JP2016188907A - 体積ホログラフィック素子、体積ホログラフィック素子の製造方法、および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】干渉露光時に基板と空気層との界面での反射に起因する余計な干渉縞の発生を抑制することのできる体積ホログラフィック素子、体積ホログラフィック素子の製造方法、および体積ホログラフィック素子を用いた表示装置を提供すること。【解決手段】体積ホログラフィック素子１の製造工程において、干渉露光工程では、参照光Ｌ２を第２基板５Ｂの側から斜め方向にホログラフィック材料層４に照射し、物体光Ｌ１を第１基板５Ａの側から垂直にホログラフィック材料層４に照射する。第１基板５Ａの第１面５Ａ０には、透光性の第１反射防止層７Ａが形成されているため、参照光Ｌ２が第１面５Ａ０で斜め方向に反射するという事態が発生しにくい。また、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０には、透光性の第２反射防止層７Ｂが形成されているため、物体光Ｌ１が第２面５Ｂ０で反射するという事態が発生しにくい。【選択図】図２

Description

本発明は、体積ホログラフィック素子、体積ホログラフィック素子の製造方法、および表示装置に関するものである。

体積ホログラフィック素子については、図１１に示すように、第１基板５Ａ、ホログラフィック材料層４、接着層６（中間層）、および第２基板５Ｂを順に積層した構成が提案されている（特許文献１参照）。かかる構成の体積ホログラフィック素子を製造するには、干渉露光工程において、共通の光源から出射された光束を分割してなる物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とを未硬化状態あるいは半硬化状態のホログラフィック材料層４に照射して干渉露光を行いホログラフィック材料層４の内部に屈折率が互いに異なる部分を縞状に形成した後、硬化工程において、ホログラフィック材料層４を硬化させる。

特開平７−２３４６２７号公報

しかしながら、干渉露光工程では、第１基板５Ａのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第１面５Ａ０と空気層との界面や、第２基板５Ｂのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第２面５Ｂ０と空気層との界面で露光光の一部が反射し、所定位置以外にも干渉縞が発生してしまう。このため、ホログラフィック材料層４の内部に、屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができないという問題点がある。例えば、第２基板５Ｂの側から斜め方向に参照光Ｌ２を照射すると、矢印Ｌ２０で示すように、第１基板５Ａの第１面５Ａ０と空気層との界面で参照光Ｌ２の一部が斜めに反射し、ホログラフィック材料層４の所定位置以外にも干渉縞が発生してしまう。なお、第１基板５Ａの側から垂直に照射した物体光Ｌ１は、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０と空気層との界面で垂直に反射するが、かかる反射光も反射方向が斜めに傾くと、所定位置以外にも干渉縞が発生する原因となる。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、干渉露光時に基板と空気層との界面での反射に起因する余計な干渉縞の発生を抑制することのできる体積ホログラフィック素子、体積ホログラフィック素子の製造方法、および体積ホログラフィック素子を用いた表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る体積ホログラフィック素子の一態様は、透光性の第１基板と、前記第１基板に対向する透光性の第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１ホログラフィック材料層と、前記第１基板の前記第１ホログラフィック材料層とは反対側の面である第１面に配置された透光性の第１反射防止層と、を有することを特徴とする。

本発明に係る体積ホログラフィック素子では、第１基板の第１面に透光性の第１反射防止層が積層されているので、体積ホログラフィック素子の製造工程において、ホログラフィック材料層に対して第１基板とは反対の側から物体光あるいは参照光からなる露光光を照射した際、第１基板の第１面で露光光が斜めに反射しにくいに。従って、露光の際、ホログラフィック材料層の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができる。それ故、屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができるので、余計な縞（回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

本発明において、前記第２基板の前記第１ホログラフィック材料層とは反対側の面である第２面に配置された透光性の第２反射防止層を有することが好ましい。かかる構成によれば、体積ホログラフィック素子の製造工程において、露光の際、ホログラフィック材料層に対して第１基板側から照射した露光光が第２基板と空気層との界面で反射しにくいので、ホログラフィック材料層の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができる。従って、屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができるので、余計な縞（回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

本発明において、前記第１ホログラフィック材料層、前記第１基板および前記第２基板が厚さ方向の一方側に撓んだ湾曲部を有している態様を採用してもよい。

本発明において、さらに、前記第２基板と前記第１ホログラフィック材料層との間に配置された透光性の第１フィルムと、前記第２基板と前記第１フィルムとの間に配置された透光性の第１接着層と、を有する態様を採用することができる。

本発明において、さらに、前記第２基板と前記第１ホログラフィック材料層との間に配置された第２ホログラフィック材料層と、前記第１ホログラフィック材料層と前記第２ホログラフィック材料層との間に配置された透光性の第１フィルムと、を有する態様を採用してもよい。かかる構成によれば、第１基板と第２基板との間でホログラフィック材料層およびフィルムが厚さ方向で対称となる順に積層することができる。このため、体積ホログラフィック素子の製造工程において、ホログラフィク材料層を露光した際やホログラフィック材料層を硬化させる際、ホログラフィック材料層に膨張あるいは収縮が発生して体積ホログラフィック素子に応力が発生しても、かかる応力は、体積ホログラフィック素子の厚さ方向の中心に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて相殺される。従って、体積ホログラフィック素子の撓みを抑制することができる。それ故、体積ホログラフィック素子に屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができる。

本発明において、さらに、前記第２ホログラフィック材料層と前記第１フィルムとの間に配置された、透光性の第２フィルムと、前記第１フィルムと前記第２フィルムとの間に配置された第１接着剤と、を有する態様を採用してもよい。かかる構成によれば、第１基板と第２基板との間でホログラフィック材料層、接着剤層、およびフィルムが厚さ方向で対称となる順に積層することができる。このため、体積ホログラフィック素子の製造工程において、ホログラフィク材料層を露光した際やホログラフィック材料層を硬化させる際、ホログラフィック材料層に膨張あるいは収縮が発生して体積ホログラフィック素子に応力が発生しても、かかる応力は、体積ホログラフィック素子の厚さ方向の中心に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて相殺される。従って、体積ホログラフィック素子の撓みを抑制することができる。それ故、体積ホログラフィック素子に屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができる。

本発明において、さらに、前記第１基板と前記第１ホログラフィック材料層との間に配置された透光性の第１フィルムと、前記第２基板と前記第１ホログラフィック材料層との間に配置された透光性の第２フィルムと、前記第１基板と前記第１フィルムとの間に配置された第１接着層と、前記第２基板と前記第２フィルムとの間に配置された第２接着層と、を有する態様を採用してもよい。かかる構成によれば、第１基板と第２基板との間でホログラフィック材料層、接着剤層、およびフィルムが厚さ方向で対称となる順に積層することができる。このため、体積ホログラフィック素子の製造工程において、ホログラフィク材料層を露光した際やホログラフィック材料層を硬化させる際、ホログラフィック材料層に膨張あるいは収縮が発生して体積ホログラフィック素子に応力が発生しても、かかる応力は、体積ホログラフィック素子の厚さ方向の中心に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて相殺される。従って、体積ホログラフィック素子の撓みを抑制することができる。それ故、体積ホログラフィック素子に屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができる。

本発明において、さらに、前記第１ホログラフィック材料層と前記第２フィルムとの間に配置された第２ホログラフィック材料層を有する態様を採用してもよい。かかる構成によれば、第１基板と第２基板との間でホログラフィック材料層、およびフィルムが厚さ方向で対称となる順に積層することができる。このため、体積ホログラフィック素子の製造工程において、ホログラフィク材料層を露光した際やホログラフィック材料層を硬化させる際、ホログラフィック材料層に膨張あるいは収縮が発生して体積ホログラフィック素子に応力が発生しても、かかる応力は、体積ホログラフィック素子の厚さ方向の中心に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて相殺される。従って、体積ホログラフィック素子の撓みを抑制することができる。それ故、体積ホログラフィック素子に屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができる。

本発明に係る体積ホログラフィック素子の製造方法の一態様は、透光性の第１基板、ホログラフィック材料層、および透光性の第２基板が順に配置された積層体を形成する積層工程と、物体光および参照光のうちの少なくとも一方の光を前記ホログラフィック材料層に対して前記第２基板の側から照射する干渉露光工程と、を有し、前記第１基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面である第１面に透光性の第１反射防止層を配置した状態で前記干渉露光工程を行うことを特徴とする。

本発明に係る体積ホログラフィック素子の製造方法では、第１基板の第１面に透光性の第１反射防止層が積層されているので、ホログラフィック材料層に対して第１基板とは反対の側から斜め方向に物体光あるいは参照光からなる露光光を照射した際、第１基板の第１面で露光光が斜めに反射しにくいに。従って、露光の際、ホログラフィック材料層の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができる。それ故、屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができるので、余計な縞（回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

この場合、前記干渉露光工程を行う際、前記第２基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面である第２面に透光性の第２反射防止層を配置しておき、前記干渉露光工程では、前記物体光および前記参照光のうちの一方の光を前記ホログラフィック材料層に対して前記第２基板の側から照射し、他方の光を前記ホログラフィック材料層に対して前記第１基板の側から照射することが好ましい。かかる構成によれば、ホログラフィック材料層に対して第１基板側から照射した露光光が第２基板の第２面で反射しにくいので、ホログラフィック材料層の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができる。

本発明に係る体積ホログラフィック素子の製造方法の別態様は、透光性の基板の一方の面にホログラフィック材料層を配置する積層工程と、物体光および参照光のうちの少なくとも一方を前記一方の面とは反対側の面である他方の面側から照射する干渉露光工程と、を有し、前記基板の前記他方の面側に透光性の反射防止層を配置した状態で前記干渉露光工程を行うことを特徴とする。

本発明では、基板の他方の面（外面）に透光性の反射防止層が積層されているので、ホログラフィック材料層に対して基板とは反対の側から物体光あるいは参照光からなる露光光を照射した際、基板と空気層との界面で露光光が斜めに反射しにくいに。従って、ホログラフィック材料層の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができる。従って、屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができるので、余計な縞（回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

本発明に係る表示装置の一態様は、画像光生成装置と、前記画像光生成装置から出射された画像光を導光する導光系と、を有し、前記導光系は、体積ホログラフィック素子を含み、前記体積ホログラフィク素子は、透光性の第１基板と、前記第１基板に対向する透光性の第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置されたホログラフィック材料層と、前記第１基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面である第１面に配置された透光性の第１反射防止層と、を有することを特徴とする。

本発明に係る表示装置では、第１基板の１外面に透光性の第１反射防止層が積層されているので、体積ホログラフィック素子の製造工程において、ホログラフィック材料層に対して第１基板とは反対の側から斜め方向に物体光あるいは参照光からなる露光光を照射した際、第１基板の第１面で露光光が斜めに反射しにくいに。従って、露光の際、ホログラフィック材料層の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができる。従って、屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができるので、余計な縞（回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

本発明に係る表示装置において、前記第２基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面である第２面に配置された透光性の第２反射防止層を有することが好ましい。かかる構成によれば、体積ホログラフィック素子の製造工程において、ホログラフィック材料層に対して第１基板側から照射した露光光が第２基板と空気層との界面で反射しにくいので、ホログラフィック材料層の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができる。従って、屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができるので、余計な縞（回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

本発明において、前記導光系は、前記画像光生成装置から出射された画像光を投射する投射光学系と、前記投射光学系から投射された画像光を観察者の眼に向けて偏向する偏向部材と、を備え、前記偏向部材は、前記体積ホログラフィック素子を含んでいる態様を採用することができる。

本発明の実施の形態１に係る体積ホログラフィック素子の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る体積ホログラフィック素子の製造工程において、平面波を用いた露光干渉工程を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１の変形例２に係る体積ホログラフィック素子の製造工程において、球面波を用いた露光干渉工程を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１の変形例３に係る体積ホログラフィック素子の製造工程において、平面波を用いた露光干渉工程を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る体積ホログラフィック素子の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る体積ホログラフィック素子によって解消した問題の説明図である。 本発明の実施の形態３に係る体積ホログラフィック素子の説明図である。 本発明の実施の形態４に係る体積ホログラフィック素子の説明図である。 本発明の実施の形態５に係る体積ホログラフィック素子の説明図である。 本発明を適用した網膜走査型の表示装置の一態様を示す説明図である。 本発明の参考例に係る体積ホログラフィック素子の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明においては、図１１を参照して説明した構成との対応が分かりやすいように、共通する部分には、同一の符号を付して説明する。

［実施の形態１］
（体積ホログラフィック素子１の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る体積ホログラフィック素子１の説明図であり、図１（ａ）〜（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、体積ホログラフィック素子１における各層の積層方法を示す説明図、体積ホログラフィック素子１の積層構造を示す説明図、および体積ホログラフィック素子１の変形例を示す説明図である。

図１（ｄ）に示すように、本形態の体積ホログラフィック素子１では、対向配置された一対の透光性の基板５の間に回折格子が形成されたホログラフィック材料層４が積層されている。また、体積ホログラフィック素子１では、一対の基板５の間に、ホログラフィック材料層４と、ホログラフィック材料層４に接する透光性のフィルム３と、フィルム３と一対の基板５（第１基板および第２基板）の一方とを接着する透光性の接着層６が積層されている。

より具体的には、本形態の体積ホログラフィック素子１では、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとの間には、第１基板５Ａ側から第２基板５Ｂ側に向けて、ホログラフィック材料層４、フィルム３、および接着層６が順に積層されている。本形態において、フィルム３は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース等のプラスチックフィルムからなる。基板５は、アクリル樹脂等からなる透光性のプラスチック基板や、ガラス基板からなる。接着層６は、熱硬化性接着剤、湿気硬化性接着剤、２液混合型接着剤や、粘着シートからなる。

ここで、第１基板５Ａのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第１面５Ａ０側には透光性の反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）が積層されている。また、第２基板５Ｂのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第２面５Ｂ０側には透光性の反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）が積層されている。本形態において、第１基板５Ａの第１面５Ａ０に第１反射防止層７Ａが直接、積層され、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０に第２反射防止層７Ｂが直接、形成されている。かかる第１反射防止層７Ａおよび第２反射防止層７Ｂは各々、フッ化マグネシウム等の透光性の単体膜、あるいは、屈折率が異なる複数の膜を積層した誘電体多層膜からなる。第１反射防止層７Ａと第２反射防止層７Ｂとは、厚さが相違しており、本形態では、後述する露光光の入射角度に対応して、第１反射防止層７Ａの厚さが第２反射防止層７Ｂの厚さより薄くなっている。

（体積ホログラフィック素子１の製造方法）
図２は、本発明の実施の形態１に係る体積ホログラフィック素子１の製造工程において、平面波を用いた露光干渉工程を模式的に示す説明図である。

本形態の体積ホログラフィック素子１の製造工程では、図１（ａ）に示すように、透光性のフィルム３の一方面に未硬化状態あるいは半硬化状態のホログラフィック材料層４、および保護シート８が積層されている材料シート９を用いる。ここで、体積ホログラフィック素子１を透過性の体積ホログラフィック素子１として構成する場合、ホログラフィック材料層４は、感光性ポリマーや感光性レジスト等を含んでおり、硬化前のホログラフィック材料層４は粘着性を有している。また、体積ホログラフィック素子１を反射型ホログラフィック素子や部分反射型ホログラフィック素子として構成する場合、ホログラフィック材料層４は、銀塩乳剤、感光性ポリマーや感光性レジスト等を含んでおり、硬化前のホログラフィック材料層４は粘着性を有している。

本形態では、まず、積層工程において、図１（ｂ）に示すように、暗室内で材料シート９から保護シート８を剥離する。次に、図１（ｃ）に示すように、フィルム３をホログラフィック材料層４を介して第１基板５Ａの一方面に貼付する。次に、フィルム３のホログラフィック材料層４側とは反対側の面に接着剤や粘着シート等からなる接着層６を設ける。次に、図１（ｄ）に示すように、第２基板５Ｂを接着層６によってフィルム３と接着する。その結果、図１（ｄ）に示す積層体１ｓが形成され、かかる積層体１ｓにおいて、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとの間には、第１基板５Ａ側から第２基板５Ｂ側に向けて、ホログラフィック材料層４、フィルム３、および接着層６が順に積層されている。かかる積層工程では、ローラー等によって各層同士を押し付け、密着した状態に積層する。

次に、干渉露光工程では、図２に示すように、共通の光源から出射された光束を分割してなる物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とをホログラフィック材料層４に照射して干渉露光を行い、第１ホログラフィック材料層層４の内部に屈折率が互いに異なる部分を縞状に形成する。屈折率の変化は、例えばｓｉｎカーブ状に変化する。本形態では、参照光Ｌ２を第２基板５Ｂの側から斜め方向にホログラフィック材料層４に照射し、物体光Ｌ１を第１基板５Ａの側から垂直にホログラフィック材料層４に照射する。ここで、物体光Ｌ１および参照光Ｌ２はいずれも平面波である。

次に、硬化工程では、ホログラフィック材料層４に対して紫外線照射や加熱等を行い、ホログラフィック材料層４を硬化させる。その結果、体積ホログラフィック素子１が製造される。

このような製造方法において、本形態では、第１基板５Ａの第１面５Ａ０に透光性の反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）を積層し、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０に透光性の反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）を積層した状態で、図２（ａ）に示す干渉露光工程を行う。かかる第１反射防止層７Ａおよび第２反射防止層７Ｂの形成工程は、例えば、積層工程において積層体１ｓを形成した後、干渉露光工程の前に行う。また、積層工程の前に第１基板５Ａおよび第２基板５Ｂに第１反射防止層７Ａおよび第２反射防止層７Ｂを形成しておき、その後、積層工程を行ってもよい。また、第１反射防止層７Ａおよび第２反射防止層７Ｂの一方を積層工程の前に形成し、第１反射防止層７Ａおよび第２反射防止層７Ｂの他方を積層工程の後に形成してもよい。本形態では、図１（ｃ）に示すように、積層工程の前に第１基板５Ａおよび第２基板５Ｂに第１反射防止層７Ａおよび第２反射防止層７Ｂを形成しておき、その後、積層工程を行う。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、透光性の基板５の一方面側にホログラフィック材料層４を積層する積層工程と、物体光Ｌ１および参照光Ｌ２のうちの少なくとも一方をホログラフィック材料層４に対して基板５とは反対側から斜めに照射する干渉露光工程とを有し、基板５の他方面側（基板５のホログラフィック材料層４とは反対側の外面）に透光性の反射防止層７を積層した状態で干渉露光工程を行う。

例えば、本形態では、図２に示すように、平面波を用いて干渉露光を行う場合、参照光Ｌ２を第２基板５Ｂの側から斜め方向にホログラフィック材料層４に照射し、物体光Ｌ１を第１基板５Ａの側から垂直にホログラフィック材料層４に照射する。この場合でも、第１基板５Ａの第１面５Ａ０には、反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）が形成されている。このため、参照光Ｌ２が第１基板５Ａの第１面５Ａ０で斜め方向に反射するという事態が発生しにくい。また、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０には、反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）が形成されている。このため、物体光Ｌ１が第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０で垂直方向からずれた方向に反射するという事態が発生しにくい。従って、露光の際、ホログラフィック材料層４の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができる。それ故、体積ホログラフィック素子１に対して、屈折率が互いに異なる縞（回折格子）を適正に形成することができるので、余計な縞（回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

また、本形態では、露光光の入射角度に対応して、第１反射防止層７Ａの厚さが第２反射防止層７Ｂの厚さより薄くなっており、第１反射防止層７Ａの厚さが第２反射防止層７Ｂの厚さより薄くなっている。このため、斜めに照射される参照光Ｌ２に対して適正な第１反射防止層７Ａを構成することができ、垂直に照射される物体光Ｌ１に対して適正な第２反射防止層７Ｂを構成することができる。

［実施の形態１の変形例１］
図１（ｄ）示す体積ホログラフィック素子１（積層体１ｓ）は平板状であったが、図１（ｅ）に示すように、第１基板５Ａ、ホログラフィック材料層４、フィルム３、接着層６および第２基板５Ｂが厚さ方向の一方側に撓んだ湾曲部１ａを設けてもよい。かかる湾曲部１ａは、例えば、各層を積層する際、湾曲した基板５を用いることによって構成することができる。かかる構成の場合、湾曲部１ａを有する状態で干渉露光を行うと、参照光Ｌ２には積層体１ｓに斜めに入射する光線が含まれているとともに、物体光Ｌ１にも積層体１ｓに斜めに入射する構成が含まれていることになる。このような場合でも、第１基板５Ａの第１面５Ａ０には、反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）が形成されているため、参照光Ｌ２が第１基板５Ａの第１面５Ａ０で斜めに反射しにくい。また、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０には、反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）が形成されているため、物体光Ｌ１が第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０で斜めに反射しにくい。従って、体積ホログラフィック１において、ホログラフィック材料層４の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができるので、余計な干渉縞（余計な回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

また、本形態では、湾曲部１ａでは、積層体１ｓに対する参照光Ｌ２の入射角度が位置によって相違し、積層体１ｓに対する物体光Ｌ１の入射角度が位置によって相違している、従って、第１反射防止層７Ａの厚さについては、積層体１ｓに対する参照光Ｌ２の入射角度に応じて、第１基板５Ａの第１面５Ａ０の位置毎に変化させて適正化し、第２反射防止層７Ｂの厚さについては、積層体１ｓに対する物体光Ｌ１の入射角度に応じて、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０の位置毎に変化させて適正化してもよい。

また、第１反射防止層７Ａおよび第２反射防止層７Ｂの厚さは、入射角度に応じて変化させてもよいが、物体光Ｌ１の入射角度変化の影響を緩和できる程度に平均的な厚さに設定しても良い。

［実施の形態１の変形例２］
図３は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る体積ホログラフィック素子１の製造工程において、球面波を用いた露光干渉工程を模式的に示す説明図である。なお、本形態および後述する実施の形態は、基本的な構成が共通しているため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。

実施の形態２では、平面波を用いて干渉露光工程を行ったが、図３に示すように、本形態では、球面波を用いて干渉露光工程を行う。例えば、球面波からなる参照光Ｌ２の中心光軸Ｌ２１を第２基板５Ｂに対して斜めに設定してホログラフィック材料層４に照射し、球面波からなる物体光Ｌ１の中心光軸Ｌ１１を第１基板５Ａに対して垂直に設定してホログラフィック材料層４に照射する。

かかる構成の場合、参照光Ｌ２には積層体１ｓに斜めに入射する光線が含まれているとともに、物体光Ｌ１にも積層体１ｓに斜めに入射する構成が含まれている。このような場合でも、第１基板５Ａの第１面５Ａ０には、反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）が形成されているため、参照光Ｌ２が第１基板５Ａの第１面５Ａ０で斜めに反射しにくい。また、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０には、反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）が形成されているため、物体光Ｌ１が第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０で斜めに反射しにくい。従って、露光の際、ホログラフィック材料層４の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができるので、体積ホログラフィック素子１では、余計な回折格子に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

ここで、露光光の入射角度に対応して、第１反射防止層７Ａの厚さが第２反射防止層７Ｂの厚さより薄くなっており、第１反射防止層７Ａの厚さが第２反射防止層７Ｂの厚さより薄くなっている。このため、斜めに照射される参照光Ｌ２に対して適正な第１反射防止層７Ａを構成することができ、垂直に照射される物体光Ｌ１に対して適正な第２反射防止層７Ｂを構成することができる。

また、本形態では、球面波で干渉露光を行ったため、積層体１ｓに対する参照光Ｌ２の入射角度が位置によって相違し、積層体１ｓに対する物体光Ｌ１の入射角度が位置によって相違している、従って、第１反射防止層７Ａの厚さについては、積層体１ｓに対する参照光Ｌ２の入射角度に応じて、第１基板５Ａの第１面５Ａ０の位置毎に変化させて適正化し、第２反射防止層７Ｂの厚さについては、積層体１ｓに対する物体光Ｌ１の入射角度に応じて、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０の位置毎に変化させて適正化してもよい。

また、第１反射防止層７Ａおよび第２反射防止層７Ｂの厚さは、入射角度に応じて変化させてもよいが、物体光Ｌ１の入射角度変化の影響を緩和できる程度に平均的な厚さに設定しても良い。

［実施の形態１の変形例３］
図４は、本発明の実施の形態１の変形例３に係る体積ホログラフィック素子１の製造工程において、平面波を用いた露光干渉工程を模式的に示す説明図である。

実施の形態１では、図１（ｄ）に示すように、積層体１ｓ（体積ホログラフィック素子１）が平板状であっても、第１基板５Ａの第１面５Ａ０に第１反射防止層７Ａが形成され、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０に第２反射防止層７Ｂが形成されていた。これに対して、本形態では、図４に示すように、平板状の積層体１ｓ（体積ホログラフィック素子１）において、第１基板５Ａの第１面５Ａ０に反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）が形成されているが、第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０に反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）が形成されていない。

かかる構成の場合でも、平面波からなる参照光Ｌ２を第２基板５Ｂの側から斜め方向にホログラフィック材料層４に照射した際、参照光Ｌ２が第１基板５Ａの第１面５Ａ０で斜め方向に反射するという事態が発生しにくい。これに対して、平面波からなる物体光Ｌ１を第１基板５Ａの側から垂直にホログラフィック材料層４に照射した際、物体光Ｌ１の一部が第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０で反射するが、かかる反射光は、矢印Ｌ１０で示すように、垂直に反射する。従って、物体光Ｌ１の照射位置にずれが小さいので、ホログラフィック材料層４の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができる。それ故、体積ホログラフィック素子１において、余計な干渉縞（余計な回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる。

［実施の形態１の変形例４］
実施の形態１では、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとの間には、第１基板５Ａ側から第２基板５Ｂ側に向けてホログラフィック材料層４、フィルム３、および接着層６が順に積層されていたが、第１基板５Ａ側から第２基板５Ｂ側に向けて、接着層６、フィルム３、およびホログラフィック材料層４が順に積層されている場合に本発明を適用してもよい。この場合、接着層６は、第１基板５Ａとフィルム３とを接着する。

［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る体積ホログラフィック素子１の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、体積ホログラフィック素子１における各層の積層方法を示す説明図、体積ホログラフィック素子１の積層構造を示す説明図、および体積ホログラフィック素子１の変形例を示す説明図である。図６は、本発明の実施の形態２に係る体積ホログラフィック素子によって解消した問題の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ホログラフィック材料層４が膨張したときの説明図、ホログラフィック材料層４が収縮したときの説明図、および余計な干渉縞の説明図である。

図５（ｂ）に示すように、本形態の体積ホログラフィック素子１では、回折格子が形成されたホログラフィック材料層４、ホログラフィック材料層４に接する透光性のフィルム３、および透光性の基板５が厚さ方向で対称となる順に積層されている。より具体的には、本形態の体積ホログラフィック素子１は、ホログラフィック材料層４として、第１ホログラフィック材料層４Ａと第２ホログラフィック材料層４Ｂとを備え、基板５として、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとを備えている。このため、体積ホログラフィック素子１において、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとの間では、第１基板５Ａの側から第２基板５Ｂの側に向けて、第１ホログラフィック材料層４Ａ、フィルム３、および第２ホログラフィック材料層４Ｂの順に積層されている。本形態では、第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂに回折格子が構成されている。ここで、第１基板５Ａのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第１面５Ａ０側には透光性の反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）が積層されている。また、第２基板５Ｂのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第２面５Ｂ０側には透光性の反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）が積層されている。

本形態の体積ホログラフィック素子１の製造工程では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、透光性のフィルム３の一方面に未硬化状態あるいは半硬化状態のホログラフィック材料層４、および保護シート８が積層されている材料シート９から、暗室内で、保護シート８を剥離する。ここで、硬化前のホログラフィック材料層４は粘着性を有している。

従って、積層工程では、図５（ａ）に示すように、フィルム３（第１フィルム３Ａ）をホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａ）を介して第１基板５Ａの一方面に貼付する一方、別のフィルム３（第２フィルム３Ｂ）を別のホログラフィック材料層４（第２ホログラフィック材料層４Ｂ）を介して第２基板５Ｂの一方面に貼付する。次に、第２フィルム３Ｂを第２ホログラフィック材料層４Ｂから剥離する。次に、第２基板５Ｂを、第１フィルム３Ａにおいて第１ホログラフィック材料層４Ａが積層されている側とは反対側の面に第２ホログラフィック材料層４Ｂを介して貼付する。

次に、干渉露光工程では、図５（ｂ）に示すように、共通の光源から出射された光束を分割してなる物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とを積層体１ｓの第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂに照射して干渉露光を行い、第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂに干渉縞を形成する。

次に、硬化工程では、ホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂ）に対して紫外線照射や加熱等を行い、ホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂ）を硬化させる。その結果、体積ホログラフィック素子１が製造される。

かかる構成の体積ホログラフィック素子１でも、実施の形態１と同様、参照光Ｌ２が第１基板５Ａの第１面５Ａ０で斜め方向に反射するという事態が発生しにくい。また、物体光Ｌ１が第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０で垂直方向からずれた方向に反射するという事態が発生しにくい。従って、ホログラフィック材料層４の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができるので、余計な干渉縞（余計な回折格子）に起因する回折特性の低下を抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態では、ホログラフィック材料層４、フィルム３、および基板５が体積ホログラフィック素子１の厚さ方向の中心（フィルム３）に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて対称となる順に積層されている。このため、ホログラフィク材料層４を露光した際やホログラフィック材料層４を硬化させる際、ホログラフィック材料層４に膨張あるいは収縮が発生し、体積ホログラフィック素子１に応力が加わっても、かかる応力は、体積ホログラフィック素子１の厚さ方向の中心に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて相殺される。従って、体積ホログラフィック素子１の撓みを抑制することができる。それ故、体積ホログラフィック素子１の回折格子を適正に形成することができる。

例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、基板５に対してホログラフィック材料層４、およびフィルム３が積層されている場合、ホログラフィック材料層４に干渉縞を形成する際やホログラフィック材料層４を硬化させる際、ホログラフィック材料層４には膨張や収縮が発生し、基板５が反る。その際、ホログラフィック材料層４が膨張すると、図６（ａ）に示すように、基板５は、ホログラフィック材料層４が形成されている側が凸曲面となるように変形する。これに対して、ホログラフィック材料層４が収縮すると、図６（ｂ）に示すように、基板５は、ホログラフィック材料層４が形成されている側が凹曲面となるように変形する。その結果、図６（ｃ）に点線Ｄ１で示す所定方向に延在する干渉縞を形成しようとしても、体積ホログラフィック素子１の変形が原因で、実線Ｄ２で示すように傾いた干渉縞が無数に形成されてしまう。しかるに本形態では、体積ホログラフィック素子１に応力が加わっても、かかる応力は、体積ホログラフィック素子１の厚さ方向の中心に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて相殺されるため、図６（ａ）、（ｂ）に示す反りが発生しにくい。それ故、図６（ｃ）に示す余計な回折格子の発生を抑制することができる。

なお、本形態でも、実施の形態１の変形例１と略同様に、図５（ｃ）に示すように、第１基板５Ａ、第１ホログラフィック材料層４、フィルム３、第１ホログラフィック材料層４、および第２基板５Ｂが厚さ方向の一方側に撓んだ湾曲部１ａを設けた場合に本発明を適用してもよい。また、本形態でも、実施の形態１の変形例２、３で説明した構成を採用してもよい。

［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る体積ホログラフィック素子１の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、体積ホログラフィック素子１における各層の積層方法を示す説明図、体積ホログラフィック素子１の積層構造を示す説明図、および体積ホログラフィック素子１の変形例を示す説明図である。

図７（ｂ）に示すように、本形態の体積ホログラフィック素子１でも、実施の形態２と略同様、回折格子が形成されたホログラフィック材料層４、ホログラフィック材料層４に接する透光性のフィルム３、フィルム３同士を接着する透光性の接着層６、および透光性の基板５が厚さ方向で対称となる順に積層されている。より具体的には、本形態の体積ホログラフィック素子１は、ホログラフィック材料層４として、第１ホログラフィック材料層４Ａと第２ホログラフィック材料層４Ｂとを備え、フィルム３として、第１フィルム３Ａと第２フィルム３Ｂとを備え、基板５として、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとを備えている。このため、体積ホログラフィック素子１において、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとの間では、第１基板５Ａの側から第２基板５Ｂの側に向けて、第１ホログラフィック材料層４Ａ、第１フィルム３Ａ、接着層６、第２フィルム３Ｂ、および第２ホログラフィック材料層４Ｂが順に積層されている。本形態では、第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂに回折格子が構成されている。ここで、第１基板５Ａのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第１面５Ａ０側には透光性の反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）が積層されている。また、第２基板５Ｂのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第２面５Ｂ０側には透光性の反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）が積層されている。

本形態の体積ホログラフィック素子１の製造工程では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、透光性のフィルム３の一方面に未硬化状態あるいは半硬化状態のホログラフィック材料層４、および保護シート８が積層されている材料シート９から、暗室内で、保護シート８を剥離する。ここで、硬化前のホログラフィック材料層４は粘着性を有している。

従って、積層工程では、図７（ａ）に示すように、フィルム３（第１フィルム３Ａ）をホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａ）を介して第１基板５Ａの一方面に貼付する一方、別のフィルム３（第２フィルム３Ｂ）を別のホログラフィック材料層４（第２ホログラフィック材料層４Ｂ）を介して第２基板５Ｂの一方面に貼付する。次に、第１フィルム３Ａの第１ホログラフィック材料層４Ａ側とは反対側の面に接着剤や粘着シート等からなる接着層６を設けた後、図７（ｂ）に示すように、第１フィルム３Ａと第２フィルム３Ｂとを接着層６を介して接着する。

次に、干渉露光工程では、図７（ｂ）に示すように、共通の光源から出射された光束を分割してなる物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とを積層体１ｓの第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂに照射して干渉露光を行い、第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂに干渉縞を形成する。

次に、硬化工程では、ホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂ）に対して紫外線照射や加熱等を行い、ホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂ）を硬化させる。その結果、体積ホログラフィック素子１が製造される。

かかる構成の体積ホログラフィック素子１では、実施の形態１と同様、参照光Ｌ２が第１基板５Ａの第１面５Ａ０で斜め方向に反射するという事態が発生しにくい。また、物体光Ｌ１が第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０で垂直方向からずれた方向に反射するという事態が発生しにくい。従って、ホログラフィック材料層４の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができるので、余計な回折格子に起因する回折特性の低下を抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態では、ホログラフィック材料層４、フィルム３、接着層６、および基板５が体積ホログラフィック素子１の厚さ方向の中心（接着層６）に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて対称となる順に積層されている。このため、実施の形態２と同様、ホログラフィク材料層４を露光した際やホログラフィック材料層４を硬化させる際、ホログラフィック材料層４の膨張あるいは収縮に起因して、体積ホログラフィック素子１に応力が加わっても、かかる応力は、体積ホログラフィック素子１の厚さ方向の中心に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて相殺される。従って、体積ホログラフィック素子１の撓みを抑制することができるので、体積ホログラフィック素子１に回折格子を適正に形成することができる。

なお、本形態でも、実施の形態１の変形例１と略同様に、図７（ｃ）に示すように、第１基板５Ａ、第１ホログラフィック材料層４Ａ、第１フィルム３Ａ、接着層６、第２フィルム３Ｂ、第２ホログラフィック材料層４Ｂ、および第２基板５Ｂが厚さ方向の一方側に撓んだ湾曲部１ａを設けた場合に本発明を適用してもよい。また、本形態でも、実施の形態１の変形例２、３で説明した構成を採用してもよい。

［実施の形態４］
図８は、本発明の実施の形態４に係る体積ホログラフィック素子１の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、体積ホログラフィック素子１における各層の積層方法を示す説明図、体積ホログラフィック素子１の積層構造を示す説明図、および体積ホログラフィック素子１の変形例を示す説明図である。

図８（ｂ）に示すように、本形態の体積ホログラフィック素子１でも、実施の形態２と略同様、回折格子が形成されたホログラフィック材料層４、ホログラフィック材料層４に接する透光性のフィルム３、透光性の基板５、およびフィルム３と基板５とを接着する接着層６が厚さ方向で対称となる順に積層されている。より具体的には、本形態の体積ホログラフィック素子１は、接着層６として、第１接着層６Ａと第２接着層６Ｂとを備え、フィルム３として、第１フィルム３Ａと第２フィルム３Ｂとを備え、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとを備えている。このため、体積ホログラフィック素子１において、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとの間では、第１基板５Ａ側と第２基板５Ｂ側に向かって、第１接着層６Ａ、第１フィルム３Ａ、ホログラフィック材料層４、第２フィルム３Ｂ、および第２接着層６Ｂの順に積層されている。ここで、第１基板５Ａのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第１面５Ａ０側には透光性の反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）が積層されている。また、第２基板５Ｂのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第２面５Ｂ０側には透光性の反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）が積層されている。

本形態の体積ホログラフィック素子１の製造工程では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、透光性のフィルム３の一方面に未硬化状態あるいは半硬化状態のホログラフィック材料層４、および保護シート８が積層されている材料シート９から、暗室内で、保護シート８を剥離する。ここで、硬化前のホログラフィック材料層４は粘着性を有している。

従って、積層工程では、図８（ａ）に示すように、フィルム３同士をホログラフィック材料層４で貼り合わせる。より具体的には、一方面にホログラフィック材料層４を備えたフィルム３（第１フィルム３Ａ）の他方面を接着層６（第１接着層６Ａ）によって第１基板５Ａの一方面に貼付する一方、ホログラフィック材料層４を備えていない別のフィルム３（第２フィルム３Ｂ）を別の接着層６（第２接着層６Ｂ）によって第２基板５Ｂの一方面に接着する。次に、第１フィルム３Ａと第２フィルム３Ｂとをホログラフィック材料層４を介して貼り合わせる。

次に、干渉露光工程では、図８（ｂ）に示すように、共通の光源から出射された光束を分割してなる物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とを積層体１ｓのホログラフィック材料層４に照射して干渉露光を行い、ホログラフィック材料層４に干渉縞を形成する。

次に、露光工程では、ホログラフィック材料層４に対して紫外線照射や加熱等を行い、ホログラフィック材料層４を硬化させる。その結果、体積ホログラフィック素子１が製造される。

かかる構成の体積ホログラフィック素子１では、実施の形態１と同様、参照光Ｌ２が第１基板５Ａの第１面５Ａ０で斜め方向に反射するという事態が発生しにくい。また、物体光Ｌ１が第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０で垂直方向からずれた方向に反射するという事態が発生しにくい。従って、ホログラフィック材料層４の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができるので、余計な回折格子に起因する回折特性の低下を抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態では、ホログラフィック材料層４、フィルム３、基板５、および接着層６が体積ホログラフィック素子１の厚さ方向の中心（ホログラフィック材料層４）に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて対称となる順に積層されている。このため、実施の形態２と同様、ホログラフィク材料層４を露光した際やホログラフィック材料層４を硬化させる際、ホログラフィック材料層４の膨張あるいは収縮に起因して、体積ホログラフィック素子１に応力が加わっても、かかる応力は、体積ホログラフィック素子１の厚さ方向の中心に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて相殺される。従って、体積ホログラフィック素子１の撓みを抑制することができるので、体積ホログラフィック素子１に回折格子を適正に形成することができる。

なお、本形態でも、実施の形態１の変形例１と略同様に、図８（ｃ）に示すように、第１基板５Ａ、第１接着層６Ａ、第１フィルム３Ａ、ホログラフィック材料層４、第２フィルム３Ｂ、第２接着層６Ｂ、および第２基板５Ｂが厚さ方向の一方側に撓んだ湾曲部１ａを設けた場合に本発明を適用してもよい。また、本形態でも、実施の形態１の変形例２、３で説明した構成を採用してもよい。

［実施の形態５］
図９は、本発明の実施の形態５に係る体積ホログラフィック素子１の説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、体積ホログラフィック素子１における各層の積層方法を示す説明図、体積ホログラフィック素子１の積層構造を示す説明図、および体積ホログラフィック素子１の変形例を示す説明図である。

図９（ｂ）に示すように、本形態の体積ホログラフィック素子１でも、実施の形態２と略同様、回折格子が形成されたホログラフィック材料層４、ホログラフィック材料層４に接する透光性のフィルム３、透光性の基板５、およびフィルム３と基板５とを接着する接着層６が厚さ方向で対称となる順に積層されている。より具体的には、本形態の体積ホログラフィック素子１は、接着層６として、第１接着層６Ａと第２接着層６Ｂとを備え、フィルム３として、第１フィルム３Ａと第２フィルム３Ｂとを備え、基板５として、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとを備え、ホログラフィック材料層４として、第１ホログラフィック材料層４Ａと第２ホログラフィック材料層４Ｂとを備えている。このため、体積ホログラフィック素子１において、第１基板５Ａと第２基板５Ｂとの間では、第１基板５Ａ側から第２基板５Ｂ側に向かって、第１接着層６Ａ、第１フィルム３Ａ、第１ホログラフィック材料層４Ａ、第２ホログラフィック材料層４Ｂ、第２フィルム３Ｂ、および第２接着層６Ｂが順に積層されている。本形態では、第１ホログラフィック材料層４Ａと第２ホログラフィック材料層４Ｂとが一体のホログラフィック材料層４を構成しており、かかるホログラフィック材料層４に干渉縞からなる回折格子が構成されている。ここで、第１基板５Ａのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第１面５Ａ０側には透光性の反射防止層７（第１反射防止層７Ａ）が積層されている。また、第２基板５Ｂのホログラフィック材料層４とは反対側の面からなる第２面５Ｂ０側には透光性の反射防止層７（第２反射防止層７Ｂ）が積層されている。

本形態の体積ホログラフィック素子１の製造工程では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、透光性のフィルム３の一方面に未硬化状態あるいは半硬化状態のホログラフィック材料層４、および保護シート８が積層されている材料シート９から、暗室内で、保護シート８を剥離する。ここで、硬化前のホログラフィック材料層４は粘着性を有している。

従って、積層工程では、図９（ａ）に示すように、フィルム３同士をホログラフィック材料層４で貼り合わせる。より具体的には、一方面にホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａ）を備えたフィルム３（第１フィルム３Ａ）の他方面を接着層６（第１接着層６Ａ）によって第１基板５Ａの一方面に貼付する一方、一方面にホログラフィック材料層４（第２ホログラフィック材料層４Ｂ）を備えた別のフィルム３（第２フィルム３Ｂ）の他方面を別の接着層６（第２接着層６Ｂ）によって第２基板５Ｂの一方面に接着する。次に、第１フィルム３Ａと第２フィルム３Ｂとをホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂ）を介して貼り合わせる。

次に、干渉露光工程では、図９（ｂ）に示すように、共通の光源から出射された光束を分割してなる物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とを積層体１ｓのホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂ）に照射して干渉露光を行い、ホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂ）に干渉縞を形成する。

次に、硬化工程では、ホログラフィック材料層４に対して紫外線照射や加熱等を行い、ホログラフィック材料層４（第１ホログラフィック材料層４Ａおよび第２ホログラフィック材料層４Ｂ）を硬化させる。その結果、体積ホログラフィック素子１が製造される。

かかる構成の体積ホログラフィック素子１では、実施の形態１と同様、参照光Ｌ２が第１基板５Ａの第１面５Ａ０で斜め方向に反射するという事態が発生しにくい。また、物体光Ｌ１が第２基板５Ｂの第２面５Ｂ０で垂直方向からずれた方向に反射するという事態が発生しにくい。従って、ホログラフィック材料層４の所定位置以外に干渉縞が発生することを抑制することができるので、余計な回折格子に起因する回折特性の低下を抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態の体積ホログラフィック素子１では、ホログラフィック材料層４、フィルム３、接着層６、および基板５が体積ホログラフィック素子１の厚さ方向の中心（ホログラフィック材料層４）に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて対称となる順に積層されている。このため、実施の形態２と同様、ホログラフィク材料層４を露光した際やホログラフィック材料層４を硬化させる際、ホログラフィック材料層４に膨張あるいは収縮が発生して体積ホログラフィック素子１に応力が加わっても、かかる応力は、体積ホログラフィック素子１の厚さ方向の中心に対して厚さ方向の一方側と他方側とにおいて相殺される。従って、体積ホログラフィック素子１の撓みを抑制することができる。それ故、体積ホログラフィック素子１に回折格子を適正に形成することができる。

なお、本形態でも、実施の形態１の変形例１と略同様に、図９（ｃ）に示すように、第１基板５Ａ、第１接着層６Ａ、第１フィルム３Ａ、第１ホログラフィック材料層４Ａ、第２ホログラフィック材料層４Ｂ、第２フィルム３Ｂ、第２接着層６Ｂ、および第２基板５Ｂが厚さ方向の一方側に撓んだ湾曲部１ａを設けた場合に本発明を適用してもよい。また、本形態でも、実施の形態１の変形例２、３で説明した構成を採用してもよい。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、第２基板５Ｂの側から斜め方向に参照光Ｌ２を照射し、第１基板５Ａの側から垂直に物体光Ｌ１を照射したが、第２基板５Ｂの側から斜め方向に物体光Ｌ１を照射し、第１基板５Ａの側から垂直に参照光Ｌ２を照射する場合に本発明を適用してもよい。また、物体光Ｌ１および参照光Ｌ２の双方を第２基板５Ｂの側から斜め方向に照射する場合に本発明を適用してもよい。

［表示装置の構成例］
図１０は、本発明を適用した体積ホログラフィック素子１を備えた表示装置１００の一態様を示す説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は各々、光学系の一態様を示す説明図および表示装置１００の外観の一態様を示す説明図である。

図１０（ａ）において、表示装置１００は、画像を表示するための光束を出射する光源部５１と、光源部５１から出射された光束を走査して画像とする走査ミラー２１を備えた走査光学系２０と、走査光学系２０により走査された光束Ｌ０を観察者の眼Ｅに入射させる導光系５２とを有しており、本形態において、導光系５２は、走査光学系２０からの出射側にリレーレンズ系５４と、投射レンズ系５５と、偏向部材５３とを有している。リレーレンズ系５４は、例えば、２つのレンズ５４１、５４２によって構成されている。本形態において、リレーレンズ系５４はアフォーカル光学系からなる。

光源部５１は、光変調前の光源光、または光変調した変調光を出射する。本形態において、光源部５１は、光変調した変調光を出射する変調光出射部として構成されている。より具体的には、光源部５１は、光源として、赤色光（Ｒ）を出射する赤色用レーザー素子５１１（Ｒ）、緑色光（Ｇ）を出射する緑色用レーザー素子５１１（Ｇ）、および青色光（Ｂ）を出射する青色用レーザー素子５１１（Ｂ）を有しているとともに、これらのレーザー素子の光路を合成する２つのハーフミラー５１２、５１３を有している。赤色用レーザー素子５１１（Ｒ）、緑色用レーザー素子５１１（Ｇ）および青色用レーザー素子５１１（Ｂ）は、制御部５９による制御の下、表示すべき画像の各ドットに対応する光強度に変調した光束を出射する。

走査光学系２０は、入射光を第１走査方向Ａ１、および第１走査方向Ａ１に交差する第２走査方向Ａ２に走査し、画像を生成する。従って、本形態では、光源部５１と走査光学系２０によって、画像光生成装置７０が構成されている。

画像光生成装置７０の走査光学系２０から出射された光束Ｌ０は、導光系５２においてリレーレンズ系５４および投射レンズ系５５を介して偏向部材５３に投射される。かかる走査光学系２０の動作も、制御部５９による制御の下、実施される。走査光学系２０は、例えば、シリコン基板等を用いてＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術により形成したマイクロミラーデバイスによって実現することができる。

本形態において、表示装置１００は、網膜走査方式の投射型表示装置として構成されている。このため、偏向部材５３の偏向面５３０は、投射された光束Ｌ０を偏向して出射し、観察者の眼Ｅに光束Ｌとして入射させる。本形態において、偏向部材５３の偏向面５３０には、本発明を適用した体積ホログラフィック素子１が設けられている。

かかる表示装置１００（網膜走査方式の投射型表示装置）では、走査光学系２０によって、第１走査方向Ａ１、および第１走査方向Ａ１に対して交差する第２走査方向Ａ２に走査された光束Ｌ０（画像光）が偏向部材５３の偏向面５３０（体積ホログラフィック素子１）で、第１走査方向Ａ１に対応する第１入射方向Ｃ１、および第２走査方向Ａ２に対応する第２入射方向Ｃ２に偏向されて瞳孔Ｅ１を介して網膜Ｅ２に到達することにより、利用者に画像を認識させる。本形態において、体積ホログラフィック素子１は部分反射型ホログラフィック素子であり、偏光部材５３は、部分透過反射性のコンバイナーである。このため、外光も偏向部材５３（コンバイナー）を介して眼に入射するため、利用者は、表示装置１００で形成した画像と外光（背景）とが重畳した画像を認識することができる。すなわち、表示装置１００は、シースルー型の網膜走査型投射装置として構成されている。

また、表示装置１００において、走査光学系２０から偏向部材５３に到る光路（走査光学系２０から導光系５２に到る光路、または導光系５２の光路）には、後述する回折素子を用いた光束径拡大素子１０が配置されている。光束径拡大素子１０は、走査光学系２０から出射された光束を第１走査方向Ａ１（第１入射方向Ｃ１）に対応する第１拡大方向Ｂ１、および第２走査方向Ａ２（第２入射方向Ｃ２）に対応する第２拡大方向Ｂ２のうちの少なくとも一方に拡大する。

このように構成した表示装置１００を、シースルー型のヘッドマウントディスプレイ（アイグラスディスプレイ）として構成する場合、図１０（ｂ）に示すように、表示装置１００は、眼鏡のような形状に形成される。また、観察者の左右の眼Ｅの各々に変調光を入射させる場合、表示装置１００は、左眼用の偏向部材５３および左眼用の偏向部材５３を前部分６１で支持するフレーム６０を有しており、フレーム６０の左右のテンプル６２の各々に、図６（ａ）を参照して説明した光学部品を含む光学ユニット５６が設けられる。ここで、光学ユニット５６には、光源部５１、走査光学系２０、リレーレンズ系５４、光束径拡大素子１０、および投射レンズ系５５の全てが設けられることがある他、光学ユニット５６には、走査光学系２０、リレーレンズ系５４、光束径拡大素子１０、および投射レンズ系５５のみを設け、光学ユニット５６と光源部５１とを光ケーブル等で接続してもよい。

１・・体積ホログラフィック素子、１ａ・・湾曲部、１ｓ・・積層体、３・・フィルム、３Ａ・・第１フィルム、３Ｂ・・第２フィルム、４・・ホログラフィック材料層、４Ａ・・第１ホログラフィック材料層、４Ｂ・・第２ホログラフィック材料層、５・・基板、５Ａ・・第１基板、５Ａ０・・第１面、５Ｂ・・第２基板、５Ｂ０・・第２面、７・・反射防止層、７Ａ・・第１反射防止層、７Ｂ・・第２反射防止層、６・・接着層、６Ａ・・第１接着層、６Ｂ・・第２接着層、８・・保護シート、９・・材料シート、１０・・光束径拡大素子、２０・・走査光学系、５１・・光源部、５２・・導光系、５３・・偏向部材、５６・・光学ユニット、６０・・フレーム、７０・・画像光生成装置、１００・・表示装置、５３０・・偏向面、Ｅ・・観察の眼、Ｌ１・・物体光、Ｌ２・・参照光、Ｌ１１・・中心光軸、Ｌ２１・・中心光軸

Claims (14)

1. 透光性の第１基板と、
   前記第１基板に対向する透光性の第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１ホログラフィック材料層と、
   前記第１基板の前記第１ホログラフィック材料層とは反対側の面である第１面に配置された透光性の第１反射防止層と、
   を有することを特徴とする体積ホログラフィック素子。
2. 請求項１に記載の体積ホログラフィック素子において、
   前記第２基板の前記第１ホログラフィック材料層とは反対側の面である第２面に配置された透光性の第２反射防止層を有することを特徴とする体積ホログラフィック素子。
3. 請求項２に記載の体積ホログラフィック素子において、
   前記第１ホログラフィック材料層、前記第１基板および前記第２基板が厚さ方向の一方側に撓んだ湾曲部を有していることを特徴とする体積ホログラフィック素子。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の体積ホログラフィック素子において、
   さらに、前記第２基板と前記第１ホログラフィック材料層との間に配置された透光性の第１フィルムと、前記第２基板と前記第１フィルムとの間に配置された透光性の第１接着層と、を有することを特徴とする体積ホログラフィック素子。
5. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の体積ホログラフィック素子において、
   さらに、前記第２基板と前記第１ホログラフィック材料層との間に配置された第２ホログラフィック材料層と、
   前記第１ホログラフィック材料層と前記第２ホログラフィック材料層との間に配置された透光性の第１フィルムと、を有することを特徴とする体積ホログラフィック素子。
6. 請求項５に記載の体積ホログラフィック素子において、
   さらに、前記第２ホログラフィック材料層と前記第１フィルムとの間に配置された、透光性の第２フィルムと、
   前記第１フィルムと前記第２フィルムとの間に配置された第１接着剤と、を有することを特徴とする体積ホログラフィック素子。
7. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の体積ホログラフィック素子において、
   さらに、前記第１基板と前記第１ホログラフィック材料層との間に配置された透光性の第１フィルムと、
   前記第２基板と前記第１ホログラフィック材料層との間に配置された透光性の第２フィルムと、
   前記第１基板と前記第１フィルムとの間に配置された第１接着層と、
   前記第２基板と前記第２フィルムとの間に配置された第２接着層と、を有することを特徴とする体積ホログラフィック素子。
8. 請求項７に記載の体積ホログラフィック素子において、
   さらに、前記第１ホログラフィック材料層と前記第２フィルムとの間に配置された第２ホログラフィック材料層を有することを特徴とする体積ホログラフィック素子。
9. 透光性の第１基板、ホログラフィック材料層、および透光性の第２基板が順に配置された積層体を形成する積層工程と、
   物体光および参照光のうちの少なくとも一方の光を前記ホログラフィック材料層に対して前記第２基板の側から照射する干渉露光工程と、
   を有し、
   前記第１基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面である第１面に透光性の第１反射防止層を配置した状態で前記干渉露光工程を行うことを特徴とする体積ホログラフィック素子の製造方法。
10. 請求項９に記載の体積ホログラフィック素子の製造方法において、
    前記干渉露光工程を行う際、前記第２基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面である第２面に透光性の第２反射防止層を配置しておき、
    前記干渉露光工程では、前記物体光および前記参照光のうちの一方の光を前記ホログラフィック材料層に対して前記第２基板の側から照射し、他方の光を前記ホログラフィック材料層に対して前記第１基板の側から照射することを特徴とする体積ホログラフィック素子の製造方法。
11. 透光性の基板の一方の面にホログラフィック材料層を配置する積層工程と、
    物体光および参照光のうちの少なくとも一方を前記一方の面とは反対側の面である他方の面側から照射する干渉露光工程と、
    を有し、
    前記基板の前記他方の面側に透光性の反射防止層を配置した状態で前記干渉露光工程を行うことを特徴とする体積ホログラフィック素子の製造方法。
12. 画像光生成装置と、
    前記画像光生成装置から出射された画像光を導光する導光系と、
    を有し、
    前記導光系は、体積ホログラフィック素子を含み、
    前記体積ホログラフィク素子は、
    透光性の第１基板と、
    前記第１基板に対向する透光性の第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に配置されたホログラフィック材料層と、
    前記第１基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面である第１面に配置された透光性の第１反射防止層と、
    を有することを特徴とする表示装置。
13. 請求項１２に記載の表示装置において、
    前記第２基板の前記ホログラフィック材料層とは反対側の面である第２面に配置された透光性の第２反射防止層を有することを特徴とする表示装置。
14. 請求項１２または１３に記載の表示装置において、
    前記導光系は、前記画像光生成装置から出射された画像光を投射する投射光学系と、前記投射光学系から投射された画像光を観察者の眼に向けて偏向する偏向部材と、を備え、
    前記偏向部材は、前記体積ホログラフィック素子を含んでいることを特徴とする表示装置。

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