosensitive material, a silver halide photosensitive material, various photopolymers, a photoresist and the like may be appropriately selected and used in addition to the dichromated gelatin.
【0030】また、本発明の装置で得られるホログラム
はヘッドアップディスプレイ、ハイマウントストップラ
ンプ以外にも、自動車の方向指示器、建築用の窓、間仕
切り等に装飾用ディスプレイとして応用することができ
る。The hologram obtained by the apparatus of the present invention can be applied as a decorative display to a turn signal of an automobile, a window for a building, a partition, etc. in addition to a head-up display and a high-mount stop lamp.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明のホログラム露光装置によれば、
高価な無反射ガラスを必要とせず、再生時の入射角、再
生角の少なくとも一方が40°以上のホログラムについて
も、不要な干渉縞を生ずることなく、表示品質の高いホ
ログラムを露光するすることができるものである。According to the hologram exposure apparatus of the present invention,
Exposure of holograms with high display quality can be performed without the need for expensive non-reflective glass, and even for holograms in which at least one of the incident angle and reproduction angle during reproduction is 40 ° or more, without generating unnecessary interference fringes. You can do it.
【図1】本発明の好適な実施例1におけるホログラム露
光装置を示す要部概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a hologram exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】実施例1における再生時の光学系を示す要部概
略図である。FIG. 2 is a main part schematic diagram showing an optical system at the time of reproduction according to the first embodiment.
【図3】実施例2におけるホログラム露光装置を示す要
部概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a main part of a hologram exposure apparatus according to a second embodiment.
【図4】実施例2における再生時の光学系を示す要部概
略図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a main part of an optical system during reproduction according to a second embodiment.
【図5】実施例3におけるホログラム露光装置を示す要
部概略図図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a main part of a hologram exposure apparatus according to a third embodiment.
1 感材 3、31、32 透明板 3'、31' 、32' 無反射板 4 レーザー光源 7 再生用光源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensitive material 3, 31, 32 Transparent plate 3 ', 31', 32 'Non-reflective plate 4 Laser light source 7 Light source for reproduction
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03H 1/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03H 1/04
Claims (3)
レーザー光を感材に照射して、1ビームにより反射型ホ
ログラムを露光する方法において、屈折率が感材の屈折
率に近似し、レーザー光の感材での屈折角をθ'とした
ときにC・cosθ'/2以上となる板厚を有する透明
板を前記感材の入射側に積層することを特徴とするホロ
グラムの露光方法。1. A method of irradiating a light-sensitive material with a laser beam from a laser light source having a coherent length of C to expose a reflection hologram with one beam, wherein the refractive index is close to the refractive index of the light-sensitive material. the exposure method of the hologram, which comprises laminating a transparent plate having a thickness of a / 2 or more 'C · cos [theta] is taken as' the refraction angle in the photosensitive material of the light θ to the incident side of the photosensitive material.
い、レーザー光源からから感材までの光路がMとNなる
2ビームを、|M−N|≦Cの条件により、感材の同じ
側からに入射して露光する、透過型ホログラムの露光方
法において、、2ビームの光路がMであるレーザー光の
感材での屈折角をθ' 、光路がNであるレーザー光の感
材での屈折角をφ' としたときに、M≧NであればC・
cos θ' /2以上、かつ、cos φ' ・〔C−(N−M)
〕/2以上であり、M<NであればC・cos φ' /2
以上、かつ、cos θ' ・〔C−(M−N) 〕/2以上と
なるような板厚を有するとともに、屈折率が感材の屈折
率に近似した透明板を前記感材の入射側と反対側に積層
するようにしたことを特徴とするホログラムの露光方
法。2. A laser light source having a coherent length of C.
The optical path from the laser light source to the photosensitive material is M and N
Under the condition of | M−N | ≦ C, two beams are
Exposure method for transmission hologram, which is incident from the side and exposed
In the method, when the refraction angle of the laser beam whose optical path of M is M with the light-sensitive material is θ ′ and the refraction angle of the laser light whose optical path is N with the light-sensitive material is φ ′, M ≧ N Then C
cos θ '/ 2 or more, and cos φ' · [C- (NM)
] / 2 or more, and if M <N, C · cos φ '/ 2
A transparent plate having a plate thickness such that cos θ ′ · [C− (M−N)] / 2 or more and having a refractive index close to that of the photosensitive material is provided on the incident side of the photosensitive material. Hologram exposure method characterized by being laminated on the side opposite to
Law .
ら、|M−N|≦Cを満足する、感材までの光路がMな
る光と感材までの光路がNなるレーザー光を感材に照射
して、2ビームにより反射型ホログラムを露光する方法
において、屈折率が感材の屈折率に近似し、光路がMで
あるレーザー光の感材での屈折角をθ'、 光路がNであ
るレーザー光の感材での屈折角をφ' としたときに、板
厚が、M≧NであればC・cos θ' /2以上かつcos
φ' ・〔C−(N−M) 〕/2以上、M<Nであればco
s θ' ・〔C−(M−N) 〕/2以上、かつC・cos
φ'/2以上、となるような板厚を有する透明板を感材
の入射側と反対側にそれぞれ積層するようにしたことを
特徴とするホログラムの露光方法。3. A light-sensitive material from a laser light source having a coherent length of C, the light having a light path to the light-sensitive material and the light path to the light-sensitive material satisfying | M−N | ≦ C. by irradiating a method <br/> of exposing a reflection hologram by 2-beam, the refractive index is close to the refractive index of the photosensitive material, the optical path is the angle of refraction at the sensitive material of the laser light is M theta ' , The optical path is N
When the refraction angle of the laser beam on the photosensitive material is φ ',
If the thickness is M ≧ N, C · cos θ ′ / 2 or more and cos
φ '· [C- (NM)] / 2 or more, if M <N, co
s θ '· [C- (MN)] / 2 or more, and C · cos
A hologram exposure method, wherein a transparent plate having a thickness of φ '/ 2 or more is laminated on the side opposite to the incident side of the photosensitive material.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP14889791A JP3161607B2 (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Hologram exposure method |
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JPH04371988A JPH04371988A (en) | 1992-12-24 |
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WO2006092965A1 (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Coherent light source and recording/reproducing device using same |
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