JP2000231017A

JP2000231017A - ホログラム光学素子及びその製造方法

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Publication number: JP2000231017A
Application number: JP11033259A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takegawa; 洋武川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】互いに異なる成分又は成分比をもち、感度ス
ペクトルの異なる複数の感光層を、３次元曲率をもつホ
ログラム基板上でも均一に形成することができる。【解決手段】少なくとも２種類以上の感光材料を、基
板上に順次噴霧することにより、少なくとも２層以上の
感光層を上記基板上に積層形成する工程を有し、上記少
なくとも２種類以上の感光材料は、それぞれ異なるレー
ザ波長帯域に対して感光作用をもつ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲面基板上に複数
の感光層を備えたホログラム光学素子及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１９に示すように、従来のホログラム
光学素子１００は、例えば約５０μｍ厚のポリエチレン
テレフタレートフィルムからなるベースフィルム１０１
上に、感光材料を含有する感光層１０２が、例えば約２
０μｍの厚みに形成され、当該感光層１０２は、例えば
約２５μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムか
らなるカバーフィルム１０３によって覆われた構成とさ
れている。

【０００３】ここで、上記感光層１０２中に含有される
感光材料は、ある限られた波長領域に対してのみ感度を
有している。従って、例えば赤、緑、青色のレーザ光を
用いてホログラム光学素子１００を露光し、カラーホロ
グラム等のカラー画像又は多波長対応ホログラフィック
光学素子を作製しようとすると、それぞれの波長に対し
て感度を持つ複数のホログラム光学素子１００を張り合
わせて構成しなくてはならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合、それぞれのホログラム光学素子は、通常、隣り合う
露光用レーザ波長に対しても感度をもっているため、多
波長同時露光または途中に定着プロセスを介さない多波
長順次露光によってカラーホログラムを作製しようとす
ると、ひとつの感光層に複数の波長による干渉縞が記録
されてしまい、各色のホログラムの回折効率が劣化して
しまう。これを防止するには、各色用のホログラム光学
素子毎に露光、定着を行ってからそれぞれのホログラム
光学素子を張り合わせるということをしなくてはなら
ず、製造工程が煩雑になるばかりでなく、ホログラム光
学素子の露光時の高精度な位置再現性が必要になり、製
造装置の高コスト化にもつながる。

【０００５】一方、近年、可視光全域に対して感度を有
する感光材料が開発されているが、この場合、多波長同
時露光または途中に定着プロセスを介さない多波長順次
露光は可能であるが、屈折率変調度が、単一波長露光に
よって作製されるホログラムの屈折率変調度に比べ、そ
の露光波長の個数分の１程度に低下してしまうという問
題がある。たとえば、フォトポリマを感光材料として用
いた典型的なホログラム光学素子においては、単色露光
にて作製されたホログラムの屈折率変調度が０．０４で
あるのに対し、赤色、青色及び緑色の３色露光により作
製されたカラーホログラムにおいては、各色毎の屈折率
変調度は０．０１程度に低下してしまう。ここで、ホロ
グラムの回折効率すなわち明るさは、この屈折率変調度
に大きく依存しており、この値が大きいほど回折効率も
大きくなる。

【０００６】また、これらのホログラム光学素子は、液
体状のホログラム感光材料を例えばスピンコート法によ
り基板上に塗布して感光層を形成するか、或いは、予め
フィル状になっているホログラム感光材料を、粘着層等
により基板上に張り付けることにより感光層が形成され
る。

【０００７】ところが、感光層を形成する基板が、３次
元曲率を有する曲面基板である場合、上述したような方
法では、感光層を均一に基板上に形成することが困難に
なる。つまり、スピンコート法では、液体状のホログラ
ム感光材料を曲面基板上に均一に塗布することが難し
い。また、フィルム状のホログラム感光材料を３次元曲
面上に沿わせることはほとんど不可能である。

【０００８】ところで、上記ホログラムをホログラムレ
ンズのようなホログラフィック光学素子として用いるよ
うな場合、その収差特性は、基板の形状に大きく左右さ
れる。そこで、その収差特性上、基板に３次元的な曲率
をもたせた方が有利な場合があり、このとき上述のよう
なスピンコート法あるいはフィルムの張り合わせによる
方法では、これを実現することは非常に難しい。

【０００９】本発明は、上述したような従来の実情に鑑
みて提案されたものであり、互いに異なる成分又は成分
比をもち、感度スペクトルの異なる複数の感光層を、３
次元曲率をもつホログラム基板上でも均一に形成するこ
とができるホログラム光学素子及びその製造方法を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のホログラム光学
素子は、曲率を有する基板と、上記基板の曲率を有する
主面上に形成された少なくとも２層以上の感光層とを有
し、上記少なくとも２層以上の感光層は、それぞれ異な
るレーザ波長帯域に対して感光作用をもつことを特徴と
する。

【００１１】上述したような本発明に係るホログラム光
学素子では、それぞれ異なるレーザ波長帯域に対し感光
作用をもつ少なくとも２層以上の感光層を有しているの
で、レーザ波長帯域に応じた干渉縞が、それぞれの感光
層に形成される。

【００１２】また、本発明のホログラム光学素子の製造
方法は、少なくとも２種類以上の感光材料を、基板上に
順次噴霧することにより、少なくとも２層以上の感光層
を上記基板上に積層形成する工程を有し、上記少なくと
も２種類以上の感光材料は、それぞれ異なるレーザ波長
帯域に対して感光作用をもつことを特徴とする。

【００１３】上述したような本発明に係るホログラム光
学素子の製造方法では、感光材料を基板上に噴霧するこ
とにより、感光層を基板上に形成しているので、上記基
板表面が３次元曲面である場合にも、均一に上記感光層
を形成することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１５】図１に、本発明により製造されるホログラ
ム光学素子の一構成例を示す。このホログラム光学素子
１は、例えばカラーホログラムを作製する際に好適な光
学素子であり、曲面基板２上に、赤色用感光層３と、バ
リア層４と、青色用感光層５と、バリア層６と、緑色用
感光層７と、保護層８とがこの順に積層形成されてい
る。

【００１６】曲面基板２は、ガラス、プラスチック等よ
りなり、その表面が３次元曲率を有する曲面とされてい
る。

【００１７】赤色、青色及び緑色用感光層３，５，７
は、それぞれ、増感色素（photoseisitizing dye）、反
応開始剤（initiator）、連鎖移動作用剤（chain trans
fer agent）、モノマ、高分子バインダ等を含有するフ
ォトポリマから構成されている。そして、これら赤色、
青色及び緑色用感光層３，５，７の厚さは数μｍ〜数十
μｍ程度であり、具体的には、例えばそれぞれ１５μｍ
とされている。

【００１８】そして、赤色用感光層３は、約６００〜７
００ｎｍの波長帯域においてのみ十分な感度をもつよう
に、増感色素や反応開始剤が含有されており、青色用感
光層５は、約４００〜４８０ｎｍの波長帯域においての
み十分な感度をもつように、増感色素や反応開始剤が含
有されている。また、緑色用感光層７は、約５００〜５
５０ｎｍの波長帯域においてのみ十分な感度をもつよう
に、増感色素や反応開始剤が含有されている。

【００１９】従って、このホログラム光学素子１を波長
６４７ｎｍのＫｒガスレーザで露光した場合には、赤色
用感光層３のみが感光し、他の青色用感光層５及び緑色
用感光層７は感光しない。また、ホログラム光学素子１
を波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザの２次高調波を利用し
たレーザで露光した場合には、緑色用感光層７のみが感
光し、他の赤色用感光層３及び青色用感光層５は感光し
ない。また、ホログラム光学素子１を波長４７７ｎｍの
Ａｒガスレーザで露光した場合には、青色用感光層５の
みが感光し、他の赤色用感光層３及び緑色用感光層７は
感光しない。

【００２０】そして、バリア層４，６は、赤色、青色及
び緑色用感光層３，５，７の間での、フォトポリマ分子
の移動を抑制するためのもので、その厚さは、赤色、青
色及び緑色用感光層３，５，７の厚みよりも薄く、例え
ば約５μｍとされている。フォトポリマ分子が各色用感
光層３，５，７の間で移動してしまうと、屈折率変調度
が低下し、高い回折効率が得られない。赤色、青色及び
緑色用感光層３，５，７の間にバリア層４，６を設ける
ことで、フォトポリマ分子の移動を抑制し、高い回折効
率を得ることができる。

【００２１】このバリア層４，６には、無色透明であり
フォトポリマー感光層間の分子の移動を抑制するような
材質、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリメチル
メタクリレート、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂
等を用いることができる。

【００２２】保護層８には、無色透明であり、感光層、
バリア層を空気中の湿度から守るような、防湿効果の高
い材質、例えばポリエチレンテレフタレート、アクリル
樹脂等が用いられる。また、この保護層８の厚みは数十
μｍ程度であり、具体的には、例えば２５μｍの厚みと
されている。

【００２３】つぎに、このようなホログラム光学素子１
に対して露光を行う際の、位相変調による干渉縞の形成
メカニズムについて、図面を参照しながら説明する。こ
こで、図２は、カラー露光システムの光学系を模式的に
示した図である。

【００２４】図２に示すように、このカラー露光システ
ムは、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光源と、
レーザ光源からのレーザ光の光軸上に配された可変ビー
ムスプリッタとを備えている。可変ビームスプリッタ
は、レーザ光源から出射されたレーザ光を、参照光と物
体光とに分離するためのものである。ここで、レーザ光
源としては、緑色用レーザ光源として波長５３２ｎｍの
ＹＡＧレーザ１０が用いられる。また、青色用レーザ光
源としては波長４７７ｎｍのＡｒレーザ１１が用いら
れ、赤色用レーザ光源としては波長６４７ｎｍＫｒレー
ザ１２が用いられる。

【００２５】そして、ＹＡＧレーザ１０から出射した緑
色レーザＧは、全反射ミラー１３によって全反射され、
可変ビームスプリッタ１４に入射する。ここで、可変ビ
ームスプリッタ１４によって反射された光が参照光Ｇ１
となり、可変ビームスプリッタを透過した光が物体光Ｇ
２となる。

【００２６】また、Ａｒレーザ１１から出射した青色レ
ーザＢは、全反射ミラー１５によって全反射され、可変
ビームスプリッタ１６に入射する。ここで、可変ビーム
スプリッタ１６によって反射された光が参照光Ｂ１とな
り、可変ビームスプリッタを透過した光が物体光Ｂ２と
なる。

【００２７】また、Ｋｒレーザ１２から出射した赤色レ
ーザＲは、全反射ミラー１７によって全反射され、可変
ビームスプリッタ１８に入射する。ここで、可変ビーム
スプリッタ１８を透過した光が参照光Ｒ１となり、可変
ビームスプリッタ１８によって反射された光が物体光Ｒ
２となる。

【００２８】可変ビームスプリッタ１４，１６，１８に
よって分離された各色毎の参照光Ｇ１，Ｂ１，Ｒ１は、
ダイクロイックミラー１９，２０によって色合成され
る。そして色合成された参照光Ｌ１は、参照光用のビー
ム整形光学系２１を介して、ホログラム基板３０上に配
されたホログラム光学素子１に入射する。なお、この参
照光の光路中には、当該参照光の進行方向を変えるため
の全反射ミラー２２，２３，２４が配されている。

【００２９】一方、可変ビームスプリッタ１４，１６，
１８によって分離された各色毎の物体光Ｇ２，Ｂ２，Ｒ
２は、ダイクロイックミラー２５，２６によって色合成
される。そして色合成された物体光Ｌ２は、物体光用の
ビーム整形光学系２７を介して、ホログラム光学素子１
に入射する。なお、これら物体光の光路中には、当該物
体光の進行方向を変えるための全反射ミラー２８、２９
が配されている。

【００３０】ここで、参照光Ｌ１及び物体光Ｌ２は、参
照光Ｌ１がホログラム光学素子１の一方の主面に入射
し、物体光Ｌ２がホログラム光学素子１の他方の主面に
入射するようにする。すなわち、ホログラム光学素子１
の一方の主面に、参照光Ｌ１を所定の入射角度にて入射
させるとともに、ホログラム光学素子１の他方の主面
に、物体光Ｌ２をホログラム光学素子１に対して光軸が
ほぼ垂直となるように入射させる。これにより、参照光
Ｌ１と物体光Ｌ２とがホログラム光学素子１の感光層
３，５，７上において干渉し、参照光Ｌ１と物体光Ｌ２
との干渉によって生じる干渉縞が、ホログラム光学素子
１の感光層に屈折率の変化として記録される。

【００３１】すなわち、図３に示すように、初期状態に
おいて高分子バインダ３１中にモノマ３２が均一に分散
されてなるフォトポリマに対して、所定以上のエネルギ
ーを有する光Ｌａ（すなわち、参照光と物体光とによる
干渉縞の明るい部分に相当する。）が照射されると、図
４に示すように、照射された光Ｌａのエネルギーに応じ
て、露光された部分のモノマ３２が重合する。そして、
モノマ３２が重合する結果、モノマ３２の濃度が場所に
よって変化することとなる。モノマ３２と高分子バイン
ダ３１とは屈折率が異なるため、ここに屈折率変調によ
る干渉縞の記録がなされ、露光が完了する。

【００３２】この後、図５に示すように、紫外線Ｌｂを
照射されることにより残存モノマが重合し、モノマ３２
の重合が完了し、屈折率変調度が増加されるとともに、
この屈折率変調が定着する。続いて、例えば１２０℃で
２時間の熱処理を施すことにより、屈折率変調度が増幅
され、ホログラム作製が終了する。この場合の屈折率変
調度の増加は０．０２〜０．０４程度である。

【００３３】ところで、光子のエネルギー（ｈν）によ
りモノマの光重合が発生するプロセスは、フォトポリマ
を構成している増感色素（photosensitizing dye）や反
応開始剤に大きく依存している。すなわち、以下に示す
ように、まず増感色素（Ｄｙｅ）が光子エネルギー（ｈ
ν）を吸収し電気的に励起された状態になる（式１）。
続いてこの励起状態の増感色素（Ｄｙｅ^＊）が反応開始
剤を構成している基（radical）の分解を促進し（式
２）、最後に、この基と連鎖移動作用剤（chain transf
er agent）とがモノマに作用し、光重合を発生させポリ
マ化させる（式３）。

【００３４】 Dye → Dye^*（式１） Dye^* + initiator → radical （式２） radical + chain transfer agent + monomer → polymer （式３）これにより、フォトポリマ中の増感色素や反応開始剤の
種類や成分比をコントロールすることにより、赤色、青
色及び緑色用感光層３，５，７の感光波長帯域を制御で
きることになる。

【００３５】そして、上述したようなホログラム光学素
子１を用いることで、赤色、緑色及び青色の多波長同時
露光による方法又は多波長順次露光による方法によって
も、それぞれ独立した赤色、青色及び緑色用感光層３，
５，７に、赤色、青色及び緑色の干渉縞がそれぞれ記録
されるため、高い回折効率を有するカラーホログラムを
作製することができる。

【００３６】上述したようなホログラム光学素子１は、
いわゆる厚いホログラムを作製する際に特に好適であ
る。ここで、いわゆる厚いホログラムとは、干渉縞の間
隔が、感光層３，５，７の厚さに比べて小さいホログラ
ムであり、入射光束を回折反射する際に、この入射光束
の波長並びに入射角度に対して選択性をもつ。

【００３７】すなわち、無限に厚いホログラムにおいて
は、再生（回折）のための入射光はその製造光束と同一
の波長、同一の入射角の場合にのみ再生（回折）が行わ
れ、その他の波長もしくは入射角の場合には再生（回
折）は行われず、０次光（つまり回折されずにホログラ
ムを透過してくる光束）が発生するのみである。

【００３８】つまり、厚いホログラムでは、ホログラム
再生光源として広帯域なスペクトルをもつ光源を用いて
も単一波長による再生が可能であり、薄いホログラムの
再生時にみられるような回折角度の波長依存性は現れ
ず、原理的に色ずれのないカラー（多波長）再生が可能
である。

【００３９】つぎに、上述したようなホログラム光学素
子１の製造方法について説明する。本方法では、ホログ
ラム感光材料を噴霧することにより、曲面基板２上にホ
ログラム感光層を形成する。

【００４０】図６及び図７に、本発明を適用してホログ
ラム光学素子１を製造する際に用いられる噴霧装置の一
構成例を示す。この噴霧装置４０は、略円盤状のリボル
バ４１と、リボルバ４１にそれぞれ取り付けられた赤色
感光材料噴霧ノズル４２と、青色感光材料噴霧ノズル４
３と、緑色感光材料噴霧ノズル４４と、バリア層料噴霧
ノズル４５と、保護層料噴霧ノズル４６とを備えてい
る。そして、リボルバ４１は支持部材４７に支持されて
おり、この支持部材４７を回転軸として例えば図中矢印
方向に回転可能となされている。

【００４１】そして、赤色感光材料噴霧ノズル４２に
は、図示しない赤色感光材料供給管を介して、図示しな
い赤色感光材料タンクが接続されている。この赤色感光
材料タンクには、赤色感光材料が溜められている。ま
た、青色感光材料噴霧ノズル４３には、図示しない青色
感光材料供給管を介して、図示しない青色感光材料タン
クが接続されている。この青色感光材料タンクには、青
色感光材料が溜められている。また、緑色感光材料噴霧
ノズル４４には、図示しない緑色感光材料供給管を介し
て、図示しない緑色感光材料タンクが接続されている。
この緑色感光材料タンクには、緑色感光材料が溜められ
ている。

【００４２】ここで、上記の赤色感光材料、青色感光材
料及び緑色感光材料は、それぞれ、増感色素、反応開始
剤、連鎖移動作用剤、モノマ、高分子バインダ等を含有
するフォトポリマから構成されている。

【００４３】そして、赤色感光材料は、約６００〜７０
０ｎｍの波長帯域においてのみ十分な感度をもつよう
に、増感色素や反応開始剤が含有されており、青色感光
材料は、約４００〜４８０ｎｍの波長帯域においてのみ
十分な感度をもつように、増感色素や反応開始剤が含有
されている。また、緑色感光材料は、約５００〜５５０
ｎｍの波長帯域においてのみ十分な感度をもつように、
増感色素や反応開始剤が含有されている。

【００４４】また、バリア層料噴霧ノズル４５には、図
示しないバリア層材料供給管を介して、図示しないバリ
ア層材料タンクが接続されている。このバリア層材料タ
ンクには、バリア層材料が溜められている。ここで、バ
リア層材料には、無色透明であり感光層間の分子の移動
を抑制するような材質、例えばポリエチレンテレフタレ
ート、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコー
ル、アクリル樹脂等を用いることができる。

【００４５】また、保護層料噴霧ノズル４６には、図示
しない保護層材料供給管を介して、図示しない保護層材
料タンクが接続されている。この保護層材料タンクに
は、保護層材料が溜められている。ここで、保護層材料
には、無色透明であり、感光層、バリア層を空気中の湿
度から守るような、防湿効果の高い材質、例えばポリエ
チレンテレフタレート、アクリル樹脂等が用いられる。

【００４６】つぎに、上述したような噴霧装置４０を用
いて、ホログラム光学素子１を製造する際の工程につい
て説明する。

【００４７】まず、曲面基板２上に赤色感光層を形成す
る。

【００４８】曲面基板２上に赤色感光層を形成するに
は、まず、図６及び図７に示すように、リボルバ４１を
回転させて、赤色感光材料噴霧ノズル４２を曲面基板２
のほぼ真上に配する。次に、赤色感光材料を、赤色感光
材料タンクから赤色感光材料供給管を介して、赤色感光
材料噴霧ノズル４２に供給する。そして、赤色感光材料
噴霧ノズル４２から赤色感光材料を曲面基板２上に噴霧
することにより、赤色感光層３が曲面基板２上に形成さ
れる。赤色感光層３の厚さは、具体的には例えば１５μ
ｍ程度とする。

【００４９】次に、赤色感光層３上にバリア層４を形成
する。

【００５０】赤色感光層３上にバリア層４を形成するに
は、まず、図８及び図９に示すように、リボルバ４１を
回転させて、バリア層料噴霧ノズル４５を曲面基板２の
ほぼ真上に位置させる。次に、バリア層材料を、バリア
層材料タンクからバリア層材料供給管を介して、バリア
層料噴霧ノズル４５に供給する。そして、バリア層料噴
霧ノズル４５からバリア層材料を赤色感光層３上に噴霧
することにより、バリア層４が赤色感光層３上に形成さ
れる。バリア層４の厚さは、具体的には例えば５μｍ程
度とする。

【００５１】次に、バリア層４上に青色感光層５を形成
する。

【００５２】バリア層４上に青色感光層５を形成するに
は、まず、図１０及び図１１に示すように、リボルバ４
１を回転させて、青色感光材料噴霧ノズル４３を曲面基
板２のほぼ真上に位置させる。次に、青色感光材料を、
青色感光材料タンクから青色感光材料供給管を介して青
色感光材料噴霧ノズル４３に供給する。そして、青色感
光材料噴霧ノズル４３から青色感光材料をバリア層４上
に噴霧することにより、青色感光層５がバリア層４上に
形成される。青色感光層５の厚さは、具体的には例えば
１５μｍ程度とする。

【００５３】次に、青色感光層５上にバリア層６を形成
する。

【００５４】青色感光層５上にバリア層６を形成するに
は、まず、図１２及び図１３に示すように、リボルバ４
１を回転させて、バリア層料噴霧ノズル４５を曲面基板
２のほぼ真上に位置させる。次に、バリア層材料を、バ
リア層材料タンクからバリア層材料供給管を介してバリ
ア層料噴霧ノズル４５に供給する。そして、バリア層料
噴霧ノズル４５からバリア層材料を青色感光層５上に噴
霧することにより、バリア層６が青色感光層５上に形成
される。バリア層６の厚さは、具体的には例えば５μｍ
程度とする。

【００５５】次に、バリア層６上に緑色感光層７を形成
する。

【００５６】バリア層６上に緑色感光層７を形成するに
は、まず、図１４及び図１５に示すように、リボルバ４
１を回転させて、緑色感光材料噴霧ノズル４４を曲面基
板２のほぼ真上に位置させる。次に、緑色感光材料を、
緑色感光材料タンクから緑色感光材料供給管を介して緑
色感光材料噴霧ノズル４４に供給する。そして、緑色感
光材料噴霧ノズル４４から緑色感光材料をバリア層６上
に噴霧することにより、緑色感光層７がバリア層６上に
形成される。緑色感光層７の厚さは、具体的には例えば
１５μｍ程度とする。

【００５７】次に、緑色感光層７上に保護層８を形成す
る。

【００５８】緑色感光層７上に保護層８を形成するに
は、まず、図１６及び図１７に示すように、リボルバ４
１を回転させて、保護層料噴霧ノズル４６を曲面基板２
のほぼ真上に位置させる。次に、保護層材料を、保護層
材料タンクから保護層材料供給管を介して、保護層料噴
霧ノズル４６に供給する。そして、保護層料噴霧ノズル
４６から保護層材料を緑色感光層７上に噴霧することに
より、保護層８が緑色感光層７上に形成される。保護層
８の厚さは、具体的には例えば２５μｍ程度とする。

【００５９】以上のようにして、曲面基板２上に、赤色
用感光層３と、バリア層４と、青色用感光層５と、バリ
ア層６と、青色用感光層７と、保護層８とがこの順に積
層形成されて、図１に示したようなホログラム光学素子
１が作製される。

【００６０】上述したような、ホログラム光学素子１を
構成する各層の材料を噴霧することで、曲面基板２の表
面が３次元曲面を有するような場合であっても、上記各
層の材料を均一に、安定して曲面基板２上に被着させる
ことができ、光学特性に優れたホログラム光学素子１を
得ることができる。

【００６１】なお、上述した説明では、バリア層料噴霧
ノズル４５と、保護層料噴霧ノズル４６とを別個に設け
た場合を例に挙げて説明したが、保護層材料として、バ
リア層材料と同一のものを用いる場合には、保護層料噴
霧ノズル４６を設けずに、バリア層料噴霧ノズル４５
を、保護層料噴霧ノズル４６として兼用することもでき
る。

【００６２】また、上述した実施の形態では、３次元曲
率を有する曲面基板２を用いてホログラム光学素子１を
作製する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、表面が略平坦な基板又はベー
スフィルムを用いてホログラム光学素子を作製する場合
にも、もちろん適用可能である。

【００６３】なお、上述した実施の形態では、赤色、青
色及び緑色用感光層３，５，７の厚みがすべて同じとさ
れたホログラム光学素子１を例に挙げて説明したが、各
色用感光層３，５，７の厚みを異なるものとしてもよ
い。赤色、青色及び緑色用感光層３，５，７の厚さは、
回折効率の最大値及び回折スペクトルの帯域に影響し、
定性的には、赤色、青色及び緑色用感光層３，５，７の
厚さが厚いほど回折効率の最大値は増加し、回折スペク
トルの帯域は減少する。

【００６４】従って、赤色、青色及び緑色用感光層３，
５，７の厚さをコントロールし、再生光源のスペクトル
に合わせた回折スペクトル帯域をもたせることで、光利
用効率を上げることが可能となる。例えば、図１８のス
ペクトルに示すように、赤色のバンド幅が比較的広い再
生光源を用いる場合、赤色用感光層３の厚さを、青色用
感光層５及び緑色用感光層７に比べて薄くする。具体的
には、青色用感光層５及び緑色用感光層７の厚さが１５
μｍとされている場合、赤色用感光層３の厚さを、例え
ば７μｍとする。

【００６５】また、上述した実施の形態では、ホログラ
ム光学素子１を露光する際に、赤色、青色及び緑色の光
を色合成して一度に照射してホログラム光学素子１を露
光する多波長同時露光を例に挙げて説明したが、赤色、
青色及び緑色の光をそれぞれ単独に順次照射する多波長
順次露光によっても、ホログラム光学素子１を露光する
ことができる。この場合、各色の露光工程の間に定着工
程を介さなくても、明るく高回折効率のカラーホログラ
ムを得ることができる。

【００６６】

【発明の効果】本発明では、層構成材料を噴霧すること
により、３次元曲面を有する基板上であっても、各構成
層が基板全面に亘って均一の厚みに形成されたホログラ
ム光学素子を得ることができる。

【００６７】さらに本発明では、各露光波長に対して独
立して感光作用をもつ複数のホログラム感光層を曲面基
板上に形成することにより、多波長同時露光又は定着工
程を伴わない多波長順次露光によっても明るく高回折効
率なホログラムが得られるホログラム光学素子を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホログラム光学素子の一構成例を示す
断面図である。

【図２】ホログラム光学素子を露光するカラー露光シス
テムの光学系の一例を示した模式図である。

【図３】位相変調による干渉縞の記録原理を説明する図
であり、モノマが高分子バインダ中に分散されている状
態を示す模式図である。

【図４】位相変調による干渉縞の記録原理を説明する図
であり、干渉縞の明暗に応じてモノマが移動した状態を
示す模式図である。

【図５】位相変調による干渉縞の記録原理を説明する図
であり、紫外線を照射して残存モノマを光重合させた状
態を示す模式図である。

【図６】ホログラム光学素子を製造する際に用いられる
噴霧装置の一例を模式的に示す平面図である。

【図７】図７に示される噴霧装置の側面図である。

【図８】ホログラム光学素子の製造方法を説明する図で
あり、赤色感光層上にバリア層を形成する状態を示す平
面図である。

【図９】図８を側面から見た状態を示す側面図である。

【図１０】ホログラム光学素子の製造方法を説明する図
であり、バリア層上に青色感光層を形成する状態を示す
平面図である。

【図１１】図１０を側面から見た状態を示す側面図であ
る。

【図１２】ホログラム光学素子の製造方法を説明する図
であり、青色感光層上にバリア層を形成する状態を示す
平面図である。

【図１３】図１２を側面から見た状態を示す側面図であ
る。

【図１４】ホログラム光学素子の製造方法を説明する図
であり、バリア層上に緑色感光層を形成する状態を示す
平面図である。

【図１５】図１４を側面から見た状態を示す側面図であ
る。

【図１６】ホログラム光学素子の製造方法を説明する図
であり、緑色感光層上に保護層を形成する状態を示す平
面図である。

【図１７】図１６を側面から見た状態を示す側面図であ
る。

【図１８】再生光源の波長帯域の一例を示すスペクトル
図である。

【図１９】従来のホログラム感光フィルムの一構成例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ホログラム光学素子、２基板、３赤色用感
光層、４，６バリア層、５青色用感光層、７
緑色用感光層、８カバーフィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】曲率を有する基板と、上記基板の曲率を有する主面上に形成された少なくとも
２層以上の感光層とを有し、上記少なくとも２層以上の感光層は、それぞれ異なるレ
ーザ波長帯域に対して感光作用をもつことを特徴とする
ホログラム光学素子。
【請求項２】上記２層以上の感光層の間に、当該感光
層間での分子移動を抑制するバリア層が配されているこ
とを特徴とする請求項１記載のホログラム光学素子。
【請求項３】上記２層以上の感光層は、感光作用をも
つレーザ波長帯域が異なる増感色素をそれぞれ含有する
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム光学素子。
【請求項４】上記２層以上の感光層は、感光作用をも
つレーザ波長帯域が異なる反応開始剤をそれぞれ含有す
ることを特徴とする請求項１記載のホログラム光学素
子。
【請求項５】３層の感光層を有し、各感光層が感光作
用をもつレーザ波長帯域の中心波長が、それぞれ４００
〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ、６００〜７００ｎ
ｍに存在することを特徴とする請求項１記載のホログラ
ム光学素子。
【請求項６】上記感光層は、フォトポリマからなるこ
とを特徴とする請求項１記載のホログラム光学素子。
【請求項７】少なくとも２種類以上の感光材料を、曲
率を有する基板上に順次噴霧することにより、少なくと
も２層以上の感光層を上記基板上に積層形成する工程を
有し、上記少なくとも２種類以上の感光材料は、それぞれ異な
るレーザ波長帯域に対して感光作用をもつことを特徴と
するホログラム光学素子の製造方法。