JP2000009938A

JP2000009938A - ホログラム

Info

Publication number: JP2000009938A
Application number: JP17146598A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Mizutani; 泰弘水谷; Hidekazu Hattori; 秀和服部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性に優れたホログラムを提供すること。【解決手段】回折格子が記録されたホログラム膜１０
とホログラム膜１０の一方側に接合材料１３を介して配
置された基板１１と，ホログラム膜１０の他方側に接合
材料１３を介して配置された高分子フィルム１２とより
なり，高分子フィルム１２の膜厚は１００μｍ以下であ
る。または，高分子フィルム１２は予め熱処理されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，回折格子が記録されたホログラ
ム膜よりなり，スクリーンや光学反射素子等として利用
できるホログラムに関する。

【０００２】

【従来技術】従来，体積位相型ホログラムを用いた各種
ホログラム光学素子（ＨＯＥ）として，フォトポリマ，
重クロム酸ゼラチン等からなるホログラム膜がよく知ら
れている。上記ホログラム膜を各種ホログラム光学素子
として使用する場合には，ホログラム膜の耐傷性，耐湿
性，耐溶剤性を高めるために，ガラス等よりなる基板，
高分子フィルム等の保護材料に対し接合材料を介してホ
ログラム膜を接合し，該ホログラム膜を封入した状態と
なすことが多い。

【０００３】更に，ホログラム膜が重クロム酸ゼラチン
よりなる場合には，耐湿性に優れたエポキシ系接着剤を
上記接合材料として使用することが提案されている。ま
た，フォトポリマよりなるホログラム膜の場合には，高
分子フィルム等からの溶剤の移行防止のために，可塑剤
を含まない接着剤（特開平６−５６４８４号），多官能
アクリレートと重合開始剤とからなる接着剤（特開平３
−１５７６８４号）を接合材料として使用することが提
案されている。

【０００４】また，各種ホログラム光学素子を表示装置
として使用する応用例としては，次に示すようなものが
知られている。第１例としては，光散乱体を記録したホ
ログラム膜をスクリーンとして使用するホログラムスク
リーンが挙げられる。

【０００５】上記ホログラム膜は，後述する図２に示す
ごとく，光拡散体を透過することで作製された散乱光よ
りなる物体光と，非散乱光である参照光とをフォトポリ
マや重クロム酸ゼラチン等に照射し，物体光と散乱光と
により生成された回折格子として機能する干渉縞をこれ
らフォトポリマや重クロム酸ゼラチン等に記録させるこ
とで作製することができる。

【０００６】このようなホログラム膜を上述する保護材
料や接合材料により補強してホログラムスクリーンが構
成される。このホログラムスクリーンでは，映像情報よ
りなる照射光をスクリーンに照射すると，該照射光がス
クリーンで回折，散乱されるため映像を表示することが
できる。

【０００７】第２例としては，平面鏡，凹面鏡または凸
面鏡等を記録したホログラム膜を鏡として機能させて使
用する反射型のホログラム反射素子が挙げられる。この
ホログラム膜は，凹面鏡または凸面鏡で反射されること
で得られた物体光と非反射光である参照光とを感光材料
に照射することで作製することができる。このようなホ
ログラム膜を上述する保護材料や接合材料により補強す
ることでホログラムスクリーンやホログラム反射素子が
構成される。

【０００８】このホログラム反射素子では，映像情報よ
りなる照射光を反射することで，虚像となった映像をホ
ログラム反射素子の後方に表示させることができる。ま
た，凹面鏡や凸面鏡の種類によっては虚像を拡大または
縮小することができるレンズ機能を持たせることができ
る。

【０００９】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記ホログラ
ムには，使用環境が高温となることで高分子フィルムに
熱収縮が生じるおそれがある。この場合，ガラス等の基
板は殆ど熱収縮しないことから，ガラス等の基板と高分
子フィルムとの間に応力が生じ，該応力によりホログラ
ム膜が変形し，ホログラム膜内の干渉縞の傾きが変化す
るおそれがある。

【００１０】ここに，ホログラム膜には様々な傾きを持
った干渉縞が記録されているが，この干渉縞が回折格子
として機能するため，ホログラムに照射された光が回折
される。この干渉縞はホログラム膜の変形に応じて傾
き，方向等が変化する。

【００１１】ホログラム膜に光を照射すれば，この光は
干渉縞に当たって回折されるが，ホログラム膜の変形前
と後とでは同じ干渉縞によって回折されたとしても，干
渉縞の傾きなどが変化しているため，変形前とは違った
方向へと回折されることとなる。このため，後述する図
７に示すごとく，熱収縮の生じた後にホログラムの分光
特性のピークが長波長側や短波長側にずれるといった現
象が生じるのである。

【００１２】そして，上述したホログラムよりなるスク
リーンや反射素子は，ホログラム膜内の干渉縞による回
折作用を利用しているため，高分子フィルムの熱収縮に
よりホログラム膜の変形が生じた場合，照射した照射光
と回折や反射により得られた映像との間で色目が異なっ
たり，またはホログラムの外周部と内側とで色目が異な
ったり，映像が変形してみえたりという問題が発生す
る。

【００１３】もちろん，ホログラム膜を封入する保護材
料が同一の材料や同程度の熱収縮を生じる物質のみで構
成されていればこのような問題は生じないが，この場合
には，以下に示す問題が生じるため，現実的ではない。
この問題の一つは，ホログラムがフィルム状である場合
には，ホログラムがうねり，映像の色目が変化したり，
映像に変形が生じる。そのため，基板でホログラム膜を
支持する必要がある。そして，基板同士でホログラム膜
を挟持する構造は製法が複雑となる。

【００１４】更に，ウィンドウガラス等にホログラムス
クリーンを設置する場合には，ホログラム膜と高分子フ
ィルムと接合材料とよりなる半完成品を基板であるウィ
ンドウガラスに貼付けることが施工方法として現実的で
ある。そして，基板に接合させたホログラム膜を更にウ
ィンドウガラス等に気泡等を巻き込まずに貼付けるのは
現実的に不可能である。気泡等を巻き込んだ場合には，
その気泡が映像と重なって見えるため，映像が見難くな
ってしまう。

【００１５】また，上記ホログラムを反射素子として用
いる場合であって，ホログラム膜に平面鏡が記録されて
いるような場合には，ホログラムによる反射虚像が拡大
・縮小するようなレンズ作用（凹面鏡・凸面鏡作用）が
発生したり，また凹面鏡・凸面鏡を記録した場合には，
設計通りのレンズ作用が得られないおそれがあった（後
述の実施形態例３参照）。なお，上記問題は主に応力が
蓄積されやすいホログラムの外周において顕著に発生す
る（後述する実施形態例２，３参照）。

【００１６】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，耐熱性に優れたホログラムを提供しよう
とするものである。

【００１７】

【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，回折格子
が記録されたホログラム膜と該ホログラム膜の一方側に
接合材料を介して配置された基板と，上記ホログラム膜
の他方側に接合材料を介して配置された高分子フィルム
とよりなるホログラムにおいて，上記高分子フィルムの
膜厚は１００μｍ以下であることを特徴とするホログラ
ムにある。

【００１８】本発明において最も注目すべきことは，高
分子フィルムの膜厚を１００μｍ以下とすることであ
る。次に，本発明の作用につき説明する。ホログラムの
使用環境が高温となることで高分子フィルムは熱収縮す
るが，基板は熱収縮を殆ど生じない。ホログラム膜は高
分子フィルムの熱収縮の際に働く応力によって変形する
が，本発明に示すごとく高分子フィルムの膜厚を１００
μｍ以下と薄くすることでホログラム膜に作用する応力
を充分小さくすることができる。

【００１９】従って，ホログラム膜の変形が発生し難く
なり，ホログラム膜の変形に起因するホログラム膜内に
記録された回折格子として機能する干渉縞の変形も生じ
難くなり，例えば分光特性，照射光の回折角度（後述す
る実施形態例２，３参照）等が変化し難いホログラムを
得ることができる。以上，本発明によれば，耐熱性に優
れたホログラムを提供することができる。

【００２０】上記高分子フィルムの膜厚が１００μｍを
越えた場合には，高分子フィルムの熱収縮による収縮力
が大きくなり，ホログラム膜が変形し，映像の色目や映
像の形状が変化するおそれがある。ここで収縮力は高分
子フィルムの膜厚に比例する。また，高分子フィルムの
膜厚の下限は耐傷性の確保及び製造上の作り易さという
理由から，２５μｍとすることが好ましい。

【００２１】上記高分子フィルムとしては，ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ），トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等を使用する
ことができる。また，上記基板としては，ガラス基板，
アクリル基板，ポリカーボネート基板等を使用すること
ができる。また，上記高分子フィルムの高分子フィルム
の表面側（外部に露出する側）には，耐傷性を向上させ
るためのハードコート膜や，表面反射を低減するための
反射防止膜やアンチグレア膜を付与することができる。

【００２２】また，高分子フィルム自体に着色剤を混入
し，ホログラム自体を着色でき，意匠的に目立たせた着
色高分子フィルムを使用することもできる。この着色に
より目立たせる効果はホログラムスクリーンの場合に特
に有効である。また，接合材料としては，粘着剤，ホッ
トメルト剤，接着剤等を使用することができる。また，
高分子フィルムとして，高分子フィルムと接合材料とが
一体となった接着フィルムの類を使用することもでき
る。

【００２３】次に，請求項２に記載の発明は，回折格子
が記録されたホログラム膜と該ホログラム膜の一方側に
接合材料を介して配置された第１高分子フィルムと，該
第１高分子フィルムのホログラム膜が配置されていない
側に接合材料を介して配置された基板と，上記ホログラ
ム膜の他方側に接合材料を介して配置された第２高分子
フィルムとよりなるホログラムにおいて，上記第１高分
子フィルムの膜厚は１５０μｍ以下であることを特徴と
するホログラムにある。

【００２４】これにより，上記第１高分子フィルムの膜
厚を１５０μｍ以下と薄くすることで，上述した請求項
１の発明と同様に，ホログラム膜に作用する応力を充分
小さくし，ホログラム膜の変形を発生し難くすることが
できる。よって，ホログラム膜の変形に起因する，回折
格子として機能する干渉縞の変形も生じ難くなり，分光
特性等が熱によって変化し難いホログラムを得ることが
できる。以上，本発明によれば，耐熱性に優れたホログ
ラムを提供することができる。

【００２５】上記第１高分子フィルムの膜厚が１５０μ
ｍを越えた場合には，高分子フィルムの熱収縮による収
縮力が増加し，ホログラム膜が変形し，映像の色目や映
像の形状が変化するおそれがある。また，高分子フィル
ムの膜厚の下限は製造上の作り易さから，２５μｍとす
ることが好ましいが，耐傷性に対して影響がないため，
第１高分子フィルムはなくともかまわない。その他の詳
細は上述した請求項１の発明と同様である。

【００２６】次に，請求項３に記載の発明は，回折格子
が記録されたホログラム膜と該ホログラム膜の一方側に
接合材料を介して配置された基板と，上記ホログラム膜
の他方側に接合材料を介して配置された高分子フィルム
とよりなるホログラムにおいて，上記高分子フィルムは
予め熱処理が施されてあることを特徴とするホログラム
にある。

【００２７】高分子フィルムにおける熱収縮は不可逆変
化である。このため，予め熱処理を加えることで高分子
フィルムに充分な熱収縮を生じせしめることができる。
これにより，ホログラムとなった後の高分子フィルムの
熱収縮を防止することができるため，ホログラム膜の変
形を発生し難くすることができる。よって，ホログラム
膜の変形に起因する，回折格子として機能する干渉縞の
変形も生じ難くなり，分光特性等が熱によって変化し難
いホログラムを得ることができる。以上，本発明によれ
ば，耐熱性に優れたホログラムを提供することができ
る。

【００２８】上記熱処理であるが，高分子フィルムの材
質，厚み等によって，最適な温度，最適な加熱時間が異
なるが，例えば高分子フィルムがポリエステルフィルム
よりなり，その厚みが１００〜２００μｍである場合に
は，温度８０〜１５０℃，加熱時間３０分〜６時間とす
ることが好ましい。これらの加熱条件を満たすことで充
分に熱収縮が生じ，これ以上の収縮が生じ難くなった状
態にある高分子フィルムを得ることができる。

【００２９】次に，請求項４に記載の発明は，回折格子
が記録されたホログラム膜と該ホログラム膜の一方側に
接合材料を介して配置された第１高分子フィルムと，該
第１高分子フィルムのホログラム膜が配置されていない
側に接合材料を介して配置された基板と，上記ホログラ
ム膜の他方側に接合材料を介して配置された第２高分子
フィルムとよりなるホログラムスクリーンにおいて，上
記第１高分子フィルムは予め熱処理が施されてあること
を特徴とするホログラムスクリーンにある。

【００３０】これにより，ホログラムとなった後の第１
高分子フィルムの熱収縮を防止することができるため，
ホログラム膜の変形を発生し難くすることができる。よ
って，ホログラム膜の変形に起因する，回折格子として
機能する干渉縞の変形も生じ難くなり，分光特性等が熱
によって変化し難いホログラムを得ることができる。以
上，本発明によれば，耐熱性に優れたホログラムを提供
することができる。その他詳細は上述した請求項３にか
かる発明と同様である。

【００３１】次に，請求項５に記載の発明のように，上
記高分子フィルムは偏光光学特性を有することが好まし
い。ホログラムは入射する映像光を回折・散乱や反射さ
せることにより映像を表示するが，映像光以外の光も回
折・散乱や反射してしまう。このような映像光以外のノ
イズ光により映像が見難くなってしまうことがある。

【００３２】通常，映像光以外の光はランダム偏光光で
あるため，映像光を偏光高分子フィルムの透過軸に一致
させた直線偏光光にして，その直線偏光光である映像光
には偏光高分子フィルムは全く作用せず，ランダム偏光
光であるノイズ光を偏光高分子フィルムが吸収するた
め，映像からノイズ光を除去するという効果を得ること
ができる。

【００３３】なお，偏光光学特性とは光の偏光方向ごと
に透過率が異なるという光学特性である。具体的には偏
光方向がばらばらのランダム偏光光の透過率は約５０％
程度で，偏光方向を一致させた直線偏光光は殆ど透過さ
せてしまう。ただし，偏光方向を９０度ずらせた直線偏
光光は殆ど吸収し，透過率は０％程度である。

【００３４】次に，請求項６記載の発明は，上記ホログ
ラムは，映像情報よりなる照射光を回折，散乱させるこ
とにより映像を表示するホログラムスクリーンとして使
用することが好ましい。ホログラムに対し映像情報を記
録した照射光を照射すると，照射光はホログラム膜の干
渉縞によって回折され，回折光となる。

【００３５】本発明にかかるホログラムはホログラム膜
の変形が発生し難く，ホログラム膜内の干渉縞の変形も
生じ難い。よって，干渉縞の変形に伴う回折方向の変化
も生じず，よってホログラムの分光特性の変化が生じ難
い。よって，高温で使用した場合であっても，照射光と
スクリーン上で表示される映像との間で色目が変化し難
いホログラムスクリーンを得ることができる。

【００３６】次に，請求項７記載の発明は，上記ホログ
ラムは，照射光として照射された映像情報を反射させる
ことにより映像を虚像として表示するホログラム反射素
子として使用することが好ましい。ここで，高分子フィ
ルムが熱収縮した場合，ホログラム膜に記録された回折
格子が例えば凹面形状，凸面形状の場合には，部分的に
凹面や凸面の曲率が変化してしまう。従って，表示され
た映像の拡大率が変化し，映像が歪んでしまうという問
題があった。

【００３７】しかし，本発明のホログラムは高分子フィ
ルムの熱収縮が防止され，高い耐熱性を持っているた
め，高温で使用した場合であっても，映像に歪みが生じ
がたいホログラム反射素子を得ることができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】実施形態例１本発明の実施形態例にかかるホログラムにつき，図１〜
図３を用いて説明する。図１に示すごとく，本例のホロ
グラム１は，回折格子が記録されたホログラム膜１０と
該ホログラム膜１０の一方側に接合材料１３を介して配
置された基板１１と，上記ホログラム膜１０の他方側に
接合材料１３を介して配置された高分子フィルム１２と
よりなる。そして，上記高分子フィルム１２の膜厚は１
００μｍ以下である。

【００３９】以下，詳細に説明する。本例のホログラム
１はホログラムスクリーンとして機能するものである。
上記ホログラム１において，基板１１は厚さ８ｍｍのガ
ラス板，高分子フィルム１２はポリエステルフィルムよ
りなり，これらとホログラム膜１０との間を接合する接
合材料１３はそれぞれ厚さ２５μｍでアクリル系の粘着
剤よりなる。上記高分子フィルム１２はホログラム膜１
０の表面の傷つきを防止し，またホログラム膜１０と基
板１１との間に水分が浸入することを防止することがで
きる。

【００４０】次に，本例のホログラム膜１０の作製方法
を図２を用いて簡単に説明する。露光光学系５における
レーザー光源５１から放射されたコヒーレントな光６１
をミラー５２で光路を曲げたのち，ハーフミラー５３で
物体光６２１用の光路と参照光６３１用の光路に分割す
る。一方（図面左方）を出た光６２は，ミラー５４１，
対物レンズ５４２，軸外し放物面鏡５４３を経て平行光
とした後，光拡散体５６を透過して物体光６２１を形成
し，ハーフミラー５７を経てフォトポリマよりなる感光
材料５８に入射する。

【００４１】一方，ハーフミラー５３を出た他方の光６
３は，ミラー５５１，５５２を経て対物レンズ５５３で
発散光に変換された後，ハーフミラー５７を経て参照光
６３１として感光材料５８に入射する。その結果，参照
光６３と物体光６２１とから干渉縞が形成され，感光材
料５８にはこの干渉縞を記録した透過型のホログラム膜
１０となる。このようなホログラム膜１０を図１に示す
ごとく上述する基板１１や高分子フィルム１２に接合材
料１３を介して配置することでスクリーンとして機能す
るホログラム１を得ることができる。

【００４２】得られたホログラム１に対して液晶プロジ
ェクタ等から映像情報を記録した照射光を照射する。照
射光の方向は図２の参照光６３１の方向と同じ方向とす
る。この照射光がホログラム１を透過することで，上記
照射光はホログラム膜１０内に形成された干渉縞によっ
て回折光となる。この回折光は光拡散体５６を透過する
ことにより形成された拡散光と同様の光である。以上に
より，上記ホログラム１は上記光拡散体に上記照射光を
当てた場合と同様に映像が表示され，スクリーンとして
機能する。

【００４３】本例のホログラム１の性能を以下に示す試
験にて評価した。図１にかかるホログラム１において，
高分子フィルム１２の膜厚を，それぞれ２５，５０，１
００，１５０，１８８，２５０μｍとしたものを準備し
た。これらの各ホログラムについて高温耐久試験を実施
した。この高温耐久試験は温度６０℃の恒温槽に上記各
ホログラム膜を１２００時間放置することにより行っ
た。

【００４４】高温耐久試験実施後，各ホログラムをスク
リーンとして用い，該スクリーンに白色光を照射した。
そして，スクリーン上に映し出された白色映像を色彩輝
度計（ＢＭ−７，（株）トプコン社製）を用いて測定し
た。この測定結果はＣＩＥの色度座標（ｕ'ｖ'座標）上
での変化量である色差を用いて図３に記載した。なお色
差の定義式を以下に示す。色差＝｛（ｕ'_０−ｕ'_Ｔ）^２＋（ｖ'_０−ｖ'_Ｔ）^２｝
^１／２ｕ'_０：試験前の色度座標におけるｕ' ｖ'_０：試験前の色度座標におけるｖ' ｕ'_Ｔ：試験後の色度座標におけるｕ' ｖ'_Ｔ：試験後の色度座標におけるｖ'

【００４５】上記各ホログラムに映る映像を観察したと
ころ，高温耐久試験によってホログラムに映る映像の外
周部において，特に色目が変化していることが確認され
た。この色目変化の程度は高分子フィルムの膜厚が増加
するにつれて大となることが分かった。ところで，色差
が０．０５より大となった場合，一般的な人間の目には
両者が異なる色であるように認識される。同図に示すご
とく，高分子フィルムの膜厚を１００μｍ以下とするこ
とで，色差を０．０５未満とすることができ，高温耐久
試験前後で映像の色目が変化しないホログラムを得るこ
とができることが分かった。

【００４６】本例の作用効果について説明する。ホログ
ラム膜は薄く，剛性が少ないため，基板や高分子フィル
ムに変形が生じることで共に変形してしまう。ここに使
用環境が高温になることで高分子フィルムは熱収縮する
が，基板は熱収縮を殆ど生じない。ホログラム膜は高分
子フィルムの熱収縮の際に働く応力によって変形する
が，本例に示すごとく，高分子フィルムの膜厚をより薄
くすることでホログラム膜に作用する応力を充分小さく
することができる。

【００４７】従って，ホログラム膜の変形が発生し難く
なり，ホログラム膜の変形に起因するホログラム膜内に
記録された回折格子として機能する干渉縞の変形も生じ
難くなり，分光特性が熱によって変化し難いホログラム
を得ることができる。よって，本例のホログラムをスク
リーンとして使用した場合に，照射した照射光とホログ
ラム上に表示された映像との間の色差を小さくすること
ができ，人間の目には殆ど区別がつかないような状態と
することができる。以上，本例によれば，耐熱性に優れ
たホログラムを提供することができる。

【００４８】実施形態例２本例は実施形態例１と同様の構造を持ったホログラムに
ついて説明するものである。本例のホログラムは，前述
の図１と同様に，回折格子が記録されたホログラム膜と
該ホログラム膜の一方側に接合材料を介して配置された
基板と，上記ホログラム膜の他方側に接合材料を介して
配置された高分子フィルムとよりなる。そして，上記高
分子フィルムには予め熱処理が施されてある。

【００４９】本例にかかるホログラム膜は実施形態例１
と同様の露光光学系にて作製したものである。基板，接
合材料についても実施形態例１と同様のものよりなる。
本例にかかる高分子フィルムとしては，ＰＥＴ（ポリエ
チレンテレフタレート）フィルム（リンテック製ルミク
ール１５０１）を温度９０℃，２時間という条件で熱処
理したものを使用した。

【００５０】このようにして得られたホログラムに対
し，実施形態例１と同様の高温耐久試験を実施した。な
お，温度は６０℃，１２００時間である。そして，同試
験の前後におけるホログラムの分光特性を図４，図５に
示すごとき方法で測定した。つまり，図５に示すごと
く，白色光９０１を角度θｒ（ここにθｒはホログラム
膜を作製した露光光学系において，参照光の感光部材へ
の入射角に等しい角度である。）でホログラム１に対し
入射させ，該ホログラム１からの回折光の中で特に０°
方向に出射された回折光９０２の波長と効率（＝１００
×（０°方向への回折光の強度／白色光の強度））とを
測定した。なお，上記０°の方向とはホログラム１の表
面に対して垂直となる方向である。

【００５１】この測定方法より，図４に示すごとく，ホ
ログラムの両端のＡ部及びＣ部，ホログラム１の中央で
あるＢ部の分光特性を測定した。なお，同図における符
号９０は白色光９０１を照射するための液晶プロジェク
タ，符号８は観察者である。そして，上記測定結果を図
６に記載した。図６（ａ）がＡ部，（ｂ）がＢ部，
（ｃ）がＣ部の分光特性で，実線が試験前，破線が試験
後の分光特性である。同図に示すごとく，熱処理を施し
た高分子フィルムを用いた本例のホログラム１では試験
前と試験後との分光特性に殆ど変化がなかった。また，
このホログラムに実際に映像を表示させたところ，観察
者８はホログラム上の映像の変化を確認することができ
なかった。

【００５２】続いて，上記結果と比較するため，上記ホ
ログラム１とまったく同じ構成であるが，高分子フィル
ムとして熱処理を施していないＰＴＥフィルムを使用し
たホログラムを準備した。このホログラムについても上
記と同様の高温耐久試験を施し，その前後での分光特性
を上記と同様の方法で行った。その結果を図７に記載し
た。図７（ａ）がＡ部，（ｂ）がＢ部，（ｃ）がＣ部の
分光特性で，実線が試験前，破線が試験後の分光特性で
ある。

【００５３】同図によれば，Ａ部の分光特性は青の波長
域にピークが移動し，Ｂ部は殆ど変化せず，Ｃ部はより
緑の領域へとピークが移動したことが分かった。つまり
高温耐久試験後のホログラムは部位毎に分光特性のピー
クがずれてしまうため，特にホログラム周辺部で大きな
色目の変化が発生することが分かった。また，このホロ
グラムに実際に映像を表示させたところ，観察者８はホ
ログラムの外周で大きく色ズレが発生していることを確
認した。

【００５４】また，本例の異なる例として，高分子フィ
ルムとして予め１００℃，１時間で熱処理したポリエス
テルフィルムを利用したホログラムを準備した。また，
このホログラムとして，それぞれ高分子フィルムの膜厚
を違えたものを複数個準備した。これらのホログラムに
対し，実施形態例１に示した高温耐久試験を施し，試験
前後の色差について測定した。この結果は図８に記載し
た。同図より知れるごとく，予め熱処理を施すことによ
り，膜厚が１５０μｍ以上でも色差が０．０５以下とい
う，映像の色目変化が生じがたいホログラムを得られる
ことが分かった。

【００５５】なお，ポリエステルフィルムの熱処理は，
ポリエステルフィルム単体でも接合材料が塗工された状
態でも，どちらの状態で行なってもよい。図８に示すご
とく膜厚が増加するに従い色差が大きくなっている。色
差を更に低減する方法としては，熱処理の高温化，長時
間化にて対応可能である。

【００５６】実施形態例３本例は反射型のホログラム反射素子として使用できるホ
ログラムについて説明する。図９に示すごとく，本例の
ホログラム１０１は，ホログラム膜１０は接合材料１３
を介し２つのＴＡＣフィルム（トリアセチルセルロース
フィルム）よりなる高分子フィルム１２１，１２２にて
両面をサンドイッチされており，その片面のＴＡＣフィ
ルム１２１の外側に接合材料１３を介して基板（ガラ
ス）１１に接合された構造となっている。

【００５７】ホログラム膜１０の内部には，図１０に示
すような回折格子１０９が記録されており，回折格子１
０９は凹面鏡の形状をしている。そのため，本例のホロ
グラムは拡大反射機能を有している。

【００５８】本例のホログラム１０１の性能につき，以
下に示す試験にて評価した。基板１１に対し反対側にあ
る第２高分子フィルム１２２の膜厚を２５μｍとして，
基板１１とホログラム膜１０の間にある第１高分子フィ
ルム１２１の膜厚が２５，５０，１００，１５０，２０
０μｍという具合にそれぞれ異なるホログラムを準備し
た。これらのホログラムに対し，実施形態例１と同様の
高温耐久試験を実施した。

【００５９】ところで，ホログラムを反射素子として用
いた表示装置における問題点は，第１高分子フィルム１
２１の熱収縮により特にホログラム外周が収縮し，ホロ
グラム膜１０に記録された回折格子が凹面形状の場合に
は，外周の凹面の曲率が小さくなり，外周の拡大作用が
大きくなることが知られている。そのため，ホログラム
の外周に向かうにつれて，表示された映像の拡大率が変
化し，映像が歪んでしまう。

【００６０】上記歪みの程度を表わす値として，試験前
におけるホログラム膜の回折格子の回折角度に対する，
試験後の回折格子の回折角度の変化が挙げられる。この
変化と第１高分子フィルム１２１の膜厚との間の関係を
図１１に示す。ところで，回折角度が３°より大となっ
た場合，一般的な人間の目には映像が変形しているよう
に認識される。以上により第１高分子フィルムの膜厚は
１５０μｍ以下であることが必要だとわかる。

【００６１】なお，本例の構造でも，実施形態例２と同
様に第１高分子フィルムを熱処理（１００℃，２時間）
することにより熱収縮を低減することができる。この場
合には１５０μｍを超える厚みの第１高分子フィルムを
用いても回折格子の傾きの変化を低減することができ，
回折角度変化を３°以下とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における，ホログラムの断面説明
図。

【図２】実施形態例１における，ホログラム膜を作製す
る露光光学系の説明図。

【図３】実施形態例１における，高分子フィルムの膜厚
と色差との関係を示す線図。

【図４】実施形態例２における，ホログラムの分光特性
を測定する方法についての説明図。

【図５】実施形態例２における，ホログラムの分光特性
を測定する方法についての説明図。

【図６】実施形態例２における，本例にかかる高分子フ
ィルムが予め熱処理されたホログラムの高温耐久試験前
後の分光特性の変化を示す線図。

【図７】実施形態例２における，従来例にかかるホログ
ラムの高温耐久試験前後の分光特性の変化を示す線図。

【図８】実施形態例２における，本例にかかるホログラ
ムの第１高分子フィルムの膜厚と色差との関係を示す線
図。

【図９】実施形態例３における，第１高分子フィルムと
第二高分子フィルムとによりホログラム膜が挟持された
ホログラムの断面説明図。

【図１０】実施形態例３における，ホログラム膜中に存
在する回折格子を示す説明図。

【図１１】実施形態例３における，高分子フィルムの膜
厚と回折角度変化との関係を示す線図。

【符号の説明】

１．．．ホログラム，１０．．．ホログラム膜，１１．．．基板，１２．．．高分子フィルム，１３．．．接合材料，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H021 BA02 BA10 2H049 CA09 CA11 CA28 2K008 AA00 BB01 BB04 DD01 EE01 HH19 HH27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回折格子が記録されたホログラム膜と該
ホログラム膜の一方側に接合材料を介して配置された基
板と，上記ホログラム膜の他方側に接合材料を介して配
置された高分子フィルムとよりなるホログラムにおい
て，上記高分子フィルムの膜厚は１００μｍ以下である
ことを特徴とするホログラム。
【請求項２】回折格子が記録されたホログラム膜と該
ホログラム膜の一方側に接合材料を介して配置された第
１高分子フィルムと，該第１高分子フィルムのホログラ
ム膜が配置されていない側に接合材料を介して配置され
た基板と，上記ホログラム膜の他方側に接合材料を介し
て配置された第２高分子フィルムとよりなるホログラム
において，上記第１高分子フィルムの膜厚は１５０μｍ
以下であることを特徴とするホログラム。
【請求項３】回折格子が記録されたホログラム膜と該
ホログラム膜の一方側に接合材料を介して配置された基
板と，上記ホログラム膜の他方側に接合材料を介して配
置された高分子フィルムとよりなるホログラムにおい
て，上記高分子フィルムは予め熱処理が施されてあるこ
とを特徴とするホログラム。
【請求項４】回折格子が記録されたホログラム膜と該
ホログラム膜の一方側に接合材料を介して配置された第
１高分子フィルムと，該第１高分子フィルムのホログラ
ム膜が配置されていない側に接合材料を介して配置され
た基板と，上記ホログラム膜の他方側に接合材料を介し
て配置された第２高分子フィルムとよりなるホログラム
スクリーンにおいて，上記第１高分子フィルムは予め熱
処理が施されてあることを特徴とするホログラムスクリ
ーン。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項において，
上記高分子フィルムは偏光光学特性を有することを特徴
とするホログラム。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項において，
上記ホログラムは，映像情報よりなる照射光を回折，散
乱させることにより映像を表示するホログラムスクリー
ンとして使用することを特徴とするホログラム。
【請求項７】請求項１〜５のいずれか１項において，
上記ホログラムは，照射光として照射された映像情報を
反射させることにより映像を虚像として表示するホログ
ラム反射素子として使用することを特徴とするホログラ
ム。