JPH01273084A - ダイヤモンド形マスクを使用する多重露出ホログラム形成方法および形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はホログラムを形成する方法、特に多重露出ホロ
グラムにおける混信を取除く技術に関する。

［従来技術］ 共通の基体上に形成された多重ホログラム画像に対する
いくつかの適用か存在する。このような適用の１つは、
７セグメントの文字数字式ディスプレイ形状である。デ
ィスプレイの各セグメントは別々のホログラムによって
共通の基体上に形成されている。各ホログラムは、所望
の文字または数字をディスプレイから形成するために再
生モード中に適切な再構成ビームにより個別にまたは集
合的に再生されることができる。

多重露出ホログラムを形成するための１つの可能な技術
は、基準ビームが光感応性材料の全てを照明している間
に対物ビームによって光感応性の基体上の異なる領域を
照明することである。

［発明の解決すべき課題］ この技術に関する１つの欠点は、識別可能な量の干渉ま
たは“混信”か再生中に発生されることである。換言す
ると、再生中にある可視ホログラムを形成することは難
しいが、別のものに関しては容易である。これは、両方
の対物ビーム画像が２つのホログラムの露出中に焦点を
結ばせられる光感応性プレートの共通領域を基準ビーム
が包囲したという事実のためと考えられる。別の欠点は
、第１のホログラム画像の再構成中にゲルの第１の露出
がそれを堅くすることである。結果的に、後続する露出
は著しく露出回数を増すか、もしくは別の望ましくない
方法を取らなければ第１の露出と同一の効率を有するこ
とができない。

［課題解決のための手段］ 本発明によると、７−セグメントデイスプレイの形態の
多重露出ホログラムは再生中に混信を最少にし、観察者
に広い視界または“アイ・ボックス”を提供するように
形成される。各露出ステップ期間中の対物ビームは、デ
ィスプレイ用の１つ以上のセグメントに成形される。こ
れは、多数の切抜き部分を有する対物ビームマスクを使
用することによって達成され、各切抜き部分は一般的に
長方形のセグメントの形を限定する。対照的に、基準ビ
ーム用のマスクは多数のダイヤモンド形状の切抜き部分
を有する。ダイヤモンド状に成形された切抜き部分は中
間水平セグメント用の中央の切抜き部分、および中央の
切抜き部分を取囲み隣接している６個の実質的に類似し
た切抜き部分を有するコンパクトな重複しないパターン
で配列される。両方のマスク中の切抜き部分は、７−セ
グメントデイスプレイの形状でホログラフ画像を生成す
るために多数の露出ステップ期間中選択的に使用される
。現像後、完成したホログラムは基準ビームが露出ステ
ップ期間中プレートを照射する角度に関連された角度で
プレートを照射する再生ビームによって比較的広い視界
を有することができる。完成したホログラムは観察者に
比較的広い視界または“アイ・ボックス“を提供する他
、実質的に再生期間中のセグメント間の混信を除去する
。

［実施例］ 第１図は本発明の方法を実行する光学系１０を示す。光
感応性プレート１２はその対向する側面１１゜１３上に
対物ビーム１６および基準ビーム１８からそれぞれコヒ
ーレントな光線を受光するために適切な支持部１４によ
って光学系中に固定されている。プレート１２はホログ
ラムを形成するときに都合良く使用される任意の適切な
光感応性媒体から形成されてもよい。この実施例におい
て、プレート１２は基準ビーム側面１３では透明なガラ
ス基体を有し、対物ビーム側面１１では重クロム酸ゼラ
チンにより被覆されている。対物および基準ビームは、
アルゴンレーサのような任意の適切なコヒーレントな光
源によって発生される。便宜上、初期レーザビームは基
準および対物ビームを発生するように適切なビームスプ
リッタおよび反射鏡（図示されていない）を通過する。

対物ビーム１６は、ビームを拡大してその雑音を取除く
空間ピンホールフィルタ２２を通るように焦点を結ばせ
る対物レンズ２ｏを通過する。拡大ビームは第２図にお
いてさらに詳細に示されている対物ビームマスク２４を
照明する。マスク２４はそこに形成された複数の切抜き
部分２８乃至４ｏを有する不透明フィルム２６の形状で
ある。切抜き部分は通常の７セグメント文字数字式ディ
スプレイを形成するように配列されていることが好まし
い。各セグメントは、一般的に隣接するセグメントの先
細の端部と適合する先細の端部を有する長方形である。

図示されているように、切抜き部分３ｏ乃至４ｏは構成
中に照明されるプレート１２上の領域を限定するセグメ
ント２８を除く全てがテープ２７によって覆われている
。さらに詳細に説明されるように、７個の異なるホログ
ラムは７つの異なる露出ステップ期間中プレート１２の
異なる領域上に形成される。

第１図において、切抜き部分２８は第１図の番号４２で
一般的に示される第１のホログラム画像を形成するため
に被覆されないままである。

マスク２４中の被覆されない切抜き部分を通過する対物
ビームは、乳白色基底ガラス拡散プレート＝　　１１　
− ４８を通過する。拡散プレートは再構成または再生時に
最も遠い観察者に広い視角を提供するように作用する。

分離されたマスク２４を有する代わりに、拡散プレート
４８の一部分をマスクして除去することができることに
留意すべきである。“成形された”対物ビームがこの拡
散開口を通って投影した後、リレーレンズ系５０および
フィールドレンズ５２を通過する。リレーレンズ系５０
は光収集ツールとして機能し、成形された対物ビームを
コリメートする一方で、フィールドレンズが対物ビーム
の焦点をホログラフプレー１・１２の平面に結ばせる。

ホログラフプレート１２は対物ビームの主光軸に対して
３２度のようなある角度で設けられる。この場合、この
角度の目的はセグメントに分割されたディスプレイが再
生時に風防に対して垂直にまたはそれと交差して見える
ように、特定の自動車用の特定の風防角度に整合するこ
とである。

第１図において、点線は成形された対物ビームにより照
明されたホログラフプレート１２の領域を表わす。基準
ビーム１８は、対物ビーム１６がホログラフプレート１
２を照明する領域を被覆するダイヤモンド形の領域にお
いてホログラフプレート１２の反対側を照明するように
成形される。基準ビーム１８によって照明された領域は
図面において実線で示されている。図から理解され得る
ように、対物ビームによって照明された長方形領域が基
準ビームによって照明されたダイヤモンド形の領域の対
向する頂点間に存在するように、ダイヤモンド形の基準
ビームがプレートを照明する。

基準ビーム光サブシステムは対物レンズ５４および基準
ビーム１８を拡大するピンホールフィルタ５６を含む。

拡大されたビームはコリメートレンズ５８を通り、次に
基準ビームマスク６０における選択された被覆されてい
ない切抜き部分を通って投影される。第３図において、
基準ビームマスク６０が示、され、関連した対物ビーム
マスク中の切抜き部分が点線で示されている。基準ビー
ムマスク６０は多数のダイヤモンド形の切抜き部分６２
乃至７４を有する。切抜き部分はコンパクトで重複せず
に配列されている。中央ダイヤモンド形切抜き部分６８
は６個の実質的に同様の切抜き部分８２．６４．　ｅｅ
、　’ｙｏ。

７２および７４によって取囲まれている。基準ビームマ
スク６０の中央切抜き部分６８は、ホログラフ画像を露
出するときに７−セグメントデイスプレイの中間水平セ
グメントに対して使用され、切抜き部分３４は対物マス
クにおいて使用される。基準マスク６０中のその他の切
抜き部分は、第３図に示されているように選択された対
物ビームマスク切抜き部分と同様に関連されている。テ
ープ６３は露出ステップ期間中に望ましくない切抜き部
分を被覆するために同様に使用される。

一連の反射鏡７６および７８は、選択された角度でプレ
ート１２の反対の側面１３に成形された基準ビームを向
けるために使用される。８０および８２で簡単に示され
た調節機構は、所望の入射角度を調節するために設けら
れている。

本発明の方法を特定の実施例に関連して説明する。第１
のホログラフ画像４２は、成形ビームが対物ビームの光
軸に関して３２度の角度でプレート１２のゼラチン側を
照射するようにアルゴンレーザ対−１４＝ 物ビーム１６に切抜き部分２８を通過させることによっ
て形成される。基弗ビーム１８はマスク６０中の切抜き
部分６２を通過しくその他の切抜き部分は被覆されてい
る）、約３０度の仰角でプレート１２の反対）　　　　
の側面１３上の領域を照射する。実際には、２つのホロ
グラフ画像か同時に露出され、露出ステップの回数を減
少することができることに留意すべきである。例えば、
文字数字ディスプレイの左下のセグメントはまた第１図
に示されたセグメント４２と同時に形成されることがで
きる。このような場合において、マスク２４．　Ｇｏ中
のそれぞれ対応した切抜き部分４０．７４もまた開けら
れる。

第４図は、対物ビーム１６がここでは対物ビームマスク
２４中の切抜き部分３２である異なる切抜き部分を通過
することを除いて同じである第２の露出ステップを示す
。したかって対物ビームはホログラフプレート１２の側
面１１上の異なる領域を照射する。同様に基準ビーム１
８は、第２のホログラフ画像４４の領域において反対の
側面１３からプレート１２を照明するようにマスク６０
における切抜き部分６６を通過する。しかしながら、反
射鏡７６および７８は、基準ビーム１８が第１の露出期
間中とは異なる角度でプレート１２を照射するように調
節される。この角度は第４図においてφ２として表わさ
れ、下方に向かってプレート１２上を照射する約３０度
の角度で示されている。したがって、この第２の露出ス
テップは第２のホログラフ画像４４を形成する。

第５図において、露出されている第３のホログラフ画像
４６が示されている。第３の露出ステップ期間中、対物
ビーム１θは対物マスクセグメント３４を通過して前の
露出におけるものと同一の角度でプレート１２の第３の
領域を照射する。基準ビーム１８は切抜き６８を通過し
て前の２つの露出とはさらに異なる角度でプレート１２
の反対の表面を照射する。この例において、基準ビーム
１８はその平面に垂直のプレート１２を照射するものと
して示されている。このように、ディスプレイの中間水
平セグメント用のホログラフ画像４６の潜像が形成され
る。

この過程は、全てのディスプレイ用セグメントか露出さ
れるまで継続される。それからプレート１２は固定され
た位置から除去され、ホログラフ画像の潜像が重クロム
酸ゼラチンを現像するための通常処理を使用することに
よって同時に現像される。

第６図および第７図を参照すると、自動車９２の風防９
０に埋設された現像されたホログラフプレー１−１２が
示されている。一連の再生ランプ９４乃至１０６は、１
つ以上の再構成または再生ビーム１１０を発生するため
に自動車のダッシュコンパートメント１０８に適切に設
けられている。各ランプは異なる角度でホログラムプレ
ート１２に向けられ、それぞれの角度はホログラムの特
定セグメントの構成期間中に基準ビームの角度に関連さ
れる。例えば、ランプ９４は、基準ビーム１８か第１図
におけるセグメント４２の露出期間中にプレート１２て
付けられた角度と同一角度でそのビーム１１０′をプレ
ート１２に向けるように作用する。その他のランプ９Ｂ
乃至１０６は同様に角度を付けられる。したがって再生
または再構成期間中は１つ以上のランプ９４乃至１０６
を付勢することによってセグメントの１つを別々にまた
はそれらの複数個を集合的に見えるようにすることがで
きる。図示された実施例において、各ランプは、速度セ
ンサ１１４の出力に結合された入力を有するマイクロコ
ンピュータ１１２からの適切な出力信号によって付勢さ
れる。結果として、ヘッドアップディスプレイタイプの
速度計のようなプレート１２上の多重露出ホログラムが
使用されることができる。自動車の速度か変化するにし
たがって、利用者が道路の前方から目を逸らさすに自動
車の速度を確認できるように、コンピュータは正確な出
力ランプまたはセグメントの所望の組合せを生成する複
数の出力ランプを駆動して正確な数を形成するために速
度センサ１１４からの信号を適切な信号に変換する。も
ちろん１つ以上のホログラムがマルチデジットディスプ
レイを供給するために照明されてもよい。

再生期間中はランプが異なる角度でホログラフプレート
１２に向けられても、それらはホログラムの重複領域を
照明すると考えられる。しかしながら、本発明によると
この重複は可視的な望ましくないセグメントを生成せず
、それによって明瞭で比較的高い分解能の画像を提供す
る。例えばランプ９４がホログラフプレート１２全体を
照明しても、上記に記載された露出技術のためにセグメ
ント４２だけを見えるようになる。しかしながら、別の
セグメントが同一の基準ビーム角度で露出された場合に
は、これらのセグメントを重複することを避けるべきで
ある。このため、できるだけ共通に露出された領域を分
離することが好ましい。

本発明の明細書、図面および各請求項を検討した後、種
々の別の利点が当業者に明らかになるであろう。例えば
本発明は、基準ビームが対物ビームによって照射された
側面の反対の側面からプレートを照射する反射ホログラ
ムと関連して説明された。しかしながら、本発明は基準
および対物ビームが共にプレートの同一の側面を照射す
る別のタイプのホログラムにおいて使用されることがで
きる。ぴったり適合した各切抜き部分を有するダイヤモ
ンド形の基準ビーム切抜き部分マスクか極めて広い視角
を可能にし、同時に混信を除去することができる。表面
ホログラム効果はまたこの特有の設計を満足させる特性
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の技術にしたかって多重露出ホログラ
ムを形成するために使用されることかできる光学系を示
す。　　。 第２図は対物ビームマスクの平面図であり、関連した基
準ビームマスクの形状か点線で示されている。 第３図は基準ビームマスクの平面図であり、関連した対
物ビームマスクの相対的な形状が点線で示されている。 第４図は、第２のホログラフ画像が形成される第２の露
出ステップ期間中の光感応性プレートの拡大図である。 第５図は、第３のホログラフ画像か形成される第３の露
出ステップ期間中の光感応性プレートの拡大された斜視
図である。 第６図は自動車の風防に完成されたホログラムを示す。 −２０〜 第７図は第６図のホログラムの再生期間中の装置を示す
。 １０・・・光学系、１２・・・光感応性プレート、１４
・・支持部、１６・・対物ビーム、１８・・・基準ビー
ム、２６・・・不透明フィルム、５０・・リレーレンズ
系、５２・・・フィールドレンズ、２７．８３・・・テ
ープ、２８乃至４０．８２乃至７４・・切抜き部分、７
Ｇ、７８・・・反射鏡、９２・・・自動車、９６乃至１
０［ｉ・・ランプ、１１２・・・マイクロコンピュータ
、１１４・・・速度センサ。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）再生期間中混信を最少にし、広い視角を提供する
   多重露出ホログラムを形成する方法において、 ａ）対物ビームにより一方の側面から所定の角度で光感
   応性プレートの第１の一般的に長方形の領域を照明し、 ｂ）対物ビームによって照明された長方形領域が基準ビ
   ームによって照明されたダイヤモンド形領域の対抗する
   頂点間で横方向に存在し、それによってプレートの１つ
   のセグメント中に第１のホログラム画像を形成するよう
   に、ダイヤモンド形基準ビームにより第１の角度で前記
   プレートを照明し、 ｃ）対物ビームにより前記一方の側面から前記所定の角
   度でプレートの第２の一般的に長方形の領域を照明し、 ｄ）対物ビームによって照明された第２の長方形領域が
   基準ビームによって照明された第２のダイヤモンド形領
   域の対抗する頂点間で横方向に存在し、それによってプ
   レートの別のセグメント中に第２のホログラム画像を形
   成するように、第２のダイヤモンド形基準ビームにより
   第２の角度で前記プレートを照明し、 ｅ）異なるセグメント上に多重ホログラフ画像を有する
   ホログラムを形成するために光感応性プレートを現像し
   、 前記第１および第２のホログラフ画像がステップｂ）お
   よびｄ）の期間中に基準ビームの第１および第２の角度
   と関連された角度でプレートを照射する再生ビームによ
   りプレートを選択的に照明することによって再生される
   ことが可能であり、それによって実質的に再生期間中の
   混信を除去し、比較的広い視角を提供する方法。
2. （２）ステップａ）およびｃ）は、複数の切抜き部分を
   有する第１の不透明マスクを通してコヒーレントな光線
   をプレートの一方の面に向け、各切抜き部分は一般的に
   長方形の形状であり、中間水平セグメント含む７−セグ
   メントディスプレイとして配列されている請求項１記載
   の方法。
3. （３）ステップｂ）およびｄ）は、複数のダイヤモンド
   形切抜き部分を有する第２の不透明マスクを通して前記
   コヒーレントな光線をプレートの反対の表面に向け、切
   抜き部分は中間水平セグメント用の中央切抜き部分、お
   よび中央切抜き部分を取り囲み隣接する６個の実質的に
   類似した切抜き部分によりコンパクトで重複しないパタ
   ーンで配置されている請求項２記載の方法。
4. （４）ステップｂ）およびｄ）において、 基準ビームがそれぞれの露出期間中に異なる角度でプレ
   ートを照射するように、第２のマスクとプレートとの間
   に位置された反射鏡を調節する請求項３記載の方法。
5. （５）それぞれディスプレイの各セグメント用である７
   個の分離した露出ステップは、プレートを現像する前に
   実行される請求項４記載の方法。
6. （６）自動車の風防中にプレートを設置し、プレート中
   のセグメントの組合せが数字または文字の形状でドライ
   バーに見えるようになるように、異なる角度でプレート
   に再生ビームを投射するランプにより選択的に照明する
   請求項５記載の方法。
7. （７）７−セグメント文字数字ディスプレイの形態でホ
   ログラムを形成する方法において、 複数のステップで光感応性プレートを露出し、各ステッ
   プはプレートのあるセグメントだけを選択的に照明する
   ために対物ビームおよび基準ビーム用のマスク中の切抜
   き部分を使用し、一方光線がプレートの別の領域を照射
   することを妨げ、対物ビームはそれぞれの露出ステップ
   期間中に同一の角度で一方の側面からプレートを照明し
   、一方基準ビームはそれぞれの露出ステップ期間中に異
   なる角度でプレートを照射し、対物ビームマスク中の切
   抜き部分はディスプレイセグメントに形状および配列的
   に対応し、基準ビームマスク中の切抜き部分はダイヤモ
   ンド形であることを特徴とする方法。
8. （８）基準ビームにおける切抜き部分はコンパクトに重
   複しないように配列されている請求項７記載の方法。
9. （９）可視数字または文字を形成するために異なる角度
   でホログラムに再生ビームを投射するように複数の選択
   的に付勢可能なランプを使用する請求項７記載の方法。
10. （１０）７セグメント文字数字ディスプレイの形態で多
    重露出ホログラムを生成する装置において、後面に透明
    基体を有し、前面を重クロム酸ゼラチンが被覆している
    光感応性プレートと、 対物ビーム源と、 対物ビーム源とプレート前面との間に設けられ、複数の
    切抜き部分を有し、各切抜き部分は一般的に先細の端部
    を有する長方形の形状であり、中間水平セグメントを含
    む前記ディスプレイの形状で配列されている不透明のマ
    スクと、対物ビームが被覆されていない切抜き部分を通
    過し、それによってプレートの選択された領域を照明す
    る対物ビームを成形するように、特定の切抜き部分を被
    覆する手段と、 基準ビーム源と、 複数のダイヤモンド形の切抜き部分を有し、これら切抜
    き部分は中間水平セグメントの露出期間中に使用するた
    めの中央切抜き部分、および中央切抜き部分を取囲み隣
    接している６個の実質的に類似した切抜き部分を有し重
    複しないパターンで配列され、基準ビームが被覆されて
    いない切抜き部分を通過し、ダイヤモンド形にされた基
    準ビームの対抗する頂点間に存在する対物ビームによっ
    て照明された長方形領域を有する限定された領域におい
    て後面からプレートを照射するように、選択された切抜
    き部分を被覆する手段と、 基準ビームがプレートを照射する角度を調節する手段と
    を含む装置。
11. （１１）前記調節する手段は多数の反射鏡と、その角度
    を調節する手段とを含む請求項１０記載の装置。
12. （１２）対物ビームマスクと光感応性プレートとの間に
    設けられた拡散プレートを含む請求項１０記載の装置。