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JPH0323914B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0323914B2
JPH0323914B2 JP55063794A JP6379480A JPH0323914B2 JP H0323914 B2 JPH0323914 B2 JP H0323914B2 JP 55063794 A JP55063794 A JP 55063794A JP 6379480 A JP6379480 A JP 6379480A JP H0323914 B2 JPH0323914 B2 JP H0323914B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
wave beam
hologram
recording
recording medium
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP55063794A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56161581A (en
Inventor
Chiaki Kojima
Kayoko Hasegawa
Kosuke Myahara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6379480A priority Critical patent/JPS56161581A/en
Publication of JPS56161581A publication Critical patent/JPS56161581A/en
Publication of JPH0323914B2 publication Critical patent/JPH0323914B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインラインホログラムレンズの製法の
改良に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improved method for manufacturing an in-line hologram lens.

ホログラムレンズとしては、インラインホログ
ラムレンズと、オフアクシスホログラムレンズと
がある。以下にこの2種類のホログラムレンズの
記録及び再生方法の原理を簡単に説明する。
Hologram lenses include in-line hologram lenses and off-axis hologram lenses. The principles of recording and reproducing methods for these two types of hologram lenses will be briefly explained below.

先ずオフアクシスホログラムレンズについて説
明する。第1図に示す如く、ホログラム記録媒体
HRの記録面(感光面)rに、法線方向に対し両
側に略45゜の入射角度で即ち互いにオフアクシス
な記録物体波ビーム(球面波ビーム)A及び記録
参照波ビーム(平面波又は球面波ビーム)Bを照
射して、干渉像から成る例えば円形又は惰円形の
オフアクシスホログラムレンズ部HL′を記録す
る。尚、ここでは記録面rの現像処理の説明は省
略する。又、記録物体波ビームAは、光学レンズ
を用いて作られ、点Pに於て集束し、その後発散
するビームである。更に、両ビームA,Bは同一
レーザ光源よりのレーザビームから作られる。か
くして、オフアクシスホログラムレンズOX−L
が作成される。
First, the off-axis hologram lens will be explained. As shown in Figure 1, the hologram recording medium
On the recording surface (photosensitive surface) r of the HR, a recording object wave beam (spherical wave beam) A and a recording reference wave beam (plane wave or spherical wave A beam) B is irradiated to record an off-axis hologram lens portion HL', which is formed of an interference image and has a circular or inert circular shape, for example. Note that a description of the development process for the recording surface r will be omitted here. Further, the recording object wave beam A is a beam that is created using an optical lens, converges at a point P, and then diverges. Further, both beams A and B are produced from laser beams from the same laser light source. Thus, off-axis hologram lens OX-L
is created.

このオフアクシスホログラムレンズOX−Lを
再生するには、第2図に示す如く、記録媒体HR
の記録面rと反対側の面から、第1図の記録参照
波ビームBの延長上に於てビームBと同様の再生
参照波ビームB′をオフアクシスホログラムレン
ズ部HL′に照射すれば、記録面r側より点P′に集
束する再生物体波ビームA′が再生される。尚、
再生参照波ビームを第2図とは異なり、第1図の
記録参照波ビームBと同じく記録媒体HRの記録
面r側から照射すれば、第1図の記録物体波ビー
ムAの延長上に発散する再生物体波ビームが記録
媒体HRの記録面rと反対側の面より再生され
る。
To reproduce this off-axis hologram lens OX-L, as shown in Figure 2, the recording medium HR
If a reproduced reference wave beam B' similar to beam B is irradiated onto the off-axis hologram lens part HL' on the extension of the recorded reference wave beam B in FIG. 1 from the surface opposite to the recording surface r, A reproduced object wave beam A' focused on point P' is reproduced from the recording surface r side. still,
Unlike in Fig. 2, if the reproduction reference wave beam is irradiated from the recording surface r side of the recording medium HR in the same way as the recording reference wave beam B in Fig. 1, it will diverge on the extension of the recording object wave beam A in Fig. 1. The reproduced object wave beam is reproduced from the surface of the recording medium HR opposite to the recording surface r.

次にインラインホログラムレンズについて説明
する。第3図に示す如く、ホログラム記録媒体
HRの記録面rに、法線方向に於て各光軸が一致
又は平行する、即ち互いにインラインの記録物体
波ビーム(球面波ビームA)及び記録参照波ビー
ム(平面波又は球面波ビーム)Bを照射して、干
渉像から成るインラインホログラムレンズ部HL
を記録する。その他は第1図と同様である。かく
して、インラインホログラムレンズIN−Lが作
成される。
Next, the inline hologram lens will be explained. As shown in Figure 3, the hologram recording medium
A recording object wave beam (spherical wave beam A) and a recording reference wave beam (plane wave or spherical wave beam) B whose optical axes coincide or are parallel to each other in the normal direction, that is, inline with each other, are placed on the recording surface r of the HR. In-line hologram lens part HL consisting of interference image by illumination
Record. Other details are the same as in FIG. In this way, the in-line hologram lens IN-L is created.

このインラインホログラムレンズIN−Lを再
生するには、第4図に示す如く、記録媒体HRの
記録面rと反対側の面から、第3図の記録参照波
ビームBの延長上に於てビームBと同様の再生参
照波ビームB′をインラインホログラムレンズ部
HLに照射すれば、記録面r側より点P′に集束す
る再生物体波ビームA′が再生される。この場合
も、ホログラム記録媒体HRにその記録面rから
再生参照波ビームを照射して発散物体波ビームを
再生することができる。その他は、第2図と同様
である。
To reproduce this in-line hologram lens IN-L, as shown in FIG. 4, a beam is emitted from the surface of the recording medium HR opposite to the recording surface r on the extension of the recorded reference wave beam B in FIG. The reproduced reference wave beam B′ similar to B is transmitted to the inline hologram lens section.
When HL is irradiated, a reproduced object wave beam A' is reproduced which is focused on point P' from the recording surface r side. In this case as well, the diverging object wave beam can be reproduced by irradiating the reproduction reference wave beam onto the hologram recording medium HR from its recording surface r. Others are the same as in FIG. 2.

以上のようにして作られたホログラムレンズ
は、小形軽量であり、物体波ビームを作るための
マザーレンズを任意に選ぶことによつて、所望の
N.A.(ニユーメリカル・アパーチヤ)、作動距隣
を有するレンズを得ることができると共に、複製
により同じ特性のものを大量生産することができ
る。
The hologram lens made as described above is small and lightweight, and by arbitrarily selecting the mother lens for creating the object wave beam, the desired shape can be obtained.
It is possible to obtain a lens with NA (numerical aperture) and a working distance close to each other, and it is also possible to mass-produce lenses with the same characteristics through replication.

ところで、例えば光学式信号再生装置の光学式
信号再生ヘツドに使用される対物レンズは、N.
A.のかなり大きいものが使用され、従来は顕微
鏡の対物レンズと同様の多数の組レンズから成る
光学レンズが広く用いられている。しかし、かか
る対物レンズには、小形、軽量が望めず、このた
め特にフオーカシングサーボのとき、この対物レ
ンズを上下に移動させるため、かなり大きな機械
的エネルギーを必要とし、そのサーボ装置が複
雑、大型となつてしまう。
By the way, for example, the objective lens used in the optical signal reproducing head of an optical signal reproducing device is N.
A fairly large lens is used, and conventionally, optical lenses consisting of a large number of lenses, similar to the objective lenses of microscopes, have been widely used. However, such an objective lens cannot be expected to be small and lightweight, and therefore, especially when using focusing servo, a considerable amount of mechanical energy is required to move the objective lens up and down, and the servo device is complicated. It becomes large.

そこで、この点から光学式信号再生ヘツドの対
物レンズとして、上述のホログラムレンズを使用
することは頗る好ましい。しかし、ホログラムレ
ンズのうちでも、オフアクシスホログラムレンズ
は次のような点で、光学式信号再生ヘツドの対物
レンズとして使用することはあまり好ましくな
い。
From this point of view, it is highly preferable to use the above-mentioned hologram lens as the objective lens of the optical signal reproducing head. However, among hologram lenses, off-axis hologram lenses are not very desirable to be used as objective lenses in optical signal reproducing heads due to the following points.

その1つの理由は、上述したように対物レンズ
はフオーカシングサーボにより上下に移動せしめ
られるので、再生参照波ビームも同時に上下に平
行移動させてオフアクシスホログラムレンズのレ
ンズ部に確実に照射させる必要がある。インライ
ンホログラムレンズの場合は、光軸がインライン
ホログラムレンズ部の法線に平行であればレンズ
の移動方向と再生照射波ビームの方向とが一致す
るので、このような必要はない。
One reason for this is that, as mentioned above, the objective lens is moved up and down by the focusing servo, so the reproduced reference wave beam must also be moved up and down in parallel at the same time to ensure that it irradiates the lens part of the off-axis hologram lens. There is. In the case of an in-line hologram lens, if the optical axis is parallel to the normal line of the in-line hologram lens section, the moving direction of the lens will match the direction of the reproduction irradiation wave beam, so this is not necessary.

その他の理由は、オフアクシスホログラムレン
ズを再生参照波ビームに対し、直交3軸の回りに
±0.5゜程度の精度を以つて夫々回動調整して、再
生物体波ビームの集束点及びその光軸が所定の位
置に来るように調整する必要があり、これは調整
が頗る面倒で、特にレンズのN.A.が大きい場合
には調整が極めて困難となる。インラインホログ
ラムレンズの場合は、このような調整の困難性は
あまりない。
The other reason is that the off-axis hologram lens is rotated around three orthogonal axes with an accuracy of about ±0.5° relative to the reproduced reference wave beam, and the focal point of the reproduced object wave beam and its optical axis are adjusted. It is necessary to adjust the lens so that it is in the desired position, which is extremely troublesome to adjust, especially when the NA of the lens is large. In the case of an inline hologram lens, such adjustment is not very difficult.

以上から、光学式信号再生ヘツドの対物レンズ
としては、インラインホログラムレンズが好適な
ことが分る。
From the above, it can be seen that an in-line hologram lens is suitable as an objective lens for an optical signal reproducing head.

インラインホログラムレンズの記録方法につい
ては、第3図について簡単に説明したが、より具
体的に第5図を参照して説明する。ホログラム記
録媒体HRの記録面(感光面)rの円形の領域に
対し、法線上に於て光軸が一致する記録物体波ビ
ームA及び記録参照波ビームBを照射して干渉像
からなるインラインホログラムレンズ部HLを記
録する。この場合、この両ビームA,Bはレーザ
光源LSよりのレーザビームから作つている。
The recording method of the in-line hologram lens has been briefly explained with reference to FIG. 3, but will be explained more specifically with reference to FIG. 5. An in-line hologram is created by irradiating a recording object wave beam A and a recording reference wave beam B, whose optical axes coincide on the normal line, onto a circular area of the recording surface (photosensitive surface) r of the hologram recording medium HR to form an interference image. Record the lens part HL. In this case, both beams A and B are generated from a laser beam from a laser light source LS.

記録物体波ビームAは次のようにして作る。レ
ーザ光源LSよりのレーザビーム(平面波ビーム)
の一部を2つのビームスプリツタSP1−SP2を通
じてマザーレンズ(光学凸レンズ)L1に入射せ
しめ、点P(レンズL1の後側焦点に対応)に於て
集束しその後発散する球面波ビームを得、これを
記録物体波ビームAとする。又、記録参照波ビー
ムBは次のようにして作る。レーザ光源LSより
のレーザビームの一部をビームスプリツタSP1
て反射させ、その反射レーザビームを2つのミラ
ーM1−M2に反射させた後補助レンズ(光学凸レ
ンズ)L2に入射させてその出射ビームをビーム
スプリツタSP2上の中央の点Q(レンズL2の後側
焦点に対応)に集束せしめ、ビームスプリツタ
SP2よりの反射拡散ビームをマザーレンズL1に入
射せしめ、レンズL1よりの出射ビームを記録参
照波ビーム(平行平面波ビーム)Bとする。
The recording object wave beam A is created as follows. Laser beam (plane wave beam) from laser light source LS
A part of the wave is made incident on the mother lens (optical convex lens) L 1 through two beam splitters SP 1 - SP 2 , and the spherical wave is focused at a point P (corresponding to the rear focal point of the lens L 1 ) and then diverges. A beam is obtained and is designated as a recording object wave beam A. Further, the recording reference wave beam B is created as follows. A part of the laser beam from the laser light source LS is reflected by the beam splitter SP 1 , and the reflected laser beam is reflected by two mirrors M 1 - M 2 and then enters the auxiliary lens (optical convex lens) L 2 . The output beam is focused on the central point Q on the beam splitter SP 2 (corresponding to the back focal point of the lens L 2 ), and the beam splitter
The reflected diffused beam from SP 2 is made incident on the mother lens L 1 , and the beam emitted from the lens L 1 is defined as a recording reference wave beam (parallel plane wave beam) B.

ところで、このインラインホログラムレンズ
IN−LのN.A.はマザーレンズL1のN.A.に依存す
る。従つて、このインラインホログラムレンズ
IN−Lを上述した光学式信号再生ヘツドの対物
レンズとして使用する場合には、インラインホロ
グラムレンズIN−LのN.A.をかなり大きくしな
ければならず、その場合には当然レンズL1,L2
もN.A.の大きなものを使用しなければならない。
By the way, this inline hologram lens
The NA of IN-L depends on the NA of the mother lens L1 . Therefore, this inline hologram lens
When IN-L is used as the objective lens of the above-mentioned optical signal reproducing head, the NA of the in-line hologram lens IN-L must be made considerably large, and in that case, it is natural that the lenses L 1 and L 2
Also, one with a large NA must be used.

ところが、レンズL1,L2として通常の光学レ
ンズを使用すると顕微鏡の対物レンズのように多
数の組レンズから成るレンズを使用しなければな
らないが、N.A.が大きくなるとレンズL1,L2
焦点は鏡筒の中に位置してしまい、第5図のイン
ラインホログラムレンズの記録方法は実現不可能
となつてしまう。
However, if ordinary optical lenses are used as the lenses L 1 and L 2 , a lens consisting of a large number of lens sets like the objective lens of a microscope must be used, but as the NA increases, the focus of the lenses L 1 and L 2 becomes smaller. is located inside the lens barrel, making the recording method of the in-line hologram lens shown in FIG. 5 impossible.

そこで、この点を解決するために、ホログラム
記録媒体に対向してビームスプリツタを設けると
共に、そのビームスプリツタの反対側に対物レン
ズとして多数の組レンズから成る光学レンズを設
け、レーザ光源よりのレーザビームをその対物レ
ンズに入射せしめ、その発散出射ビームを記録物
体波ビームとしてビームスプリツタを通じてホロ
グラム記録媒体に照射せしめると共に、レーザビ
ームを補助レンズに入射せしめて作つた記録参照
波ビームを上述のビームスプリツタにて反射させ
てホログラム記録媒体に照射せしめるようにし
た、N.A.の大きなインラインホログラムレンズ
の記録方法が提案されている(特開昭51−147339
号参照)。
Therefore, in order to solve this problem, a beam splitter is provided facing the hologram recording medium, and an optical lens consisting of a large number of lenses is provided as an objective lens on the opposite side of the beam splitter. A laser beam is made incident on the objective lens, the diverging output beam is made to irradiate a hologram recording medium through a beam splitter as a recording object wave beam, and the recording reference wave beam created by making the laser beam incident on an auxiliary lens is generated as described above. A recording method using an in-line hologram lens with a large NA has been proposed, in which the beam is reflected by a beam splitter and irradiated onto a hologram recording medium (Japanese Patent Laid-Open No. 147339-1982).
(see issue).

しかしながら、このような記録方法では、対物
レンズよりの記録物体波ビーム(球面波ビーム)
がビームスプリツタを通過するので、収差を受け
る。これを回避するためには、特殊の対物レンズ
を使用し、このレンズによつて記録物体波ビーム
に収差補正を与えるか、又は、再生時に於ても同
様のビームスプリツタを設ける必要があり、これ
は実用上あまり好ましいものではない。
However, in such a recording method, the recording object wave beam (spherical wave beam) from the objective lens
passes through the beam splitter, so it is subject to aberration. In order to avoid this, it is necessary to use a special objective lens to correct aberrations to the recording object wave beam, or to provide a similar beam splitter during playback. This is not very desirable in practical terms.

かかる点に鑑み、本出願人は先にN.A.(ニユー
メリカルアパーチヤ)の大なるインラインホログ
ラムレンズを容易に作ることのできる製法を提案
した。
In view of this, the present applicant has previously proposed a manufacturing method that can easily produce an in-line hologram lens with a large numerical aperture (NA).

以下にかかるインラインホログラムレンズの製
法の一例を第6図について説明する。互いにオフ
アクシスな記録物体波ビーム及び記録参照波ビー
ムを用いて作られた、オフアクシスホログラムレ
ンズOX−Lをマザーレンズ(対物レンズ)とし
て使用する。このオフアクシスホログラムレンズ
OX−Lの製法、特にその記録方法については第
8図で後述する。このオフアクシスホログラムレ
ンズOX−Lは、ガラス基板BS及びその上の感光
層(記録層)Kから成るホログラム記録媒体
HR2のその感光層Kの中央に円形のオフアクシ
スホログラムレンズ部HL′が記録され、更に後述
の現像処理が行なわれて形成されたものである。
この場合、オフアクシスホログラムレンズOX−
Lは、その基板BS側から法線に対し略45゜の角度
で再生参照波ビーム(平面波又は球面波ビーム
で、ここでは平面波ビーム)を感光層Kのレンズ
部HL′に照射したとき、感光層K側から法線上に
光軸を有し、点Pで集束する再生物体波ビームを
再生するように作られている。
An example of the method for manufacturing the in-line hologram lens will be described below with reference to FIG. An off-axis hologram lens OX-L, which is made using a recording object wave beam and a recording reference wave beam that are off-axis to each other, is used as a mother lens (objective lens). This off-axis hologram lens
The manufacturing method of OX-L, especially its recording method, will be described later with reference to FIG. This off-axis hologram lens OX-L is a hologram recording medium consisting of a glass substrate BS and a photosensitive layer (recording layer) K on the glass substrate BS.
A circular off-axis hologram lens portion HL' is recorded in the center of the photosensitive layer K of HR 2 , and is further formed by performing the development process described below.
In this case, off-axis hologram lens OX−
L is photosensitive when the lens portion HL' of the photosensitive layer K is irradiated with a reproduced reference wave beam (a plane wave or a spherical wave beam, here a plane wave beam) at an angle of approximately 45 degrees to the normal line from the substrate BS side. It has an optical axis on the normal line from the layer K side, and is made to reproduce a reproduced object wave beam that is focused at a point P.

HR1はインラインホログラムレンズIN−Lを
記録形成すべきホログラム記録媒体で、ガラス基
板BSと、その土の感光層Kとから構成されてい
る。
HR 1 is a hologram recording medium on which an in-line hologram lens IN-L is to be recorded, and is composed of a glass substrate BS and a photosensitive layer K formed thereon.

そして、このホログラム記録媒体HR1に対し、
マザーレンズとしてのオフアクシスホログラムレ
ンズOX−Lを対向せしめる。即ち、この場合
は、オフアクシスホログラムレンズOX−Lの感
光層Kにホログラム記録媒体HR1の感光層Kが
平行に対向する如く所定感覚を置いて、オフアク
シスホログラムレンズOX−Lに対し、ホログラ
ム記録媒体HR1を配する。
And for this hologram recording medium HR 1 ,
An off-axis hologram lens OX-L, which serves as a mother lens, is made to face each other. That is, in this case, the photosensitive layer K of the hologram recording medium HR 1 is placed in a predetermined manner so that the photosensitive layer K of the off-axis hologram lens OX-L faces in parallel, and the hologram is placed on the off-axis hologram lens OX-L. Arrange recording medium HR 1 .

そして、レーザ光源LSよりのレーザビーム
(平行平面波ビーム)の一部をビームスプリツタ
SPで反射させ、その反射ビームを更にミラーM
で反射させ、その反射ビーム(平行平面波ビー
ム)を再生参照波ビームB′としてオフアクシス
ホログラムレンズOX−Lのガラス基板BS側から
感光層Kに入射せしめる。かくして、オフアクシ
スホログラムレンズOX−Lより、点Pに於て集
束し、その後発散する再生物体波ビームA′が再
生され、これが記録物体波ビームAとしてホログ
ラム記録媒体HR1の感光層Kに入射する。
Then, a part of the laser beam (parallel plane wave beam) from the laser light source LS is sent to the beam splitter.
Reflected by SP, the reflected beam is further reflected by mirror M
The reflected beam (parallel plane wave beam) is made incident on the photosensitive layer K from the glass substrate BS side of the off-axis hologram lens OX-L as a reproduced reference wave beam B'. In this way, the off-axis hologram lens OX-L reproduces the reproduced object wave beam A' which is focused at the point P and then diverges, and this is incident on the photosensitive layer K of the hologram recording medium HR 1 as the recording object wave beam A. do.

他方レーザ光源LSよりのレーザビームの一部
がビームスプリツタSPを通過し、更にオフアク
シスホログラムレンズOX−Lを通過し、記録物
体波ビームAとインライン関係(即ち、各光軸が
一致する)にある記録参照波ビームBとしてホロ
グラム記録媒体HR1の感光層Kに入射する。か
くして、この感光層Kの中央には円形のインライ
ンホログラムレンズ部HLが形成され、後述する
現像処理を行うことにより、インラインホログラ
ムレンズIN−Lが作られる。
On the other hand, a part of the laser beam from the laser light source LS passes through the beam splitter SP, further passes through the off-axis hologram lens OX-L, and is in an in-line relationship with the recording object wave beam A (that is, each optical axis coincides with each other). The recording reference wave beam B is incident on the photosensitive layer K of the hologram recording medium HR 1 . Thus, a circular in-line hologram lens portion HL is formed at the center of this photosensitive layer K, and by performing a development process to be described later, an in-line hologram lens IN-L is produced.

尚、第7図に示す如く、第6図の配置のホログ
ラム記録媒体HR1の感光層Kにマザーレンズと
してのオフアクシスホログラムレンズOX−Lの
ガラス基板BSが接触するようにオフアクシスホ
ログラムレンズOX−Lを配してインラインホロ
グラムレンズIN−Lの記録を行なうこともでき
る。この場合には、再生物体波ビームA′及び記
録物体波ビームAは虚点Pより発散する球面波ビ
ームとなる。
As shown in FIG. 7, the off-axis hologram lens OX-L is arranged so that the glass substrate BS of the off-axis hologram lens OX-L as a mother lens is in contact with the photosensitive layer K of the hologram recording medium HR 1 arranged as shown in FIG. -L can also be arranged to perform recording on the in-line hologram lens IN-L. In this case, the reproduction object wave beam A' and the recording object wave beam A become spherical wave beams that diverge from the imaginary point P.

次に、マザーレンズとして使用したオフアクシ
スホログラムレンズOX−Lの作り方を第8図に
ついて説明する。感光層K及びガラス基板BSか
ら成るホログラム記録媒体HR2のその感光層K
に、光軸が法線と一致する如く記録物体波ビーム
(球面波)を照射すると共に、光軸が法線に対し
略45゜の入射角を持つように記録参照波ビーム
(平行平面波ビーム)Bを照射することにより、
感光層Kの中央に円形のオフアクシスホログラム
レンズ部HL′を記録し、その後この感光層Kを現
像処理してオフアクシスホログラムレンズOX−
Lを得る。
Next, how to make an off-axis hologram lens OX-L used as a mother lens will be explained with reference to FIG. The photosensitive layer K of the holographic recording medium HR 2 consisting of the photosensitive layer K and the glass substrate BS
Then, a recording object wave beam (spherical wave) is irradiated so that the optical axis coincides with the normal line, and a recording reference wave beam (parallel plane wave beam) is irradiated so that the optical axis has an incident angle of approximately 45° with respect to the normal line. By irradiating B,
A circular off-axis hologram lens portion HL' is recorded in the center of the photosensitive layer K, and then this photosensitive layer K is developed to form an off-axis hologram lens OX-
Get L.

この場合、記録物体波ビームAは次のようにし
て作る。レーザ光源LSよりのレーザビーム(平
行平面波ビーム)の一部をビームスプリツタSP
を通過させて補助レンズ(光学レンズ)L2に入
射せしめて点Q(レンズL2の後側焦点)で集束
し、その後発散する球面波ビームを作り、このビ
ームをマザーレンズ(対物レンズ)(多数の組レ
ンズから成る光学レンズ)L1に入射せしめ、点
Pで集束し、その後発散する球面波ビームを作
り、このビームを記録物体波ビームAとする。
In this case, the recording object wave beam A is created as follows. A part of the laser beam (parallel plane wave beam) from the laser light source LS is sent to the beam splitter SP.
is passed through the auxiliary lens (optical lens) L 2 to create a spherical wave beam that is focused at point Q (rear focal point of lens L 2 ) and then diverges, and this beam is sent to the mother lens (objective lens) ( A spherical wave beam is created which is made incident on an optical lens (optical lens (optical lens) L1 consisting of a large number of lens sets), converges at a point P, and then diverges, and this beam is designated as a recording object wave beam A.

又、記録参照波ビームBは次のようにして作
る。レーザ光源LSよりのレーザビームの一部を
ビームスプリツタSPで反射せしめ、その反射ビ
ームをミラーMで反射せしめ、その反射ビームを
記録参照波ビームBとする。
Further, the recording reference wave beam B is created as follows. A part of the laser beam from the laser light source LS is reflected by the beam splitter SP, the reflected beam is reflected by the mirror M, and the reflected beam is used as the recording reference wave beam B.

マザーレンズL1としては、例えばN.A.が0.4又
は0.5の顕微鏡用対物レンズを使用する。又、オ
フアクシスホロレンズ部HL′の口径は例えば直径
2mmであり、その作動距離は例えば2.3mmである。
従つて、この場合は第6図に於て得られるインラ
インホログラムレンズIN−Lのインラインホロ
グラムレンズ部HLの口径、作動距離は第6図の
点Pとインラインホログラムレンズ部HLの所定
の間隔で決る。
As the mother lens L1 , for example, a microscope objective lens with NA of 0.4 or 0.5 is used. Further, the aperture of the off-axis hololens portion HL' is, for example, 2 mm in diameter, and its working distance is, for example, 2.3 mm.
Therefore, in this case, the aperture and working distance of the inline hologram lens section HL of the inline hologram lens IN-L obtained in FIG. 6 are determined by the predetermined distance between the point P in FIG. 6 and the inline hologram lens section HL. .

尚、第6図、第7図及び第8図のレーザ光源
LSとしては、例えば アルゴンレーザビーム(λ=4880Å)、 クリプトンレーザビーム(λ=6471Å)、 色素レーザビーム(λ=6330Å)、 He−Neレーザビーム(λ=6328Å) 等を発生するものを使用し得る。又、このレーザ
ビームの如何に応じて第6図、第7図及び第8図
のホログラム記録媒体HR1,HR2の感光層Kを
選定する。
In addition, the laser light sources in Figs. 6, 7, and 8
As the LS, for example, one that generates an argon laser beam (λ = 4880 Å), a krypton laser beam (λ = 6471 Å), a dye laser beam (λ = 6330 Å), a He-Ne laser beam (λ = 6328 Å), etc. is used. obtain. Further, the photosensitive layers K of the hologram recording media HR 1 and HR 2 shown in FIGS. 6, 7, and 8 are selected depending on the type of laser beam.

次に第6図、第7図及び第8図のホログラム記
録媒体HR1,HR2及びホログラムレンズIN−L、
OX−Lの作り方の一例について説明する。適当
量の硬膜剤、例えばホルムアルデヒド又はグリオ
キザールを添加したゼラチン水溶液を40℃前後に
保持すると共に、厚さ1mmのガラス基板及びスピ
ンナを同様に40℃前後に保持する。このスピンナ
によつてゼラチン水溶液をガラス基板上に塗布す
る。尚、このゼラチン水溶液の塗布厚は、乾燥後
の厚みがオフアクシスホログラムレンズ用ホログ
ラム記録媒体にあつては5μm、インラインホロ
グラムレンズ用にあつては15μmとなるように、
選定される。ガラス基板上に塗布されたゼラチン
水溶液は乾燥処理されて感光層の母材たるゼラチ
ン膜となる。次にこのゼラチン膜に感光性を付与
する処理工程について説明する。
Next, the hologram recording media HR 1 , HR 2 and the hologram lens IN-L in FIGS. 6, 7, and 8,
An example of how to make OX-L will be explained. An aqueous gelatin solution containing an appropriate amount of a hardening agent, such as formaldehyde or glyoxal, is maintained at around 40°C, and a 1 mm thick glass substrate and a spinner are similarly maintained at around 40°C. A gelatin aqueous solution is applied onto a glass substrate using this spinner. The coating thickness of this aqueous gelatin solution is such that the thickness after drying is 5 μm for a hologram recording medium for an off-axis hologram lens and 15 μm for an inline hologram lens.
Selected. The aqueous gelatin solution coated on the glass substrate is dried to form a gelatin film that is the base material of the photosensitive layer. Next, a processing step for imparting photosensitivity to this gelatin film will be explained.

ゼラチン膜に青乃至緑色ビームに対する感光性
の付与は、重クロム酸アンモニウムの2〜10重量
%水溶液にゼラチン膜を10分間程度浸し、その後
静かに引き上げ、垂直に立て暗所で乾燥して、行
なう。
To impart photosensitivity to a blue or green beam on a gelatin film, soak the gelatin film in a 2 to 10% by weight aqueous solution of ammonium dichromate for about 10 minutes, then gently pull it up, stand it vertically, and dry it in a dark place. .

ゼラチン膜に赤色ビームに対する感光性の付与
は、重クロム酸アンモニウムの2重量%とメチレ
ンブルー色素1×10-3mol/とを含む水溶液に
アンモニウムを添加してそのPHが10程度になるよ
うにし、しかる後この水溶液にゼラチン膜を10分
間程度浸し、その後アンモニアと乾燥窒素からな
る気流中で乾燥して、行なう。
To impart photosensitivity to a red beam to a gelatin film, ammonium is added to an aqueous solution containing 2% by weight of ammonium dichromate and 1×10 -3 mol/methylene blue dye so that the pH thereof becomes about 10. Thereafter, the gelatin membrane is immersed in this aqueous solution for about 10 minutes, and then dried in a stream of ammonia and dry nitrogen.

かくして、ガラス基板上に感光層Kの形成され
たホログラム記録媒体が得られる。之等ホログラ
ム記録媒体の感光層に対する露光は第6図、第7
図及び第8図に示した如く行なうが、レーザビー
ムの照射エネルギー密度は100〜1000mJ/cm2
度である。
In this way, a hologram recording medium having a photosensitive layer K formed on a glass substrate is obtained. Exposure of the photosensitive layer of the hologram recording medium is shown in FIGS. 6 and 7.
The irradiation energy density of the laser beam is approximately 100 to 1000 mJ/cm 2 .

露光された感光層を有するホログラム記録媒体
は、水中に浸すが、感光層が青乃至緑色ビームに
対する感光性を有する場合には20℃程度の流水中
に1時間程度浸し、赤色ビームに対する感光性を
有する場合には40℃程度の温水に30分程度浸す。
その後、このホログラム記録媒体をイソプロパノ
ールの50%水溶液に10分程度、イソプロパノール
90%水溶液に数秒浸し、その後イソプロパノール
の100%液に10分程度浸し、しかる後温風によつ
て急速乾燥させる。以上で現像処理は終了する。
A hologram recording medium having an exposed photosensitive layer is immersed in water. If the photosensitive layer has photosensitivity to blue or green beams, it is immersed in running water at about 20°C for about an hour to reduce its photosensitivity to red beams. If you have it, soak it in warm water of about 40℃ for about 30 minutes.
After that, this hologram recording medium was soaked in a 50% aqueous solution of isopropanol for about 10 minutes.
Dip in a 90% aqueous solution for a few seconds, then in a 100% isopropanol solution for about 10 minutes, then quickly dry with warm air. This completes the development process.

尚、ゼラチン膜を母材とする感光層は吸湿性が
有り、このまゝではホログラムレンズが消失する
虞があるので、これを防止するために第9図に示
す如く、150μm厚程度のカバーガラスCGを感光
層K上に紫外線硬化樹脂を用いて貼布する。かく
して、ホログラムレンズOX−L、IN−Lが得ら
れる。尚、他の図ではこのカバーガラスCGの図
示を省略している。
Note that the photosensitive layer, which has a gelatin film as its base material, is hygroscopic, and there is a risk that the hologram lens will disappear if left in this state.To prevent this, a cover glass with a thickness of about 150 μm is used as shown in Figure 9. CG is pasted onto the photosensitive layer K using an ultraviolet curing resin. In this way, hologram lenses OX-L and IN-L are obtained. Note that illustration of this cover glass CG is omitted in other figures.

次に、このようにして得られたインラインホロ
グラムレンズIN−Lをマザーレンズとして、ス
レーブインラインホログラムレンズIN−L′を複
製するには、第10図に示す如く、スレーブイン
ラインホログラムレンズIN−L′を形成すべきホ
ログラム記録媒体HR1′の感光層Kが例えば回折
効率50%のマザーインラインホログラムレンズ
IN−Lの感光層Kに所定間隔を置いて対向する
ように之等ホログラム記録媒体HR1,HR1′を所
定間隔を置いて配置し、レーザ光源LSよりのレ
ーザビームをホログラム記録媒体HR1のガラス
基板BS側に照射して、その一部(50%)を再生
参照波ビームB′とすると共に、その他部(50%)
をホログラム記録媒体HR1′の記録参照波ビーム
Bとする。かくすると、マザーインラインホログ
ラムレンズIN−Lより点Pにて集束する再生物
体波ビームA′が再生され、これが記録物体波ビ
ームAとしてホログラム記録媒体HR1′に照射さ
れ、その感光層Kにはホログラムレンズ部HLが
記録される。
Next, in order to duplicate the slave inline hologram lens IN-L' using the inline hologram lens IN-L obtained in this way as a mother lens, as shown in FIG. The photosensitive layer K of the hologram recording medium HR 1 ′ to be formed is, for example, a mother inline hologram lens with a diffraction efficiency of 50%.
The hologram recording media HR 1 and HR 1 ' are arranged at a predetermined interval so as to face the photosensitive layer K of IN-L at a predetermined interval, and the laser beam from the laser light source LS is directed to the hologram recording medium HR 1 . BS side of the glass substrate is irradiated, a part (50%) of which is used as the reproduction reference wave beam B′, and the other part (50%)
is the recording reference wave beam B of the hologram recording medium HR 1 '. In this way, the reproduced object wave beam A' focused at point P is reproduced from the mother inline hologram lens IN-L, and this is irradiated onto the hologram recording medium HR1 ' as the recording object wave beam A, and the photosensitive layer K is The hologram lens section HL is recorded.

尚、第11図に示す如く、第9図の配置のホロ
グラム記録媒体HR1′の感光層Kにマザーインラ
インホログラムレンズIN−Lのガラス基板BSが
接触するようにマザーインラインホログラムレン
ズIN−Lを配してスレーブホログラムレンズIN
−L′の複製を行なうこともできる。この場合に
は、再生物体波ビームA′及び記録物体波ビーム
Aは虚点Pより発散する球面波ビームとなる。
As shown in FIG. 11, the mother inline hologram lens IN-L is placed in such a way that the glass substrate BS of the mother inline hologram lens IN-L is in contact with the photosensitive layer K of the hologram recording medium HR 1 ' arranged as shown in FIG. Slave hologram lens IN
−L′ can also be replicated. In this case, the reproduction object wave beam A' and the recording object wave beam A become spherical wave beams that diverge from the imaginary point P.

上述した、先に提案されたインラインホログラ
ムレンズの製法によれば、予め作つたオフアクシ
スホログラムレンズをマザーレンズとして使用し
てインラインホログラムレンズを作るので、かか
るマザーレンズが得られさえすればインラインホ
ログラムレンズを容易に作ることができる。
According to the above-mentioned method for manufacturing an inline hologram lens proposed earlier, an inline hologram lens is manufactured by using a prefabricated off-axis hologram lens as a mother lens, so as long as such a mother lens is obtained, an inline hologram lens can be manufactured. can be easily made.

ところが、かかる製法では、次のような点が問
題となる。即ち、先ず、マザーレンズとしてのオ
フアクシスホログラムレンズを作る余分の工程が
必要である。
However, this manufacturing method has the following problems. That is, first, an extra step is required to create an off-axis hologram lens as a mother lens.

マザーレンズとしてのオフアクシスホログラム
レンズは、再生参照波ビームに対し、直交3軸の
回りに±0.5゜程度の精度を以つて夫々回動調整し
て、再生物体波ビームの集束点及び光軸が所定の
位置に来るように調整する必要があり、調整が頗
る面倒で、特にそのN.A.が大きい場合には調整
が極めて困難となる。これは、オフアクシスホロ
グラムレンズの干渉縞の分布が、インラインホロ
グラムレンズのように軸対称ではなく、径方向に
於いて干渉縞のピツチが大から小へと変化してい
ることによるものである。
The off-axis hologram lens, which serves as a mother lens, is rotated around three orthogonal axes with an accuracy of about ±0.5° relative to the reproduced reference wave beam, so that the focal point and optical axis of the reproduced object wave beam are aligned. It is necessary to adjust it so that it comes to a predetermined position, and the adjustment is extremely troublesome, especially when the NA is large. This is because the distribution of interference fringes of an off-axis hologram lens is not axially symmetrical like that of an in-line hologram lens, but the pitch of the interference fringes changes from large to small in the radial direction.

又、オフアクシスホログラムレンズの干渉縞の
分布が上述のようであるので、上述したゼラチン
を母材とする感光層への露光後の湿式プロセスに
於いて感光層の厚みが増した場合に、干渉縞の断
面に於ける傾斜が変化し、レンズの特性が狂つて
しまう。これは、N.A.の大きいオフアクシスホ
ログラムレンズ程その狂いがひどく、使い物にな
らない場合さえもある。
In addition, since the distribution of interference fringes of an off-axis hologram lens is as described above, interference may occur if the thickness of the photosensitive layer increases in the wet process after exposure to the photosensitive layer using gelatin as the base material. The slope of the cross section of the stripes changes and the characteristics of the lens become distorted. The higher the NA of an off-axis hologram lens, the more the distortion will be severe, and it may even become unusable.

かかる点に鑑み、本発明はマザーレンズとして
のオフアクシスホログラムレンズを使用すること
なく、容易にインラインホログラムレンズを作る
ことのできる製法を提案せんとするものである。
In view of this point, the present invention proposes a manufacturing method that can easily produce an in-line hologram lens without using an off-axis hologram lens as a mother lens.

以下に第12図を参照して、本発明によるイン
ラインホログラムレンズの製法の一例を詳細に説
明する。
An example of a method for manufacturing an in-line hologram lens according to the present invention will be described in detail below with reference to FIG.

HR1はインラインホログラムレンズIN−Lを
記録形成すべきホログラム記録媒体で、ガラス基
板BSと、その上の感光層(記録層)Kとから構
成されている。
HR 1 is a hologram recording medium on which an in-line hologram lens IN-L is to be recorded, and is composed of a glass substrate BS and a photosensitive layer (recording layer) K thereon.

L1は球面波ビームを輻射する光学素子(マザ
ーレンズ)で、例えばN.A.が0.4又は0.5の顕微鏡
用対物レンズを使用する。
L1 is an optical element (mother lens) that emits a spherical wave beam, and for example, a microscope objective lens with NA of 0.4 or 0.5 is used.

MRは小窓(光透過部)Wを有する全反射ミラ
ーで、BS′はその透明基板(ガラス)、MCはその
表面の反射膜、NRはその裏面の無反射膜であ
る。小窓Wは、この例ではミラーMRの中央に穿
設された貫通孔で構成する。
MR is a total reflection mirror having a small window (light transmitting part) W, BS' is its transparent substrate (glass), MC is a reflective film on its front surface, and NR is a non-reflective film on its back surface. In this example, the small window W is constituted by a through hole bored in the center of the mirror MR.

尚、全反射ミラーMRは、第13図に示す如
く、貫通孔を設けず、反射膜MCの中央に無反射
NR′を形成して小窓Wを構成しても良い。
As shown in Figure 13, the total reflection mirror MR does not have a through hole and has a non-reflective mirror in the center of the reflective film MC.
The small window W may be configured by forming NR'.

そして、ホログラム記録媒体HR1に対し、マ
ザーレンズL1を対向せしめると共に、これ等間
に全反射ミラーMRを配する。ホログラム記録媒
体HR1はその感光層KがマザーレンズL1側を向
くように配される。全反射ミラーMRは、その反
射膜MCがホログラム記録媒体HR1の感光層Kを
向くように斜めに配される。又、全反射ミラー
MRとホログラム記録媒体HR1との間に後述する
球面収差補償板(透明板)Vをホログラム記録媒
体HR1と平行になるように配する。
Then, the mother lens L1 is made to face the hologram recording medium HR1 , and a total reflection mirror MR is arranged between them. The hologram recording medium HR 1 is arranged so that its photosensitive layer K faces the mother lens L 1 side. The total reflection mirror MR is arranged obliquely so that its reflection film MC faces the photosensitive layer K of the hologram recording medium HR 1 . Also, total reflection mirror
A spherical aberration compensating plate (transparent plate) V, which will be described later, is placed between MR and the hologram recording medium HR 1 so as to be parallel to the hologram recording medium HR 1 .

そして、共通レーザ光源(例えばアルゴン、ク
リプトン、色素、He−Neのレーザ光源等)(図
示せず)よりのレーザビーム(平行平面波ビー
ム)をレンズ(図示せず)を用いてある点に於い
て集束しその後発散する球面波ビームとなし、こ
の発散球面波ビームをマザーレンズL1に入射さ
せて小窓Wの近傍の点Pに於いて集束しその後発
散する球面収差の無い球面波ビームとなし、この
発散球面波ビームを、その光軸Xが補償板V及び
ホログラム記録媒体HR1の感光層Kの各法線と
一致するように、点Pに於いて全反射ミラーMR
の小窓Wを通過させ、その後補償板Vを介して記
録物体波ビームAとしてホログラム記録媒体
HR1の感光層Kに照射せしめる。
Then, at a certain point, a laser beam (parallel plane wave beam) from a common laser light source (for example, an argon, krypton, dye, He-Ne laser light source, etc.) (not shown) is transmitted using a lens (not shown). A spherical wave beam is formed that converges and then diverges, and this diverging spherical wave beam is made incident on the mother lens L1 to be focused at a point P near the small window W, and then a spherical wave beam without spherical aberration is formed that diverges. , this diverging spherical wave beam is passed through a total reflection mirror MR at a point P so that its optical axis X coincides with the normal line of the compensator V and the photosensitive layer K of the hologram recording medium HR
The hologram recording medium is passed through the small window W of the recording object wave beam A through the compensation plate V.
The photosensitive layer K of HR 1 is irradiated.

更に、上述の共通レーザ光源よりのレーザビー
ム(平行平面波ビームであるが、平面波に近い球
面波ビームでも良い)をビームスプリツタ、ミラ
ー等を用いて方向変換した後、この平面波ビーム
を、全反射ミラーMRに反射させて後、補償板V
を介して記録参照波ビームBとしてホログラム記
録媒体HR1の感光層Kに照射せしめる。記録物
体波ビームA及び記録参照波ビームBはインライ
ン関係で、即ちその各光軸Xはホログラム記録媒
体HR1の感光層Kに対しその法線と一致すると
共に、各光軸Xは図示の如く一致せしめるか又は
平行関係にする。
Furthermore, after changing the direction of the laser beam (a parallel plane wave beam, but a spherical wave beam similar to a plane wave may also be used) from the common laser light source mentioned above using a beam splitter, mirror, etc., this plane wave beam is subjected to total internal reflection. After reflecting on mirror MR, compensating plate V
The recording reference wave beam B is irradiated onto the photosensitive layer K of the hologram recording medium HR 1 through the recording reference wave beam B. The recording object wave beam A and the recording reference wave beam B are in an in-line relationship, i.e. their respective optical axes X coincide with the normal to the photosensitive layer K of the holographic recording medium HR 1 , and their respective optical axes make them coincide or have a parallel relationship.

かくして、このホログラム記録媒体HR1の感
光層Kの中央には円形のインラインホログラムレ
ンズ部HLが形成され、上述と同様の現像処理を
行なうことにより、インラインホログラムレンズ
IN−Lが作られる。
Thus, a circular inline hologram lens portion HL is formed at the center of the photosensitive layer K of this hologram recording medium HR 1 , and by performing the same development process as described above, the inline hologram lens
IN-L is created.

全反射ミラーMRの小窓Wの径は、記録物体波
ビームAが通過し得る範囲で、しかもインライン
ホログラムレンズIN−Lの機能が低下しない程
度に十分小であれば良い。この場合、インライン
ホログラムレンズ部HLの径を2mmとしたとき、
全反射ミラーMRの小窓Wの径は約100μm程度で
ある。
The diameter of the small window W of the total reflection mirror MR only needs to be within a range through which the recorded object wave beam A can pass, and is sufficiently small so as not to degrade the function of the in-line hologram lens IN-L. In this case, when the diameter of the inline hologram lens part HL is 2 mm,
The diameter of the small window W of the total reflection mirror MR is about 100 μm.

次に第12図の製法によつて作られたインライ
ンホログラムレンズを用いて光学式記録媒体(デ
イスク)の記録情報(信号)を再生する光学式情
報(信号)再生装置について第14図を参照して
説明すると共に、その光学式記録媒体と球面収差
補償板V等との関係についても述べる。RDは光
学式記録媒体で、DBは透明基板(例えば塩化ビ
ニール)、RLは透明基板DBの下面に形成された
ピツト及びランドの全面を覆う如く被着形成され
た反射膜(層)(例えばアルミニウム膜)、GLは
その反射膜(層)RLの下面の全面を覆う如く被
着形成された保護膜(層)(例えばPVA)であ
る。
Next, refer to FIG. 14 for an optical information (signal) reproducing device that reproduces recorded information (signals) on an optical recording medium (disc) using an inline hologram lens made by the manufacturing method shown in FIG. 12. In addition, the relationship between the optical recording medium and the spherical aberration compensator V, etc. will also be described. RD is an optical recording medium, DB is a transparent substrate (e.g. vinyl chloride), and RL is a reflective film (layer) formed on the transparent substrate DB so as to cover the entire surface of the pits and lands formed on the bottom surface (e.g. aluminum). GL is a protective film (layer) (for example, PVA) formed to cover the entire lower surface of the reflective film (layer) RL.

そして、第12図の製法にて得られたインライ
ンホログラムレンズIN−L(再生手段の一部を構
成する対物レンズとなる)をその感光層Kが記録
媒体RDの基板DB側に平行して対向するように
配すると共に、インラインホログラムレンズIN
−Lのガラス基板BS側からインラインホログラ
ムレンズ部HLに再生参照波ビーム(平面波ビー
ム)B′を照射し、得られた再生物体波ビーム
(反射膜(層)RLのピツト又はランド上で焦点を
結ぶ集束球面波ビーム)A′を再生用ビームとし
て記録媒体RDの裏側から基板DBを介して反射
膜(層)RL上に照射する。又、この反射膜(層)
RLよりの反射波ビームは、ビームA′−ビーム
B′(又はB′)の経路を逆行して光電変換素子(レ
ーザ光源が半導体レーザ光源の場合はこれも可)
に入射して電気信号として再生される。
Then, the in-line hologram lens IN-L (which becomes an objective lens constituting a part of the reproducing means) obtained by the manufacturing method shown in FIG. In-line hologram lens IN
A reproduced reference wave beam (plane wave beam) B' is irradiated from the glass substrate BS side of -L to the inline hologram lens part HL, and the resulting reproduced object wave beam (focuses on the pit or land of the reflective film (layer) RL). A focused spherical wave beam) A' is irradiated onto the reflective film (layer) RL from the back side of the recording medium RD via the substrate DB as a reproduction beam. Also, this reflective film (layer)
The reflected wave beam from RL is beam A′− beam
Reverse the path of B′ (or B′) to the photoelectric conversion element (this is also possible if the laser light source is a semiconductor laser light source)
The signal is input to and reproduced as an electrical signal.

ところで、第14図に示すように、記録媒体
RDを透明基板DB側から光学再生する場合、再
生物体波ビームA′が球面収差の無い球面波ビー
ムであると、その球面波ビームが光路長としての
厚さがtの透明基板DBを通過することによつて
球面収差の影響を受け、球面収差のある反射波ビ
ームが得られることになる。
By the way, as shown in Fig. 14, the recording medium
When optically reproducing RD from the transparent substrate DB side, if the reproduced object wave beam A' is a spherical wave beam without spherical aberration, the spherical wave beam passes through the transparent substrate DB whose thickness as the optical path length is t. This results in the influence of spherical aberration, resulting in a reflected wave beam with spherical aberration.

そこで、第12図に於いてマザーレンズL1
ら球面収差の無い球面波ビームが得られるように
しておくと共に、球面収差補償板V(第13図の
全反射ミラーMRを用いた場合は補償板Vを設け
ずに、全反射ミラーMRの小窓W)の光路長とし
ての厚さを略上述のtに選んでおくことにより、
第12図の記録物体波ビームAは球面収差のある
球面波ビームとなるから、記録媒体RDに照射す
る再生物体波ビームA′は球面収差のあるビーム
となり、これが透明基板DBを通過することによ
つて無収差ビームになさしめられ、再生用ビーム
の記録媒体RDの透明基板DBによる球面収差を
補正して、球面収差の無い反射波ビームを得るこ
とができる。この場合、補償板V及び記録媒体
RDの透明基板DBの実際の厚さは1.1mm、屈折率
は約1.5である。
Therefore, in Fig. 12, a spherical wave beam without spherical aberration is obtained from the mother lens L1 , and a spherical aberration compensating plate V (if the total reflection mirror MR in Fig. 13 is used, a compensating plate By not providing V and selecting the thickness as the optical path length of the small window W) of the total reflection mirror MR to approximately the above t,
Since the recorded object wave beam A in FIG. 12 becomes a spherical wave beam with spherical aberration, the reproduced object wave beam A' irradiated onto the recording medium RD becomes a beam with spherical aberration, which passes through the transparent substrate DB. Therefore, it is made into an aberration-free beam, and by correcting the spherical aberration of the reproduction beam due to the transparent substrate DB of the recording medium RD, a reflected wave beam free of spherical aberration can be obtained. In this case, the compensating plate V and the recording medium
The actual thickness of RD's transparent substrate DB is 1.1 mm, and the refractive index is approximately 1.5.

尚、光学式記録媒体RDにその表側から再生用
ビームを照射する場合は、その再生用ビームは略
無収差のビームが必要である。この場合には、補
償板Vを設けない。
Note that when the optical recording medium RD is irradiated with a reproducing beam from the front side thereof, the reproducing beam needs to be substantially aberration-free. In this case, the compensating plate V is not provided.

次に、上述の全反射ミラーMRに小窓Wが設け
られているので、この部分での記録参照波ビーム
(反射波ビーム)Bが一部欠除するが、これがイ
ンラインホログラムレンズIN−Lを作る上に於
いて殆んど影響を及ぼさないものであることを説
明する。
Next, since the above-mentioned total reflection mirror MR is provided with a small window W, a part of the recording reference wave beam (reflected wave beam) B is missing in this part, but this causes the inline hologram lens IN-L to Explain that it has almost no effect on the production process.

本発明で実施しているインラインホログラムレ
ンズIN−Lは体積形位相ホログラムの一種であ
るが、第15図に示す如く、互いにインライン関
係にある記録物体波ビームA及び記録参照波ビー
ムBにより感光層Kに形成された干渉縞から成る
インラインホログラムレンズ部HLに於ける干渉
縞による格子面は、中心、即ち光軸Xに近づくに
従つてピツチが粗く、周辺(エツジ)に近づくに
従つてピツチが密になる。
The in-line hologram lens IN-L implemented in the present invention is a type of volume phase hologram, and as shown in FIG. The lattice surface formed by the interference fringes in the inline hologram lens part HL, which consists of the interference fringes formed at K, has a rougher pitch as it approaches the center, that is, the optical axis It becomes secret.

又、体積形位相ホログラムは、再生時にブラツ
グ(Bragg)条件を満足すれば、回折効率が最大
となる。しかし、ブラツグ条件を満足する再生ビ
ームを用いても、必ずしも回折効率が良くなるも
のではない。即ち、次式で表わされるQ値に対す
る制約があることは周知である。
Further, the volume phase hologram has a maximum diffraction efficiency if the Bragg condition is satisfied during reproduction. However, even if a reproduction beam that satisfies the Bragg condition is used, the diffraction efficiency does not necessarily improve. That is, it is well known that there is a restriction on the Q value expressed by the following equation.

Q=2πλd/nΛ2 但し、λはビームの波長、dは感光層K(レン
ズ部HL)の厚味、nは感光層K(レンズ部HL)
の屈折率、Λは格子ピツチである。
Q=2πλd/nΛ 2 However, λ is the wavelength of the beam, d is the thickness of the photosensitive layer K (lens portion HL), and n is the photosensitive layer K (lens portion HL).
The refractive index of , Λ is the lattice pitch.

一般に、dあるいはΛを変えることによつてQ
値を変えると各次数の回折ビームの強度が変化す
る。そして、この場合Q値をQÅ1に選ぶと、+
1次回折ビームの強度が著しく大となり、他の次
数の回折ビームは抑圧される。このQÅ1の条件
は、λ、n、dが夫々一定のときに、格子ピツチ
Λが小さい程容易に満足される。
In general, by changing d or Λ, Q
Changing the value changes the intensity of the diffracted beam of each order. In this case, if the Q value is chosen as QÅ1, +
The intensity of the first-order diffracted beam becomes significantly large, and the diffracted beams of other orders are suppressed. This condition of Q Å1 is more easily satisfied as the grating pitch Λ becomes smaller when λ, n, and d are each constant.

そこでインラインホログラムレンズIN−Lの
インラインホログラムレンズ部HLの開口面の回
折効率分布の一例を第16図に示す。このレンズ
IN−Lは、クリプトンレーザ光源(レーザビー
ムの波長は6471Å)及びN.A.が0.4のマザーレン
ズを用いて記録形成したものである。第16図
は、再生レーザ光源としてHe−Neレーザ光源
(レーザビームの波長は6328Å)を用い、このイ
ンラインホログラムレンズIN−Lのインライン
ホログラムレンズ部HLの厚さdを5μm、15μm
と変えた場合の、レンズ部HLの径方向の中心か
らの距離に対する+1次回折ビームの強度の特性
を曲線にて示したものである。これによれば、レ
ンズ部HLの中心部の+1次回折ビームの強度、
即ち回折効率は他部に比し大幅に低下しているこ
とが分る。
FIG. 16 shows an example of the diffraction efficiency distribution of the aperture surface of the inline hologram lens portion HL of the inline hologram lens IN-L. this lens
IN-L was recorded using a krypton laser light source (laser beam wavelength was 6471 Å) and a mother lens with an NA of 0.4. In Fig. 16, a He-Ne laser light source (laser beam wavelength is 6328 Å) is used as a reproduction laser light source, and the thickness d of the inline hologram lens portion HL of this inline hologram lens IN-L is 5 μm and 15 μm.
The curve shows the characteristic of the intensity of the +1st-order diffracted beam with respect to the distance from the radial center of the lens portion HL when According to this, the intensity of the +1st-order diffracted beam at the center of the lens portion HL,
That is, it can be seen that the diffraction efficiency is significantly lower than in other parts.

従つて、インラインホログラムレンズIN−L
に於いて、レンズ部HLの中心部では、上述の記
録参照波ビームBの中心部の欠除によつて干渉縞
が形成されないとしても、インラインホログラム
レンズとしての性能には殆んど影響を及ぼさない
ことが分る。
Therefore, inline hologram lens IN-L
In this case, even if no interference fringes are formed at the center of the lens portion HL due to the deletion of the center of the recording reference wave beam B mentioned above, it will hardly affect the performance as an in-line hologram lens. It turns out there isn't.

上述せる本発明製法によれば、精度の良いイン
ラインホログラムレンズを頗る容易に得ることが
できる。即ち、マザーレンズとしてのオフアクシ
スホログラムレンズを作る必要が無くなり、工数
が減る。又、マザーレンズとしてオフアクシスホ
ログラムレンズを使わないですむので、光学素子
として顕微鏡用対物レンズの如き精度の良いマザ
ーレンズを使用することにより、精度の良いイン
ラインホログラムレンズを得ることができる。更
に、小窓を有する全反射ミラーを用いているの
で、物体波ビーム及び参照波ビーム共、そのエネ
ルギー効率を殆ど低下させることなく、ホログラ
ム記録に利用することができる。
According to the manufacturing method of the present invention described above, an in-line hologram lens with high precision can be obtained with great ease. That is, there is no need to make an off-axis hologram lens as a mother lens, and the number of man-hours is reduced. Furthermore, since it is not necessary to use an off-axis hologram lens as a mother lens, a highly accurate in-line hologram lens can be obtained by using a highly accurate mother lens such as a microscope objective lens as an optical element. Furthermore, since a total reflection mirror with a small window is used, both the object wave beam and the reference wave beam can be used for hologram recording without substantially reducing their energy efficiency.

又、光学素子より球面収差の無い球面波ビーム
を輻射するようにすると共に、球面収差補償板
(又は全反射ミラーの小窓)の光路長としての厚
さを、光学式記録媒体の再生用ビームが通過する
透明体の光路長としての厚さと略等しくすること
により、その記録媒体の再生用ビームが通過する
透明体があつても、球面収差の無い反射波ビーム
を得ることができる。
In addition, the optical element emits a spherical wave beam without spherical aberration, and the thickness of the spherical aberration compensator (or the small window of the total reflection mirror) as the optical path length is adjusted to the beam for reproduction of the optical recording medium. By making the thickness substantially equal to the optical path length of the transparent body through which the recording medium passes, a reflected wave beam without spherical aberration can be obtained even if there is a transparent body through which the reproduction beam of the recording medium passes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第4図は従来のホログラムレンズの
記録及び再生方法を示す説明図、第5図は従来の
インラインホログラムレンズの記録方法を示す配
置図、第6図は先に提案されたインラインホログ
ラムレンズの製法の記録方法の一例を示す配置
図、第7図は先に提案されたインラインホログラ
ムレンズの製法の記録方法の他の例を示す配置
図、第8図は第6図及び第7図に使用するオフア
クシスホログラムレンズの製法の記録方法の一例
を示す配置図、第9図は第6図、第7図又は第8
図の記録方法を用いて製造されたホログラムレン
ズを示す断面図、第10図及び第11図はインラ
インホログラムレンズの複製記録方法を示す配置
図、第12図は本発明によるインラインホログラ
ムレンズの製法の記録方法の実施例を示す配置
図、第13図は全反射ミラーの他の例の断面図、
第14図は光学式情報(信号)再生装置の一部を
示す配置図、第15図はインラインホログラムレ
ンズの動作説明図、第16図は曲線図である。 L1は光学素子としてのマザーレンズ、MRは全
反射ミラー、Wはその小窓、Aは記録物体波ビー
ム、Bは記録参照波ビーム、HR1はホログラム
記録媒体、BSはガラス基板、Kは感光層、IN−
Lはインラインホログラムレンズである。
Figures 1 to 4 are explanatory diagrams showing a conventional hologram lens recording and reproducing method, Figure 5 is a layout diagram showing a conventional inline hologram lens recording method, and Figure 6 is a previously proposed inline hologram lens. FIG. 7 is a layout diagram showing an example of a recording method for manufacturing a lens; FIG. 7 is a layout diagram showing another example of a recording method for an in-line hologram lens manufacturing method proposed previously; FIG. A layout diagram showing an example of a recording method for manufacturing an off-axis hologram lens used in
A sectional view showing a hologram lens manufactured using the recording method shown in the figure, FIGS. 10 and 11 are layout diagrams showing a duplication recording method of an inline hologram lens, and FIG. 12 is a method for manufacturing an inline hologram lens according to the present invention. A layout diagram showing an example of the recording method, FIG. 13 is a sectional view of another example of a total reflection mirror,
FIG. 14 is a layout diagram showing a part of the optical information (signal) reproducing device, FIG. 15 is an explanatory diagram of the operation of the in-line hologram lens, and FIG. 16 is a curve diagram. L 1 is a mother lens as an optical element, MR is a total reflection mirror, W is a small window thereof, A is a recording object wave beam, B is a recording reference wave beam, HR 1 is a hologram recording medium, BS is a glass substrate, and K is a Photosensitive layer, IN−
L is an inline hologram lens.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 球面波ビームを輻射する光学素子及び小窓を
有する全反射ミラーを用い、上記球面波ビームを
上記全反射ミラーの小窓近傍で集束させ、該小窓
を通じて物体波ビームとしてホログラム記録媒体
に照射せしめると共に、上記全反射ミラーの反射
波ビームを参照波ビームとして上記ホログラム記
録媒体に照射せしめることを特徴とするインライ
ンホログラムレンズの製法。
1 Using an optical element that radiates a spherical wave beam and a total reflection mirror having a small window, the spherical wave beam is focused near the small window of the total reflection mirror, and is irradiated onto the hologram recording medium as an object wave beam through the small window. and irradiating the hologram recording medium with a reflected wave beam of the total reflection mirror as a reference wave beam.
JP6379480A 1980-05-14 1980-05-14 Production of in-line hologram lens Granted JPS56161581A (en)

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