【００８８】本発明においては理論的に効率及びＳ／Ｎ比に上記のような制限のないＤＣＧのような体積位相材料を使用する。この材料は極めて高い効率を示す。効率が９９．９９％のホログラフミラーＤＣＧホログラムを得ることは容易である。これは屈折率変調を０．１５に高める。これは極めて高いダイナミックレンジであり解像度である。ＤＣＧを適当に処理することによってガラスのように透明にすることができる。これらＤＣＧ体積位相材料及びＤＣＧ／ポリマグラフト合成物と高効率フォトポリマの重要な特性は高効率拡散体の実用的開発及び製造にとって重要である。In the present invention, theoretically, efficiency and S / N are A volume phase material such as DCG is used, which has no limitation on the ratio as described above. This material shows extremely high efficiency. It is easy to obtain a holographic mirror DCG hologram with an efficiency of 99.99%. This increases the index modulation to 0.15. This is an extremely high dynamic range and resolution. The DCG can be made glassy transparent by appropriate treatment. The important properties of these DCG volume phase materials and DCG / polymer graft composites and high efficiency photopolymers are important for the practical development and manufacture of high efficiency diffusers.

【００７７】Ｔ＝４０μ及びλ＝０．５μからμ＝８０となる。εx ≒１０であり、Ｔ／Ａx が５〜１０に略しく、Ｌs ＞ＴであるからＬs はＡx の約１０〜１００倍となる。From T = 40μ and λ = 0.5μ to μ = 80 Becomes Since ε x ≈10 and T / A x is abbreviated to 5 to 10, and L s > T, L s is about 10 to 100 times A x .

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【００８０】この純粋位相とは、１）殆ど総ての投射光が拡散される、即ち、反射光が極めて弱い、２）投射光のごく一部のみが反射される、即ち、回折効率が１００％に近い（フレネルレンズを除く）、という２つの基本的な特性を有することを意味する。従って本発明の体積ホログラフ拡散体に入った殆ど総ての光はこれを通過し、この拡散体は純粋位相であるため光が吸収されることはない。更に、体積ホログラフ拡散体を通過した殆ど総ての光は拡散され、その結果拡散体から回折されない光が放出されることはない。これらの特性は総ての拡散体の体積特性に基因する。[0080] this pure phase, 1) almost all of the projected light is diffused, that is, the reflected light is very weak, 2) only a small portion of the projected light is reflected, i.e., the diffraction efficiency of 100 % (Excluding a Fresnel lens) closer to the means having two fundamental properties of. Therefore, almost all light entering the volume holographic diffuser of the present invention will pass through it and will not be absorbed because this diffuser is in pure phase. Moreover, almost all light that passes through the volume holographic diffuser is diffused so that no undiffracted light is emitted from the diffuser. These properties are due to the volumetric properties of all diffusers.

【００７９】体積ホログラフ材料内のこの現象は、アカデミックプレスから１９８０年に発行されたＤ．マーカス著「光伝播光学」のような集積光学テキストで既知のＧＲＩＮ光学理論に応じたＧＲＩＮ（グレードされた屈折率）媒体のように生ずる。スペックルが記録された体積ホログラフ媒体は、Ｌs がＡx より極めて大きい理由からＧＲＩＮレンズのようにかなり非均質である。従って本発明の体積ホログラフ媒体は純粋位相の高度に非均質のＧＲＩＮ媒体として特定することができる。This phenomenon in volume holographic materials is described in D.P., published in 1980 by Academic Press. It occurs like a GRIN (graded index of refraction) medium in accordance with the GRIN optical theory known in integrated optical texts, such as "Light Propagation Optics" by Marcus. Speckle-recorded volume holographic media are fairly inhomogeneous, like GRIN lenses, because L s is much larger than A x . Accordingly, the volume holographic media of the present invention can be identified as pure phase, highly inhomogeneous GRIN media.

【０１３５】数３８の最初の部分は相関関係項であり、第２の部分は深い相関関係項である。複数相関関数は図２２で説明されている。The first part of equation 38 is the correlation term, The second part is the deep correlation term. The multiple correlation function is described in FIG.

【発明の実施の形態】以下図面によって本発明の実施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【図５】本発明方法による体積ホログラフ拡散体を作るために用いる記録の説明図である。FIG. 5 is an illustration of a recording used to make a volume holographic diffuser according to the method of the present invention.

【０１３８】図２４Ａ〜図２４Ｅは本発明方法による体積ホログラフ拡散体の記録のための種々の例を示す。図２４Ａはマスク拡散体孔から出た記録光Ｄのみを用いホログラフ拡散体を記録する例である。図２４Ｂは初めの記録光Ｄと基準光Ｒを用いて体積ホログラフ拡散体を記録する二重光記録の例を示す。図２４Ｃは図２４Ｂで説明した基準光Ｒと記録光Ｄの位置を反対とした例である。図２４Ｄは異なるマスクを用いて得た２つの異なる記録光Ｄ1 ，Ｄ2 を用いて体積ホログラフ拡散体を記録する例である。図２４Ｅは２つの記録光Ｄ1 ，Ｄ2 と２つの基準光Ｒ1 ，Ｒ2 を用いた例である。ブラッグ選択性のため再生においては光Ｒ1 は光Ｄ1 のみを参照し、光Ｒ2 は光Ｄ2 のみを参照する。記録及び再生光の数及び位置は無数に変え得る。Figures 24A-24E show various examples for recording a volume holographic diffuser according to the method of the present invention. FIG. 24A shows an example in which the holographic diffuser is recorded using only the recording light D emitted from the mask diffuser hole. FIG. 24B shows an example of dual optical recording in which the recording light D and the reference light R are used to record the volume holographic diffuser. FIG. 24C is an example in which the positions of the reference light R and the recording light D described in FIG. 24B are opposite. FIG. 24D is an example of recording a volume holographic diffuser using two different recording lights D 1 and D 2 obtained using different masks. FIG. 24E shows two recording beams D 1 , D 2 and 2 This is an example using two reference lights R 1 and R 2 . In reproduction, the light R 1 refers to only the light D 1 due to Bragg selectivity, Light R 2 refers only to light D 2 . The number and position of recording and reproducing light can be changed infinitely.

【００１９】ここでｒ＝（ｘ，ｙ），Ａは定数，ｓ＝（ｓx ，ｓy ，ｓz ）であり、ｓx 2＋ｓy 2 ＋ｓz 2 ＝１であり、Ｗ（ｒ）は数２によって示される自動相関関数である。Where r = (x, y), A is a constant, s = (S x , s y , s z ), and s x 2 + s y 2 + s z 2 = 1 And W (r) is the autocorrelation function shown by equation 2 .

【００７８】以上のことから体積ホログラフ材料を通る光が材料を通じて多くの拡散中心Ａx と交叉し、この結果材料を通る任意の光の光学的光路長が増加する。From the above, light passing through the volume holographic material intersects with many diffusion centers A x through the material, and as a result, the optical path length of any light passing through the material increases.

【００８４】材料内のこのような境界を消す必要があることは明らかであり、これは本発明の体積ホログラフ拡散体内の屈折率を滑らかに変化せしめることによって達成できる。拡散体に記録したスペックルはハロゲン化銀の拡散体のような材料内の粒子によって、又は表面のあらさによっては決定できないが、材料内の屈折率の変化する境界によって予測不能に作られる。体積ホログラフ拡散体に記録されたスペックルは“真の”スペックルである。本発明の好ましい処理方法を以下に説明する。Clearly, it is necessary to eliminate such boundaries in the material, which can be achieved by smoothly varying the index of refraction within the volume holographic diffuser of the present invention. The speckle recorded in the diffuser cannot be determined by the grains in the material, such as the silver halide diffuser, or by the surface roughness, but is made unpredictable by the changing boundaries of the refractive index within the material. The speckle recorded on the volume holographic diffuser is the "true" speckle. The preferable processing method of the present invention will be described below.

【０１４０】本発明方法による体積ホログラフ拡散体は種々の重要な用途に使用することができる。ホログラフ光変換体（ＨＬＴｓ）は光を１次元又は２次元形状ならしめるための種々の用途に有用である。例えば屋内照明や、屋内及び屋外標識の均一及び非均一照明に用いることができる。自動車のヘッドライトは対向する車のドライバーにまぶしさを与えないように、及び対向する部分の地形を確実に照明できるようにするため光の分布を不均一ならしめることが必要である。本発明方法による拡散体は、適当な形状の光を得るためヘッドライトに使用できる。屋内及び屋外の商業用及び工業用照明には適当な雰囲気と光の方向特性が望まれる。これらの２つの目的を１つの拡散体で達成できる。本発明方法による拡散体を用いたホログラフ光変換体は１つの光を多くの光とし、または光を光軸からそれた方向に放射せしめることができる。本発明方法による拡散体によればプログラムされた遠視界照明パターンを得ることができるのみならず、適当な波長とするかまたは吸収染料を用いて適用するのに最適で光源の出力スペクトルに完全には依存しない出力カラー光ホログラムを得ることができる。The volume holographic diffuser according to the method of the present invention can be used in a variety of important applications. Holographic light converters (HLTs) are useful in a variety of applications for shaping light into one-dimensional or two-dimensional shapes. For example, it can be used for indoor lighting and uniform and non-uniform lighting of indoor and outdoor signs. It is necessary for the headlights of an automobile to have a non-uniform light distribution so as not to give glare to the driver of an oncoming vehicle and to reliably illuminate the terrain of the oncoming vehicle. The diffuser according to the method of the present invention can be used in a headlight to obtain a properly shaped light. Suitable atmosphere and light directional characteristics are desired for indoor and outdoor commercial and industrial lighting. These two objectives can be achieved with one diffuser. The holographic light converter using the diffuser according to the method of the present invention can turn one light into many lights or emit the light in the direction deviated from the optical axis. The diffuser according to the method of the present invention not only provides a programmed far-field illumination pattern, but is also optimal for application at the appropriate wavelength or with absorbing dyes and is completely in the output spectrum of the light source. Can obtain an output color light hologram which is independent.

【０１２１】数３８はＪ（ｓ）が（ｓ−ｓo ）角度不変式のみに依存することを示している。このことは拡散体に対する光の入射角が変わると拡散体からの拡散光の形が変わらずその方向のみが変わることを示している。従って拡散体の初めのレスポンスが三角自動相関関数であれば、多色非面波再生例においても強度レスポンスは三角自動相関関数のままであるが、単色光の例のための図２０に示す如く夫々異なる入射角毎にシフトする。広がりの程度を推定するために数３８のＸ依存位相項は数３ ９の形と考えられる。Equation 38 shows that J (s) depends only on the (s-s o ) angle invariant. This indicates that when the incident angle of light on the diffuser changes, the shape of the diffused light from the diffuser does not change and only the direction changes. Therefore, if the initial response of the diffuser is a trigonometric autocorrelation function, the intensity response remains the trigonometric autocorrelation function even in the polychromatic non-surface wave reproduction example, but as shown in FIG. 20 for the monochromatic light example. It shifts for each different incident angle. X dependent phase term number 38 in order to estimate the extent of the spread number 3 It is considered to be 9 shape.

【０００３】上記すりガラス拡散体のような光学的にラフな表面にコヒーレントな（干渉性の）光を照射したとき不規則な強度のパターンが形成されることは既知である。この強度パターンはスペックルと呼ばれている。スペックルはＪ．Ｃ．デインテイによって論じられているようにコヒーレント光が照射された拡散体を過ぎた空間に形成される。照射された拡散体によって作られたスペックルの統計値がデインテイを含む多くの著者によって研究されている。この点に関する最初の解析はＬ．Ｉ．ゴールドフィッシャーによる「レーザーによって作られたスペックルパターンの自動相互関数とパワースペクトル密度」においてなされている。この研究においてゴールドフィッシャーは拡散体による光拡散の一般的構成及びスペックルパターンの特徴を記載している。ゴールドフィッシャーはコヒーレントな単色光源によって照射された拡散面からの後方拡散光によって直接写真フィルムを露光せしめた。It is known that when an optically rough surface such as the above-mentioned ground glass diffuser is irradiated with coherent (coherent) light, an irregular intensity pattern is formed. This intensity pattern is called speckle. Speckle is J. C. As discussed by Dainty, coherent light is formed in the space past the illuminated diffuser. The statistics of speckles produced by illuminated diffusers have been studied by many authors including Dane Tay. The first analysis in this regard is from L.W. I. This is done in Goldfisher, "Automatic mutual function and power spectral density of speckle patterns produced by lasers". In this work Gold Fisher describes the general composition of diffuser light diffusion and the characteristics of speckle patterns. Gold Fisher exposed the photographic film directly with back diffused light from a diffusing surface illuminated by a coherent monochromatic light source.

【０１１３】数３４はシステムのインパルスレスポンスである。数３３は数３１の一般式であり、非面照明に基因する拡散体によって拡散された角度スペクトルの広がりを示している。入射光の角度スペクトルはＩ O （ｓo ）によって示される。Equation 34 is the impulse response of the system. Expression 33 is a general expression of Expression 31 and shows the spread of the angular spectrum diffused by the diffuser due to non-planar illumination. The angular spectrum of the incident light is I Represented by O (s o ).

【０１４３】好ましい映写スクリーンの例は数１６及び数１７においてＡx ＝２λｈ／Ｌ，Ａy ＝２λｈ／Ｗとする。ここでＡx とＡy は夫々Ｘ及びＹ方向のスペックルの平均統計的サイズ（拡散中心）を定める。映写スクリーンではより広い視野と水平方向の解像度が望ましいため、Ａy はＡx より大きく、従ってＷがＬより小さいことが必要である。例えばｈ／Ｌ＝５／２であればＡx ≒５λで、これは数ミクロンであり、微細なパターンは眼には見えない。Examples of preferable projection screens are A x = 2λh / L and A y = 2λh / W in Equations 16 and 17 . Here, A x and A y respectively define the average statistical size (diffusion center) of speckles in the X and Y directions. Since a wider field of view and horizontal resolution is desired for projection screens, it is necessary that A y be greater than A x and W be less than L. For example, if h / L = 5/2, A x ≈5λ, which is a few microns, and the fine pattern is invisible to the eye.

【００８６】かかる拡散体の記録の間、図１５に示すように記録料上の点Ｐは波長λの拡散レーザー光、例えばλ＝５１４ｎｍのアルゴンレーザーより成る無限大の数の基本面波を受ける。この点Ｐにおける入射光の振幅と位相情報を記録するためには材料の解像限度を極めて高くしなければならない。漂白したハロゲン化銀はかかる解像限度となし得るがそれは銀粒子のサイズによって制御される。然しながら、ＤＣＧのような体積位相材料では分子サイズで屈折率が変化するためその解像度には制限がない。ハロゲン化銀の場合には図１６に示すように入射光１は粒子境界で反射し、光２，３，４のように失われる。５は透過（変調）光である。ＤＣＧの場合には図１７に示すように分子サイズを基にして屈折率が変化するため材料は次第に変化する屈折率の境界を作る。従って材料内で反射ロスを生ずることはない。During recording of such a diffuser, as shown in FIG. 15, a point P on the recording material receives a diffused laser beam of wavelength λ, for example, an infinite number of fundamental surface waves composed of an argon laser of λ = 514 nm. . In order to record the amplitude and phase information of the incident light at this point P, the resolution limit of the material must be extremely high. Bleached silver halide can be such a resolution limit, which is controlled by the size of the silver grains. However, in a volume phase material such as DCG, there is no limitation on the resolution because the refractive index changes depending on the molecular size. In the case of silver halide, the incident light 1 is reflected at the grain boundary as shown in FIG. 16 and is lost as light 2, 3, 4. Reference numeral 5 is transmitted (modulated) light. In the case of DCG, the refractive index changes based on the molecular size as shown in FIG. 17, so that the material forms a boundary of the refractive index that gradually changes. Therefore, no reflection loss occurs in the material.

【００９０】特別な用途のためには幾つかのパラメータを最良にすることが好ましい。特殊な形のゼラチンに対しては、フィルムの厚さを５〜１００ミクロンとし、フィルムを５時間から数週間の間硬化し前焼成を行い、非均一な硬度を有して大きな帯域幅となるよう重クロム酸塩濃度を変え、露光エネルギーを５０〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 とし、記録波長を４５７，４８８及び５１４ｎｍ並びにこれらの領域に近いものとする。It is preferable to optimize some parameters for particular applications. For special forms of gelatin, the film thickness should be 5-100 microns and the film should be cured and pre-fired for 5 hours to a few weeks to give a non-uniform hardness and a large bandwidth. Change the dichromate concentration to change the exposure energy from 50 to 1000 mJ / cm 2 , recording wavelengths 457, 488 and 514 nm In addition, it shall be close to these areas.

【０１１９】従ってこの式は非面波再生と多色再生光を考慮するため一般式化される。附加的多色光の広がりは波長依存ファクターのみによって得られる。Therefore, this equation is generalized to take into account non-surface wave reproduction and polychromatic reproduction light. The spread of additional polychromatic light is obtained only by the wavelength-dependent factor.

【０００４】Ｓ．ローウインシャル及びＨ．アーセナルトは「コヒーレント拡散体のためのイメージ形成：統計的特性」においてコヒーレント光拡散体を有する光学システムによって与えられたイメージの統計による決定に対する関連づけを研究している。スペックルはコヒーレント光によって照射された拡散体の任意の構成に関連するが、空間干渉性の光は光源光自身の不規則な構成に関連する。Ｗ．Ｈ．カーター及びＥ．ウオルフは「凝似均質板状光源を有する干渉性とラジオメトリー」において空間干渉性と凝似均質光源を研究している。Ｍ．Ｇ．ミラーその他は「レーザースペックルパターンの２次統計」においてコヒーレント的に照射された物体から或る距離にある面内のレーザースペックルパターンの統計について述べている。Ｍ．コワロズックは「均一拡散体のスペクトル及びイメージ特性」においてコヒーレントイメージシステム内の薄層拡散体に関連する理論を述べている。S. Low Initial and H.M. Arsenalt in "Imaging for Coherent Diffusers: Statistical Properties" studies the implications for statistical determination of the image provided by an optical system with a coherent light diffuser. Speckle is associated with any configuration of the diffuser illuminated by coherent light, while spatially coherent light is associated with the irregular configuration of the source light itself. W. H. Carter and E. Wolff is studying spatial coherence and pseudo-homogeneous sources in "Coherence and radiometry with pseudo-homogeneous plate sources." M. G. Miller et al., In "Secondary Statistics of Laser Speckle Patterns", describe statistics of in-plane laser speckle patterns at a distance from coherently illuminated objects. M. Cowarozuk in "Spectra and Image Properties of Uniform Diffusers" describes the theory associated with thin layer diffusers in coherent imaging systems.

【図２０】本発明方法による体積ホログラフ拡散体の二重孔記録の説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram of double hole recording of a volume holographic diffuser according to the method of the present invention.

The rarity of a solar eclipse requires the proper equipment, setup, planning and practice – yes, practice. I strongly emphasize the practice aspect of the process. By practice, I mean photographing the sun before the eclipse takes place. Bear in mind that the full eclipse may only last two to three minutes, so if you are not fully ready, you might miss the opportunity to capture this rare phenomenon. I found the timer on my phone, set to 2-minutes, helped me practice my “shooting window” so that I could capture images, adjust composition, capture more images and repeat. Once I had confidence that I could do this, I determined approximately where in the sky the sun would be at the moment of eclipse. Then I practiced more. It makes the most sense to practice with the sun close to its eclipse position. If you practice mornings or evenings with the sun near the horizon, you will not be prepared for a midday eclipse with the sun overhead.

My vision for the image, once I saw the clouds, was based on the old black and white horror movies where the moon was obscured partially by the clouds as the wolf bayed – I don’t know why, but that was just the first thought in my head that day. I tend not to overthink my images or second guess instinctual reactions when photographing things – just let inspiration take its course. As the moon moved over the sun, I began to trip the shutter capturing images. The use of the 80-200mm f2.8 @ 200mm allowed me to readjust less often than I would have with longer glass, say 500mm or longer. Ideally, a tripod with an Astro tracker would be best as the ball head I was using certainly presented some challenges. A geared head or a balanced gimbal would be a much better choice, but I think what I was using worked just fine considering the time between solar eclipses.

On the camera, I selected Aperture priority mode, ISO 800 (due to the amount of density I was using) and then a shutter speed of 1/100th.

【０１３６】本発明方法の他の実施例においては体積ホログラフ拡散体に図２３に示すように附加的基準光を記録する。この例ではホログラムが体積型であるためブラッグ拡散体が照射されたときブラッグ角と波長を有する拡散体パターンのブラッグ再生を選択的に得ることができる。ブラッグ角と波長を選択的に制御する能力によって拡散体の融通性をさらに増加できる。ブラッグ条件は既に述べたコリアその他の「光学ホログラフ」に記載されている。In another embodiment of the method of the present invention, additional reference light is recorded on the volume holographic diffuser as shown in FIG. In this example, since the hologram is a volume type, when the Bragg diffuser is illuminated, Bragg reproduction of the diffuser pattern having the Bragg angle and the wavelength can be selectively obtained. The flexibility of the diffuser can be further increased by the ability to selectively control the Bragg angle and wavelength. The Bragg condition is described in "Optical Holography" described in Korea et al.

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【図２２】多色非面光によって照射された本発明方法に よる体積ホログラフ拡散体の三重自動相関関数の説明図である。FIG. 22 shows the method of the present invention illuminated by polychromatic non-surface light FIG. 3 is an explanatory view of a triple autocorrelation function of the volume holographic diffuser according to FIG.

Prior to the eclipse, I began by locating a dark colored blanket (to serve as a focusing cloth) and mounting my camera on a tripod in the backyard. The sun is a small target in the sky and the tripod allowed me to keep it in the LCD screen once there. The tripod also allowed me to make small adjustments as the earth rotated on its axis. The LCD screen use allowed me to avoid looking through the viewfinder at the sun, which could cause severe damage to my eyes. Once the camera was mounted, I placed the Singh -Ray 15-stop Mor-Slo Solid Neutral Density (ND) Filter first and then stacked a Singh -Ray Vari-ND Variable Neutral Density (ND) Filter in front of that. I rotated the Vari-ND so that I had about 20 stops of density in front of the camera.

Overcoming this distortion using technology distanced from the camera to process live image feeds is now possible with the AlphaEye realtime ...

【００５３】拡散体内に記録されたスペックルのサイズはマスク拡散体孔のサイズから決定される。この決定は、拡散体に記録されたスペックルのサイズと形状が拡散体からの拡散光の強度を定めるものである理由から重要なことである。数６は数１３のような形とすることができる。The size of the speckle recorded in the diffuser is determined from the size of the mask diffuser hole. This determination is important because the size and shape of the speckle recorded on the diffuser determines the intensity of the diffused light from the diffuser. Equation 6 can be shaped like Equation 13 .

【００５０】数６は、拡散体内のスペックルのサイズがマスク拡散体内のスペックルのサイズによっては定められないが、マスク拡散体孔の角度サイズによってのみマスク拡散体を通り拡散体に投射される光の強度が定められるという重要な結論を示している。更に拡散体内に記録されたスペックルのサイズが拡散体からの拡散光の強度の角度配置を定める。拡散体からの拡散光の強度は数 ６に示されるようにマスク拡散体孔に投射された光の強度によっては定められない。In Equation 6 , the speckle size in the diffuser is not determined by the speckle size in the mask diffuser, but is projected through the mask diffuser and onto the diffuser only by the angular size of the mask diffuser hole. It shows an important conclusion that the intensity of light is fixed. Furthermore, the size of the speckle recorded in the diffuser determines the angular distribution of the intensity of the diffused light from the diffuser. The intensity of the diffused light from the diffuser is a number It is not determined by the intensity of the light projected on the mask diffuser hole as shown in FIG.

【００４９】三角形のベースの幅は矩形の水平または垂直（ＬまたはＷ）の何れかの幅の２倍である。図８では孔３６の高さはＷであり、拡散体４０の中心には光３８Ａと３８Ｂが角度μ0 で集光されている。拡散体４０の右側から出た光は角度μ0 の２倍の角度で拡散される。点線４２は孔３６から拡散体４０に投射された光の角度μ0 に等しい角度で拡散される光を示す。然しながら自動相関関数は矩形関数の２倍であり、従って拡散体４０から拡散される光の角度スペクトルは孔３６の角度スペクトルの２倍である。要約すると、角度μ0 は記録媒体の中心から見たマスク拡散体孔の角度サイズによって定まり、拡散体の角度スペクトルのサイズは中心から見たマスク拡散体孔の角度スペクトルのサイズの２倍である。更に、得られたスペクトル強度の形は三角形であり、一方始めの孔の形は矩形である。The width of the base of the triangle is twice the width of either the horizontal or vertical (L or W) of the rectangle. In FIG. 8, the height of the hole 36 is W, and the light 38 is formed at the center of the diffuser 40. A and 38B are collected at an angle μ 0 . The light emitted from the right side of the diffuser 40 is diffused at an angle twice the angle μ 0 . Dotted line 42 indicates light that is diffused at an angle equal to the angle μ 0 of the light projected from the hole 36 onto the diffuser 40. However, the autocorrelation function is twice the rectangular function, so the diffuser 40 The angular spectrum of the light diffused from is twice that of the hole 36. In summary, the angle μ 0 is determined by the angular size of the mask diffuser hole viewed from the center of the recording medium, and the size of the diffuser angular spectrum is twice the size of the angular spectrum of the mask diffuser hole viewed from the center. . Furthermore, the shape of the spectral intensity obtained is triangular, while the shape of the starting hole is rectangular.

【０１４６】検出器応答時間ｔ及び拡散体の他のダイナミックパラメータ、例えば線速度ν，及び検出器応答時間内にピンホールを通過するスペックルの数Ｎは数４６ で示される。[0146] Detector other dynamic parameters of the response time t and diffuser, for example, the linear velocity [nu, and the number N of speckles through the pinhole in the detector response time is several 46 Indicated by.

【００２１】数２はホログラフ拡散体３０伝播の自動相関関数であり、記号＜と、＞の間は全体平均、ｒはｘ，ｙ空間内の２Ｄベクトルで、２つの関数、即ちシフト関数と非シフト関数がどのように相関又はオーバーラップするかを示す。スペックルのサイズが小さいため２つのスペックルのオーバーラップする面積も小さい。直線近似によれば拡散体伝播はホログラフ拡散体の記録の間では光強度に比例し直線写真記録を仮定して数３によって示される。[0021] The number 2 is the autocorrelation function of the holographic diffuser 30 propagation, symbols during the whole average, r is x, A 2D vector in y-space shows how two functions, shift and non-shift, are correlated or overlap. Since the speckle size is small, the area where two speckles overlap is also small. According to the linear approximation, diffuser propagation is proportional to light intensity during holographic diffuser recording and is shown by equation 3 assuming linear photographic recording.

【０１４５】幅制御された空間干渉性の光源を得るため拡散体を回動せしめることができる。図３は回転拡散体 の説明図である。この効果は本発明方法による体積ホログラフ拡散体によって制限されることはなく、任意の型の拡散体を使用できる。これらの例では拡散体はＭ．ボーン及びＥ．フォルフ著「光学の原理」（パーガモンプレスより１９７０年発行）に示されているようにエルゴートの仮説を満足するよう十分に速く回転する必要がある。回転拡散体に対する基本的要求は、検出器の所定の応答時間内に観察される点を多くの数のスペックルが通過することである。The diffuser can be swiveled to obtain a width controlled spatially coherent light source. Figure 3 is a rotating diffuser FIG. This effect is not limited by the volume holographic diffuser according to the method of the invention and any type of diffuser can be used. In these examples, the diffuser is M. Bourne and E. It must rotate fast enough to satisfy Ergoth's hypothesis, as shown in Forf's Principles of Optics (published by Pergamon Press in 1970). The basic requirement for a rotating diffuser is that a large number of speckles will pass through the observed point within a given response time of the detector.

【図８】本発明方法による拡散体に対するマスク拡散体孔からの拡散外部光の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of diffused external light from a mask diffuser hole for a diffuser according to the method of the present invention.

【００８２】本発明方法による体積ホログラフ拡散体では、異なる屈折率を有する材料内の領域間で急に変化する境界を有しない最適化されたＧＲＩＮレンズのように作用し、拡散体内のスペックルの記録に基因して同一拡散体内に無数の異なる屈折率が実質上生ずる。本発明方 法による体積ホログラフ拡散体は特性上純粋位相であり、従って投射光を吸収又は反射することなく、これを通る光を総て拡散する。The volume holographic diffuser according to the method of the present invention behaves like an optimized GRIN lens with no abrupt boundaries between regions in the material having different refractive indices, allowing speckle in the diffuser to Due to the recording, a myriad of different indices of refraction occur in the same diffuser. The present invention how Volumetric holographic diffusers by the method are purely phase in nature and therefore diffuse all of the light that passes through them without absorbing or reflecting the projected light.

【００１５】図５は記録の説明図である。マスク拡散体２０は例えばすりガラスの形のスペックル２４を有する孔２２と遮断面２６とを有し、孔２２の高さはＷ、幅はＬである。関数Ｐ（ｕ，ｖ）は孔２２のサイズと形状を示す。マスク拡散体２０にはレーザーのようなコヒーレント光２８が投射される。光はマスク拡散体の孔２２によって拡散され距離ｈだけはなれているホログラフ拡散体３０に向かって進む。このホログラフ拡散体３０に向かって進む光は異なる振幅及び方向を有する種々のベクトルによって特定することができる。光は例えば重クロム酸ゼラチン（ＤＣＧ）又はホトポリマーより成るホログラフ拡散体３０内に記録される。ホログラフ拡散体３０内に記録された任意の１つのスペックルの位置はそのｘ及びｙ成分によって示され、拡散光の方向は単位ベクトルｓ（ｓx ，ｓy ）によって示される。FIG. 5 is an explanatory diagram of recording. The mask diffuser 20 has a hole 22 with speckles 24, for example in the form of frosted glass, and a blocking surface 26, the height of the hole 22 being W and the width being L. The function P (u, v) indicates the size and shape of the hole 22. Coherent light 28 such as a laser is projected on the mask diffuser 20. The light is diffused by the holes 22 in the mask diffuser and travels towards the holographic diffuser 30, which is separated by a distance h. The light traveling towards this holographic diffuser 30 can be specified by various vectors having different amplitudes and directions. The light is recorded in a holographic diffuser 30, which may be, for example, dichromated gelatin (DCG) or a photopolymer. Holographic diffuser 3 The position of any one speckle recorded in 0 is indicated by its x and y components, and the direction of the diffuse light is indicated by the unit vector s (s x , s y ).

【００９２】広い帯域レスポンスが望まれるヘッドライト用拡散体等の特殊な用途に対してはより高い濃度の重クロム酸塩を含む薄いエマルジョンが好ましい。中間の硬さのフィルム（“暗反応”技術によって約２４時間硬化したもの）と露光エネルギーが４００ｍＪ／ｃｍ2 で記録波長が５１４ｎｍの光により必要なパラメータを作ることができる。Thinner emulsions with higher concentrations of dichromate are preferred for special applications such as headlight diffusers where a broad band response is desired. A medium hardness film (cured for about 24 hours by the "dark reaction" technique) and light with an exposure energy of 400 mJ / cm 2 and a recording wavelength of 514 nm can produce the required parameters.

【００９４】以下説明する、例えば米国特許第３，４７９，１１１号明細書記載の３色３Ｄ映写スクリーンのようにより高い角度解像度が必要とされるホログラフ拡散体のためには厚いＤＣＧフィルムが好ましい。A description is given below, for example, US Pat. No. 3,47. Thick DCG films are preferred for holographic diffusers where higher angular resolution is required, such as the three-color 3D projection screen of 9,111.

【図１１】本発明方法による体積ホログラフ拡散体に記録されたスペックルの形状とサイズの説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of the shape and size of speckle recorded on the volume holographic diffuser according to the method of the present invention.

【図１８Ｂ】処理及び記録の間の本発明方法による体積ホログラフ拡散体における屈折率ｎの変調の進行説明図である。FIG. 18B is an explanatory diagram of the progress of the modulation of the refractive index n in the volume holographic diffuser according to the method of the present invention during processing and recording.

【０１４２】本発明方法による体積ホログラフ拡散体の他の重要な用途はこれを高品度テレビジョン（ＨＤＴＶ）のような平坦パネルデスプレイの一部として使用することである。垂直に配置されたマスク拡散体孔を用い、拡散体内にスペックルパターンを記録し、再生されたとき水平方向の楕円角度スペクトルが作られるようにする。拡散体が平坦パネルデスプレイに組み込まれたとき周囲の視界と解像度が大きく増加される。ＨＤＴＶデスプレイの例がＬ．ターナスジュニアの「日本におけるＨＤＴＶデスプレイ：トップにおける映写−ＣＲＴシステム」（１９８９年１０月ＩＥＥＥスペクトル発行）に示されている。本発明方法による拡散体はスクリーンゲインとして知られているものの他に、スクリーンの視野におけるエネルギーを正確に保ち、視聴者が向かい合う立体角度を維持するために用いられる。スクリーンゲインは均等分布に比べ視野面からの発光出力の比として定められる。本発明の拡散体によればスクリーンゲインを低コストで得ることができる。最近のスクリーンは面のはだ（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｅ）を用いて所望のスクリーンゲインを得ているため体積ホログラフ拡散体に比べコストが高く効率が低い。Another important application of the volume holographic diffuser according to the method of the present invention is its use in high definition television (HDT). V) as part of a flat panel display. A vertically oriented mask diffuser hole is used to record the speckle pattern in the diffuser so that when reproduced, a horizontal elliptical angular spectrum is created. When the diffuser is incorporated into a flat panel display, the visibility and resolution of the surroundings is greatly increased. An example of HDTV display is L.M. It is shown in Tanas Jr.'s "HDTV Display in Japan: Projection on the Top-CRT System" (published by IEEE Spectrum, October 1989). In addition to what is known as screen gain, the diffuser according to the method of the present invention is used to keep the energy in the field of view of the screen accurate and to maintain the solid angle at which the viewer faces. The screen gain is defined as the ratio of the light emission output from the field of view compared to the uniform distribution. According to the diffuser of the present invention, the screen gain can be obtained at low cost. Modern screens use a surface texture to obtain the desired screen gain and are therefore more costly and less efficient than volume holographic diffusers.

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【００５２】図９においては記録された拡散体からの拡散光の形４３は矩形である。然しながらこの矩形内の光の角度強度分布は三角形であり、矩形の中心で最強であり、矩形の縁に向かうに従って減少する。自動相関関数のため強度角度分布が常に三角であるという事実はこの方法における一つの制限である。これは記録ステップ機能を阻止する。In FIG. 9, the shape 43 of the diffused light from the recorded diffuser is rectangular. However, the angular intensity distribution of light within this rectangle is triangular, with the strongest at the center of the rectangle and decreasing towards the edges of the rectangle. The fact that the intensity angle distribution is always triangular due to the autocorrelation function is one limitation in this method. This prevents the recording step function.

An eclipse on earth happens when the sun, moon and earth are in alignment creating either a solar or lunar eclipse. The lunar eclipse happens when the earth’s shadow blocks the sun’s light from illuminating the moon. During a solar eclipse, the moon passes directly between Earth and the sun for a brief period of time blocking the light.  It is a phenomenon that, for the photographer, is a challenge to capture either digitally or on film.

Feb 11, 2014 — In physics, it has contradictory definitions; when polarizing waves you remove inequality, but polarizing can also mean to cause something to ...

【００９３】以下説明するように記録光に加えて基準光で記録したホログラフ拡散体のためには高濃度の厚いフィルムを用いれば帯域幅をより広くし効率をより高くすることができる。As will be described below, for a holographic diffuser recorded with reference light in addition to recording light, a thick film with a high concentration can be used to increase the bandwidth and efficiency.

【０１２３】多色光の例では波長シフトの効果と角度シフトの効果を比較するため数３８の位相項はｓx とλに関して微分される。ΔΦ＝０と仮定すれば等価角度シフトは数４０及び数４１の形となる。In the example of polychromatic light, the phase term of Eq. 38 is differentiated with respect to s x and λ in order to compare the effect of wavelength shift and the effect of angle shift. Assuming ΔΦ = 0, the equivalent angle shift has the form of Eqs. 40 and 41 .

【００５５】ここでｆx ＝ｘ／λｈでｆy ＝ｙ／λｈであり、矩形孔の関数Ｐ（ｕ，ｖ）＝ｒｅｃｔ ｕ／Ｌ・ｒｅｃｔ ｕ／Ｗであり、数１４が導かれる。Here, f x = x / λh and f y = y / λh, and the function P (u, v) of the rectangular hole = rect u / L · rect u / W, and Equation 14 is derived.

【００３９】数８はコヒーレント光に露光されたマスク拡散体２０と拡散体３０によって作られた最終的拡散スペックル光間の関係を示している。重要なことは数８はマスク拡散体２０の特性と、中間拡散体３０に関連することなしにマスク拡散体２０に露光される光から直接に最終的スペックルパターンの特性を決定することである。数８は拡散体３０の後側の光の角度配置が記録のため用いられたマスク拡散体２０の孔の関数Ｐの自動相関関数であることを示している。換言すれば拡散体３０はマスク拡散体２０の孔を用いて記録される。拡散体３０がその後露光され又は再生されたとき、拡散体３０から拡散された光の角度配置がマスク拡散体孔２２の自動相関関数、即ちマスク拡散体孔の形状に基因することが判る。この重要な関係は拡散体３０からの光の角度スペクトルを制御するための手段として用いることができる。この現象はスペックルなしでは実現不可能であり、本発明の体積ホログラフ拡散体の予期できない利益と重要性を説明するための基礎となる。Equation 8 shows the relationship between the mask diffuser 20 exposed to coherent light and the final diffuse speckle light produced by diffuser 30. Importantly, equation 8 determines the properties of the mask diffuser 20 and the properties of the final speckle pattern directly from the light that is exposed to the mask diffuser 20 without being associated with the intermediate diffuser 30. . Equation 8 shows that the angular distribution of light behind the diffuser 30 is an autocorrelation function of the function P of the holes in the mask diffuser 20 used for recording. In other words, the diffuser 30 is recorded using the holes in the mask diffuser 20. Diffuser 30 It can be seen that the angular distribution of the light diffused from the diffuser 30 when it is subsequently exposed or reproduced is due to the autocorrelation function of the mask diffuser hole 22, ie the shape of the mask diffuser hole. This important relationship can be used as a means to control the angular spectrum of the light from diffuser 30. This phenomenon is not feasible without speckle and is the basis for explaining the unexpected benefits and importance of the volume holographic diffuser of the present invention.

【００２３】ここでｔは伝播関数で光の強度に比例し、Ｂは比例定数、Ｉは強度変調である。上記強度変調はシステムにおける任意のバイアスレベル強度を無視するものと定義する。従ってＷ（ｒ）は数４によって示すことができる。Where t is a propagator and is proportional to the intensity of light, B is a constant of proportionality, and I is intensity modulation. The intensity modulation is defined as ignoring any bias level intensity in the system. Therefore, W (r) can be expressed by Equation 4 .

【００４５】ここでΛは図７に示す三角形の自動相関関数である。図７の図形は振幅１で、横軸ｓx と点−ｓx0 とｓx で交叉する。この三角形は２つの矩形の自動相関又はオーバーラップによって作られている。上記関数は、矩形（矩形関数）（ｒｅｃｔｕｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が全体的に重なった部分で強度が最大であり、２つの矩形が−ｓxoで完全に分離したところで関数が最小になることを示している。数９から水平方向が数１１として得られる。Here, Λ is the triangular autocorrelation function shown in FIG. The figure in FIG. 7 has an amplitude of 1, the horizontal axis s x and the point −s x0 And s x . This triangle is made by the autocorrelation or overlap of two rectangles. The above function is a rectangle (rectangle function) (rectus function). n) indicates that the intensity is maximum in the overall overlap, and the function is minimum when the two rectangles are completely separated by -s xo . From Expression 9 , the horizontal direction is obtained as Expression 11 .

【発明の属する技術分野】本発明は光の拡散体の製造方 法、特にスペックル（ｓｐｅｃｋｌｅ）理論に基づく光の体積ホログラフ拡散体の製造方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a light diffuser. Method , in particular, to a method of manufacturing a volume holographic diffuser of light based on the speckle theory.

【図２１】本発明方法による体積ホログラフ拡散体の二重自動相関関数の説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram of a dual autocorrelation function of a volume holographic diffuser according to the method of the present invention.

【０１１０】若し再生波が非面波（単色）を作るならばＪ（ｓ，ｓ0 ）の数値化の後単色照明の例のための式として数３３，数３４が得られる。If the reproduced wave produces a non-surface wave (monochromatic), after numericalizing J (s, s 0 ), Equations 33 and 34 are obtained as equations for the example of monochromatic illumination.

【００９１】本発明方法による拡散体に望ましい帯域幅、ピーク波長及び効率を得るために必要な好ましい処理パラメータ及びステップは、１）最適硬度のため定着溶液内における定着時間を３秒〜１分とする。２）最適温度２５〜３０°Ｃの水中で３〜１０分間膨潤せしめる。膨潤時間が長ければ帯域幅が広くなり、ピーク波長が長くなる。３）２５〜３０°Ｃの水／アルコール浴中で１〜２分間処理せしめる。処理時間を速めれば帯域幅が広くなり、遅くすれば狭くなる。４）８０〜１００°Ｃで５分から１時間真空炉内で焼成せしめる。真空中での焼成により帯域幅は減少するがより長い時間に亘り安定なホログラムを得るためには必要なことである。５）光学エポキシ樹脂を用いたカバーガラスによってホログラムをシールする。The preferred processing parameters and steps required to obtain the desired bandwidth, peak wavelength and efficiency for the diffuser according to the method of the present invention are: 1) Fix time in the fix solution for 3 seconds to 1 minute for optimum hardness. To do. 2) Swell in water at an optimum temperature of 25 to 30 ° C for 3 to 10 minutes. The longer the swelling time, the wider the bandwidth and the longer the peak wavelength. 3) Treat in a water / alcohol bath at 25-30 ° C for 1-2 minutes. The faster the processing time, the wider the bandwidth, and the slower the processing bandwidth. 4) 80-100 ° Bake in a vacuum furnace for 5 minutes to 1 hour at C. Baking reduces the bandwidth, but is necessary to obtain a stable hologram for a longer time. 5) The hologram is sealed by a cover glass using an optical epoxy resin.

【００３７】ｔは拡散体３０の前面の強度に対する拡散体の後面の強度の振幅の比であり、また記録プロセス、特に露光の間拡散体３０の前面側（マスク拡散体孔に面する側）の光の強度の関数である。自動相関関数Ｗ（ｒ）はスペース内では光強度（Ｉ）の変調に比例するものと定義する。T is the ratio of the amplitude of the intensity of the rear surface of the diffuser to the intensity of the front surface of the diffuser 30, and also the recording process, In particular, it is a function of the light intensity on the front side of the diffuser 30 (the side facing the mask diffuser holes) during exposure. Autocorrelation function W (R) is defined to be proportional to the modulation of the light intensity (I) within the space.

【００５７】ここでｓｉｎｃ（ζ）＝ｓｉｎπζ／πζである。数１４は図１０で示されるｓｉｎｃ関数であり、拡散体に記録されたスペックルの形を説明している。図１０においてｓｉｎｃ関数の最初の零は−ｆx0とｆx0の位置である。下記の数１５を考える。Here, sinc (ζ) = sin πζ / πζ Is. Equation 14 is the sinc function shown in FIG. 10, and explains the shape of the speckle recorded in the diffuser. In FIG. 10, the first zero of the sinc function is the position of -f x0 and f x0 . Consider the following equation 15 .

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Practice is an important consideration in capturing an image, but first and foremost should be safety to you and then your camera. First, think of your lens as a magnifying glass. Just like the magnifying glass can focus the sun’s light into a small, focused point and burn paper or leaves, the same could happen to your eyes causing immediate damage to them by burning the retina.  My advice here is to use the live view on your camera for both composition and focusing.

【００８５】高い効率の体積ホログラフ拡散体の作成にはＤＣＧのような体積ホログラフ拡散体を用いる。体積拡散体としてはホログラフ又はキノフォームを用い得る。何れの例でも高い効率（８％のフレネル損失を無視すれば約１００％）の拡散体を得るためには拡散体の体積特性及び関連する処理性が本質的なものとなる。A volume holographic diffuser such as DCG is used to produce a highly efficient volume holographic diffuser. A holographic or kinoform may be used as the volume diffuser. In either case, the volume properties of the diffuser and the associated processability are essential for obtaining a highly efficient diffuser (about 100%, ignoring the 8% Fresnel loss).

【図１８Ａ】処理及び記録の間の本発明方法による体積ホログラフ拡散体における屈折率ｎの変調の進行説明図である。FIG. 18A is a diagram illustrating the progress of the modulation of the refractive index n in the volume holographic diffuser according to the method of the present invention during processing and recording.

The diffraction limited angular resolution of any optical system is · alpha = 2.44 * wavelength/Diameter. · This is the full angle in radians.

【０１３０】数４０に応じて角度スペクトル（即ちΔｓ x ＞０）はより長い波長に広げられる。この広がりは数 ４３を用いて推定できる。数４３においてΔλ＝２０ｎｍであれば角度変化Δνは２°である。このことは多色再生光の波長シフトの効果は拡散体に対する再生光の入射角を変えることを含む非面波の例における角度シフトの効果よりより小さいことを意味する。[0130] Depending on the number 40 angle spectrum (ie Δs x > 0) is broadened to longer wavelengths. This spread is a number It can be estimated using 43 . In equation 43 , Δλ = 20n If m, the angle change Δν is 2 °. This means that the effect of the wavelength shift of the polychromatic reproduction light is smaller than the effect of the angle shift in the case of the non-surface wave including changing the incident angle of the reproduction light with respect to the diffuser.

【００１６】説明の便宜上ホログラフ拡散体３０の再生方法、即ち照明を初めに説明し、次いで記録方法を説明する。For convenience of explanation, the reproducing method of the holographic diffuser 30, that is, the illumination will be described first, and then the recording method will be described.

【０１５０】線速度と回転周波数間の基本的関係と数４ ６と数４７から数４８が得られる。The basic relationship between the linear velocity and the rotation frequency and the equation 4 From Equation 6 and Equation 47 , Equation 48 is obtained.

【００１３】スペックルのサイズが得られた後は拡散光の角度スペクトルのサイズ、即ち、拡散体からの拡散光のサイズはスペックルのサイズから決定できる。本来は、拡散光の角度スペクトルのサイズ、換言すれば拡散光の角度分布はスペックルの平均サイズ及び形に依存することを予想できる。若しスペックルが小さいと、角度分布は広い。若しスペックルサイズが水平方向に楕円ならば角度分布の形は垂直方向に楕円のものとなる。After the speckle size is obtained, the size of the angular spectrum of the diffused light, that is, the size of the diffused light from the diffuser can be determined from the speckle size. Originally, it can be expected that the size of the angular spectrum of diffused light, in other words, the angular distribution of diffused light depends on the average size and shape of speckles. If the speckle is small, the angular distribution is wide. If the speckle size is an ellipse in the horizontal direction, the shape of the angular distribution will be an ellipse in the vertical direction.

【０００９】本発明の拡散体の製造方法によれば、拡散体に照射される平行光を不規則に広い範囲の方向に拡散し、体積拡散を介してエントロピイ又は光の不規則さを増大せしめることによって拡散光の方向性（角度配置）を制御できる。体積拡散によって拡散体は、次第に拡がった拡散媒体を通る光路に累積効果を得ることができる。すりガラスまたはホトレジスト面拡散体、及び漂白ハロゲン化銀の銀粒子にみられる鋭い縁又は境界を用いて光を拡散する代わりに、本発明方法による体積ホログラフ拡散体は、スペックルを記録した拡散体の滑らかに変化する屈折率部分から光を拡散する。 According to the method for manufacturing a diffuser of the present invention, the parallel light radiated to the diffuser is diffused irregularly in a wide range of directions, and entropy or irregularity of light is increased through volume diffusion. Direction of diffused light (angle arrangement) Can be controlled. Volume diffusion allows the diffuser to have a cumulative effect on the optical path through the gradually expanding diffusion medium. Instead of diffusing light using frosted glass or photoresist surface diffusers and the sharp edges or boundaries found in bleached silver halide silver particles, the volume holographic diffuser according to the method of the present invention uses a speckle-recorded diffuser. Diffuses light from the smoothly varying index of refraction.

【０１０１】数２７は初めの例のように単色面波再生光を定めるものであり、非正常入射角、即ちｓ0 ≠０を含むよう僅かに変形される。数２７の全体平均は数２８のようになる。Expression 27 defines the monochromatic surface wave reproduction light as in the first example, and is slightly modified to include an abnormal incident angle, that is, s 0 ≠ 0. The overall average of equation 27 is as shown in equation 28 .

【００３６】全体平均（記号＜と、＞の間）は不規則な場合や全体の画やイメージに関心がある場合に推定統計学的方法としてしばしば用いられる。[0036] ( symbols during) the overall average is often used as the estimated statistical methods if you are interested in an irregular or if the whole image or images.

【００６２】以上はスペックルのサイズが孔の高さＷと幅Ｌに夫々反比例することを示す。図１２（及び図８）において、孔のサイズが増加すればスペックルのサイズが減少し、拡散光の角度スペクトルのサイズが僅か増加する。これと反対にマスク拡散体孔のサイズが減少すれば拡散体に記録されたスペックルのサイズが増加し、拡散体からの拡散光の角度スペクトルのサイズが減少する。従ってマスク拡散体孔が長く狭い場合にはスペックルは長く狭くなり、その長軸は孔の長軸に直角方向となる。このことは本発明の体積ホログラフ拡散体と表面ホログラフ拡散体の両方にあてはまる。The above shows that the size of the speckle is inversely proportional to the height W and the width L of the hole, respectively. FIG. 12 (and FIG. 8) In, when the size of the hole increases, the size of the speckle decreases, and the size of the angular spectrum of the diffused light increases slightly. On the contrary, if the size of the mask diffuser hole is decreased, the size of the speckle recorded on the diffuser is increased, and the size of the angular spectrum of the diffused light from the diffuser is decreased. Therefore, when the mask diffuser hole is long and narrow, the speckle becomes long and narrow, and its major axis is perpendicular to the major axis of the hole. This applies to both the volume holographic diffusers and the surface holographic diffusers of the present invention.

【０１３７】角度選択性により複合拡散体を使用することができるようになる。例えば、初めの記録光がＤ１で示され、第２の記録光（基準光）がＲ１であれば、２つの異なるスペックルのセットが拡散体に記録される。他の例では光Ｄ１とＤ２を用いて拡散体を記録するため２つの異なるマスク拡散体孔を用いれば光Ｄ１とＤ２によって記録された対応する拡散体を構成するため２つの異なる再生光Ｒc1とＲc2を用いることができる。体積ホログラフ拡散体はブラッグ選択性を有するため再生光Ｒc1 は拡散光Ｄ1 のみを参照する。光Ｒc2は拡散光Ｄ2 のみを参照する。従ってブラッグ選択性を用い、第１の再生光によるイメージが一方の眼でみられ、第２の再生光によるイメージが他方の眼によって見られるステレオ可視鏡を実現することができる。この型のシステムを用いて米国特許第３，４７９，１１１号明細書に記載された型の３Ｄ可視鏡を実現することができる。The angular selectivity allows the use of composite diffusers. For example, if the first recording light is indicated by D1 and the second recording light (reference light) is R1, two different sets of speckles are recorded on the diffuser. In another example, the light D1 and D2 are used to record the diffuser. With two different mask diffuser holes, two different reproduction lights R c1 and R c2 can be used to form the corresponding diffuser recorded by the lights D1 and D2. Since the volume holographic diffuser has Bragg selectivity, the reproduction light R c1 Refers only to diffused light D 1 . The light R c2 refers only to the diffused light D 2 . Therefore, using Bragg selectivity, it is possible to realize a stereo-visible mirror in which the image by the first reproduction light is seen by one eye and the image by the second reproduction light is seen by the other eye. This type of system can be used to implement a 3D visible mirror of the type described in US Pat. No. 3,479,111.

Whether your robot is doing vision tracking or you want to brighten up a demo robot, this green LED ring is a powerful tool. This ring emits a green light which ...

【図２３】基準光を用いた本発明方法による体積ホログラフ拡散体の記録の説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram of recording on the volume holographic diffuser by the method of the present invention using reference light.

Putting the blanket over my head and over the camera body allowed my eyes to adjust to seeing the LCD screen clearly. It also this also forced me to be in the same alignment with the optical path of the image through the lens, making the sun easier to find. I had practiced this several times previously and each time, I had become quicker getting the sun in the frame.

【０１５８】グッドマン著「統計光学」に示すように回転拡散体によって拡散された光の相互干渉性関数は速度をν，ｒｍｓ＝ａとして数５１を得る。As shown in Goodman's "Statistical Optics", the mutual coherence function of the light diffused by the rotating diffuser obtains the equation 51 with the velocity ν and rms = a.

【０１３９】本発明方法の更に他の実施例においては図 １，図２に示すように伝播型又は反射型の何れかの体積ホログラフ拡散体を用いる。図１の例では拡散体にその左側から入射した光はその右側から多くの方向に拡散される。図２の例では光は入射光に対して反対の方向に拡散される。これは拡散体の一方の側、この例では右側に金属反射面例えば鏡を形成することによって達成できる。この例では入射光は媒体内で材料の屈折率の多くの変化によって回折され、次に金属反射面から反射され、材料内の屈折率の多くの変化によって再び回折され、拡散体の光入射面と同一の面から入射光とは平行でない方向に放射される。In yet another embodiment of the method of the present invention, 1. As shown in FIG. 2 , either a propagation type or a reflection type volume holographic diffuser is used. In the example of FIG. 1 , light incident on the diffuser from its left side is diffused in many directions from its right side. In the example of FIG. 2 , light is diffused in the opposite direction to the incident light. This can be accomplished by forming a metal reflective surface, eg a mirror, on one side of the diffuser, in this example the right side. In this example, the incident light is diffracted in the medium by many changes in the index of refraction of the material and then reflected from the metal reflective surface It is diffracted again by many changes in the index of refraction in the material and is emitted from the same plane as the light incident surface of the diffuser in a direction that is not parallel to the incident light.

【０１４４】以上述べたように拡散光を制御するために用いられる任意のホログラフスペックルパターンの強度は中心で最大で外側に向かうに従って減少するものであり、その拡散光は初めの孔の形よりも小さくなっているが、図２０に示す特性のようにより階段関数である自動相関関数を得るため拡散体に異なる入射角の多くの平面波を重ね合わせて入射することによって拡散体に対する光の入射角を変え、上記の欠点を最小ならしめることができる。As described above, the intensity of an arbitrary holographic speckle pattern used to control diffused light is maximum at the center and decreases toward the outside, and the diffused light has a shape that is different from the shape of the original hole. However, in order to obtain an autocorrelation function which is a step function like the characteristic shown in FIG. 20 , many plane waves having different incident angles are superposed and incident on the diffuser, so that the incident angle of light on the diffuser is small. Can be changed to minimize the above drawbacks.

【０１４１】通常のつや消しガラスのような従来の拡散体に代えて本発明方法による拡散体を用いることができる。通常のつや消しガラス拡散体は光を半球状パターンに拡散できるのみであり、この拡散を達成するため制御することが困難である顕微鏡的な不規則性を有する表面あらさを利用している。従って特殊な拡散パターンを作ることは不可能である。これに反し、本発明方法による 拡散体には体積ホログラム内の屈折率の変化が記録されており、光の形状を変え、まぶしさのない光源を作ることができる。ホログラフ拡散体に丸いフラッシュライトを照射して楕円形の照明パターンを得ることができる。従来はフラッシュライトに楕円反射鏡が使用されているが、本発明方法による拡散体では現存の反射鏡を用いて楕円照明パターンを得ることができる。更に本発明の拡散体では極めて廉価に光を半球状に拡散し、通常２０〜８０°の中間角度に広げることができる。The diffuser according to the method of the present invention can be used in place of the conventional diffuser such as ordinary frosted glass. Conventional frosted glass diffusers can only diffuse light into a hemispherical pattern and take advantage of surface roughness with microscopic irregularities that are difficult to control to achieve this diffusion. Therefore, it is impossible to create a special diffusion pattern. On the contrary, the change of the refractive index in the volume hologram is recorded in the diffuser according to the method of the present invention, and the shape of the light can be changed to make a light source without glare. The holographic diffuser can be illuminated with a round flashlight to obtain an elliptical illumination pattern. Conventionally, an elliptical reflecting mirror is used in a flashlight, but the diffuser according to the method of the present invention can use an existing reflecting mirror to obtain an elliptical illumination pattern. Furthermore, the diffuser of the present invention diffuses light into a hemispherical shape at an extremely low cost, and usually has a value of 20 Can be extended to an intermediate angle of 80 °.

【０００７】相互作用光路長を増加せしめる拡散体は、従来の拡散体を十分に適用できなかった多くの異なる型の分野のためにデザインすることが可能であり、これにより拡散体を通る伝播光の効率を増加できる。回転可能とした拡散体によれば多くの適用個所に好適な規制された空間干渉性を作ることができる。The diffuser which increases the interaction optical path length is It is possible to design for many different types of fields where conventional diffusers have not been adequately applied, which can increase the efficiency of light propagating through the diffuser. A rotatable diffuser can provide controlled spatial coherence suitable for many applications.

Luminitdiffuser

【図１３】厚さがｔで相関長さがＬs である本発明方法 による体積ホログラフ拡散体の説明図である。FIG. 13 is a method of the present invention in which the thickness is t and the correlation length is L s. 2 is an explanatory view of a volume holographic diffuser according to FIG.

【図１８Ｃ】処理及び記録の間の本発明方法による体積ホログラフ拡散体における屈折率ｎの変調の進行説明図である。FIG. 18C is an explanatory diagram of the progress of the modulation of the refractive index n in the volume holographic diffuser according to the method of the present invention during processing and recording.

【００７３】好ましい実施例におけるＤＣＧのような体積ホログラフ材料から作られた拡散体では、材料の厚さは図１３に示すＴであり、相互作用長さＬs が材料を通る光の全光学光路長でありＴより大きく、即ちＬs ＞Ｔである。ＴをＴ＝μλのように定めれば数２３が得られる。For a diffuser made from a volume holographic material such as DCG in the preferred embodiment, the material thickness is T as shown in FIG. 13 and the interaction length L s is the total optical path of light through the material. Long and greater than T, ie L s > T Is. If T is set as T = μλ, the following equation 23 is obtained.

【００９５】体積ホログラフ材料の記録方法では異なる屈折率を有する区域間の滑らかな境界を記録する。図１８Ａ〜図１８Ｄは処理及び記録の間に進行する体積ホログラフ材料内の屈折率の変調を示す。図１８Ａは材料のＺ軸を横切る露光エネルギーＥのレベルを示す。図１８Ｂは材料の鎖状ポリマーの分子レベルにおける硬度Ｈを示す。図１８Ｃは材料の密度ρが材料内でどのように変化するのかを示す。図１８Ｄは材料内の屈折率ｎの最終的変調を示す。これらの効果は総て分子レベルであり、材料によって回折された光に関連して極めて滑らかに変化する。The volume holographic material recording method records smooth boundaries between areas having different refractive indices. Figure 1 8A-18D show the refractive index modulation in a volume holographic material that progresses during processing and recording. FIG. 18A shows the level of exposure energy E across the Z axis of the material. FIG. B indicates the hardness H of the chain polymer of the material at the molecular level. FIG. 18C shows how the density ρ of a material changes within the material. FIG. 18D shows the final modulation of the index of refraction n in the material. These effects are all at the molecular level, It changes very smoothly in relation to the light diffracted by the material.

【００１０】体積ホログラフ拡散体内にスペックルを記録する手段を制御することによって、従来の拡散体に比べ高度に制御された光の拡散を比較的に容易に低コストで達成できる。空間的に変動する屈折率の異なるパターンを拡散体内に記録し、調整し、得られた拡散光ビームを用途に応じた種々の角度形態となし得る。従って本発明の拡散体は、制御された拡散及び色補正が必要な広い範囲の照明に用いることができる。By controlling the means for recording speckle within the volume holographic diffuser, a highly controlled diffusion of light can be achieved relatively easily and at low cost compared to conventional diffusers. A spatially varying pattern of different index of refraction can be recorded and adjusted in the diffuser and the resulting diffused light beam can be shaped into different angular configurations depending on the application. Therefore, the diffuser of the present invention can be used for a wide range of illumination where controlled diffusion and color correction are required.

【００１２】コヒーレント光によって露光された不規則な構成の拡散体によって発生されるスペックルの位置、強度又はサイズを予想することは不可能であるが統計的平均方法をもちいることによってスペックルの平均サイズ（ｒｍｓ）を定めることは可能である。このスペックルのサイズはそのスペックルの全域を作るマスク拡散体孔の幾何学的形状に関連する。本来は、この現象の１つの解折により図４に示すように垂直高さｖと横幅ｕを有する形状Ｐ（ｕ，ｖ）を有する異なるサイズの拡散体のために結論が出されるものであるが、拡散体によって作られるスペックルは若し孔の角度サイズがより小さければより大きくなる。即ち、拡散体の全面積が小さければ孔の角度サイズは小さく、スペックルは大きくなる。これとは逆に孔が大面積であれば拡散体によって作られるスペックルの平均サイズは減少する。The location of the speckle produced by the diffuser of irregular composition exposed by the coherent light, It is not possible to predict intensity or size, but it is possible to determine the average size (rms) of speckle by using the statistical averaging method. The size of this speckle is related to the geometry of the mask diffuser holes that make up the entire speckle. Originally, one solution to this phenomenon would be to conclude for different sized diffusers having a shape P (u, v) with vertical height v and lateral width u as shown in FIG. However, the speckle created by the diffuser is larger if the angular size of the holes is smaller. That is, the smaller the total area of the diffuser, the smaller the angular size of the hole and the larger the speckle. On the contrary, if the pores have a large area, the average size of the speckle created by the diffuser decreases.

【００５１】この記録技術においては始めの孔の形とサイズを変え、拡散光の角度スペクトルを操作して無数の用途に適用できる拡散体を作ることができる。例えば、若し始めの孔が円形であれば拡散体からの拡散光は円形となる。若し孔が矩形であり、マスク拡散体に投射される光が均一強度分布であれば、拡散体からの拡散光の形は矩形であり、上述のように強度分布は三角形となる。In this recording technique, the shape and size of the starting hole can be varied and the angular spectrum of the diffused light manipulated to create a diffuser that can be applied to a myriad of uses. For example, If the hole at the beginning is circular, the diffused light from the diffuser will be circular. If the holes are rectangular and the light projected on the mask diffuser has a uniform intensity distribution, the shape of the diffused light from the diffuser is rectangular, and the intensity distribution is triangular as described above.

【０１５７】上式から制御された値の空間干渉性を有する光源を作ることができる。この制御された値は孔の関数Ｐ（ｕ，ｖ）を変えることによって変えることができる。以下に示すように空間干渉性変化にかかわらず拡散体の時間干渉性の劣化は僅かである。From the above equation it is possible to make a light source with a controlled value of spatial coherence. This controlled value can be changed by changing the pore function P (u, v). As shown below, the temporal coherence of the diffuser is slightly deteriorated regardless of the spatial coherence change.

【００８９】効率の高い拡散体を作るためには記録材料の処理可能性も重要である。例えばＤＣＧは波長λが５００ｎｍ近くの光にのみ感度を有する。固定レーザー、例えばλ＝５１４ｎｍ又は４８８ｎｍのアルゴンイオンレーザーで記録するときは通常ホログラムは比較的に狭いスペクトル（即ち波長）レスポンスを有し、これは３色３Ｄ投影スクリーン等に好適である。然しながら自動車のヘッドライトのように白色光を用いる場合には拡散体は広いレスポンスを有する必要がある。従って記録材料は異なる用途のために処理できるものであることが望ましい。ＤＣＧのような体積位相材料はこの本質的な特性を有している。The processability of the recording material is also important in order to make a highly efficient diffuser. For example, DCG has a wavelength λ of 5 It has sensitivity only to light near 00 nm. Fixed laser, For example, when recording with an argon ion laser at λ = 514 nm or 488 nm, holograms usually have a relatively narrow spectral (ie wavelength) response, which is 3 It is suitable for color 3D projection screens and the like. However, the diffuser must have a wide response when using white light, such as in a car headlight. Therefore, it is desirable that the recording material be processable for different uses. Volume phase materials such as DCG have this essential property.

Opticaldiffuser

【０１５５】回転拡散体の例では空間干渉性ρcoh は平均スペッルサイズに等しく、数５０のようになる。In the example of the rotating diffuser, the spatial coherence ρ coh is equal to the average spill size, which is as shown in the equation ( 50 ).

【００９９】上記の例では拡散体が単一光を用いて記録され、コヒーレントなまたはコヒーレントでない単色面波を用いて再生されている。或る用途に対しては多数光記録と非単色光再生が好ましい。非単色光構成方法を以下説明する。In the above example, the diffuser was recorded with a single beam and reproduced with a coherent or non-coherent monochromatic surface wave. Multiple optical recording and non-monochromatic light reproduction are preferred for some applications. The non-monochromatic light composition method will be described below.

【発明の構成】本発明の体積ホログラフ拡散体の製造方 法によれば、拡散体に照射された光に長い光路を与え、伝播効率を増大せしめる。特に、スペックルパターンを記録した体積ホログラフ拡散体は、他の部分の面に直角な方向の屈折率が次第に変わるものとなる。平行光を輝度が滑らかに変わるよう制御されたパターン内に拡散せしめる拡散体に或る形のスペックルを記録することによって拡散体に光成形能力を形成することができる。制御された拡散によって、ホットスポットまたは可視グレア（ｇｌａｒｅ）を有する均一な明るさを有する照明パターンを作ることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Method of Manufacturing Volume Holographic Diffuser of the Present Invention According to the method, a long optical path is given to the light irradiated on the diffuser, Increase the propagation efficiency. Particularly, in the volume holographic diffuser on which the speckle pattern is recorded, the refractive index in the direction perpendicular to the surface of the other portion gradually changes. Light-shaping capabilities can be created in the diffuser by recording some form of speckle on the diffuser, which diffuses the collimated light into a controlled pattern of smooth brightness changes. The controlled diffusion can create an illumination pattern with uniform brightness with hot spots or visible glare.

【００１４】スペックルパターンを作るためには２つの工程が必要である。第１のステップはスペックルを記録することであり、第２のステップは拡散光を投射することである。本発明の好ましい実施例においてはコヒーレント光が投射される既知の角度サイズの孔を有するマスク拡散体を採用してスペックルを記録する。マスク拡散体孔からの拡散光は次いで体積ホログラムのような記録 媒体上に記録し、マスク拡散体孔によって作られた各スペックルのサイズと形状を記録する。更に体積ホログラム内に記録されたスペックルにコヒーレントな又はコヒーレントでない光を投射することによってスペックルパターンを再生し、所望のサイズ及び形状のスペックルパターンを作る。Two steps are required to make a speckle pattern. The first step is to record speckles and the second step is to project diffused light. In the preferred embodiment of the invention, speckle is recorded using a mask diffuser with holes of known angular size onto which coherent light is projected. The diffused light from the mask diffuser hole is then recorded as a volume hologram. Record on the medium and record the size and shape of each speckle created by the mask diffuser holes. Further, the speckle pattern is reproduced by projecting coherent or non-coherent light on the speckle recorded in the volume hologram, and the speckle pattern having a desired size and shape is created.

【図１０】本発明方法による体積ホログラフ拡散体に記録されたスペックルの形を示すｓｉｎｃ関数の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a sinc function showing the shape of speckle recorded in a volume holographic diffuser according to the method of the present invention.

The 2017 eclipse was blocked for the most part by thick clouds, but I still managed to capture a few images through breaks in the clouds. I think the clouds added a little mystery to the image overall. I used a 200mm focal length. This was a bit “short”, but for what my own vision was it worked just as I wanted. I simply cropped the image in post processing. That being said, there is no correct lens length, but I think for a close-up shot the 200mm was a good minimum lens length.

【０００６】すりガラス又は写真乳剤から成る上記拡散体、漂白されたハロゲン化銀板、または表面型ホトレジスト板はそれらの表面のみに初めに拡散を形成する。この結果拡散体によって影響された光路長が減少し、拡散体の融通性（適用個所の数）が減少し、好ましくない方向への光の反射に基因する損失が低下する。The above diffusers consisting of frosted glass or photographic emulsions, bleached silver halide plates, or surface type photoresist plates initially form a diffusion only on their surface. As a result, the optical path length affected by the diffuser is reduced, the flexibility of the diffuser (the number of application points) is reduced, and the loss due to the reflection of light in an undesired direction is reduced.

【００３８】マスク拡散体２０を用いた拡散体３０の記録プロセスは数５及び数６によって示される。数５のＦは数６によって定められ、これはマスク拡散体孔２２のフーリエ変換であり、拡散体３０の面の座標（ｘ，ｙ）に依存する。即ちＦはＰ（ｕ，ｖ）の２Ｄフーリエ変換であり、ここでＰは上述した通り孔の関数Ｐ（ｕ，ｖ）＝｛１／０、Ｐ（ｕ，ｖ）＝１（孔内），＝０（その他）｝である。The recording process of the diffuser 30 using the mask diffuser 20 is shown by equations ( 5) and ( 6 ). F of number 5 Is defined by the equation 6 , which is the Fourier transform of the mask diffuser hole 22, and the coordinates (x, y) of the surface of the diffuser 30. Depends on. That is, F is the 2D Fourier transform of P (u, v), where P is the hole function P (u, v) as described above. = { 1/0, P (u, v) = 1 (in hole), = 0 (other) } .

【００９６】本発明の他の実施例においてはレンズを有する体積ホログラフ拡散体を記録する。この実施例では図１９に示すようにすリガラス拡散体５２とホログラフ拡散体５４間にレンズ５０を配置する。このレンズ５０は拡散体５４の記録の間特に記録レーザー光の光学強度を維持することに関連して記録方法の効率を増すため用いられる。このレンズ５０はレンズの焦点距離ｆに等しいだけ拡散体５４から離して設置する。上記解析に関連して上述した式中のＨを上記焦点距離ｆに置換することができる。この例では数９のＰ（ｕ，ｖ）はレンズのしぼり孔によって示され、ｈはｆによって置換される。従って数１７〜１９はコリア他著「光学ホログラフィ」（アカデミープレスより１９７１年発行）に応じて数２ ５，数２６が得られる。In another embodiment of the invention, a volume holographic diffuser with a lens is recorded. In this embodiment, the lens 50 is arranged between the ground glass diffuser 52 and the holographic diffuser 54 as shown in FIG. This lens 50 Is used to increase the efficiency of the recording method during recording of the diffuser 54, especially in connection with maintaining the optical intensity of the recording laser light. The lens 50 is placed away from the diffuser 54 by an amount equal to the focal length f of the lens. H in the above equation in connection with the above analysis can be replaced with the focal length f. In this example, P (u, v) in Eq. 9 is indicated by the aperture in the lens and h is replaced by f. Therefore, the numbers 17 to 19 are "optical holography" by Korea et al. Number 2 according to (issued by Academy Press in 1971) 5 , equation 26 is obtained.

【図１２】マスク拡散体孔と体積ホログラフ拡散体からの拡散体の角度分布の相対サイズを示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relative size of the angular distribution of the diffuser from the mask diffuser hole and the volume holographic diffuser.

【００５９】ｓｉｎｃ関数の最初の２つの零点、−ｆx0 とｆx0間の距離として平均スペックルのサイズを定めることによって平均スペックルサイズは図１１に示すように（２ｘ0 ，２ｙ0 ）となる。ｘ0 とｙ0 は夫々数１６ と数１７によって示される。The first two zeros of the sinc function, -f x0 By determining the size of the average speckle as the distance between f x0 and f x0 , the average speckle size becomes (2x 0 , 2y 0 ) as shown in FIG. x 0 and y 0 are 16 respectively And the number 17

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド ジィー． ペルカ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90045ロスアンジェルス ケニヨン ア ベニュー 8315 (72)発明者 ティン エム． エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90505トーランス アパート．エイ ア ンザ アベニュー 23446 (56)参考文献 特開 昭59−131902（ＪＰ，Ａ) Ｖ．Ｐ．Ｂｒｕｉ ｅｔ．ａｌ．，Ｕ ｓｅ ｏｆ ａ ｓｐｅｃｋｌｅｇｒａ ｍ ａｓ ａ ｄｉｆｆｕｓｅｌｙ ｓ ｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｓｃｒｅｅｎ ｉ ｎ ｈｏｌｏｇｒａｍ ｒｅｃｏｒｄｉ ｎｇ，ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｓｐｅｃ ｔｒｏｓｃｏｐｙ，米国，1990年 ２ 月，ｖｏｌ．68，ｎｏ．２，ｐ244−ｐ 246 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/32 G03H 1/02 G02B 5/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor David J. Perca United States California 90045 Los Angeles Kenyon Avenue 8315 (72) Inventor Tin M. A USA 90905 Torrance Apartment. Asia Avenue 23446 (56) References JP 59-131902 (JP, A) V.I. P. Brui et. al. , Use of a specklegras as a diffusely s cattering screen in hologram recording optics, optics and Spec trocopy, USA, February 1990, vol. 68, no. 2, p244-p246 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 5/32 G03H 1/02 G02B 5/02

１０ 拡散体 １２ 変化面 １４ 光 １６ 拡散光 ２０ マスク拡散体 ２２ 孔 ２４ スペックル ２６ 遮断面 ２８ コヒーレント光 ３０ ホログラフ拡散体 ３４ マスク拡散体孔 ５０ レンズ ５２ すりガラス拡散体 10 diffuser 12 Changes 14 light 16 diffused light 20 Mask diffuser 22 holes 24 speckles 26 Blocking surface 28 Coherent light 30 Holographic diffuser 34 Mask diffuser hole 50 lenses 52 Ground glass diffuser

【００４１】図６において３４は例えばすりガラスから作られた高さＷ、幅Ｌのマスク拡散体孔である。この孔３４は数９で示すことができる。In FIG. 6, reference numeral 34 denotes a mask diffuser hole having a height W and a width L made of frosted glass, for example. This hole 34 can be represented by the equation 9 .

【００８３】平均スペックルサイズのための数１６，１ ７，２１〜２３に示すようにＡx0＝２λｈ／Ｌ＝εx λ（ここでεx ＝２ｈ／Ｌで通常は１〜５）であり、λ＝０．５μである。全光学光路長はＬs ＞Ｔ＝μλであり、これからＬs ／Ａx ＞μλ／εx λ＝μ／εx が得られ、更にＬs ／Ａx ＝４０〜１００／εx ≒１０となる。Ｌs ／Ａx ≒１０は拡散体を通る総ての光が実質的に拡散されることを意味する。更にＧＲＩＮ媒体では光を反射する縁又は鋭い境界が存在しないから光の反射のないことは既知であり、拡散体では光の反射がない。The number 16,1 for the average speckle size 7 , 21 to 23 , A x0 = 2λh / L = ε x λ (Where ε x = 2 h / L and usually 1-5) and λ = It is 0.5μ. The total optical path length is L s > T = μλ, from which L s / A x > μ λ / ε x λ = μ / ε x is obtained, and further, L s / A x = 40 to 100 / ε x ≈10 Becomes L s / A x ≈10 means that all light passing through the diffuser is substantially diffused. Furthermore, it is known that there is no light reflection in GRIN media because there are no light-reflecting edges or sharp boundaries, and there is no light reflection in diffusers.

【０１５４】例えば１００Ｈｚの繰り返し周波数に対して回転半径ｒ＝１ｍ，Ａｒｍｓ＝１ｍｍとすればν＝１００ＫＨｚとなる。For example, if the radius of gyration r = 1 m and Arms = 1 mm for a repetition frequency of 100 Hz, ν = 1. It becomes 00 KHz.

【従来の技術】物体を多くの方向から照射するためには光の拡散体が用いられている。従来の拡散装置の主なものはすりガラス又は写真乳剤から作られ、また従来の主な拡散体は光源近くに配置されたすりガラス板又は他のラフな面又はつや消し電球の外側面である。すりガラス又は乳白ガラス拡散体は広い角度に亘り光を均一に拡散するため、Ｍ．Ｊ．ラハートとＡ．Ｓ．マラセイが「弱い拡散のイメージスペックルパターン」で論じているノイズ効果を平均化するために用いられている。Light diffusers are used to illuminate objects from many directions. The predominant conventional diffuser is made from frosted glass or photographic emulsion, and the predominant conventional diffuser is a frosted glass plate or other rough surface located near the light source or the outer surface of a frosted bulb. Since frosted glass or opalescent glass diffusers diffuse light evenly over a wide angle, M.P. J. Lahart and A. S. It is used to average out the noise effect discussed by Malassey in "Weakly Diffuse Image Speckle Patterns".

【図１７】スペックルが記録された本発明方法による体積ホログラフ拡散体内の光の滑らかな回折の説明図である。FIG. 17 is an illustration of the smooth diffraction of light in a volume holographic diffuser according to the method of the present invention in which speckle is recorded.

【００８１】異なる屈折率（即ちグレードされた屈折率）を有する多層材料であるＧＲＩＮ型媒体の特性のように、材料内の異なる屈折率の数は増加するので、材料に投射される任意の光は材料内を急に方向の変化する光路ではなく湾曲した光路に沿って導かれる。これは図１４に示すように媒体における光の“より速い”部分で光がより多くの時間を費やすという事実に基因する。図１４は屈折率の最も高い媒体ｎ1 内における光路長が屈折率の最も低い媒体ｎ3 内における光路長より短いことを示している。この現象はフェルマーの原理から既知である。The number of different indices of refraction within a material increases, such as the property of GRIN-type media, which is a multilayer material with different indices of refraction (ie, graded index of refraction), so that any light projected onto the material will increase. Is guided in the material along a curved optical path rather than a suddenly changing optical path. This is Figure 1 In "faster" portion of the light in the medium, as shown in 4 attributed to the fact that the light spends more time. Figure 1 4 indicates that the optical path length in the medium n 1 having the highest refractive index is shorter than the optical path length in the medium n 3 having the lowest refractive index. This phenomenon is known from Fermat's principle.

【０１７９】例えば、ｆ＝１００Ｈｚにおいて、ｒ＝１ｍ，ν＝２πｆ・ｒ≒６００ｍ／ｓｅｃである。一方ｃ＝３・１０8 ／ｓｅｃで、Δγ／γ＜６・１０2 ／３・１０8 ＝２・１０-6＝Δλ／λである。λ＝１μｍ＝１０4 オングストローム、Δλ＝０．０２オングストロームにおいて数６３が得られる。 For example, at f = 100 Hz, r = 1 m, ν = 2πf · r≈600 m / sec. Meanwhile, c = In 3 · 10 8 / sec, Δγ / γ <6 · 10 2/3 · 10 8 = 2 · 10 -6 = Δλ / λ. λ = 1 μm = 1 At 0 4 Å, Δλ = 0.02 Å , the equation 63 is obtained.

【００２６】ｓはｘ，ｙ，ｚ方向で定めたものであるが、ｓは単位ベクトルであり、即ち｜ｓ｜＝１であるから自動相関関数のためにｚ方向を特定する必要はない。伝播関数ｔはｔ（ｒ´＋ｒ）におけるようにｒ´の量によって左右にシフトされる。数４はあるバイアスレベルの上または下に強度が変調するまたは変化することにのみ依存する。Although s is defined in the x, y and z directions, it is not necessary to specify the z direction for the autocorrelation function since s is a unit vector, that is | s | = 1. The propagator t is shifted left and right by the amount of r'as in t (r '+ r). Equation 4 depends only on the intensity modulating or changing above or below some bias level.

【０１１４】数３３は単色光の例であり、非単色光のためのＪ（ｓ）は数３５，数３６のように置換すべきである。Equation 33 is an example of monochromatic light, and J (s) for non-monochromatic light should be replaced by Equations 35 and 36 .

Lens surfaces coated with special anti-reflection coatings will reduce light loss and are particularly useful for low-level light applications. Magnification:.

Next, consider the ND filter needed. This is absolutely critical, due to the intensity of the light, for protecting your camera. Photographing the eclipse requires between 16 and 20 stops of density in front of your lens. I chose to add a Singh-Ray 15-stop Mor-Slo Solid Neutral Density (ND) Filter first and then stacked a Singh-Ray Vari-ND Variable Neutral Density (ND) Filter in front of that. I was a bit concerned about the vignetting, but at 200mm it did not come into play for the image. The stacking gave me a maximum of 25 stops of density, but the flexibility of the Vari-ND Variable Neutral Density (ND) allowed me to adjust down to 20 stops as for the image. Most solar filters range from 16-20 stops in density. I erred on the safety side of the equation at 20 stops to protect my camera sensor. Practice will help you determine what works best. The sun is more intense in Florida than it may be in Michigan for example. This might allow for 16 stops instead of 20.

【０１３１】本発明の体積ホログラフ拡散体の製造方法 の他の実施例においては図２１に示すように二重マスク拡散体孔を用いて拡散体を記録する。数８に応じてこの状態を定める式はＰ（ｕ，ｖ）＝Ｐ1 （ｕ，ｖ）＋Ｐ2 （ｕ，ｖ）であり、単一自動相関レスポンスの代わりに以下の３つのレスポンスが得られる。これはＰ2 に対するＰ1 の深い相関関係（Ｐ1 ★Ｐ2 ）と、Ｐ1 に対するＰ2 の深い相関関係（Ｐ2 ★Ｐ1 ）と、Ｐ1 に対するＰ 1 自身の相関関係（Ｐ1 ★Ｐ1 ）とＰ2 に対するＰ2 自身の相関関係（Ｐ2 ★Ｐ2 ）との自動相関パターン組合せである。数８を省略形とすると数４４が得られる。 Manufacturing Method of Volume Holographic Diffuser of the Present Invention In another embodiment, double mask diffuser holes are used to record the diffuser as shown in FIG. Formula P (u, v) defining the state in accordance with the number 8 = P 1 (u, v ) + P 2 (U, v), the following three responses are obtained instead of the single autocorrelation response. This is a deep correlation of P 1 against P 2 (P 1 ★ P 2 ), a deep correlation of P 2 for P 1 (P 2 ★ P 1 ), P for P 1 1 own correlation (P 1 ★ P 1) and P 2 own correlation to P 2 is autocorrelation pattern combination with (P 2 ★ P 2). When Equation 8 is omitted, Equation 44 is obtained.

【図１５】マスク拡散体孔から本発明の体積ホログラフ拡散体上の点Ｐに投射される回折光の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of diffracted light projected from a mask diffuser hole to a point P on the volume holographic diffuser of the present invention.

【００８７】上記のハロゲン化銀とＤＣＧの例のように粒子型材料における反射ロスは入射光の情報量と共に増加する光活性粒子の数に比例する。従って拡散光は記録レーザー光の効率と情報量の増加と共に増加する。これはなぜソルマー及びコークによって示されたハロゲン化銀材料によって達成された最大効率と信号対ノイズ比に制限を生ずるかの理由である。The reflection loss in a grain type material as in the above examples of silver halide and DCG is proportional to the number of photoactive grains which increases with the amount of information of incident light. Therefore, the diffused light increases as the efficiency of the recording laser light and the amount of information increase. This is the reason why it limits the maximum efficiency and signal-to-noise ratio achieved by the silver halide materials presented by Solmer and Coke.

【０００５】キノフォームと呼ばれるコンピュータ作成拡散体の特定形態が研究されている。キノフォームは、コンピュータ作成の波面再生装置であり、ホログラムのような二次元イメージのデスプレイを構成する。然しながらホログラムと比較してキノフォームは単一回折オーダーを作り、基準光とイメージ分離計算を必要としない。キノフォームは拡散波面内の位相情報のみが拡散体のイメージ構成のために要求されるとの推定に基づいているという理由からキノフォームは純粋な相である。キノフォームはＬ．Ｂ．レーゼムその他によって「キノフォーム：新しい波面再生装置」及びＨ．Ｊ．カルフィールドによって「キノフォーム拡散体」で検討されている。カルフィールドはキノフォーム位相拡散体の一般的記述をなし、拡散体の孔の角度寸法が増加したとき拡散体から拡散された光の角度スペクトルが増加するということを見出した。カルフィールドは以上のことをくもりガラスより成る拡散マスクと、漂白されたハロゲン化銀により作ったキノフォーム間の距離を変えることによってテストした。Ｊ．Ｗ．グッドマンのテストブック、「統計的光学装置」（ウイリイインターサイエンスより１９８５年発行）は拡散体の統計、スペックル及び部分的干渉性光、並びに拡散体を移動することによって拡散された空間干渉性の光の研究のための有用な参考書である。コリアその他の「光学的ホログラフ」（アカデミックプレスより１９７１年発行）も有用である。A particular form of computer-generated diffuser called a kinoform has been investigated . Kinoform is It is a computer-generated wavefront reproducing device, and constitutes a two-dimensional image display such as a hologram. However, compared to holograms, kinoforms create a single diffraction order and do not require reference light and image separation calculations. Kinoforms are pure phases because they are based on the assumption that only phase information in the diffuse wavefront is required for the image composition of the diffuser. The kinoform is L. B. Renosem et al., “Kinoform: A New Wavefront Regenerator” and H.M. J. Considered by Calfield in "Kinoform Diffusers". Calfield made a general description of kinoform phase diffusers and found that the angular spectrum of light diffused from a diffuser increases as the angular size of the diffuser pores increases. Calfield tested this by varying the distance between a diffusion mask made of frosted glass and a kinoform made of bleached silver halide. J. W. Goodman's test book, "Statistical optics" (published by Willy Interscience in 1985) is for the study of diffuser statistics, speckle and partially coherent light, and spatially coherent light diffused by moving a diffuser. It is a useful reference book for. Korea and other "optical holography" (published by Academic Press in 1971) are also useful.

【図１６】漂白されたハロゲン化銀のような従来の拡散材料内で拡散され反射された光の説明図である。FIG. 16 is an illustration of light diffusely reflected in a conventional diffusing material such as bleached silver halide.

【００３１】ここでＰ（ｕ，ｖ）はマスク拡散体の孔２２の関数である。数５を数１に代入すれば数７が得られる。Here, P (u, v) is the hole 2 of the mask diffuser. It is a function of 2. By substituting equation 5 into equation 1 , equation 7 is obtained.

【図１８Ｄ】処理及び記録の間の本発明方法による体積ホログラフ拡散体における屈折率ｎの変調の進行説明図である。FIG. 18D is a diagram illustrating the progress of the modulation of the refractive index n in the volume holographic diffuser according to the method of the present invention during processing and recording.

【図１４】多数の異なる屈折率を有する媒体内の回折光の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of diffracted light in a medium having a large number of different refractive indexes.

LJ1636L1-C - f = 15.0 mm, H = 10.0 mm, L = 12.0 mm, N-BK7 Plano-Convex Cylindrical Lens, Antireflection Coating: 1050-1700 nm.

Lastly, let me talk about focusing – I turned off the camera’s auto focus. Focusing is a critical element. I first focused the viewfinder to my eyesight. That meant turning off the auto focus and defocusing the view through the viewfinder. I then turned the focus adjustment knob adjacent to the viewfinder until the focus points became sharp. Once complete, the viewfinder was focused for my vision. Just prior to the eclipse and without the Neutral Density in front of the lens, I focused on the moon in the sky and placed gaffers’ tape on the focus ring and body to “lock” focus into place. I do not advocate setting the lens to infinity using lens marks as many lenses allow focusing “beyond infinity” thus creating a slight inaccuracy in the lens focus. This can create a blur to distant objects.