JPH05224018A - 導光装置 - Google Patents

導光装置

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JPH05224018A
JPH05224018A JP4160703A JP16070392A JPH05224018A JP H05224018 A JPH05224018 A JP H05224018A JP 4160703 A JP4160703 A JP 4160703A JP 16070392 A JP16070392 A JP 16070392A JP H05224018 A JPH05224018 A JP H05224018A
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JP
Japan
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light
hologram layer
incident
guide device
substrate
Prior art date
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Application number
JP4160703A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ando
浩 安藤
Shinji Nanba
晋治 難波
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/921,801 priority patent/US5268985A/en
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4816Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of receivers alone
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings

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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 凸レンズや凹面鏡のみを用いて光を導光する
方式とは異なる方式で、かつ厚み方向において薄型化す
ること。 【構成】 所定の波長をもつ光(赤外線・赤外系可視・
紫外線)を角度θで回折する干渉縞が形成された重クロ
ム酸ゼラチン製のホログラム層1、ホログラム層1に接
着されたガラス製の基板2、ホログラム層1に接着され
たカバー3、および受光素子6で構成されている。そし
て、基板2の入光面2aから入射された光はホログラム
層1で角度θ回折反射し、基板2の全反射面20に臨界
角を越える入射角度で入射して全反射し、カバー3の全
反射面30に臨界角を越える入射角度で入射して全反射
し、出光面4から出て、受光素子6で受光される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導光装置に関するもので
あり、例えば車間距離を測定するレーザレーダ機構に使
用する受光装置に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、計測等で用いられる導光装置とし
て、図10(A),(B)に示すように、焦点距離fを
もつ凸レンズ100と受光素子101とからなるレンズ
系、焦点距離fをもつ凹面鏡105と受光素子106と
からなる凹面鏡系が知られている。前者では、凸レンズ
100で集光した光を受光素子101で受光し、後者で
は凹面鏡105で集光した光を受光素子106で受光し
ている。
【0003】また、車両のレーザレーダ装置で用いられ
る導光装置としては、実開昭3−14478号公報に開
示されているように、送受光系凸レンズを介してレーザ
光を物体に発射する半導体レーザ素子と、物体で反射し
たレーザ光を送受光系凸レンズを介して受ける受光素子
と、発射されたレーザ光や物体で反射したレーザ光を反
射させる反射面をもつ反射板とからなるものが知られて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
の導光装置では、凸レンズ100や凹面鏡106を用い
て光を導光する関係上、凸レンズ100や凹面鏡105
の焦点距離fに対応する空間を必要とするとため、厚み
方向における大型化が避けられないという問題がある。
これは、実開昭3−14478号公報にかかる導光装置
についても同様である。
【0005】また、上記問題を解決すべく、口径に比べ
て短焦点の凸レンズ100を用いることも考えられる
が、この場合には、収差の影響が大きく有効に光を集め
ることができないという問題がある。
【0006】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、凸レンズや凹面鏡のみを用いて光を導光
する方式とは異なる方式で、かつ厚み方向において薄型
化を可能とする導光装置を提供することを目的とするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのため本発明は、入光
面から入光された光を特定方向に回折して光路を変える
回折格子として機能する干渉縞が形成されたホログラム
層と、このホログラム層の少なくとも一方の面に対面し
て配置され、前記ホログラム層で回折した光を臨界角を
越える入射角度で入射させて全反射させる全反射面をも
つ全反射層と、を備え、前記ホログラム層による回折反
射と前記全反射層による全反射とで、入光された光を出
光面に導くようにしたことを特徴とする導光装置を採用
するものである。
【0008】
【作用】上記構成により、入光面から入光した光は、ホ
ログラム層による回折反射と全反射層による全反射とで
出光面に導かれることになる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。この第1実施例では、本発明を、受光する機能
をもつ受光装置に適用した場合について説明する。
【0010】図1において、本実施例における導光装置
は、ホログラム層1と、全反射層としてのガラス製(ポ
リメチルメタクリレート等の樹脂板でもよい)の基板2
と、全反射層としてのガラス製のカバー3とで構成され
ている。そして、ホログラム層1は基板2に塗布されて
形成され、カバー3はホログラム層1の他方の片面側に
接着剤を介して接着され、このようにホログラム層1、
基板2およびカバー3は接着剤で接着することによって
一体形成されている。
【0011】基板2は図示上面(図1)が入光面2aと
されている。ホログラム層1で回折された光は図1にお
いて基板2の図示上面で全反射されるので、図示上面が
全反射面20とされている。カバー3では、ホログラム
層1を透過した光は図1においてカバー3の図示下面で
全反射されるので、図示下面(図1)が全反射面30と
されている。なお、本実施例の導光装置では、長さ方向
における基板2およびカバー3の端面が出光面4とされ
ている。
【0012】ここで、ホログラム層1の屈折率nは1.
55付近のものを、基板2の屈折率nは1.52のもの
を、カバー3の屈折率nは1.52のものを採用してお
り、接着剤も上記値に近い屈折率をもつものを採用して
いる。具体的には、接着剤は紫外線硬化型光学接着剤
(ノーランド社 NOA−61)を用いた。
【0013】ホログラム層1は、透光性に優れかつ解像
度が高い重クロム酸ゼラチンを主成分として形成されて
いる。ホログラム層1の全体には、入光面2aからほぼ
垂直に入光された特定波長(880nm)の光つまり赤
外線を特定方向に角度θだけ回折反射して光路を変える
回折格子として機能する干渉縞が形成されている。ホロ
グラム層1の面に対する干渉縞の角度はαとされてい
る。ここで本実施例の場合、角度θは41.2〜13
8.8度とされている。
【0014】また、ホログラム層1の干渉縞の間隔はμ
mオーダーであるのが通常であり、例えば0.1〜2μ
m程度とすることができる。ホログラム層1の干渉縞に
よる回折反射特性は、基本的にはホログラム層に入射す
る光の波長に影響される。
【0015】さらに、ホログラム層1は、特定波長をも
つ光のみを特定方向に所定角度で回折反射するが、この
角度は、ホログラム層で回折反射した光が全反射面に臨
界角(屈折率の異なる2つの物質の界面において光の全
反射を生じせしめる最小の入射角度)を越える角度で入
射する値とする必要がある。光としては赤外線、可視
光、場合によっては紫外線を採用でき、コヒーレント性
に優れたレーザ光、あるいはコヒーレント性をもたない
太陽光及び人工光であっても良い。
【0016】また、ホログラム層1は一般的にホログラ
ム用感光材料で形成されている。ホログラム用感光材料
としては、干渉縞の間隔はμmオーダー(例えば0.1
〜2μm程度)と短いために、分解能の高い重クロム酸
ゼラチン、ハロゲン化銀、場合によってはフォトポリマ
ー、フォトレジスト等を採用できる。重クロム酸ゼラチ
ンを使用する場合には、一般的には、基板にゼラチンを
塗布し、重クロム酸アンモニウム溶液に浸漬した後、暗
所で乾燥させ、その後に露光系により干渉縞の光強度分
布に対応した屈折率変化を生じさせ、これにより干渉縞
を重クロム酸ゼラチンに記録する。ハロゲン化銀、フォ
トポリマーを使用する場合にも、干渉縞の光強度分布に
対応した屈折率変化として干渉縞を記録する。
【0017】次に、ホログラム層1おける回折反射の様
子を図3に示す。図3に示すように、ホログラム層1の
面に垂直な光路S10を通る波長λの光をホログラム層
1で角度θで回折反射するには、干渉縞の法線Cに対し
て光を入射角度(θ/2)で入射すれば良い。従って、
光路S10で光が入射するときには、干渉縞の角度αは
(θ/2)である。
【0018】また、ホログラム層1の干渉縞のピッチd
は、2d・cos(θ/2)=λの関係を満足している
とき、波長λの入射光はホログラム層1で効率よく回折
反射されるので、上記関係を満足するように光の波長
λ、干渉縞のピッチd、角度θを設定することが好まし
い。
【0019】上記した角度αの干渉縞をもつホログラム
層1を波長λ0 のレーザ光で作製する場合の一例を図4
に示す。図4に示すように、ホログラム層1を構成する
ホログラム用感光材料を塗布した基板2にプリズム70
をあてがい、凸レンズ71、ミラー72、73、ハーフ
ミラー74、レーザ素子75(具体的にはアルゴンレー
ザ、波長514nm、又はクリプトンレーザ、波長64
7nm)、対物レンズ77、78を用い、レーザ素子7
5からのコヒーレントなレーザ光の一部をハーフミラー
74で反射させ、ミラー72、対物レンズ77、凸レン
ズ71を介して基板2上のホログラム用感光材料に入射
させると共に、レーザ素子75からのレーザ光の一部を
ハーフミラー74を透過させてミラー73、対物レンズ
78、プリズム70を介して基板2上のホログラム用感
光材料に入射させ、所定時間を露光して干渉縞を撮影す
る。
【0020】干渉縞のパターンは図2に破線で示すよう
に円弧をおびる。このとき、図4に示す干渉縞の法線C
に対する光の入射角ψとθとの関係は、{λ0 /cos
ψ}={λ/cos(θ/2)}となるように行う。こ
こで、λは干渉縞を形成したホログラム層1に入射する
光の波長である。
【0021】なお、上記したように撮影した後、現像
し、露光に伴う重クロム酸ゼラチンの膨潤収縮の効果を
利用して屈折率分布で干渉縞パターンを記録し、ホログ
ラム層1を得る。
【0022】ところで本実施例では、図1,2に示すよ
うに導光装置の長さはLで示され、導光装置の厚みはt
で示され、導光装置の巾はDで示されている。ここで、
長さLは140mmであり、巾Dは40mmであり、ホ
ログラム層1の厚みはせいぜい30〜100μm程度で
あり極めて薄く、また、基板2の厚みは2mm程度であ
り、カバー3の厚みは1mm程度である。したがって本
実施例の導光装置は、長さが長くて巾があり、従って、
受光面積はかなり大面積であるものの、その厚みtは3
mm程度と薄いものである。
【0023】また、上記基板2は、ホログラム層1の少
なくとも一方の面に対面して配置されていれば、ホログ
ラム層1の片方の面のみに対面して配置されていても、
ホログラム層1の両方の面に対面して配置されていても
よい。ここで、基板2がホログラム層1の両方の面に対
面して配置され、2個の基板2でホログラム層1を挟持
する場合には、ホログラム層1の補強、ホログラム層1
の耐湿性の向上に有利であり、ホログラム層1の長寿命
化に有利である。
【0024】さらに、基板2は、光の反射や屈折をでき
るだけ回避するために、ホログラム層1に密着している
ことが好ましい。この場合、ホログラム層1を基板2に
接着剤層で接着する手段、ホログラム層1を構成する感
光材料を基板2に塗布する手段、物理的に貼け付ける手
段を採用できる。接着剤層を構成する接着剤は、接着剤
に起因する光の屈折をできるだけ回避するために、屈折
率がホログラム層1や基板2の屈折率に一致している
か、または近いものが好ましい。
【0025】そして、基板2とホログラム層1との境界
面における反射や屈折をできるだけ回避するために、基
板2の屈折率とホログラム層1の屈折率とは、一致また
は近い値であることが好ましい。また基板2は、導光性
を確保するために、透過する光の透過率が高い方が好ま
しいが、導光路の距離が短い場合、あるいは、受光量が
少なくても済む場合には、透過率は必ずしも高くなくて
も良い。
【0026】そして、本実施例では図1に示すように、
出光面4に近接して対面する位置に受光面60をもつ受
光素子6が配置されている。受光素子6は具体的にはフ
ォトダイオードである。受光素子6からの信号は信号線
61を介して信号処理回路62に送られる。
【0027】次に、上記構成における作動を説明する。
図1〜図4において、基板2の入光面2aからほぼ垂直
に入射した光は基板2を透過し、ホログラム層1に入射
する。すると、特定の波長をもつ光は、ホログラム層1
の干渉縞により、角度θだけ基板2側へ回折反射され
る。この回折された光は基板2の全反射面20に対して
臨界角を越える入射角度で入射するので、光は基板2の
全反射面20で全反射される。また、ホログラム層1を
透過した光は、カバー3の全反射面30に対して臨界角
を越える入射角度で入射するので、光はカバー3の全反
射面30で全反射される。
【0028】これにより、ホログラム層1に入射した光
は出光面1aから光が出て、受光素子6で受光され、そ
の受光素子6の信号は信号処理回路62に送られ、受光
が検知される。なお、特定の波長をもたない光は、ホロ
グラム層1の干渉縞で回折されない。
【0029】図1を用いて具体的に説明すると、光路S
10の光はホログラム層1で角度θ回折反射されて光路
S11となる。さらに、光路S11の光は基板2の全反
射面20の法線C5に対して角度θで全反射面20に入
射する。ここで、θは前述したように41.2〜13
8.5度に設定されて臨界角を越える値なので、光路S
11の光は全反射面20で全反射され光路S12とな
る。光路S12の光はホログラム層1による回折反射の
関係を満たさないので、ホログラム層1をそのまま透過
する。
【0030】さらに、ホログラム層1を透過した光路S
12の光は、カバー3の全反射面30の法線C6に対し
て角度θでカバー3の全反射面30に入射する。従っ
て、光路S12の光はカバー3の全反射面30で全反射
されて光路S13となり、出光面60から出て、受光素
子6で受光される。
【0031】また図1において、光路S20の光はホロ
グラム層1で角度θだけ回折反射されて光路S21とな
る。さらに、光路S21の光は基板2の全反射面20の
法線C7に対して角度θで全反射面20に入射する。
【0032】ここで、θは前述したように臨界角を越え
る値なので、光路S21の光は前述同様に基板2の全反
射面20で全反射されて光路S22となる。光路S22
の光はホログラム層1による回折反射の関係を満たさな
いので、ホログラム層1をそのまま透過し、出光面4か
ら出る。
【0033】また図1において、光路S30の光はホロ
グラム層1で同様に角度θだけ回折反射されて光路S3
1となり、基板2の全反射面20で全反射されて光路S
32となり、出光面4から出る。
【0034】以上述べたように上記第1実施例では、受
光面積(L×D)が大きいものの、導光装置の厚みtは
極めて小さく、殊に、厚みtは図10(A),(B)に
示す従来の導光装置の焦点距離fに比較して遙かに小さ
く(t≪f)することができる。
【0035】従って、上記第1実施例の導光装置では、
図10(A),(B)に示す従来の導光装置に比較し
て、受光面積を同じとした場合、厚み方向における薄型
化を大いに図ることができ、例えば、薄いシート状また
はプレート状の導光装置を提供することができる。
【0036】ここで本実施例の導光装置の受光面積をA
とし、導光装置の厚みをtとし、導光装置の体積をVH
とした場合、VH ∝t・A∝Aとなる。これに対して図
10(A)に示す凸レンズ系の導光装置では、その装置
の体積をVL とし、凸レンズ100の焦点距離をfとし
た場合、VL ∝f ・A∝A3/2 (凸レンズ100の面積
に関係なく集光性能を得るには、Aの増加につれてfも
増加し、f∝A1/2 の関係が成立するため)となる。
【0037】従って、従来より使用されている凸レンズ
系や凹面鏡系の導光装置では受光面積が大きい程、装置
の体積が増加し大型化するのに対して、本実施例の導光
装置によれば、受光面積が大きくても装置の体積を抑制
できるので、受光面積の大型化に有利である。
【0038】また、上記第1実施例では、図2の破線で
示すようにホログラム層1における干渉縞の形態は円弧
をもつので、回折した各光は、図2に示す矢印のように
受光素子6に向かう。そのため受光素子6の巾寸法D4
を基板2の巾寸法Dよりもかなり小さくしても受光で
き、受光素子6の小型化に有利であり、従って受光素子
6を含む装置全体の小型化に有利である。
【0039】また、ホログラム層1は一般的に湿気に対
して耐久性が低いが、この点、上記第1実施例ではホロ
グラム層1を基板2とカバー3とで挟持して被覆してい
るので、ホログラム層1の吸湿面積がほとんどなくな
り、ホログラム層1の耐久性を向上できる。
【0040】なお、上記第1実施例ではホログラム層1
を基板2とカバー3とでその両面を挟持しているが、こ
れに限らず、例えば、ホログラム層1が比較的強度をも
つ場合、耐久性をもつ場合には、また使用条件(温度、
湿気、紫外線等の条件)が緩やか場合には、カバー3を
廃止することもできる。この場合にはホログラム層1に
よる回折反射と基板2の全反射面20による全反射とに
より、導光作用を行うものである。
【0041】また、図1に示す導光装置において、受光
効率を一層向上させるために、基板2の入光面2aに反
射防止膜を積層することできる。さらに、図1に示す導
光装置において、特定の波長の光のみを透過させる干渉
フィルター設けることもできる。この場合にはホログラ
ム層1内で吸収されたり、回折されない光が減少するの
で、回折効率が向上する。
【0042】また上述した実施例では本発明を受光装置
に適用した場合であるが、これに限らず、発光装置に適
用してもよい。この際には、上述した入光面2a、出光
面4のうちのいずれか一方を、光を放射する発光面とす
ることができる。なお、基板2の入光面2aを、光を放
射する発光面とする場合には、受光素子6の位置に半導
体レーザ素子、発光ダイオード等の発光素子を設置する
ことができる。
【0043】ここで、回折効率を向上するための光の選
択について説明する。図12は回折効率の測定方法を説
明するための説明図である。図12に示すように、投光
器10と受光器11とを導光型の全反射角ホログラム1
2を境にして所定の角度傾けて配置し、投光器10より
全反射角ホログラム12に光を入射させ、透過してきた
光を受光器11により測定する。なお、この受光器12
としては、分光光度計を用いる。
【0044】測定手順としては、まずホログラム基板と
同じ厚さのガラスでリファレンスを取り、受光器11に
て透過率(ホログラムには波長依存性があるので、最も
低くなる値を採用)を測定し、100(%)−透過率
(%)≒回折効率(%)の式に代入することより回折効
率が求められる。なお、図中のθはホログラム内部での
入射光と反射光のなす角度である。
【0045】この測定結果は、図13の反射角−回折効
率特性図に示されている。図13の特性図から明らかな
ように、S偏向(入光面に垂直な偏向方向)の光に対し
ては上記θに関係なく高い回折効率が得られているが、
P偏向(入光面に平行な偏向方向)の光に対しては90
°付近で効率が得られなくなってしまう。
【0046】このため、この導光型のホログラムを用い
て高い効率を得るためには、S偏向の光を用いるか、あ
るいは上記θを90°近辺にせず±20°程度離して用
いることが有効な手段となる。
【0047】次に、上記第1実施例の適用例について説
明する。上記第1実施例の導光装置は、例えば車間距離
を測定するレーザレーダ機構の受光装置に適用すること
ができる。これは車両に装備した半導体レーザ素子から
レーザ光を相手側の車両に発射し、そこで反射してきた
レーザ光を基板2の入光面2aで受光し、発射時の時刻
と受光時の時刻との時間差を、信号処理回路62を含む
制御装置で測定し、これにより車間距離を測定するもの
である。従って、ホログラム層1はホログラフィー像の
再現性とは関係がなく、受光機能さえ備えればよい。
【0048】このように上記実施例における導光装置
は、光を受光する受光装置として適用可能なだけでな
く、光を発光する発光装置としても適用可能である。そ
のため、入光面,出光面を設ける位置は、受光装置とし
て利用するのか、発光装置として利用するのかを考慮し
て選択する必要がある。
【0049】次に、他の実施例について説明する。図5
は本発明の第2実施例となる導光装置を示すものであ
る。この第2実施例は、上記第1実施例におけるホログ
ラム層1を構成する重クロム酸ゼラチンは湿気に弱く、
湿気を含むと屈折率差が小さくなる傾向にあるという問
題を解決したものである。
【0050】図5に示すように、ホログラム層1の長さ
は基板2の長さよりも多少短く、ホログラム層1の長さ
方向の両端側には接着剤成分からなるシール部70a、
70bが形成されている。これにより湿度に弱いホログ
ラム層1は、基板2、カバー3で覆われる以外に、接着
剤成分からなるシール部70a、70bでシールされる
ので、ホログラム層1の耐湿性は一層確保される。な
お、シール部70a、70bを構成する接着剤成分は、
透光性をもち、基板2やカバー3と屈折率が一致または
近いものが好ましい。
【0051】図6は本発明の第3実施例となる導光装置
を示すものである。この第3実施例では、出光面4より
出射される光を集光させる光学系を配置して、受光素子
6を小型化を図ろうとするものである。
【0052】図6に示すように、受光素子6と出光面4
との間には、集光用の凸レンズ80が介在しており、こ
の凸レンズ80は平坦面80aと凸面80bとを有す
る。そして、領域W4〜W6で全反射された光は、出光
面4より出射され、凸レンズ80を介して受光素子6の
受光面60に集光される。これにより、受光素子6を出
光面4に接近させることができない場合であっても、前
述したように出光面4からの光を凸レンズ80を介して
集光して受光素子6の受光面60に確実に光を当てるこ
とができ、光学系の設計の自由度を高めることができ
る。また、凸レンズ80で集光するので、受光素子6の
受光面60の小面積化を図ることができ、受光素子6の
小型化に有利である。
【0053】図7は本発明の第4実施例となる導光装置
を示すものである。この第4実施例も上記第3実施例と
同様に、受光素子6と出光面4との間に集光用のレンズ
82が介在している。
【0054】すなわち、図7に示すように、レンズ82
は平坦面82aと反射面82bと凸面82cとを備えて
いる。なお、この例ではカバー3は設けられていない。
そして、領域W8で全反射された光は、出光面4より出
射され、レンズ82を介して受光素子6の受光面60に
集光される。この場合には、受光素子6を出光面4に接
近させ得ない場合であっても、また、受光素子6の受光
面60を出光面4に直接対面させ得ない場合であって
も、レンズ82を介して出光面4からの光を曲げて確実
に集束できるので、受光素子6の受光面60に確実に光
を当てることができ、さらに光学系の設計の自由度を高
めることができる。
【0055】図9は本発明の第5実施例となる導光装置
を示すものである。この第5実施例は、以下に説明する
問題点を解決したものである。すなわち、図8に示すよ
うに、ホログラム層1の干渉縞の角度が全体的に同一値
αである時、導光装置の長さLが長い場合、光路S50
の光はホログラム層1で回折反射されて光路S51とな
り、基板2の全反射面20の領域W1で1回目の全反射
を行い光路S52となる。そして、ホログラム層1を透
過し、カバー3の全反射面30の域W2で2回目の全反
射を行い光路S53となり、ホログラム層1に再入射す
るが、この時、回折反射により光路S54となって、一
部の光がカバー3の外に逃げてしまうという問題があ
る。
【0056】そこで、図9に示す第5実施例のように、
ホログラム層1の干渉縞の角度を全体的に同じαとする
のではなく、出光面4側の干渉縞を角度βとすれば、領
域W2で全反射した光路S53の光がホログラム層1に
再入射するところで、回折反射の関係を満足しないの
で、そのまま光は透過し光路S56となり、光の逃げを
防止でき、受光率の低下を防止し、上記不具合を回避で
き得る。また、上記不具合を回避するために、ホログラ
ム層1において光が回折反射する角度θを大きくして全
反射の回数を減らし、全反射を2回した光は、ホログラ
ム層1に再入射しないようにすることもできる。
【0057】図11は本発明の第6実施例となる導光装
置を示すものである。この第6実施例では、出光面4よ
り出射される光の損失を極力低減させたものである。す
なわち、図11に示すように、受光素子6(樹脂モール
ドセンサ)を出光面4に直接貼り付けることにより、出
光面4と受光素子6(内部の受光面)との間の界面(空
気層)を除去して、光の損失を極力抑えることができ
る。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来のような焦点距離に対応する空間を必要とする凸レン
ズ系、凹面鏡系の導光装置とは異なる方式の導光装置を
提供することができる。
【0059】すなわち、本発明の導光装置によれば、ホ
ログラム層による回折反射と全反射層による全反射と
で、入光された光を出光面に導く構成であるため、従来
の導光装置に比較して焦点距離に対応する空間を必要と
せず、厚み方向における薄型化を図ることができる。こ
れによって、必要な光量を得るための受光面積を備えて
受光性能を良好ならしめつつ、薄型化を図ることができ
るという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。
【図2】上記第1実施例の導光装置を模式的に示す平面
図である。
【図3】上記第1実施例のホログラム層における回折反
射を説明するための説明図である。
【図4】上記第1実施例における干渉縞を形成する露光
光学系を模式的に示した構成図である。
【図5】本発明の第2実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。
【図6】本発明の第3実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。
【図7】本発明の第4実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。
【図8】2回全反射した場合の光路を説明するための説
明図である。
【図9】本発明の第5実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。
【図10】従来の導光装置を模式的に示す構成図であ
る。
【図11】本発明の第6実施例の導光装置を模式的に示
す側面図である。
【図12】回折効率の測定方法を説明するための説明図
である。
【図13】上記測定方法により測定した結果を示す特性
図である。
【符号の説明】
1 ホログラム層 2 基板(全反射層) 2a 入光面 3 カバー(全反射層) 4 出光面 20,30 全反射面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入光面から入光された光を特定方向に回
    折して光路を変える回折格子として機能する干渉縞が形
    成されたホログラム層と、 このホログラム層の少なくとも一方の面に対面して配置
    され、前記ホログラム層で回折した光を臨界角を越える
    入射角度で入射させて全反射させる全反射面をもつ全反
    射層と、 を備え、前記ホログラム層による回折反射と前記全反射
    層による全反射とで、入光された光を出光面に導くよう
    にしたことを特徴とする導光装置。
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