JP3155314B2 - ホログラム製造装置およびホログラム製造方法 - Google Patents

ホログラム製造装置およびホログラム製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホログラム製造装置お
よびホログラム製造方法に関し、特に、分割露光法によ
りホログラム光学素子を製造するホログラム製造装置お
よびホログラム製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホログラム光学素子とは、一般的に、光
の干渉縞を感光材料に記録する方式で製造された回折格
子をいい、集光，結像および分光などの目的に用いら
れ、たとえばホログラムレンズ，ホログラフィックヘッ
ドアップディスプレイおよびホログラフィックヘルメッ
トマウンテッドディスプレイなどがある。また、従来、
ホログラム光学素子の製造は二光束露光方式により行わ
れていたが、二光束露光方式で製造したホログラム光学
素子をそのまま結像素子として使用すると収差が生じる
ため、収差補正の必要がある。
【０００３】この収差補正の一方式として、分割露光法
によりホログラム光学素子を製造するホログラム製造方
法が提案されている。このホログラム製造方法は、ホロ
グラム光学素子の設計段階でホログラム面を複数の領域
に適当に分割して、各領域ごとに最適の露光光学系を設
計しておき、露光の際には特定形状の開口を有する遮光
板を用いて各領域に対応する開口を形成して、レーザー
光源を最適位置に適宜移動させて露光する過程を繰り返
す方法である。このホログラム製造方法は設計の自由度
が増すため、収差特性の改善に大きく寄与するホログラ
ム製造方法として期待されている。
【０００４】図９は、分割露光法によりホログラム光学
素子を製造するホログラム製造装置の一従来例を示す概
略構成図である。
【０００５】このホログラム製造装置は、米国特許第
３，８０７，８２９号明細書に記載されているものであ
り、固定台101 と、底面が横方向回転部102 を介して固
定台101 上に取り付けられたＬ字状の横方向回転台103
と、横方向回転台103 の側面に取り付けられた縦方向回
転部104 と、側面が縦方向回転部104 に取り付けられた
Ｌ字状の露光台105 とを含む。露光台105 上には、２枚
の開口付きホルダ1061，1062が互いに対向してそれぞれ
固定されており、感光材料107 が２枚の開口付きホルダ
1041，1042の間に挟まれて固定されている。感光材料10
7 の露光時には、レーザー物体光ＬＢは、可動式の第１
および第２のミラー108，109により方向が変えられて、
常にビームエクスパンダー110 に入射するように調整さ
れる。ビームエクスパンダー110 によって集光されたレ
ーザー物体光ＬＢは、ピンホール111 を介して感光材料
107 に向けて出射される。ここで、第２のミラー109 に
おけるレーザー物体光ＬＢのビームエクスパンダー110
への入射角の調整は、２つの角度調節つまみ1121，1122
によって行われる。また、ビームエクスパンダー110お
よびピンホール111 は、可動ステージ113 に取り付けら
れており、かつ、２つの粗動つまみ1141，1142と３つの
微動つまみ1151〜1153とによって自在に移動できるた
め、感光材料107 の任意の領域にレーザー物体光ＬＢを
入射させることができる。なお、参照光（不図示）は、
ビームエクスパンダー110 およびピンホール111 と反対
側から感光材料107 に入射される。
【０００６】このホログラム製造装置では、レーザー物
体光ＬＢと参照光とが感光材料107上で干渉し合うこと
により、感光材料107 上に干渉縞が記録される。ここ
で、レーザー物体光ＬＢおよび参照光が感光材料107 を
照射する面積は感光材料107 の面積よりも小さくなって
おり、感光材料107 の露光領域を段階的に変えて露光が
繰り返されることにより、感光材料107 全体に干渉縞が
記録される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のホログラム製造装置は、感光材料107 の露光領
域を段階的に変えるのに、横方向回転部102 と縦方向回
転部104 とで露光台105を回転させることによってレー
ザー物体光ＬＢおよび参照光の感光材料107 への入射角
を変え、第１および第２のミラー108，109を回転させる
ことによってレーザー物体光ＬＢの実質的点光源位置を
変える（参照光についても同様）とともに、可動ステー
ジ113 を露光台105 と水平方向および垂直方向に移動さ
せることによってレーザー物体光ＬＢの照射領域を変え
ている（参照光についても同様）ので、以下に示す問題
がある。
【０００８】（１）レーザー物体光ＬＢおよび参照光の
照射領域の移動を機械部品で行っているため、振動など
により位置合わせ誤差が生じ易く、レーザー物体光ＬＢ
および参照光の照射領域の境界においてホログラムの干
渉縞に不連続が生じ易い。
【０００９】（２）開口付きホルダ1061，1062の形状が
容易に変更できず、かつ円や楕円などの複雑な形状にも
しにくいため、設計の自由度が小さい。
【００１０】本発明の目的は、ホログラムの干渉縞の連
続性がよくかつ設計の自由度が大きい、分割露光法によ
りホログラム光学素子を製造するホログラム製造装置お
よびホログラム製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、分割露光法によりホログラム光学素子を製
造するホログラム製造装置において、入力信号に応じて
光透過領域および光不透過領域が制御される空間変調素
子を有する光遮断手段と、前記空間変調素子に前記信号
を供給して該空間変調素子を駆動する駆動手段とを含
み、前記光遮断手段が感光材料と近接して設けられてお
り、且つ前記光遮断手段が該感光材料に入射する干渉縞
形成用の二光束の両方に対して任意の開口変更制御を実
行し、更に該二光束のそれぞれに対して実質的点光源位
置を制御する手段が備えられたことを特徴とする。ま
た、前記空間変調素子が前記感光材料の両面にそれぞれ
近接して設けられ、前記二光束の内の対応する側の光束
に対して変調を実行し、且つ該二光束が互いに前記感光
材料の同じ位置に同じ形状で入射されるように前記光透
過領域及び光不透過領域を制御することが好ましい。
【００１２】ここで、前記空間変調素子が液晶素子であ
ってもよい。
【００１３】または、分割露光法によりホログラム光学
素子を製造するホログラム製造装置において、直線偏光
光を出射する光源と、該光源から出射された直線偏光光
を二分割する、該直線偏光光の光軸と垂直な軸回りに回
転可能なハーフミラーと、該ハーフミラーを透過した直
線偏光光を反射する、該直線偏光光の光軸と垂直な軸回
りに回転可能な第１のミラーと、該第１のミラーで反射
された直線偏光光を所望の波面を有する直線偏光光に変
換する第１のズームレンズと、前記第１のミラーおよび
前記第１のズームレンズが載置された第１の移動台と、
前記ハーフミラーで反射された直線偏光光を反射する、
該直線偏光光の光軸と垂直な軸回りに回転可能な第２の
ミラーと、該第２のミラーで反射された直線偏光光を所
望の波面を有する直線偏光光に変換する第２のズームレ
ンズと、前記第２のミラーおよび前記第２のズームレン
ズが載置された第２の移動台と、前記第１および前記第
２のズームレンズからの各直線偏光光がそれぞれ入射さ
れる、入力信号に応じて光透過領域および光不透過領域
が制御される空間変調素子を有する光遮断手段と、前記
空間変調素子に前記信号を供給して該空間変調素子を駆
動する駆動手段と、前記ハーフミラー，前記第１および
第２のミラーの回転と前記第１および第２のズームレン
ズの焦点距離と前記第１および第２の移動台の移動と前
記駆動手段から出力する前記信号とをそれぞれ制御する
制御手段とを含み、前記光遮断手段が感光材料と近接し
て設けられており、且つ前記光遮断手段が該感光材料に
入射する前記二つの直線偏光光の両方に対して任意の開
口変更制御を実行することを特徴とする。また、前記空
間変調素子が前記感光材料の両面にそれぞれ近接して設
けられ、前記二つの直線偏光光の内の対応する側の光束
に対して変調を実行し、且つ該二つの直線偏光光が互い
に前記感光材料の同じ位置に同じ形状で入射されるよう
に前記光透過領域及び光不透過領域を制御することが好
ましい。
【００１４】ここで、前記空間変調素子が液晶素子であ
ってもよい。
【００１５】本発明のホログラム製造方法は、本発明の
ホログラム製造装置の前者を用いて、分割露光法により
ホログラム光学素子を製造するホログラム製造方法であ
って、前記空間変調素子の光透過領域および光不透過領
域を段階的に切替わるように前記信号を前記駆動手段か
ら出力し、又感光材料に入射する干渉縞形成用の光束に
対して実質的点光源位置を制御する。
【００１６】または、本発明のホログラム製造装置の後
者を用いて、分割露光法によりホログラムを製造するホ
ログラム製造方法であって、前記制御手段により、前記
空間変調素子の光透過領域および光不透過領域を連続的
に移動させるよう前記駆動手段から前記信号を出力させ
るとともに、前記ハーフミラーと前記第１のミラーと前
記第２のミラーとを連続的にそれぞれ回転させ、前記第
１のズームレンズの焦点距離と前記第２のズームレンズ
の焦点距離とを連続的にそれぞれ変化させ、前記第１の
移動台と前記第２の移動台とを連続的にそれぞれ移動さ
せる。
【００１７】
【作用】本発明のホログラム製造装置の前者は、光遮断
手段が有する空間変調素子の光透過領域および光不透過
領域を駆動手段から供給する信号で制御することによ
り、感光材料を露光する領域を任意に変えることがで
き、また、機械式の光遮断手段に比べて振動などによる
位置合わせ誤差をなくすことができる。
【００１８】本発明のホログラム製造装置の後者は、ハ
ーフミラー，第１および第２のミラーの回転と第１およ
び第２のズームレンズの焦点距離と第１および第２の移
動台の移動と駆動手段から出力する信号とを制御手段で
それぞれ制御することにより、感光材料を露光する領域
を連続して変えることができるとともに、感光材料に対
する物体光や参照光の波面の状態を変えることができ
る。
【００１９】本発明のホログラム製造方法の前者は、本
発明のホログラム製造装置の前者を用いて、空間変調素
子の光透過領域および光不透過領域を駆動手段で段階的
に変化させることにより、感光材料を露光する領域を任
意に変えることができ、また、機械式の光遮断手段に比
べて振動などによる位置合わせ誤差をなくすことができ
る。
【００２０】本発明のホログラム製造方法の後者は、本
発明のホログラム製造装置の後者を用いて、空間変調素
子の光透過領域および光不透過領域を連続的に変化させ
るよう駆動手段から信号を出力させるとともに、ハーフ
ミラーと第１のミラーと第２のミラーとを連続的にそれ
ぞれ回転させ、第１のズームレンズの焦点距離と第２の
ズームレンズの焦点距離とを連続的にそれぞれ変化さ
せ、第１の移動台と第２の移動台とを連続的にそれぞれ
移動させることにより、感光材料を露光する領域を連続
して変えることができるとともに、感光材料に対する物
体光や参照光の波面の状態を変えることができ、分割露
光ホログラム光学素子の各分割領域の干渉縞の不連続性
を消滅または低減させることができる。
【００２１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【００２２】図１は、本発明のホログラム製造装置の第
１の実施例を示す概略構成図である。
【００２３】本実施例のホログラム製造装置は、空間変
調素子として液晶素子を用いて透過型ホログラムの分割
露光を行うものであり、直線偏光光を出射するレーザー
光源１と、レーザー光源１から出射された直線偏光光を
二分割するハーフミラー２と、ハーフミラー２を透過し
た直線偏光光を反射する第１のミラー３と、第１のミラ
ー３で反射された直線偏光光を所望の波面を有する直線
偏光光に変換する第１の対物レンズ４と、ハーフミラー
２で反射された直線偏光光を反射する第２のミラー５
と、第２のミラー５で反射された直線偏光光を所望の波
面を有する直線偏光光に変換する第２の対物レンズ６
と、第１および第２の対物レンズ４，６からの直線偏光
光がそれぞれ入射される液晶シャッター１０と、液晶シ
ャッター１０を透過した各直線偏光光が入射される感光
材料７とを含む。ここで、液晶シャッター１０は偏光子
１１と液晶素子１２と検光子１３とによって構成されて
おり、液晶素子１２は駆動装置８により駆動される。ま
た、レーザー光源１とハーフミラー２との間には機械式
シャッター９が設けられており、後述する開口制御およ
び仮想点光源位置移動中には露光が中止できるようにさ
れている。
【００２４】図２は、液晶シャッター１０の動作を示す
図である。
【００２５】偏光子１１は、レーザー光源１から出射さ
れた直線偏光光（図示上下方向の偏光方向を有する偏光
光）のみを透過する特性をもつ偏光板からなり、レーザ
ー光源１から偏光子１１までの光学系により第１および
第２の対物レンズ４，６からの各直線偏光光の偏光特性
が変化した場合に、元の偏光方向に戻す機能を有する。
すなわち、第１および第２の対物レンズ４，６からの各
直線偏光光は、偏光子１１を透過することにより偏光方
向が図示上下方向（液晶素子１２の入射面に平行）に揃
えられて液晶素子１２にそれぞれ入射される。
【００２６】液晶素子１２は一般的なＴＮ液晶からな
り、各ＴＮ液晶への印加電圧がオフのときに入射光の偏
光方向を液晶素子１２の入射面に対して平行に約９０°
だけ回転させる特性を有する。したがって、偏光子１１
を透過した各直線偏光光のうち液晶素子１２の印加電圧
がオフの領域１２2 に入射したものは、図示斜め方向の
偏光方向を有する直線偏光光に変換されたのち、検光子
１３にそれぞれ入射される。一方、偏光子１１を透過し
た各直線偏光光のうち液晶素子１２の印加電圧がオンの
領域１２1，１２3に入射したものは、偏光方向が変えら
れずに検光子１３にそれぞれ入射される。
【００２７】検光子１３は、図示斜め方向の偏光方向を
有する偏光光のみを透過する特性をもつ偏光板からな
る。したがって、偏光子１１を透過した各直線偏光光の
うち液晶素子１２の印加電圧がオフの領域１２2 に入射
したもののみが検光子１３からそれぞれ出射され、偏光
子１１を透過した各直線偏光光のうち液晶素子１２の印
加電圧がオンの領域１２1，１２3に入射したものは検光
子１３でそれぞれ遮断される。
【００２８】図３は、液晶素子１２の構造を示す図であ
る。
【００２９】液晶素子１２は、液晶２１と、液晶２１を
挟んでそれぞれ設けられた、液晶分子の配向の役目を有
する第１および第２の配向膜２２1，２２2と、各配向膜
２２ 1，２２2の液晶２１と反対側にそれぞれ設けられた
第１および第２の透明電極２３1，２３2と、各透明電極
２３1，２３2の液晶２１と反対側にそれぞれ設けられた
第１および第２のガラス２４1，２４2とからなる。ここ
で、第１および第２の透明電極２３1，２３2はそれぞれ
各分割領域に合わせて同形状のものが並んで構成されて
おり、駆動装置８から各分割領域に印加電圧がそれぞれ
供給される。したがって、駆動装置８から印加電圧が供
給された領域のみ液晶２１による偏光方向の旋回性がな
くなり、前述した原理により光不透過性（入射光遮断
性）を示すため、各透明電極２３1，２３2に供給する印
加電圧を制御して、光透過性および光不透過性を示す液
晶２１の領域を変えることにより、液晶素子１２の開口
（すなわち、液晶シャッター１０の開口）を任意に変更
することができる。
【００３０】感光材料７は、図１に示すように、液晶シ
ャッター１０と互いに対向するように液晶シャッター１
０と近接して配置されている。液晶シャッター１０を透
過した２つの直線偏光光により感光材料７が感光される
ことにより、感光材料７に干渉縞が記録される。このと
き、液晶シャッター１０は十分薄く、また、感光材料７
は液晶シャッター１０と近接して設けられているため、
第１および第２の対物レンズ４，６からそれぞれ入射さ
れる各直線偏光光が感光材料７に鋭角にそれぞれ入射し
ても、各直線偏光光が感光材料７を照射する形状と液晶
シャッター１０の開口の形状とはほとんどずれることが
ない。
【００３１】次に、図１に示したホログラム製造装置を
用いて、二分割露光法によりホログラム光学素子を製造
する動作について、図４（Ａ），（Ｂ）を参照して説明
する。
【００３２】感光材料７の図示右半分を露光して干渉縞
を記録する場合には、図４（Ａ）に示すように、駆動装
置８により液晶シャッター１０の図示右半分を開口させ
るとともに、第１および第２のミラー３，５と第１およ
び第２の対物レンズ４，６との位置および角度を変え
て、第１および第２の対物レンズ４，６から出射される
各直線偏光光を液晶シャッター１０の図示右半分にそれ
ぞれ入射させる。一方、感光材料７の図示左半分を露光
して干渉縞を記録する場合には、図４（Ｂ）に示すよう
に、駆動装置８により液晶シャッター１０の図示左半分
を開口させるとともに、第１および第２のミラー３，５
と第１および第２の対物レンズ４，６との位置および角
度を変えて、第１および第２の対物レンズ４，６から出
射される各直線偏光光を液晶シャッター１０の図示左半
分にそれぞれ入射させる。これにより、感光材料７の図
示右半分および左半分を理想的な露光光学系によりそれ
ぞれ露光することができる。なお、液晶シャッター１０
の開口の変更（開口制御）と各ミラー３，５および各対
物レンズ４，６の位置などの変更（仮想点光源位置移動
中）を行うときには、機械式シャッター９を閉じること
により、感光材料７への露光を防止する。
【００３３】以上のように、本実施例のホログラム製造
装置では、液晶シャッター１０を用いて分割露光を行う
ため、従来のホログラム製造装置のように振動などによ
り位置合わせ誤差が生じることを防止することができ
る。
【００３４】なお、液晶シャッター１０の偏光子１１
は、レーザー光源１から液晶シャッター１０までの光学
系において偏光光の偏光方向の乱れがない場合にはなく
てもよい。また、感光材料７は、一般に入射面に平行な
偏光方向を有する偏光光で感光した方が干渉縞のコント
ラストが高くなるため、液晶シヤッター１０に入射させ
る各直線偏光光の偏光方向を図２に示すように液晶シャ
ッター１０の入射面に平行とした方が、該各直線偏光光
の偏光方向を液晶シャッター１０の入射面に対して垂直
とするよりもよい。
【００３５】図５は、本発明のホログラム製造装置の第
２の実施例を示す概略構成図である。
【００３６】本実施例のホログラム製造装置は、空間変
調素子として液晶素子を用いて反射型ホログラムの分割
露光を行うものであり、感光材料７を挟んで第１および
第２の液晶シヤッター３１，３２がそれぞれ設けられて
おり、第１の対物レンズ４から出射した直線偏光光が第
１の液晶シヤッター３１を介して感光材料７に入射さ
れ、第２の対物レンズ６から出射した直線偏光光が第２
の液晶シヤッター３２を介して感光材料７に入射される
点が、図１に示したホログラム製造装置と異なる。
【００３７】ここで、第１および第２の液晶シヤッター
３１，３２は、図１に示した液晶シヤッター１０と同様
の構造を有し、各対物レンズ４，６から出射した各直線
偏光光が感光材料７の同じ位置に同じ形状でそれぞれ入
射されるように駆動装置８で開口制御される。また、感
光材料７に鋭角に入射する各直線偏光光の位置ずれを防
止するため、第１および第２の液晶シヤッター３１，３
２は十分薄く構成され、感光材料７と近接して設けられ
ている。
【００３８】本実施例のホログラム製造装置は、特に、
フィルム状のホログラム光学素子を製造する場合に、感
光材料７の両面における各直線偏光光の位置ずれが防止
できるため有効である。
【００３９】図６は、本発明のホログラム製造装置の第
３の実施例を示す概略構成図である。
【００４０】本実施例のホログラム製造装置は、空間変
調素子として液晶素子を用いて透過型ホログラムの分割
露光を行うものであり、分割領域間の干渉縞の不連続を
なくすためのものである。
【００４１】本実施例のホログラム製造装置は、直線偏
光光を出射するレーザー光源４１と、レーザー光源４１
から出射された直線偏光光を二分割する、該直線偏光光
の光軸と垂直な軸回りに回転可能なガルバノハーフミラ
ー４２と、ガルバノハーフミラー４２を透過した直線偏
光光を反射する、該直線偏光光の光軸と垂直な軸回りに
回転可能な第１のガルバノミラー４３と、第１のガルバ
ノミラー４３で反射された直線偏光光を所望の波面を有
する直線偏光光に変換する第１のズームレンズ４４と、
第１のガルバノミラー４３および第１のズームレンズ４
４が載置された第１の移動台６１と、ガルバノハーフミ
ラー４２で反射された直線偏光光を反射する、該直線偏
光光の光軸と垂直な軸回りに回転可能な第２のガルバノ
ミラー４５と、第２のガルバノミラー４５で反射された
直線偏光光を所望の波面を有する直線偏光光に変換する
第２のズームレンズ４６と、第２のガルバノミラー４５
および第２のズームレンズ４６が載置された第２の移動
台６２と、第１および第２のズームレンズ４４，４６か
らの各直線偏光光がそれぞれ入射される、偏光子５１，
液晶素子５２および検光子５３からなる液晶シャッター
５０と、液晶シャッター５０を透過した各直線偏光光が
それぞれ入射される感光素子４７と、液晶素子５２を駆
動する駆動装置４８と、ガルバノハーフミラー４２，第
１および第２のガルバノミラー４３，４５の回転と第１
および第２のズームレンズ４６の焦点距離と第１および
第２の移動台６１，６２の移動と駆動装置４８から出力
される印加電圧とをそれぞれ制御する制御装置６０とか
ら構成されている。
【００４２】ここで、液晶シヤッター５０の一構成要素
である液晶素子５２は、図７に示すように、液晶７１
と、液晶７１を挟んでそれぞれ設けられた、液晶分子の
配向の役目を有する第１および第２の配向膜７２1，７
２2と、各配向膜７２1，７２2の液晶７１と反対側にそ
れぞれ設けられた第１および第２の透明電極７３1，７
３2と、各透明電極７３1，７３2の液晶７１と反対側に
それぞれ設けられた第１および第２のガラス７４1，７
４2とからなる点については、図３に示した液晶素子１
２と同じである。しかし、液晶素子５２は、液晶７１に
電圧を印加するための第１および第２の透明電極７
３1，７３2が液晶テレビのように碁盤の目状に細分化さ
れており、光透過性と光不透過性とをより細かく制御で
きるようになっている点が、図３に示した液晶素子１２
と異なる。
【００４３】図１および図５に示したホログラム製造装
置では、露光する領域を段階的に分けて行うため、各領
域の境界において干渉縞の不連続を完全になくすことは
難しい。そこで、本実施例のホログラム製造装置では、
分割領域を作り出す液晶シャター５０の開口制御および
液晶シャター５０に入射される各直線偏光光の実質的点
光源位置とを予め計算によって求めた軌跡の通りに連続
的に移動させながら露光を行うことにより、干渉縞の不
連続を防止する。ここで、実質的点光源位置の移動は、
制御装置６０により、ガルバノハーフミラー４２と第１
のガルバノミラー４３と第２のガルバノミラー４５とを
連続的に回転させ、第１のズームレンズ４４の焦点距離
と第２のズームレンズ４６の焦点距離とを連続的に変化
させるとともに、第１の移動台６１と第２の移動台６２
とを連続的に移動させることによって行う。また、液晶
シャター５０の開口制御は、制御装置６０により、駆動
装置４８から出力する印加電圧の分布を変化させること
により行う。
【００４４】図８は、本発明のホログラム製造装置の第
４の実施例を示す概略構成図である。
【００４５】図１に示したホログラム製造装置では、図
４（Ａ），（Ｂ）に示すように、液晶シヤッター１０の
開口の形状を矩形として分割露光を行ったが、図６に示
したホログラム製造装置のように光透過性と光不透過性
とを細かく制御できる液晶シヤッター５０を有する場合
には、たとえば、分割ごとの液晶シヤッター５０の開口
が、円環の一部で半径が異なる図８に示す第１乃至第６
の開口９１〜９６になるように、駆動装置４８から出力
される駆動電圧を制御装置６０により制御して分割露光
を行うこともできる。これにより、分割設計の自由度を
飛躍的に向上させることができる。
【００４６】以上の説明においては、感光材料と近接し
て設けられる光遮断手段として液晶シヤッターを用いた
が、入力信号（駆動手段から供給する信号）に応じて光
透過領域および光不透過領域が制御される液晶以外の空
間変調素子で光遮断手段を構成してもよい。
【００４７】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
【００４８】請求項１および請求項２記載の発明は、光
遮断手段の空間変調素子の光透過領域および光不透過領
域を駆動手段から供給する信号で制御することにより、
感光材料を露光する領域を任意に変えることができるた
め、設計の自由度を大きくすることができ、また、振動
などによる位置合わせ誤差をなくすことができる。
【００４９】請求項３および請求項４記載の発明は、ハ
ーフミラー，第１および第２のミラーの回転と第１およ
び第２のズームレンズの焦点距離と第１および第２の移
動台の移動と駆動手段から出力する信号とを制御手段で
それぞれ制御することにより、感光材料を露光する領域
を連続して変えることができるとともに、感光材料に対
する物体光や参照光の波面の状態を変えることができる
ため、ホログラムの干渉縞の連続性もよくすることがで
きる。
【００５０】請求項５記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明を用いて、空間変調素子の光透過領域
および光不透過領域を駆動手段で段階的に切り替えるこ
とにより、感光材料を露光する領域を任意に変えること
ができるため、設計の自由度を大きくすることができ、
また、振動などによる位置合わせ誤差をなくすことがで
きる。
【００５１】請求項６記載の発明は、請求項３または請
求項４記載の発明を用いて、空間変調素子の光透過領域
および光不透過領域を連続的に移動させるよう前記駆動
手段から前記信号を出力させるとともに、前記ハーフミ
ラーと前記第１のミラーと前記第２のミラーとを連続的
にそれぞれ回転させ、前記第１のズームレンズの焦点距
離と前記第２のズームレンズの焦点距離とを連続的にそ
れぞれ変化させ、前記第１の移動台と前記第２の移動台
とを連続的にそれぞれ移動させることにより、感光材料
を露光する領域を連続して変えることができるととも
に、感光材料に対する物体光や参照光の波面の状態を変
えることができるため、ホログラムの干渉縞の連続性も
よくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のホログラム製造装置の第１の実施例を
示す概略構成図である。
【図２】図１に示した液晶シャッターの動作を示す図で
ある。
【図３】図１に示した液晶素子の構造を示す図である。
【図４】図１に示したホログラム製造装置を用いて、２
分割露光によりホログラム光学素子を製造する動作を説
明するための図であり、（Ａ）は感光材料の図示右半分
を露光する動作を説明するための図、（Ｂ）は感光材料
の図示左半分を露光する動作を説明するための図であ
る。
【図５】本発明のホログラム製造装置の第２の実施例を
示す概略構成図である。
【図６】本発明のホログラム製造装置の第３の実施例を
示す概略構成図である。
【図７】図６に示した液晶素子の構造を示す図である。
【図８】本発明のホログラム製造装置の第４の実施例を
示す概略構成図である。
【図９】分割露光法によりホログラム光学素子を製造す
るホログラム製造装置の一従来例を示す概略構成図であ
る。
【符号の説明】
１，４１ レーザー光源 ２ ハーフミラー ３ 第１のミラー ４ 第１の対物レンズ ５ 第２のミラー ６ 第２の対物レンズ ７，４７ 感光材料 ８，４８ 駆動装置 ９ 機械式シャッター １０，５０ 液晶シヤッター １１，５１ 偏光子 １２，５２ 液晶素子 １２1，１２3 オン領域 １２2 オフ領域 １３，５３ 検光子 ２１，７１ 液晶 ２２1，７２1 第１の配向膜 ２２2，７２2 第２の配向膜 ２３1，７３1 第１の透明電極 ２３2，７３2 第２の透明電極 ２４1，７４1 第１のガラス ２４2，７４2 第２のガラス ３１ 第１の液晶シヤッター ３２ 第２の液晶シヤッター ４２ ガルバノハーフミラー ４３ 第１のガルバノミラー ４４ 第１のズームレンズ ４５ 第２のガルバノミラー ４６ 第２のズームレンズ ６０ 制御装置 ６１ 第１の移動台 ６２ 第２の移動台 ９１ 第１の開口 ９２ 第２の開口 ９３ 第３の開口 ９４ 第４の開口 ９５ 第５の開口 ９６ 第６の開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−164789（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−180801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−224094（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03H 1/00 - 1/34

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 分割露光法によりホログラム光学素子を
    製造するホログラム製造装置において、 入力信号に応じて光透過領域および光不透過領域が制御
    される空間変調素子を有する光遮断手段と、 前記空間変調素子に前記信号を供給して該空間変調素子
    を駆動する駆動手段とを含み、 前記光遮断手段が感光材料と近接して設けられており、
    且つ前記光遮断手段が該感光材料に入射する干渉縞形成
    用の二光束の両方に対して任意の開口変更制御を実行
    し、更に該二光束のそれぞれに対して実質的点光源位置
    を制御する手段が備えられたことを特徴とするホログラ
    ム製造装置。
  2. 【請求項２】 前記空間変調素子が液晶素子である請求
    項１記載のホログラム製造装置。
  3. 【請求項３】 分割露光法によりホログラム光学素子を
    製造するホログラム製造装置において、 直線偏光光を出射する光源と、 該光源から出射された直線偏光光を二分割する、該直線
    偏光光の光軸と垂直な軸回りに回転可能なハーフミラー
    と、 該ハーフミラーを透過した直線偏光光を反射する、該直
    線偏光光の光軸と垂直な軸回りに回転可能な第１のミラ
    ーと、 該第１のミラーで反射された直線偏光光を所望の波面を
    有する直線偏光光に変換する第１のズームレンズと、 前記第１のミラーおよび前記第１のズームレンズが載置
    された第１の移動台と、 前記ハーフミラーで反射された直線偏光光を反射する、
    該直線偏光光の光軸と垂直な軸回りに回転可能な第２の
    ミラーと、 該第２のミラーで反射された直線偏光光を所望の波面を
    有する直線偏光光に変換する第２のズームレンズと、 前記第２のミラーおよび前記第２のズームレンズが載置
    された第２の移動台と、 前記第１および前記第２のズームレンズからの各直線偏
    光光がそれぞれ入射される、入力信号に応じて光透過領
    域および光不透過領域が制御される空間変調素子を有す
    る光遮断手段と、 前記空間変調素子に前記信号を供給して該空間変調素子
    を駆動する駆動手段と、 前記ハーフミラー，前記第１および第２のミラーの回転
    と前記第１および第２のズームレンズの焦点距離と前記
    第１および第２の移動台の移動と前記駆動手段から出力
    する前記信号とをそれぞれ制御する制御手段とを含み、 前記光遮断手段が感光材料と近接して設けられており、
    且つ前記光遮断手段が該感光材料に入射する前記二つの
    直線偏光光の両方に対して任意の開口変更制御を実行す
    ることを特徴とするホログラム製造装置。
  4. 【請求項４】 前記空間変調素子が液晶素子である請求
    項３記載のホログラム製造装置。
  5. 【請求項５】 入力信号に応じて光透過領域および光不
    透過領域が制御される空間変調素子を有する光遮断手段
    と、前記空間変調素子に前記信号を供給して該空間変調
    素子を駆動する駆動手段とを含み、前記光遮断手段が感
    光材料と近接して設けられているホログラム製造装置を
    用いて、分割露光法によりホログラム光学素子を製造す
    るホログラム製造方法であって、 前記空間変調素子の光透過領域および光不透過領域を段
    階的に切替わるように前記信号を前記駆動手段から出力
    し、又感光材料に入射する干渉縞形成用の光束に対して
    実質的点光源位置を制御することを特徴とするホログラ
    ム製造方法。
  6. 【請求項６】 直線偏光光を出射する光源と、該光源か
    ら出射された直線偏光光を二分割する、該直線偏光光の
    光軸と垂直な軸回りに回転可能なハーフミラーと、該ハ
    ーフミラーを透過した直線偏光光を反射する、該直線偏
    光光の光軸と垂直な軸回りに回転可能な第１のミラー
    と、該第１のミラーで反射された直線偏光光を所望の波
    面を有する直線偏光光に変換する第１のズームレンズ
    と、前記第１のミラーおよび前記第１のズームレンズが
    載置された第１の移動台と、前記ハーフミラーで反射さ
    れた直線偏光光を反射する、該直線偏光光の光軸と垂直
    な軸回りに回転可能な第２のミラーと、該第２のミラー
    で反射された直線偏光光を所望の波面を有する直線偏光
    光に変換する第２のズームレンズと、前記第２のミラー
    および前記第２のズームレンズが載置された第２の移動
    台と、前記第１および前記第２のズームレンズからの各
    直線偏光光がそれぞれ入射される、入力信号に応じて光
    透過領域および光不透過領域が制御される空間変調素子
    を有する光遮断手段と、前記空間変調素子に前記信号を
    供給して該空間変調素子を駆動する駆動手段と、前記ハ
    ーフミラー，前記第１および第２のミラーの回転と前記
    第１および第２のズームレンズの焦点距離と前記第１お
    よび第２の移動台の移動と前記駆動手段から出力する前
    記信号とをそれぞれ制御する制御手段とを含み、前記光
    遮断手段が感光材料と近接して設けられているホログラ
    ム製造装置を用いて、分割露光法によりホログラム光学
    素子を製造するホログラム製造方法であって、 前記制御手段により、 前記空間変調素子の光透過領域および光不透過領域を連
    続的に移動させるよう前記駆動手段から前記信号を出力
    させるとともに、前記ハーフミラーと前記第１のミラー
    と前記第２のミラーとを連続的にそれぞれ回転させ、前
    記第１のズームレンズの焦点距離と前記第２のズームレ
    ンズの焦点距離とを連続的にそれぞれ変化させ、前記第
    １の移動台と前記第２の移動台とを連続的にそれぞれ移
    動させることを特徴とするホログラム製造方法。
  7. 【請求項７】 分割露光法によりホログラム光学素子を
    製造するホログラム製造装置において、 入力信号に応じて光透過領域および光不透過領域が制御
    される空間変調素子を有する光遮断手段と、 前記空間変調素子に前記信号を供給して該空間変調素子
    を駆動する駆動手段とを含み、 前記光遮断手段の空間変調素子は感光材料の両面にそれ
    ぞれ近接して設けられ、該感光材料に入射する干渉縞形
    成用の二光束の内の対応する側の光束に対して変調する
    ことで該二光束の両方に対して任意の開口変更制御を実
    行し、 且つ該二光束が互いに前記感光材料の同じ位置に同じ形
    状で入射されるように前記光透過領域及び光不透過領域
    を制御することを特徴とするホログラム製造装置。
  8. 【請求項８】 前記空間変調素子が前記感光材料の両面
    にそれぞれ近接して設けられ、前記二つの直線偏光光の
    内の対応する側の光束に対して変調を実行し、且つ該二
    つの直線偏光光が互いに前記感光材料の同じ位置に同じ
    形状で入射されるように前記光透過領域及び光不透過領
    域を制御することを特徴とする請求項３に記載のホログ
    ラム製造装置。
  9. 【請求項９】 前記空間変調素子は液晶素子である請求
    項５に記載のホログラム製造方法。
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