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JP3029791B2 - Hologram recording / reproduction method, hologram recording / reproduction device, and hologram reproduction light irradiation device - Google Patents

Hologram recording / reproduction method, hologram recording / reproduction device, and hologram reproduction light irradiation device

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Publication number
JP3029791B2
JP3029791B2 JP7344391A JP34439195A JP3029791B2 JP 3029791 B2 JP3029791 B2 JP 3029791B2 JP 7344391 A JP7344391 A JP 7344391A JP 34439195 A JP34439195 A JP 34439195A JP 3029791 B2 JP3029791 B2 JP 3029791B2
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JP
Japan
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light
volume hologram
hologram
reproduction light
reproduction
Prior art date
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Application number
JP7344391A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH09160474A (en
Inventor
幸久 大杉
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
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Priority to US08/701,135 priority patent/US6088139A/en
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  • Holo Graphy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、Bi1 2 SiO2 0 単結
晶等を体積ホログラムの記録用材料として使用した、ホ
ログラムの記録再生方法、その装置および再生光の照射
装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention used a Bi 1 2 SiO 2 0 single crystal or the like as a recording material for volume hologram recording and reproducing method of a hologram, it relates to the irradiation device of the apparatus and the reproducing light.

【0002】[0002]

【従来の技術】ホログラフィーは、完全な波面の再生技
術として、干渉測定、光情報処理、光学素子に応用され
ている。ホログラムの記録やホログラフィー干渉法を行
うためには、現在のところ、銀塩感光材料を使用するこ
とが一般的であり、感度や分解能は優れている。しか
し、銀塩感光材料を使用すると、当然、現像処理という
プロセスが必要である。このために、Bi1 2 SiO
2 0 単結晶を初めとするフォトリフラクティブ結晶(光
誘起屈折効果を示す結晶)は、リアルタイムホログラム
(RH)素子として盛んに検討されている(例えば、
「レーザー科学研究報告書」1990年,Mar.第1
〜9頁「BSO単結晶のホログラフィー記録特性につい
て」参照)。これらの材料は、電圧を印加するだけで、
ホログラムを記録することができ、そのまま再生できる
ので、特にリアルタイムホログラム素子の素材として注
目を集めている。
2. Description of the Related Art Holography has been applied to interference measurement, optical information processing, and optical elements as a complete wavefront reproducing technique. In order to record a hologram or perform holographic interferometry, a silver halide photosensitive material is generally used at present, and the sensitivity and resolution are excellent. However, when a silver halide photosensitive material is used, a process called development processing is naturally required. For this purpose, Bi 12 SiO
Photorefractive crystals (crystals exhibiting a photo-induced refraction effect) including 20 single crystals are being actively studied as real-time hologram (RH) elements (for example,
"Laser Science Research Report", 1990, Mar. First
Pp. 9 to 9 for holographic recording characteristics of BSO single crystal). These materials only need to apply a voltage,
Since holograms can be recorded and can be reproduced as they are, they have attracted particular attention as materials for real-time hologram elements.

【0003】一方、ホログラムの寸法については、干渉
測定、光情報処理、光学素子の諸用途においては、使用
目的に応じた制約はあるものの、必ずしも大きな寸法の
素子を必要とはしていない。しかし、最近実用化が待望
されている3次元ディスプレー用途では、ホログラム素
子の寸法を、ある程度以上大きくすることが絶対に必要
である。なぜなら、3次元ディスプレー用途において
は、人の立体認識を可能とするためには、人の両眼視差
を利用する必要があるが、このためにはホログラム素子
の寸法が両目の間隔(50mm程度)以上でなければな
らないからである。
[0003] On the other hand, the dimensions of the hologram are not necessarily required to be large, although there are restrictions depending on the purpose of use in various applications such as interference measurement, optical information processing, and optical elements. However, in three-dimensional display applications, which are expected to be put to practical use recently, it is absolutely necessary to increase the dimensions of the hologram element to some extent. This is because in a three-dimensional display application, it is necessary to utilize the binocular parallax of a person in order to enable the three-dimensional recognition of the person. For this purpose, the dimension of the hologram element is set to a distance between both eyes (about 50 mm). That is because it must be at least.

【0004】しかし、リアルタイムホログラム素子の寸
法の上限は、干渉縞を記録する記録部材であるBSO単
結晶の形状、寸法によって物理的に制限されてしまい、
具体的には最大でも十数mm×十数mmであった。この
寸法上の制限のために、現在のところ、リアルタイムホ
ログラム素子の用途は、干渉測定および光情報処理のみ
に限定されている。しかし、リアルタイムホログラム
は、今後特に実用化が強く要望されている技術であり、
具体的には、3次元CADシステム等の3次元図像表示
システムの出力機器としての応用が待望されている。従
って、リアルタイムホログラム素子の大型化が強く望ま
れている。
However, the upper limit of the size of the real-time hologram element is physically limited by the shape and size of the BSO single crystal as a recording member for recording interference fringes.
Specifically, it was at most a dozen mm × a dozen mm. Due to this dimensional limitation, the use of real-time hologram elements is currently limited to only interferometry and optical information processing. However, real-time holograms are a technology that is strongly desired for practical use in the future,
Specifically, application as an output device of a three-dimensional image display system such as a three-dimensional CAD system is expected. Therefore, it is strongly desired to increase the size of the real-time hologram element.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、この問題
を解決するべく研究を進め、特願平7−245105号
明細書に開示したように、寸法の大きなBSO単結晶ブ
ールを作製し、この単結晶ブールから、例えば幅60m
m以上の大寸法のホログラムを切り出し、ホログラムの
記録再生を実施することに成功した。また、特願平7−
245105号明細書においては、複数のBSO単結晶
板を接合することによって、大面積のホログラムを作製
し、これにホログラムの記録および再生を行うことに成
功した。
SUMMARY OF THE INVENTION The inventor of the present invention has conducted research to solve this problem and produced a large BSO single crystal boule as disclosed in Japanese Patent Application No. 7-245105. From this single crystal boule, for example, 60 m wide
A hologram having a size of at least m was cut out, and the hologram was successfully recorded and reproduced. In addition, Japanese Patent Application Hei 7-
In the specification of Japanese Patent No. 245105, a large-area hologram was produced by joining a plurality of BSO single-crystal plates, and recording and reproduction of the hologram were successfully performed on the hologram.

【0006】しかし、本発明者が、リアルタイムホログ
ラムの研究を更に進めていく過程で、更に次の問題が生
ずることが判明してきた。即ち、現在実用化されている
ホログラムのほとんどは、銀塩感光材料であるが、これ
らの厚さは5μm〜17μm程度であり、極めて薄いも
のである。しかし、これに対して、BSOやB1 2 SO
2 0 単結晶やB1 2 GeO2 0 単結晶のようなフォトリ
フラクティブ単結晶は、いわゆる体積ホログラム(ボリ
ュームホログラム)と呼ばれるものである。体積ホログ
ラムの厚さは、0.05mm以上であり、通常は0.1
mm/10mmである。こうした体積ホログラムにおい
ては、再生光の入射角の角度選択性が厳しい。即ち、再
生光の入射角度に板する回折効率の変化の幅は、数mr
adと非常に狭く、いわゆるBragg条件を満たす方
向にしか回折しない。
[0006] However, it has been found that the following problems arise in the course of further research on the real-time hologram by the present inventor. That is, most of the holograms currently put into practical use are silver halide photosensitive materials, but their thickness is about 5 μm to 17 μm, which is extremely thin. However, in contrast, BSO and B 12 SO
2 0 photorefractive single crystals such as single crystals and B 1 2 GeO 2 0 single crystal is a so-called volume hologram (volume holograms). The thickness of the volume hologram is 0.05 mm or more, usually 0.1 mm
mm / 10 mm. In such a volume hologram, the angle selectivity of the incident angle of the reproduction light is severe. That is, the width of the change in the diffraction efficiency at the incident angle of the reproduction light is several mr.
It is very narrow as ad and diffracts only in a direction that satisfies the so-called Bragg condition.

【0007】例えば、図1に模式的に示すように、両眼
視差を利用できるほどの大きさないし寸法を有するホロ
グラム5内に、再生像1に対応する干渉縞が記録されて
いるものとする。ホログラム5の主面5bに対して再生
光52を照射すると、この再生光は、ホログラム5内の
干渉縞と干渉し、Bragg条件を満たす角度で出射光
3が主面5a側から出射する。再生像1を観察するため
には、主面5a側に所定間隔を置いて瞳4を位置させる
必要がある。
For example, as schematically shown in FIG. 1, it is assumed that an interference fringe corresponding to the reproduced image 1 is recorded in a hologram 5 having a size or a size capable of utilizing binocular parallax. . When the reproduction light 52 is applied to the main surface 5b of the hologram 5, the reproduction light interferes with the interference fringes in the hologram 5, and the output light 3 is emitted from the main surface 5a at an angle satisfying the Bragg condition. In order to observe the reproduced image 1, it is necessary to position the pupil 4 at a predetermined interval on the main surface 5a side.

【0008】しかし、リアルタイムホログラム装置にお
いて、再生像1の奥行きを観察できるようにするために
は、前記したように、大寸法のホログラム5を使用する
ことによって、両眼視差を利用することが必要である。
また、リアルタイムホログラム装置を実現するために
は、体積ホログラムを使用する必要がある。しかし、体
積ホログラム5によって得られる出射光3のうち、実際
に瞳4に入射する光は3Aのみであり、瞳の上下を通過
する出射光3は瞳には入らない。この結果、大面積のホ
ログラムを利用しても、再生像1のうち瞳から見える部
分は1aのみであり、1bの部分はまったく見えないこ
とが判った。これでは、大面積のホログラムを使用して
再生を行っても、極めて小さい再生像しか観察すること
ができないし、再生像のほんの一部分のみしか観察する
ことができない。
However, in order to be able to observe the depth of the reproduced image 1 in the real-time hologram device, it is necessary to use binocular parallax by using the large-sized hologram 5 as described above. It is.
Further, in order to realize a real-time hologram device, it is necessary to use a volume hologram. However, of the emitted light 3 obtained by the volume hologram 5, only the light 3A that actually enters the pupil 4 does not enter the pupil. As a result, it was found that, even if a large-area hologram was used, only the portion 1a of the reproduced image 1 was visible from the pupil, and the portion 1b was not visible at all. In this case, even if reproduction is performed using a large-area hologram, only a very small reproduced image can be observed, and only a small portion of the reproduced image can be observed.

【0009】本発明の課題は、体積ホログラムを利用す
る、三次元再生像を両眼視差を利用して観察するための
ホログラムの記録再生装置において、体積ホログラムか
らの回折光によって構成される三次元再生像のうち、実
際に観察できる領域を拡大することであり、好ましくは
再生像の全体を観測できるようにすることである。
It is an object of the present invention to provide a hologram recording / reproducing apparatus for observing a three-dimensional reconstructed image using binocular parallax using a volume hologram. In the reconstructed image, the area that can be actually observed is enlarged, and preferably, the entire reconstructed image can be observed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係るホログラム
の記録再生方法は、光誘起屈折効果を示す材質からなる
体積ホログラムに対して物体光と参照光とを照射して干
渉縞を記録し、体積ホログラムに対して再生光を照射す
ることによって三次元再生像を得、三次元再生像を両眼
視差を利用して観察するのに際して、物体光の波長λ1
が再生光の波長λ2 よりも長く、体積ホログラムに対し
て収束球面波を照射して三次元再生像を再生することを
特徴とする。また、本発明に係るホログラムの記録再生
方法は、光誘起屈折効果を示す材質からなる体積ホログ
ラムに対して物体光と参照光とを照射して干渉縞を記録
し、体積ホログラムに対して再生光を照射することによ
って三次元再生像を得、三次元再生像を両眼視差を利用
して観察するのに際して、物体光の波長λ1 が再生光の
波長λ2 よりも短く、体積ホログラムに対して拡散球面
波を照射して前記三次元再生像を再生することを特徴と
する
According to a hologram recording / reproducing method according to the present invention, a volume hologram made of a material exhibiting a photo-induced refraction effect is irradiated with object light and reference light to record interference fringes. A three-dimensional reconstructed image is obtained by irradiating the volume hologram with reconstructed light, and when observing the three-dimensional reconstructed image using binocular parallax, the wavelength λ 1 of the object light is used.
Is characterized by reproducing a three-dimensional reproduced image by irradiating the volume hologram with a convergent spherical wave longer than the wavelength λ 2 of the reproduction light. Further, the hologram recording / reproducing method according to the present invention is characterized in that a volume hologram made of a material exhibiting a light-induced refraction effect is irradiated with object light and reference light to record interference fringes, and the reproduced light is applied to the volume hologram. When a three-dimensional reconstructed image is obtained by irradiating light, and the three-dimensional reconstructed image is observed using binocular parallax, the wavelength λ 1 of the object light is shorter than the wavelength λ 2 of the reconstructed light, Irradiating a diffused spherical wave to reproduce the three-dimensional reproduced image.

【0011】また、本発明は、三次元再生像を両眼視差
を利用して観察するためのホログラムの記録再生装置で
あって、光誘起屈折効果を示す材質からなる体積ホログ
ラムと、体積ホログラムに対して物体光を照射する機構
と、体積ホログラムに対して参照光を照射する機構と、
体積ホログラムに対して再生光として収束球面波を照射
する機構とを備えており、物体光の波長λ1 が再生光の
波長λ2 よりも長く、体積ホログラムに対して収束球面
波を照射して三次元再生像を再生することを特徴とす
る。また、本発明は、三次元再生像を両眼視差を利用し
て観察するためのホログラムの記録再生装置であって、
光誘起屈折効果を示す材質からなる体積ホログラムと、
この体積ホログラムに対して物体光を照射する機構と、
体積ホログラムに対して参照光を照射する機構と、体積
ホログラムに対して再生光として拡散球面波を照射する
機構とを備えており、物体光の波長λ1 が再生光の波長
λ2 よりも短く、体積ホログラムに対して拡散球面波を
照射して三次元再生像を再生することを特徴とする。
The present invention also relates to a hologram recording / reproducing apparatus for observing a three-dimensional reconstructed image using binocular parallax, wherein the volume hologram is made of a material exhibiting a light-induced refraction effect. A mechanism for irradiating object light to the object, a mechanism for irradiating reference light to the volume hologram,
A mechanism for irradiating the volume hologram with a convergent spherical wave as the reproduction light, wherein the wavelength λ 1 of the object light is longer than the wavelength λ 2 of the reproduction light, and the volume hologram is irradiated with the convergent spherical wave. It is characterized by reproducing a three-dimensional reproduced image. Further, the present invention is a hologram recording and reproducing apparatus for observing a three-dimensional reproduced image using binocular parallax,
A volume hologram made of a material exhibiting a light-induced refraction effect,
A mechanism for irradiating the volume hologram with object light,
A mechanism for irradiating the volume hologram with reference light, and a mechanism for irradiating the volume hologram with a diffuse spherical wave as reproduction light, wherein the wavelength λ 1 of the object light is shorter than the wavelength λ 2 of the reproduction light In addition, a three-dimensional reproduced image is reproduced by irradiating a volume hologram with a diffusion spherical wave.

【0012】また、本発明は、体積ホログラムに対して
再生光を照射するための装置であって、再生光を発生す
る再生光光源と、この再生光を球面波にするレンズ手段
を備えており、このレンズ手段が、集光レンズを1次元
的または2次元的に配列したレンズアレイからなること
を特徴とする、ホログラムの再生光照射装置に係るもの
である。
Further, the present invention is an apparatus for irradiating a reproduction light to a volume hologram, comprising a reproduction light source for generating the reproduction light, and lens means for converting the reproduction light into a spherical wave. This lens means comprises a lens array in which condenser lenses are arranged one-dimensionally or two-dimensionally.

【0013】光誘起屈折効果を有する材質としては、フ
ォトリフラクティブ結晶や、光誘起屈折効果を示す有機
液晶材料を例示することができるが、これらの材質は特
に限定はされない。ただし、現在の時点では、Bi1 2
SiO2 0 単結晶、Bi1 2 GeO2 0 単結晶、LiN
bO3 単結晶等が好ましく、このうち光誘起効果の感度
が大きいBi1 2 SiO2 0 単結晶が特に好ましい。
Examples of the material having the light-induced refraction effect include a photorefractive crystal and an organic liquid crystal material having a light-induced refraction effect, but these materials are not particularly limited. However, at the moment, Bi 1 2
SiO 20 single crystal, Bi 12 GeO 20 single crystal, LiN
A bO 3 single crystal or the like is preferable, and among them, a Bi 12 SiO 20 single crystal having high sensitivity of the photo-induced effect is particularly preferable.

【0014】体積ホログラムは、通常は厚さが0.1m
m以上のホログラムを意味しており、この厚さの上限は
通常は10mmである。
[0014] Volume holograms are typically 0.1 m thick.
m means a hologram of not less than m, and the upper limit of this thickness is usually 10 mm.

【0015】体積ホログラムを構成するためには、光誘
起屈折効果を示す材質に電極を形成し、所定の駆動電圧
をホログラムに印加できるようにする必要がある。この
電極としては、透明電極と不透明電極とのいずれも使用
することができる。こうした透明電極の材質としては、
酸化スズ膜、酸化インジウムスズ膜等を例示することが
できる。また、不透明電極の材質としては、金属ペース
トと呼ばれる、銀粉等の導電材料を含有させた導電接着
剤や、アルミニウム、金、クロム、チタン等の金属膜を
例示することができる。
In order to form a volume hologram, it is necessary to form an electrode on a material exhibiting a light-induced refraction effect so that a predetermined drive voltage can be applied to the hologram. As this electrode, any of a transparent electrode and an opaque electrode can be used. As a material of such a transparent electrode,
Examples include a tin oxide film and an indium tin oxide film. Examples of the material of the opaque electrode include a conductive adhesive called a metal paste containing a conductive material such as silver powder, and a metal film of aluminum, gold, chromium, titanium, or the like.

【0016】ホログラムの記録再生に使用できる物体
光、参照光、再生光としては、特に限定はない。しか
し、物体光の波長は、体積ホログラムが光伝導効果を示
す波長の範囲内でなければならないし、再生光の波長
は、体積ホログラムが光伝導効果を示さない波長の範囲
内でなければならない。従って、物体光の波長の範囲と
再生光の波長の範囲とは、異なっている。例えば、Bi
1 2 SiO2 0 単結晶を使用した場合には、これが光伝
導効果を示す波長488nmのアルゴンイオンレーザー
光を物体光として好ましく使用でき、再生光としては、
Bi1 2 SiO2 0 単結晶が光伝導効果を示さない波長
633nmのヘリウムネオンレーザー光を好ましく使用
できる。
The object light, reference light, and reproduction light that can be used for recording and reproducing the hologram are not particularly limited. However, the wavelength of the object light must be within the wavelength range where the volume hologram exhibits the photoconductive effect, and the wavelength of the reproduction light must be within the wavelength range where the volume hologram does not exhibit the photoconductive effect. Therefore, the range of the wavelength of the object light is different from the range of the wavelength of the reproduction light. For example, Bi
When using a 12 SiO 2 single crystal, an argon ion laser beam having a wavelength of 488 nm, which exhibits a photoconductive effect, can be preferably used as object light.
Helium neon laser light having a wavelength of 633 nm, in which Bi 12 SiO 20 single crystal does not exhibit a photoconductive effect, can be preferably used.

【0017】以下、本発明の作用を更に詳細に説明して
いく。例えばBi1 2 SiO2 0 単結晶を使用した場合
には、ホログラムの厚さは数mmであるので、Brag
g回折によって回折像を得る。また、前記した理由か
ら、体積ホログラムへの物体光の波長と再生光の波長は
大きく異なっている。本発明者は、この条件下において
検討を行った結果、次のことを発見した。即ち、図1に
示すような装置においては、再生光は平行光とされてお
り、従って出射光3、3Aも平行光である。銀塩感光材
料をホログラムとして使用した場合には、ホログラムの
表面からあらゆる方向へと向かって回折光が得られるた
めに、これ以上の検討はなされていなかった。
Hereinafter, the operation of the present invention will be described in more detail. For example, when a Bi 12 SiO 20 single crystal is used, the thickness of the hologram is several mm.
A diffraction image is obtained by g diffraction. Further, for the above-mentioned reason, the wavelength of the object light to the volume hologram and the wavelength of the reproduction light are greatly different. The present inventor has studied under these conditions, and as a result, has found the following. That is, in the apparatus as shown in FIG. 1, the reproduction light is a parallel light, and therefore, the outgoing lights 3 and 3A are also parallel lights. When a silver halide photosensitive material is used as a hologram, no further study has been made since diffracted light can be obtained from the surface of the hologram in all directions.

【0018】これに対して、本発明者は、再生光として
球面波を使用することを試みた。この結果、人間の眼に
よって観察できる再生像の範囲が著しく大きくなり、特
にホログラムから出射する再生像の全体を観察可能にな
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
On the other hand, the present inventor tried to use a spherical wave as the reproduction light. As a result, it has been found that the range of the reproduced image that can be observed by the human eye is significantly increased, and in particular, the entire reproduced image emitted from the hologram can be observed. Thus, the present invention has been completed.

【0019】本発明者は、この系について更に検討し、
球面波の採用によって再生像の観察可能領域が拡大した
理由、および、特に再生像の全体を観察できる具体的条
件を特定することに成功した。図2は、本発明の装置を
模式的に示すブロック図であり、図3(a)は、物体光
および参照光の照射状態を説明するための模式図であ
り、図3(b)は、再生光の照射状態を説明するための
模式図である。
The present inventor has further studied this system,
We succeeded in specifying the reason why the observable area of the reproduced image was expanded by adopting the spherical wave, and in particular, the specific conditions under which the entire reproduced image could be observed. FIG. 2 is a block diagram schematically showing the apparatus of the present invention, FIG. 3A is a schematic diagram for explaining the irradiation state of the object light and the reference light, and FIG. It is a schematic diagram for explaining the irradiation state of the reproduction light.

【0020】体積ホログラム5を所定位置に設置した。
波長λ1 のレーザー光を光源10から出射させ、このレ
ーザー光をハーフミラー11で2つに分割する。この分
割されたレーザー光のうちの一方は、ミラー12、レン
ズ16、拡散板17を通り、拡散板17で散乱され、原
画像が印刷された透明フィルム18を透過する。このフ
ィルム18からの出射光を物体光15とし、これをホロ
グラム5に照射する。
The volume hologram 5 was set at a predetermined position.
A laser beam having a wavelength λ 1 is emitted from a light source 10, and the laser beam is split into two by a half mirror 11. One of the split laser beams passes through the mirror 12, the lens 16, and the diffusion plate 17, is scattered by the diffusion plate 17, and passes through the transparent film 18 on which the original image is printed. The light emitted from the film 18 is used as the object light 15, which is applied to the hologram 5.

【0021】一方、光源10から出射したレーザー光の
うち、ハーフミラー11で反射された光は、集光レンズ
13およびコリメートレンズ14を透過し、参照光2と
してホログラム5の光照射面ないし主面5bへ照射され
る。この物体光15と参照光2とは、図3(a)に示す
ように、互いに交差角度θで交わる。これによって、原
画像をホログラム5内に干渉縞として記録する。
On the other hand, of the laser light emitted from the light source 10, the light reflected by the half mirror 11 passes through the condenser lens 13 and the collimator lens 14, and as the reference light 2, the light irradiation surface or main surface of the hologram 5. 5b. The object light 15 and the reference light 2 intersect each other at an intersection angle θ as shown in FIG. Thus, the original image is recorded in the hologram 5 as interference fringes.

【0022】物体光15は、小直径の瞳4(図3(b)
参照)によって観察可能な、一点Tで集光する光とす
る。参照光2はコリメート光である。瞳(即ち観察点)
の位置はTである。この集光点Tのホログラム5との距
離をLとする。ホログラム5の主面5a、5bと水平な
方向に延びるy軸を設定したとき、集光点Tからy軸へ
と垂線を下ろしたときの交点をOとし、この交点Oと集
光点Tとを結んだ軸をx軸とする。
The object light 15 is transmitted to the small-diameter pupil 4 (FIG. 3B).
(See FIG. 2), and is light condensed at one point T. The reference light 2 is a collimated light. Pupil (ie observation point)
Is T. Let L be the distance between the convergence point T and the hologram 5. When the y-axis extending in the horizontal direction with respect to the main surfaces 5a and 5b of the hologram 5 is set, the intersection point when the perpendicular is lowered from the converging point T to the y-axis is O, and this intersection point O and the converging point T The axis connecting is referred to as the x-axis.

【0023】以下に、この干渉縞を再生できるような再
生光の条件を考察する。レーザー光8を光源6から出射
させ、集光レンズ7を透過させ、球面波からなる再生光
9をホログラム5に照射する。再生光の入射角度は、素
子内に記録された干渉縞に対してブラッグ回折条件を満
足する必要がある。ここで、ホログラム5上の各点に入
射する再生光9の入射角をφ(y)とする。この干渉縞
を再生する回折光37は、ホログラム5から距離Lの点
に結像する。物体光の波長をλ1 とし、再生光の波長を
λ2 とする。干渉縞を記録する際の物体光15の波数ベ
クトルをk1 とし、参照光2の波数ベクトルをk2
し、再生光の波数ベクトルをk3 とし、干渉縞の波数ベ
クトルをkfとする。
In the following, the conditions of the reproduction light that can reproduce the interference fringes will be considered. A laser beam 8 is emitted from a light source 6 and transmitted through a condenser lens 7 to irradiate a hologram 5 with reproduction light 9 composed of a spherical wave. The incident angle of the reproduction light needs to satisfy the Bragg diffraction condition with respect to the interference fringes recorded in the element. Here, the incident angle of the reproduction light 9 incident on each point on the hologram 5 is φ (y). The diffracted light 37 for reproducing the interference fringes forms an image at a point at a distance L from the hologram 5. The wavelength of the object light is λ 1 and the wavelength of the reproduction light is λ 2 . When recording interference fringes, the wave vector of the object light 15 is k 1 , the wave vector of the reference light 2 is k 2 , the wave vector of the reproduction light is k 3, and the wave vector of the interference fringes is kf.

【0024】波数ベクトルk1 、k2 、k3 およびkf
は、y軸上の各点において、次の関係を満足している。
The wave vectors k 1 , k 2 , k 3 and kf
Satisfies the following relationship at each point on the y-axis.

【数1】 k1 =(−L/(L2 +y2 - 1 / 2 λ1 , −y/(L2 +y2 - 1 / 2 λ1 )・・・・(2) k2 =(−cosθ/λ1 、sinθ/λ1 )・・・・(3) kf=k1 −k2 ・・・・(4) k3 =(−cosφ(y)/λ2 、sinφ(y)/λ2 )・・・・(5)K 1 = (− L / (L 2 + y 2 ) −1 /1 , −y / (L 2 + y 2 ) −1 /1 ) (2) k 2 = (−cos θ / λ 1 , sin θ / λ 1 ) (3) kf = k 1 −k 2 (4) k 3 = (− cos φ (y) / λ 2 , sin φ (y) / Λ 2 ) (5)

【0025】再生光の波数ベクトルk3 と回折光の波数
ベクトルk4 との間のBragg条件は、式(6)、
(7)の通りである。
The Bragg condition between the wave vector k 4 diffracted light with wave vector k 3 of the reproduction light, the formula (6),
It is as (7).

【数2】 k4 =k3 +kf・・・・(6) |k4 |=|k3 |=1/λ2 ・・・・(7)( 4 ) k 4 = k 3 + kf (6) | k 4 | = | k 3 | = 1 / λ 2 (7)

【0026】(6)式および(7)式から、(8)式が
得られる。
From equations (6) and (7), equation (8) is obtained.

【数3】2k3 kf+|kf|2 =0・・・・(8)## EQU3 ## 2k 3 kf + | kf | 2 = 0 (8)

【0027】(2)式から(5)式までを(8)式に代
入した。ここで、観察点のホログラムからの距離Lがy
よりも十分に大きいものとし、θ〜φ〜0として、原点
Oの回りで展開し、(9)式を得た。
Equations (2) to (5) were substituted into equation (8). Here, the distance L of the observation point from the hologram is y
And developed around the origin O with θ to φ to 0 to obtain the equation (9).

【数4】 −2(1−φ2 /2)〔1−θ2 /2−(1−(y/L)2 /2)〕/λ1 λ2 −2φ〔θ+(y/L)/λ1 λ2 〕+2〔1+θy/L−(1−θ2 /2)( 1−(y/L)2 /2)〕/λ1 2 =0・・・・(9)Equation 4] -2 (1-φ 2/2 ) [1-θ 2 / 2- (1- (y / L) 2/2) ] / λ 1 λ 2 -2φ [θ + (y / L) / lambda 1 lambda 2] +2 [1 + θy / L- (1- θ 2/2) (1- (y / L) 2/2) ] / λ 1 2 = 0 ···· ( 9)

【0028】(9)式をφ(y)について整理すると、
(1)式が得られる。
When the equation (9) is arranged for φ (y),
Equation (1) is obtained.

【数5】 φ(y)=(λ2 /λ1 )・(θ+y/L)/2+(θ−y/L)/2・・(1 )(5) φ (y) = (λ 2 / λ 1 ) · (θ + y / L) / 2 + (θ−y / L) / 2 · (1)

【0029】この(1)式は、yがLに比べて十分に小
さい範囲内においては、球面波と一致している。この範
囲は、具体的には、y:L=1以下:10の範囲内であ
る。しかし、y:L=1以下:4の範囲内においては、
少なくともほぼ良好な再生像が得られることを確認し
た。また、ホログラムからの観察点の距離がLであれ
ば、回折光37によって再生されている再生像の全体
を、瞳で観測することができる。しかし、実際の観察点
がこの距離から若干変動しても、瞳の大きさの許容範囲
内では全体像の観測が可能であった。この距離の許容範
囲は、30%以下であった。しかし、たとえ観察点の位
置がこの許容範囲から外れたとしても、図1に示すよう
な従来例と比較すると、相対的に瞳の中に入射する回折
光の範囲は、大きいので、再生像のうち瞳によって観察
できる範囲は、相対的に大きくなる。
Equation (1) is consistent with a spherical wave in a range where y is sufficiently smaller than L. This range is specifically within the range of y: L = 1 or less: 10. However, in the range of y: L = 1 or less: 4,
It was confirmed that at least a substantially good reproduced image was obtained. If the distance of the observation point from the hologram is L, the entire reproduced image reproduced by the diffracted light 37 can be observed with the pupil. However, even if the actual observation point slightly fluctuates from this distance, the whole image can be observed within the allowable range of the pupil size. The allowable range of this distance was 30% or less. However, even if the position of the observation point deviates from this allowable range, the range of the diffracted light incident on the pupil is relatively large as compared with the conventional example as shown in FIG. The range that can be observed by the pupil is relatively large.

【0030】式(1)をyで微分すると、次の式(1
0)が得られる。
By differentiating equation (1) with y, the following equation (1) is obtained.
0) is obtained.

【数6】 dφ/dy=(λ2 /λ1 −1)/2L・・・・(10)Dφ / dy = (λ 2 / λ 1 -1) / 2L (10)

【0031】従って、再生光の波長λ2 が物体光の波長
λ1 よりも大きい(λ2>λ1 )のときには、(10)
式の傾きは正になる。これは、Bragg条件を満足す
る再生光9が拡散球面波であることを意味している。ま
た、物体光の波長λ1 が再生光の波長λ2 よりも大きい
(λ1 >λ2 )のときには、(10)式の傾きは正にな
る。これは、Bragg条件を満足する再生光9が収束
球面波であることを意味している。
Therefore, when the wavelength λ 2 of the reproduction light is larger than the wavelength λ 1 of the object light (λ 2 > λ 1 ), (10)
The slope of the equation is positive. This means that the reproduction light 9 satisfying the Bragg condition is a diffuse spherical wave. When the wavelength λ 1 of the object light is larger than the wavelength λ 2 of the reproduction light (λ 1 > λ 2 ), the slope of the equation (10) becomes positive. This means that the reproduction light 9 satisfying the Bragg condition is a convergent spherical wave.

【0032】図2、図3の装置においては、光源6およ
び集光レンズ7の位置が固定されているために、回折光
の集光点も一定である。このため、瞳4を、回折光37
が集光する一定箇所(距離Lの箇所)に移動させるか、
少なくとも上記したようにその近くに移動させる必要が
ある。また、図3(b)においては、再生光として拡散
球面波を照射しているが、このためには、集光レンズ7
の焦点距離を、図2に示す集光レンズ7と体積ホログラ
ム5との距離Pよりも小さくし、体積ホログラム5の前
でいったん焦点を結ばせる必要がある。この一方、再生
光として収束球面波を照射するためには、集光レンズ7
の焦点距離を、図2に示す集光レンズ7と体積ホログラ
ム5との距離Pよりも大きくする必要がある。
In the apparatus shown in FIGS. 2 and 3, since the positions of the light source 6 and the condenser lens 7 are fixed, the focal point of the diffracted light is also constant. For this reason, the pupil 4 is set to the diffracted light 37
Is moved to a certain point where light is condensed (a point at a distance L)
It must be moved at least close to it as described above. Also, in FIG. 3B, a diffused spherical wave is irradiated as reproduction light.
Needs to be smaller than the distance P between the condenser lens 7 and the volume hologram 5 shown in FIG. 2 to focus once before the volume hologram 5. On the other hand, in order to irradiate a convergent spherical wave as reproduction light, a condenser lens 7 is required.
Must be larger than the distance P between the condenser lens 7 and the volume hologram 5 shown in FIG.

【0033】本発明者は、更に次の問題点に遭遇した。
即ち、前記したホログラム記録再生装置においては、再
生像の全体を観察することができるようになったが、こ
のためには観察者の視点、即ち瞳4の位置を一定範囲の
空間内に配置する必要がある。しかし、実際の装置で観
察を行うと、観察の最初の段階で観察点を特定範囲の空
間内に位置させる手続きが必要になるし、また観察の途
中で瞳の位置が移動すると再生像が見えなくなる。そこ
で、本発明者は、再生の段階において、再生像の観察点
を検出する検出装置と、この検出装置からの信号に応じ
て再生光の集光点を移動させる駆動機構とを備え、体積
ホログラムに照射する際の物体光と参照光との交差角を
θとし、体積ホログラムの主面と平行な方向にy軸を設
定する。観察点からy軸へと下ろした垂線とy軸との交
点をOとし、観察点とy軸との距離をLとしたとき、体
積ホログラム上で交点Oからy離れた位置における再生
光の体積ホログラムへの入射角φ(y)が実質的に前記
式(1)を満足するように、駆動機構によって再生光の
集光点を移動させうるように構成されている。
The inventor has further encountered the following problem.
That is, in the hologram recording / reproducing apparatus described above, the entire reconstructed image can be observed. For this purpose, the viewpoint of the observer, that is, the position of the pupil 4 is arranged in a certain range of space. There is a need. However, when observing with an actual device, it is necessary to arrange the observation point in the space of the specific range at the beginning of the observation, and if the position of the pupil moves during the observation, the reproduced image will not be visible. Disappears. In view of the above, the present inventor has provided a volume hologram including a detection device that detects an observation point of a reproduced image in a reproduction stage, and a drive mechanism that moves a focal point of reproduction light in accordance with a signal from the detection device. , And the y-axis is set in a direction parallel to the principal surface of the volume hologram. When the intersection of the y-axis and the perpendicular drawn from the observation point to the y-axis is O, and the distance between the observation point and the y-axis is L, the volume of the reproduced light at a position y away from the intersection O on the volume hologram. The drive mechanism can move the focal point of the reproduction light so that the angle of incidence φ (y) to the hologram substantially satisfies the expression (1).

【0034】この実施形態について、更に説明する。体
積ホログラム5への干渉縞の記録は、図2および図3
(a)に示すように実施したものとする。図4には再生
装置の構成を模式的に示す。体積ホログラム5に照射す
る際の物体光と参照光との交差角をθとする。観察点4
と体積ホログラム5との距離をLとする。体積ホログラ
ム5の中心点をQとする。Qを中心としてy軸を設定す
る。観察点からy軸へと下ろした垂線とy軸との交点を
Oとする。これと垂直の方向にx軸を設定する。本実施
形態においては、体積ホログラム5に対して再生光とし
て球面波9を照射する機構20は、レーザー光源6と集
光レンズ7とを備えている。ここで、中心点Qを中心と
して、球面波9の進行方向にX軸を設定し、これと垂直
の方向にY軸を設定する。なお、図4においては、説明
の便宜のために、X軸のx軸に対する傾斜角度を、実際
の傾斜角度よりもはるかに大きく図示してある。
This embodiment will be further described. The recording of interference fringes on the volume hologram 5 is shown in FIGS.
It is assumed that the operation is performed as shown in FIG. FIG. 4 schematically shows the configuration of the reproducing apparatus. The intersection angle between the object light and the reference light when irradiating the volume hologram 5 is defined as θ. Observation point 4
Let L be the distance between the volume hologram 5. Let Q be the center point of the volume hologram 5. The y axis is set around Q. The point of intersection of the y-axis with the perpendicular drawn down from the observation point to the y-axis is denoted by O. The x axis is set in a direction perpendicular to this. In the present embodiment, the mechanism 20 that irradiates the spherical hologram 9 as reproduction light to the volume hologram 5 includes the laser light source 6 and the condenser lens 7. Here, the X-axis is set in the traveling direction of the spherical wave 9 around the center point Q, and the Y-axis is set in a direction perpendicular to this. In FIG. 4, the inclination angle of the X-axis with respect to the x-axis is shown much larger than the actual inclination angle for convenience of explanation.

【0035】再生像の観察点を検出する検出装置は、撮
像管31、画像処理理装置32、ディスプレイ33およ
び駆動制御装置34を備えている。瞳4が(x、y)座
標上で(L、y0 )の点に位置したものとする。撮像管
31によって瞳4の位置を検出し、画像処理装置32に
送り、座標を検出する。必要に応じて瞳の位置をディス
プレイ33に表示する。この座標の信号を駆動制御装置
34に送る。駆動制御装置34は、再生光の集光点を移
動させる駆動装置(図4には図示しない)に接続されて
おり、この駆動装置を制御している。本実施例において
は、この駆動装置によって、機構20の全体をX軸およ
びY軸の方向に移動させ、これによって集光レンズ7の
座標(X0 、Y0 )を変化させる。
The detection device for detecting the observation point of the reproduced image includes an image pickup tube 31, an image processing device 32, a display 33, and a drive control device 34. It is assumed that the pupil 4 is located at a point (L, y 0 ) on the (x, y) coordinates. The position of the pupil 4 is detected by the image pickup tube 31 and sent to the image processing device 32 to detect the coordinates. The position of the pupil is displayed on the display 33 as necessary. The signal of the coordinates is sent to the drive control device 34. The drive control device 34 is connected to a drive device (not shown in FIG. 4) for moving the focal point of the reproduction light, and controls the drive device. In the present embodiment, the entire mechanism 20 is moved in the directions of the X axis and the Y axis by this driving device, thereby changing the coordinates (X 0 , Y 0 ) of the condenser lens 7.

【0036】ここで、体積ホログラムの幅がLよりも十
分に小さい範囲内においては、y0 とY0 とは同じもの
として取り扱うことができる。つまり、観察点4のy0
が変化すると、これに応じてY0 がy0 と同じになるよ
うに機構20の全体を移動させる。これと共に、集光レ
ンズ7の座標X0 を移動させることによって、集光レン
ズ7の焦点の交点Oからの距離を変化させる。これによ
って、体積ホログラム5上で交点Oからy離れた位置に
おける再生光の体積ホログラムへの入射角φ(y)を制
御することができる。この際、入射角φ(y)が前記の
式(1)を満足するように、集光レンズ7の座標X0
移動させる。この関係式は、プロセッサー32内に内蔵
されており、リアルタイムで座標(X0 、Y0 )を制御
することができる。
Here, within a range where the width of the volume hologram is sufficiently smaller than L, y 0 and Y 0 can be treated as the same. That is, y 0 of the observation point 4
Is changed, the entire mechanism 20 is moved so that Y 0 becomes the same as y 0 . At the same time, by moving the coordinates X 0 of the condenser lens 7, changing the distance from the intersection O of the focal point of the condenser lens 7. This makes it possible to control the incident angle φ (y) of the reproduction light on the volume hologram at a position y away from the intersection O on the volume hologram 5. At this time, the coordinate X 0 of the condenser lens 7 is moved so that the incident angle φ (y) satisfies the above equation (1). This relational expression is built in the processor 32, and can control the coordinates (X 0 , Y 0 ) in real time.

【0037】この実施形態において、観察点4の検出、
座標(X0 、Y0 )の算出および機構20の駆動を1サ
イクルとしたとき、再生像のチラツキを防止するために
は、1秒間に30サイクル以上を実施することが好まし
い。
In this embodiment, detection of the observation point 4
When calculating the coordinates (X 0 , Y 0 ) and driving the mechanism 20 is one cycle, it is preferable to execute 30 cycles or more per second in order to prevent flickering of the reproduced image.

【0038】図5は、この駆動装置を備えた機構20の
一例を示す斜視図である。レーザー光源6はホルダー2
2によって台座23上に固定されており、レンズ21は
ホルダー21によって台座23上に固定されている。台
座23は、移動レール25上にスライド可能なように支
持されており、台座23は送りネジ24に取り付けられ
ている。パルスモーター50Aによって送りネジ24を
回転させ、台座23をY軸方向に移動させる。これらの
機構全体が、更に移動レール27上に支持されており、
かつ送りネジ26に取り付けられている。レール27お
よび送りネジ26は、支持台28に取り付けられてい
る。パルスモーター50Bによって送りネジ26を回転
させ、台座23をX軸方向に移動させる。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of the mechanism 20 having the driving device. Laser light source 6 is holder 2
The lens 21 is fixed on the pedestal 23 by the holder 21. The pedestal 23 is slidably supported on a moving rail 25, and the pedestal 23 is attached to a feed screw 24. The feed screw 24 is rotated by the pulse motor 50A to move the pedestal 23 in the Y-axis direction. All of these mechanisms are further supported on the moving rail 27,
And it is attached to the feed screw 26. The rail 27 and the feed screw 26 are attached to a support 28. The feed screw 26 is rotated by the pulse motor 50B to move the pedestal 23 in the X-axis direction.

【0039】なお、上記の機構20においては、レーザ
ー光源6と集光レンズ7とを共に同時に移動させる。し
かし、レーザー光源6と集光レンズ7とを別個の駆動装
置に取り付け、別個に移動させることも可能である。
In the mechanism 20, the laser light source 6 and the condenser lens 7 are simultaneously moved. However, it is also possible to mount the laser light source 6 and the condenser lens 7 on separate driving devices and move them separately.

【0040】集光レンズとしては、マイクロオプティッ
クスにおいて使用される各種のレンズを使用できる。し
かし、特にグラディエントインデックスロッドレンズ
(GRIN)レンズ(分布屈折率ロッドレンズ)が好ま
しい。
As the condenser lens, various lenses used in micro optics can be used. However, a gradient index rod lens (GRIN) lens (distributed index rod lens) is particularly preferred.

【0041】更に、本発明者は、上記のようなリアルタ
イムホログラム記録再生装置において、体積ホログラム
に対して再生光として球面波を照射する機構として、再
生光を発生する再生光光源と、この再生光を球面波にす
るレンズ手段を備えている場合に、このレンズ手段とし
て、集光レンズを1次元的または2次元的に配列したレ
ンズアレイを使用することを想到した。
Further, the present inventor has described a real-time hologram recording / reproducing apparatus as described above, wherein a mechanism for irradiating the volume hologram with a spherical wave as a reproducing light is a reproducing light source for generating a reproducing light, In the case where a lens means for converting the light into a spherical wave is provided, it has been conceived to use a lens array in which condenser lenses are arranged one-dimensionally or two-dimensionally.

【0042】まず、こうしたマイクロレンズアレイにつ
いて説明する。分布屈折率ロッドレンズを等倍正率結像
条件で切断し、研磨したものを、一次元のアレイ状また
は2次元のマトリックス状に配列し、固定することによ
って、線状または面状の物体を等倍画像として伝送する
ことができる。こうしたレンズアレイは、例えば「マイ
クロオプティクスと実装技術」西沢 紘一「回路実装学
会誌」Vol.10、No.5、1995年第315頁
〜319頁に記載されている。
First, such a microlens array will be described. A linear or planar object is cut by cutting a gradient index rod lens under the same-magnification positive-rate imaging conditions, arranging the polished ones in a one-dimensional array or a two-dimensional matrix, and fixing. It can be transmitted as a 1: 1 image. Such a lens array is described in, for example, "Micro Optics and Packaging Technology", Koichi Nishizawa, "Journal of the Circuit Packaging Society", Vol. 10, No. 5, 1995, pp. 315-319.

【0043】図6は、本実施形態のホログラム再生装置
を示すブロック図である。レーザー光源6から出射した
レーザー光8は、集光レンズ38によっていったん焦点
を結び、拡散球面波としてコリメートレンズ39に照射
される。レンズ39からのコリメート光は、マイクロレ
ンズアレイ40に照射され、次いでホログラム5上に照
射される。図7は、こうしたマイクロレンズアレイ40
の一例を模式的に示す平面図である。アルミニウム等か
らなる支持板41に、所定個数のマイクロレンズ42
が、マトリックス状に配列され、固定されている。
FIG. 6 is a block diagram showing a hologram reproducing apparatus according to this embodiment. The laser light 8 emitted from the laser light source 6 is once focused by the condenser lens 38 and is applied to the collimator lens 39 as a diffused spherical wave. The collimated light from the lens 39 is irradiated on the microlens array 40 and then on the hologram 5. FIG. 7 shows such a microlens array 40.
It is a top view which shows an example of 1 typically. A predetermined number of micro lenses 42 are provided on a support plate 41 made of aluminum or the like.
Are arranged and fixed in a matrix.

【0044】こうした再生光の照射機構を使用すると、
まず図7(b)に示すように、各マイクロレンズ42
A、42B、42C、42D、42Eのそれぞれにおい
て、光源からのレーザー光8が焦点43Aで集光され
る。この結果、焦点43Aから拡散球面波44Aが出射
される。拡散球面波44Aの体積ホログラムへの入射角
度φ(y)は、焦点43Aの位置によって決定され、即
ち、各マイクロレンズの焦点距離によって一定値に決定
される。
When such a reproducing light irradiation mechanism is used,
First, as shown in FIG.
In each of A, 42B, 42C, 42D, and 42E, a laser beam 8 from a light source is collected at a focal point 43A. As a result, a diffused spherical wave 44A is emitted from the focal point 43A. The angle of incidence φ (y) of the diffused spherical wave 44A on the volume hologram is determined by the position of the focal point 43A, that is, is determined to be constant by the focal length of each microlens.

【0045】しかし、これと同時に、例えば図8(a)
に示すように、レーザー光8のうち、マイクロレンズ4
2Cの両隣にある各マイクロレンズ42B、42Dのそ
れぞれマイクロレンズ42C側を透過した出射光44B
は、マイクロレンズ42Cを中心として外側へと広がる
光となり、この光の焦点が43Bに生成する。これによ
って、体積ホログラム5への再生光の入射角度φ(y)
が変化する。更に、例えば図8(b)に示すように、レ
ーザー光8のうち、更に外側のマイクロレンズ42Aお
よび42Eのそれぞれマイクロレンズ42Bまたは42
D側を透過した出射光44Cは、マイクロレンズ42C
を中心として外側へと広がる光となり、この光の焦点が
43Cに生成する。焦点43Cは、焦点43Bよりも一
層マイクロレンズアレイから遠い位置に生ずる。これに
よって、種々の焦点距離を有する多数の拡散球面波が同
時に生成し、体積ホログラム5へと照射される。
However, at the same time, for example, FIG.
As shown in FIG.
Outgoing light 44B transmitted through the respective microlenses 42C of the microlenses 42B and 42D on both sides of 2C.
Is light that spreads outward around the microlens 42C, and the focus of this light is generated at 43B. Thereby, the incident angle φ (y) of the reproduction light to the volume hologram 5
Changes. Further, for example, as shown in FIG. 8B, of the laser beam 8, the micro lenses 42B or 42 of the outer micro lenses 42A and 42E, respectively.
The outgoing light 44C transmitted through the D side is converted into a micro lens 42C.
Is the light that spreads out from the center, and the focal point of this light is generated at 43C. The focal point 43C occurs at a position farther from the microlens array than the focal point 43B. As a result, a large number of diffused spherical waves having various focal lengths are simultaneously generated and irradiated on the volume hologram 5.

【0046】また、例えば図8(c)に示すように、レ
ーザー光8のうち、マイクロレンズアレイ42Cの両側
のマイクロレンズ42Bおよび42Dのそれぞれマイク
ロレンズ42A、42E側を透過した出射光46Aは、
マイクロレンズ42Cを中心として収束する光となり、
この光の焦点が45に生成する。また、レーザー光8の
うち、マイクロレンズアレイ42Cから見て一層外側に
ある各マイクロレンズ42A、42Eの外側を透過した
出射光46Bは、やはりマイクロレンズ42Cを中心と
して収束する光となり、この光の焦点は、焦点45より
もマイクロレンズアレイから遠い位置に生成する。これ
らの場合に、体積ホログラム5をマイクロレンズアレイ
と焦点45との間に配置することによって、種々の焦点
距離を有する多数の収束球面波を、同時に、体積ホログ
ラム5へと照射することができる。
For example, as shown in FIG. 8C, outgoing light 46A of the laser beam 8 that has passed through the microlenses 42A and 42E of the microlenses 42B and 42D on both sides of the microlens array 42C, respectively.
It becomes light converging around the micro lens 42C,
This light focus is generated at 45. Out of the laser light 8, the outgoing light 46B that has passed through the outside of each of the microlenses 42A and 42E that is further outside when viewed from the microlens array 42C also becomes light converging around the microlens 42C. The focal point is generated at a position farther from the microlens array than the focal point 45. In these cases, by disposing the volume hologram 5 between the microlens array and the focal point 45, it is possible to simultaneously irradiate the volume hologram 5 with a large number of converging spherical waves having various focal lengths.

【0047】これによって、観察点4の位置を種々変更
させても、これに対応する再生像が観察点4から見える
ことになる。
Thus, even if the position of the observation point 4 is variously changed, a reproduced image corresponding to the position can be seen from the observation point 4.

【0048】マイクロレンズアレイにおいては、マイク
ロレンズのピッチdを5mm以下とすることが好まし
く、3mm以下とすることが一層好ましい。観察者が視
点の位置(観察点)を変えたときに、瞳の大きさに対し
てピッチdが大きすぎると、再生像がちらつく現象が生
じ易いが、dを5mm以下とすることによって、このよ
うなチラツキを防止できる。また、物体光の光軸と参照
光の光軸との交差角度をθとし、マイクロレンズの焦点
距離をfとしたとき、d/2θ<fのマイクロレンズア
レイを使用することが好ましい。d/2θ<fとするこ
とによって、再生光が直接に観察者の瞳に入ってしまう
ことはなくなり、これによって再生像のコントラストを
一層向上させることができる。
In the micro lens array, the pitch d of the micro lenses is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less. If the pitch d is too large relative to the size of the pupil when the observer changes the viewpoint position (observation point), a phenomenon in which the reproduced image flickers easily occurs. Such flicker can be prevented. When the intersection angle between the optical axis of the object light and the optical axis of the reference light is θ, and the focal length of the microlens is f, it is preferable to use a microlens array satisfying d / 2θ <f. By setting d / 2θ <f, the reproduced light does not directly enter the pupil of the observer, and the contrast of the reproduced image can be further improved.

【0049】[0049]

〔実施例1〕[Example 1]

(ホログラム記録再生装置の製造)直径80mm、長さ
100mmのBi1 2 SiO2 0 単結晶のブールを製造
した。ルツボとしては、直径150mm、高さ150m
mの円筒形状の白金製ルツボを使用した。ルツボ内に、
Bi1 2 SiO2 0 の焼結体14kgを収容し、これを
900℃に加熱して融液を生成させた。白金製アフター
ヒーターを使用することによって、ブールの引き上げ方
向の上方における10mmまでの間の温度勾配を50〜
75℃/cmに調整し、これに引き続く150mmに至
るまでの温度勾配を10℃/cmに調整した。引き上げ
速度を1〜1.5mm/時間とし、引き上げ軸の回転速
度を10rpmとした。得られた単結晶の特性を、以下
の表1に示す。
(Production of hologram recording / reproducing apparatus) A boule of Bi 12 SiO 2 single crystal having a diameter of 80 mm and a length of 100 mm was produced. As a crucible, diameter 150mm, height 150m
A platinum crucible having a cylindrical shape of m was used. In the crucible,
14 kg of a sintered body of Bi 12 SiO 20 was accommodated and heated to 900 ° C. to generate a melt. By using a platinum after-heater, a temperature gradient of up to 10 mm above
The temperature was adjusted to 75 ° C./cm, and the subsequent temperature gradient up to 150 mm was adjusted to 10 ° C./cm. The lifting speed was 1 to 1.5 mm / hour, and the rotation speed of the lifting shaft was 10 rpm. The properties of the obtained single crystal are shown in Table 1 below.

【0050】[0050]

【表1】 格子定数 10.103×10-10 m 密度 9.2g/cm3 誘電率 56(100kHz) 屈折率 2.53(λ=633nm) 暗抵抗 101 4 Ω・cm 光導電性 108 Ω・cm(λ=458nm、2.5mW/cm2 ) 半波電圧 3900V(λ=633nm) ベルデ定数 3.67×10- 3 /Oe・cm(λ=633nm) 9.33×10- 4 /Oe・cm(λ=1150nm)Table 1 Lattice constant 10.103 × 10 -10 m Density 9.2 g / cm 3 Dielectric constant 56 (100 kHz) Refractive index 2.53 (λ = 633 nm) Dark resistance 10 14 Ω · cm Photoconductivity 10 8 Ω · cm (λ = 458nm, 2.5mW / cm 2) half wave voltage 3900V (λ = 633nm) Verdet constant 3.67 × 10 - 3 / Oe · cm (λ = 633nm) 9.33 × 10 - 4 / Oe · cm (λ = 1150nm)

【0051】このブールから、直径80mm、厚さ3m
mの体積ホログラム5を切り出した。ホログラム5の一
対の主面を平面研磨機で研磨加工し、各平面度を0.6
μmとした。次いで、酸化インジウムリン製の透明電極
膜を、体積ホログラム5の端面にスパッタリング法によ
って形成した。
From this boule, a diameter of 80 mm and a thickness of 3 m
m volume hologram 5 was cut out. The pair of main surfaces of the hologram 5 are polished by a plane polishing machine, and each flatness is set to 0.6.
μm. Next, a transparent electrode film made of indium phosphide was formed on the end face of the volume hologram 5 by a sputtering method.

【0052】(ホログラムの記録および再生実験)図1
〜図3に示す装置を使用し、ホログラムの記録および再
生実験を行った。物体光として、波長488nmのアル
ゴンイオンレーザー光を使用した。θを10°とした。
再生光として、波長633nmのヘリウム−ネオンレー
ザー光を使用した。体積ホログラム5の中心点Qに向か
って再生光を入射させた。集光レンズ7の焦点距離fを
40mmとした。前記した式(1)に従って、各部分の
寸法を、下記のように設定した。即ち、観察点4と体積
ホログラム5との距離Lを300mmとし、集光レンズ
7と体積ホログラム5との距離を2059mmとし、体
積ホログラム5の中心に対する再生光の入射角度を1
1.49°とした。
(Hologram Recording and Reproduction Experiment) FIG.
Using the apparatus shown in FIGS. 3 to 3, hologram recording and reproduction experiments were performed. Argon ion laser light having a wavelength of 488 nm was used as the object light. θ was set to 10 °.
Helium-neon laser light having a wavelength of 633 nm was used as reproduction light. Reproduction light was made to enter the center point Q of the volume hologram 5. The focal length f of the condenser lens 7 was set to 40 mm. According to the above-mentioned formula (1), the dimensions of each part were set as follows. That is, the distance L between the observation point 4 and the volume hologram 5 is set to 300 mm, the distance between the condenser lens 7 and the volume hologram 5 is set to 2059 mm, and the incident angle of the reproduction light with respect to the center of the volume hologram 5 is set to 1
1.49 °.

【0053】体積ホログラム5の上記位置に視点を固定
し、この再生画像を観察した。この結果、再生像が原画
像に相当する位置に再生されており、これによって原画
像における奥行きが、再生されたホログラフィーにおい
ても再現されていることが分かった。この画像を図9に
示す。このホログラフィーの奥行きは、両眼視差を利用
して確認することができるものであった。このように、
本発明によって、両眼視差を利用した、原画像の奥行き
および立体感を忠実に再現し、確認することができる、
リアルタイムホログラムによる3次元ディスプレーを提
供することに成功した。
The viewpoint was fixed at the above position of the volume hologram 5 and the reproduced image was observed. As a result, it was found that the reproduced image was reproduced at a position corresponding to the original image, whereby the depth in the original image was reproduced also in the reproduced holography. This image is shown in FIG. The depth of the holography could be confirmed using binocular parallax. in this way,
According to the present invention, using the binocular parallax, the depth and stereoscopic effect of the original image can be faithfully reproduced and confirmed.
We succeeded in providing a three-dimensional display using real-time holograms.

【0054】なお、このようにして体積ホログラム内に
記録された画像は、体積ホログラムへの印加電圧を0V
とした状態で、体積ホログラムの光照射面の全面にわた
って均一な青色光を照射することによって、消去するこ
とができた。
It should be noted that the image recorded in the volume hologram in this manner has a voltage of 0 V applied to the volume hologram.
In this state, the volume hologram could be erased by irradiating the entire surface of the light irradiation surface with uniform blue light.

【0055】〔実施例2〕実施例1と同様にして体積ホ
ログラム5を作製した。図4および図5に示すホログラ
ムの記録再生装置を使用し、ホログラムの記録および再
生実験を行った。物体光として、波長488nmのアル
ゴンレーザー光を使用した。θを10°とした。再生光
として、波長633nmのヘリウム−ネオンレーザー光
を使用した。集光レンズ7の焦点距離fを40nmとし
た。体積ホログラム5の中心に対する再生光の入射角度
を11.49°とした。
Example 2 A volume hologram 5 was produced in the same manner as in Example 1. Using the hologram recording and reproducing apparatus shown in FIGS. 4 and 5, hologram recording and reproducing experiments were performed. Argon laser light having a wavelength of 488 nm was used as object light. θ was set to 10 °. Helium-neon laser light having a wavelength of 633 nm was used as reproduction light. The focal length f of the condenser lens 7 was set to 40 nm. The incident angle of the reproduction light with respect to the center of the volume hologram 5 was set to 11.49 °.

【0056】式(1)に従って機構20の位置を制御し
た。具体的には、瞳の位置の変化を検出して、Y0 =y
0 とし、かつX=x(mm)×6.73+40(mm)
となるように機構20の位置を制御した。この結果、再
生像が原画像に相当する位置に再生されており、これに
よって原画像における奥行きが、再生されたホログラフ
ィーにおいても再現されていることが分かった。そし
て、x=100mm〜500mm、y=−100mm〜
+100mmの範囲内で、3次元の再生像を良好に確認
することができた。
The position of the mechanism 20 was controlled according to the equation (1). Specifically, a change in the position of the pupil is detected, and Y 0 = y
0 , and X = x (mm) × 6.73 + 40 (mm)
The position of the mechanism 20 was controlled so that As a result, it was found that the reproduced image was reproduced at a position corresponding to the original image, whereby the depth in the original image was reproduced also in the reproduced holography. Then, x = 100 mm to 500 mm, y = −100 mm to
Within the range of +100 mm, a three-dimensional reproduced image could be confirmed well.

【0057】〔実施例3〕実施例1と同様にして体積ホ
ログラム5を作製した。図6〜図8に示すホログラムの
記録再生装置を使用し、ホログラムの記録および再生実
験を行った。物体光として、波長488nmのアルゴン
レーザー光を使用した。θを10°とした。再生光とし
て、波長633nmのヘリウム−ネオンレーザー光を使
用した。体積ホログラム5の中心に対する再生光の入射
角度を11.49°とした。マイクロレンズアレイの支
持板41は、寸法120mm×120mmのアルミニウ
ム板とした。各マイクロレンズとしては、直径2mmの
分布屈折率ロッドレンズを使用した。ピッチdを2.4
mmとし、マイクロレンズの個数を45×45個とし
た。
Example 3 A volume hologram 5 was produced in the same manner as in Example 1. Using the hologram recording / reproducing apparatus shown in FIGS. 6 to 8, hologram recording / reproduction experiments were performed. Argon laser light having a wavelength of 488 nm was used as object light. θ was set to 10 °. Helium-neon laser light having a wavelength of 633 nm was used as reproduction light. The incident angle of the reproduction light with respect to the center of the volume hologram 5 was set to 11.49 °. The support plate 41 of the microlens array was an aluminum plate having a size of 120 mm × 120 mm. A distributed refractive index rod lens having a diameter of 2 mm was used as each microlens. Pitch d is 2.4
mm and the number of microlenses was 45 × 45.

【0058】この結果、再生像が原画像に相当する位置
に再生されており、これによって原画像における奥行き
が、再生されたホログラフィーにおいても再現されてい
ることが分かった。そして、x=100mm以上、y=
−60mm〜+60mmの範囲内で、3次元の再生像を
良好に確認することができた。
As a result, it was found that the reproduced image was reproduced at a position corresponding to the original image, whereby the depth in the original image was reproduced also in the reproduced holography. Then, x = 100 mm or more, y =
Within the range of −60 mm to +60 mm, a three-dimensional reconstructed image was successfully confirmed.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、リアルタイムホログラム装置等の、体積ホログラム
を利用する、ホログラムの再生像を観察するための装置
において、体積ホログラムからの回折光によって構成さ
れる再生像のうち、実際に観察できる領域を拡大するこ
とができ、特に再生像の全体を観測することができる。
As described above, according to the present invention, a device for observing a reproduced image of a hologram using a volume hologram, such as a real-time hologram device, is constituted by diffracted light from the volume hologram. In the reproduced image to be obtained, an area that can be actually observed can be enlarged, and in particular, the entire reproduced image can be observed.

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

【図1】リアルタイムホログラム素子における再生像の
観察可能範囲の限界を説明するための模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a limit of an observable range of a reproduced image in a real-time hologram element.

【図2】本発明の実施形態に係る装置を模式的に示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】(a)は、体積ホログラム5に対して物体光お
よび参照光が入射している状態を模式的に示す図であ
り、(b)は、体積ホログラム5に対して再生光が入射
している状態を模式的に示す図である。
3A is a diagram schematically showing a state in which object light and reference light are incident on a volume hologram 5, and FIG. 3B is a diagram in which reproduction light is incident on the volume hologram 5. FIG. It is a figure which shows the state which is performing typically.

【図4】本発明の他の実施形態に係るホログラムの記録
再生装置を模式的に示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a hologram recording / reproducing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図5】図4の装置において使用した再生光の照射装置
を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a reproducing light irradiation device used in the device of FIG. 4;

【図6】本発明の更に他の実施形態に係るホログラムの
記録再生装置を模式的に示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a hologram recording / reproducing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図7】(a)は、マイクロレンズアレイの一例を示す
平面図であり、(b)は、各マイクロレンズにおいて結
像している再生光の進行方向を示す模式図である。
FIG. 7A is a plan view illustrating an example of a microlens array, and FIG. 7B is a schematic diagram illustrating a traveling direction of a reproduction light imaged in each microlens.

【図8】(a)、(b)および(c)は、それぞれ、マ
イクロレンズアレイから体積ホログラム5へと照射され
る各出射光の進行方向、および各出射光に対応する各焦
点の位置の変化を説明するための模式図である。
8 (a), (b) and (c) show a traveling direction of each emitted light irradiated from the microlens array to the volume hologram 5 and a position of each focal point corresponding to each emitted light, respectively. It is a schematic diagram for demonstrating a change.

【図9】本発明の装置によって観察可能になったホログ
ラムの再生像を示す写真である。
FIG. 9 is a photograph showing a reproduced image of a hologram made observable by the apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 参照光、 4 瞳、 5 体積ホログラム、 9
再生光、10 レーザー光の光源、 11 ハーフミラ
ー、 15 物体光、 17 拡散板、 18 原画像
が印刷された透明フィルム、20 再生光を照射するた
めの機構、31 撮像管、 34 駆動制御装置、 4
0 マイクロレンズアレイ、 42,42A,42B,
42C,42D,42E マイクロレンズ、 43A,
43B,43C 焦点、 44A,44B,44C 拡
散球面波、 46A,46B 収束球面波、 O 集光
点Tからホログラム5へと垂線を下ろしたときの交点、
x軸 交点Oと集光点Tとを結んだ軸、 y軸 交点
Oを通り、x軸と垂直な方向の軸、 k2 参照光2の波
数ベクトル、 k3 再生光の波数ベクトル、 Kf
干渉縞19数ベクトル、 θ 物体光15と参照光2と
の交差角度、 λ1 物体光の波長、 λ2 再生光の
波長
2 reference light, 4 pupils, 5 volume hologram, 9
Reproduction light, 10 laser light source, 11 half mirror, 15 object light, 17 diffusion plate, 18 transparent film on which original image is printed, 20 mechanism for irradiating reproduction light, 31 image pickup tube, 34 drive control device, 4
0 micro lens array, 42, 42A, 42B,
42C, 42D, 42E micro lens, 43A,
43B, 43C focal point, 44A, 44B, 44C diffusing spherical wave, 46A, 46B converging spherical wave, O intersection point when a perpendicular line is dropped from convergence point T to hologram 5,
x-axis intersection O and the axis connecting the focal point T, as the y-axis intersection O, x-axis perpendicular to the direction of the axis, k 2 of the reference beam 2 wavevector, k 3 wave vector of the reproducing light, Kf
Fringe 19 number vector, intersection angle between the reference beam 2 and θ object beam 15, a wavelength of lambda 1 object beam, a wavelength of lambda 2 reproduction light

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光誘起屈折効果を示す材質からなる体積ホ
ログラムに対して物体光と参照光とを照射して干渉縞を
記録し、この体積ホログラムに対して再生光を照射する
ことによって三次元再生像を得、この三次元再生像を両
眼視差を利用して観察するためのホログラムの記録再生
方法であって、前記物体光の波長λ1 が再生光の波長λ
2 よりも長く、前記体積ホログラムに対して収束球面波
を照射して前記三次元再生像を再生することを特徴とす
る、ホログラムの記録再生方法。
1. A three-dimensional volume hologram made of a material exhibiting a photo-induced refraction effect is irradiated with object light and reference light to record interference fringes, and the volume hologram is irradiated with reproduction light. A reconstructed image is obtained, and this three-dimensional reconstructed image is
Recording / reproduction of hologram for observation using eye parallax
A method, wavelength lambda 1 of the object beam is the wavelength of the reproduction light lambda
Than 2 rather long, characterized in that by irradiating a convergent spherical wave with respect to the volume hologram to reproduce the three-dimensional reconstructed image, recording and reproducing method of a hologram.
【請求項2】前記体積ホログラムに照射する際の前記物
体光と前記参照光との交差角をθとし、前記体積ホログ
ラムの主面と平行な方向にy軸を設定し、再生像の観察
点と前記y軸との距離をLとし、前記観察点から前記の
y軸へと下ろした垂線と前記y軸との交点をOとしたと
き、前記体積ホログラム上で前記交点Oからy離れた位
置における前記再生光の前記体積ホログラムへの入射角
φ(y)が実質的に下記式(1)を満足するように、前
記再生光の集光点および前記観察点を位置決めすること
を特徴とする、請求項1記載のホログラムの記録再生方
法。 φ(y)=(λ2 /λ1 )・(θ+y/L)/2+(θ
−y/L)/2・・(1)
2. An angle of intersection between the object light and the reference light when irradiating the volume hologram is set to θ, a y-axis is set in a direction parallel to a main surface of the volume hologram, and an observation point of a reproduced image is set. When the distance between the vertical axis drawn from the observation point to the y-axis and the y-axis is defined as O, the distance between the observation point and the y-axis is defined as L, and the distance from the intersection O on the volume hologram is y. Wherein the focal point and the observation point of the reproduction light are positioned such that the incident angle φ (y) of the reproduction light on the volume hologram substantially satisfies the following expression (1). A method for recording and reproducing a hologram according to claim 1. φ (y) = (λ 2 / λ 1 ) · (θ + y / L) / 2 + (θ
-Y / L) / 2 (1)
【請求項3】光誘起屈折効果を示す材質からなる体積ホ
ログラムに対して物体光と参照光とを照射して干渉縞を
記録し、この体積ホログラムに対して再生光を照射する
ことによって三次元再生像を得、この三次元再生像を両
眼視差を利用して観察するためのホログラムの記録再生
方法であって、前記物体光の波長λ1 が再生光の波長λ
2 よりも短く、前記体積ホログラムに対して拡散球面波
を照射して前記三次元再生像を再生することを特徴とす
る、ホログラムの記録再生方法。
3. A three-dimensional volume hologram made of a material exhibiting a light-induced refraction effect is irradiated with object light and reference light to record interference fringes, and the volume hologram is irradiated with reproduction light. A reconstructed image is obtained, and this three-dimensional reconstructed image is
Recording / reproduction of hologram for observation using eye parallax
A method, wavelength lambda 1 of the object beam is the wavelength of the reproduction light lambda
Rather shorter than 2, characterized by reproducing the three-dimensional reconstruction image by irradiating a diffused spherical wave with respect to the volume hologram recording and reproducing method of a hologram.
【請求項4】前記体積ホログラムに照射する際の前記物
体光と前記参照光との交差角をθとし、前記体積ホログ
ラムの主面と平行な方向にy軸を設定し、再生像の観察
点と前記y軸との距離をLとし、前記観察点から前記の
y軸へと下ろした垂線と前記y軸との交点をOとしたと
き、前記体積ホログラム上で前記交点Oからy離れた位
置における前記再生光の前記体積ホログラムへの入射角
φ(y)が実質的に下記式(1)を満足するように、前
記再生光の集光点および前記観察点を位置決めすること
を特徴とする、請求項記載のホログラムの記録再生方
法。 φ(y)=(λ2 /λ1 )・(θ+y/L)/2+(θ
−y/L)/2・・(1)
4. An observation point for a reproduced image, wherein an intersection angle between the object light and the reference light when irradiating the volume hologram is θ, a y-axis is set in a direction parallel to a main surface of the volume hologram, When the distance between the vertical axis drawn from the observation point to the y-axis and the y-axis is defined as O, the distance between the observation point and the y-axis is defined as L, and the distance from the intersection O on the volume hologram is y. Wherein the focal point and the observation point of the reproduction light are positioned such that the incident angle φ (y) of the reproduction light on the volume hologram substantially satisfies the following expression (1). A hologram recording / reproducing method according to claim 3 . φ (y) = (λ 2 / λ 1 ) · (θ + y / L) / 2 + (θ
-Y / L) / 2 (1)
【請求項5】三次元再生像を両眼視差を利用して観察す
るためのホログラムの記録再生装置であって、 光誘起屈折効果を示す材質からなる体積ホログラムと、
この体積ホログラムに対して物体光を照射する機構と、
前記体積ホログラムに対して参照光を照射する機構と、
前記体積ホログラムに対して再生光として収束球面波を
照射する機構とを備えており、前記物体光の波長λ 1
再生光の波長λ 2 よりも長く、前記体積ホログラムに対
して収束球面波を照射して前記三次元再生像を再生する
ことを特徴とする、ホログラムの記録再生装置。
5. A three-dimensional reconstructed image is observed using binocular parallax.
A hologram recording / reproducing apparatus for: a volume hologram made of a material exhibiting a light-induced refraction effect;
A mechanism for irradiating the volume hologram with object light,
A mechanism for irradiating the volume hologram with reference light,
A mechanism for irradiating the volume hologram with a convergent spherical wave as reproduction light , wherein the wavelength λ 1 of the object light is
Longer than the wavelength λ 2 of the reproduction light,
A hologram recording / reproducing apparatus, which reproduces the three-dimensional reproduced image by irradiating a convergent spherical wave .
【請求項6】再生像の観察点を検出する検出装置と、こ
の検出装置からの信号に応じて前記再生光の集光点を移
動させる駆動機構とを備えており、前記体積ホログラム
に照射する際の前記物体光と前記参照光との交差角をθ
とし、前記観察点と前記体積ホログラムとの距離をLと
し、前記体積ホログラムの主面と平行な方向にy軸を設
定し、前記観察点から前記のy軸へと下ろした垂線と前
記体積ホログラムとの交点をOとしたとき、前記体積ホ
ログラム上で前記交点Oからy離れた位置における前記
再生光の前記体積ホログラムへの入射角φ(y)が実質
的に下記式(1)を満足するように、前記駆動機構によ
って前記再生光の集光点を移動するように構成されてい
ることを特徴とする、請求項記載のホログラムの記録
再生装置。 φ(y)=(λ2 /λ1 )・(θ+y/L)/2+(θ
−y/L)/2・・(1)
6. A volume hologram is illuminated with a detection device for detecting an observation point of a reproduced image, and a drive mechanism for moving a focal point of the reproduction light in accordance with a signal from the detection device. The intersection angle between the object light and the reference light
A distance between the observation point and the volume hologram is L, a y-axis is set in a direction parallel to the main surface of the volume hologram, and a perpendicular line lowered from the observation point to the y-axis and the volume hologram When the point of intersection with O is O, the angle of incidence φ (y) of the reproduction light on the volume hologram at a position y away from the point of intersection O on the volume hologram substantially satisfies the following expression (1). 6. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 5 , wherein the drive mechanism is configured to move the focal point of the reproduction light. φ (y) = (λ 2 / λ 1 ) · (θ + y / L) / 2 + (θ
-Y / L) / 2 (1)
【請求項7】前記体積ホログラムに対して再生光として
球面波を照射する機構が、前記再生光を発生する再生光
光源と、この再生光を前記球面波にするレンズ手段を備
えており、このレンズ手段が、集光レンズを1次元的ま
たは2次元的に配列したレンズアレイからなることを特
徴とする、請求項5または6記載のホログラムの記録再
生装置。
7. A mechanism for irradiating a spherical wave as reproduction light to the volume hologram, comprising: a reproduction light source for generating the reproduction light; and lens means for converting the reproduction light to the spherical wave. 7. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 5 , wherein the lens means comprises a lens array in which condensing lenses are arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
【請求項8】三次元再生像を両眼視差を利用して観察す
るためのホログラムの記録再生装置であって、 光誘起屈折効果を示す材質からなる体積ホログラムと、
この体積ホログラムに対して物体光を照射する機構と、
前記体積ホログラムに対して参照光を照射する機構と、
前記体積ホログラムに対して再生光として拡散球面波を
照射する機構とを備えており、前記物体光の波長λ 1
再生光の波長λ 2 よりも短く、前記体積ホログラムに対
して拡散球面波を照射して前記三次元再生像を再生する
ことを特徴とする、ホログラムの記録再生装置。
8. A three-dimensional reproduced image is observed using binocular parallax.
A hologram recording / reproducing apparatus for: a volume hologram made of a material exhibiting a light-induced refraction effect;
A mechanism for irradiating the volume hologram with object light,
A mechanism for irradiating the volume hologram with reference light,
A mechanism for irradiating the volume hologram with a diffuse spherical wave as reproduction light , wherein the wavelength λ 1 of the object light is
Shorter than the wavelength λ 2 of the reproduction light,
A hologram recording / reproducing apparatus, which irradiates a diffuse spherical wave to reproduce the three-dimensional reproduced image .
【請求項9】再生像の観察点を検出する検出装置と、こ
の検出装置からの信号に応じて前記再生光の集光点を移
動させる駆動機構とを備えており、前記体積ホログラム
に照射する際の前記物体光と前記参照光との交差角をθ
とし、前記観察点と前記体積ホログラムとの距離をLと
し、前記体積ホログラムの主面と平行な方向にy軸を設
定し、前記観察点から前記のy軸へと下ろした垂線と前
記体積ホログラムとの交点をOとしたとき、前記体積ホ
ログラム上で前記交点Oからy離れた位置における前記
再生光の前記体積ホログラムへの入射角φ(y)が実質
的に下記式(1)を満足するように、前記駆動機構によ
って前記再生光の集光点を移動するように構成されてい
ることを特徴とする、請求項記載のホログラムの記録
再生装置。 φ(y)=(λ2 /λ1 )・(θ+y/L)/2+(θ
−y/L)/2・・(1)
9. A volume detection device for irradiating the volume hologram with a detection device for detecting an observation point of a reproduced image, and a drive mechanism for moving a focal point of the reproduction light in accordance with a signal from the detection device. The intersection angle between the object light and the reference light
A distance between the observation point and the volume hologram is L, a y-axis is set in a direction parallel to the main surface of the volume hologram, and a perpendicular line lowered from the observation point to the y-axis and the volume hologram When the point of intersection with O is O, the angle of incidence φ (y) of the reproduction light on the volume hologram at a position y away from the point of intersection O on the volume hologram substantially satisfies the following expression (1). 9. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 8 , wherein the drive mechanism moves the focal point of the reconstructed light. φ (y) = (λ 2 / λ 1 ) · (θ + y / L) / 2 + (θ
-Y / L) / 2 (1)
【請求項10】前記体積ホログラムに対して再生光とし
て球面波を照射する機構が、前記再生光を発生する再生
光光源と、この再生光を前記球面波にするレンズ手段を
備えており、このレンズ手段が、集光レンズを1次元的
または2次元的に配列したレンズアレイからなることを
特徴とする、請求項8または9記載のホログラムの記録
再生装置。
10. A mechanism for irradiating a spherical wave as reproduction light to the volume hologram, comprising: a reproduction light source for generating the reproduction light; and lens means for converting the reproduction light to the spherical wave. 10. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 8 , wherein the lens means comprises a lens array in which condensing lenses are arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
【請求項11】体積ホログラムに対して再生光を照射す
るための装置であって、前記再生光を発生する再生光光
源と、この再生光を球面波にするレンズ手段を備えてお
り、このレンズ手段が、集光レンズを1次元的または2
次元的に配列したレンズアレイからなることを特徴とす
る、ホログラムの再生光照射装置。
11. An apparatus for irradiating a reproduction light to a volume hologram, comprising: a reproduction light source for generating the reproduction light; and lens means for converting the reproduction light into a spherical wave. The means may include a one-dimensional or two-dimensional condenser lens.
A hologram reproduction light irradiation device, comprising a lens array arranged in a three-dimensional manner.
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