JP2021033104A

JP2021033104A - 体積ホログラム、頭部装着型センサ装置

Info

Publication number: JP2021033104A
Application number: JP2019154338A
Authority: JP
Inventors: 恵範林田; Ehan Hayashida; 啓子田崎; Keiko Tazaki; 山内　豪; Takeshi Yamauchi; 豪山内
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2039-08-27
Also published as: JP7331556B2

Abstract

【課題】回折光量の多い体積ホログラム、頭部装着型センサ装置を提供する。【解決手段】体積ホログラム３０は、光源１０及び撮影部２０の少なくとも一方とセンシング対象の眼Ｅとの間の光路中に配置され、赤外光の向きを偏向させる偏向部３０として用いられる体積ホログラム３０であって、分光分布曲線において半値幅が１０ｎｍ以上である。これにより、回折光量を多くすることができ、ノイズの少ない視線検出装置とすることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、体積ホログラム、頭部装着型センサ装置に関するものである。

従来から赤外光を目に照射して視線検知を行う装置が知られている。特許文献１には、眼鏡型の視線検出装置が記載されている。この視線検出装置では、ホログラム光学素子を用いて赤外光の光路を偏向する例が開示されている。

ホログラム光学素子として、体積ホログラムが従来から利用されている。体積ホログラムは、回折効率の高い波長域が決まっており、該当する波長域を外れる波長については、回折効率が大幅に低下してしまう場合があった。回折効率が低いと、光源から体積ホログラムへ照射する光のごく一部の回折光しか利用することができない。回折効率が低く回折光量が不足するような場合には、体積ホログラムへ照射する光量を多くすることで、回折光量を増やすことができる。しかし、体積ホログラムへ照射する光量を多くすると、体積ホログラム以外の部分で散乱したノイズ光が増加してしまい、このノイズ光が正確な検出の障害となる場合があった。

特開２００３−２３０５３９号公報

本発明の課題は、回折光量の多い体積ホログラム、頭部装着型センサ装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

第１の発明は、赤外光源（１０）及び受光部（２０）の少なくとも一方とセンシング対象の眼（Ｅ）との間の光路中に配置され、赤外光の向きを偏向させる偏向部（３０）として用いられる体積ホログラム（３０）であって、分光分布曲線において半値幅が１０ｎｍ以上である体積ホログラム（３０）である。

第２の発明は、第１の発明に記載の体積ホログラム（３０）において、当該体積ホログラム（３０）の膜厚をｔ（μｍ）、屈折率変調量をΔｎとしたときに、Δｎ≧１．８６×１０^−６ｔ^３−１．５６×１０^−４ｔ^２＋４．３７×１０^−３ｔ−３．５６×１０^−２の関係を満たすこと、を特徴とする体積ホログラム（３０）である。

第３の発明は、第１の発明又は第２の発明に記載の体積ホログラム（３０）において、当該体積ホログラム（３０）の膜厚をｔ（μｍ）、屈折率変調量をΔｎとしたときに、Δｎ≧０．１４０ｔ^{（−１．０７）}の関係を満たすこと、を特徴とする体積ホログラム（３０）である。

第４の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれかに記載の体積ホログラム（３０）において、当該体積ホログラム（３０）へ入射角θ_１で入射した赤外光の出射角をθ_２としたときに、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、θ_２≧−０．２００θ_１ ^２＋θ_１＋１．１０×１０^２、かつ、θ_２≦−２．４８×１０^−４θ_１ ^３＋３．５１×１０^−２θ_１ ^２−１．０６θ_１＋２．４８×１０^２の双方の関係を満たすこと、を特徴とする体積ホログラム（３０）である。

第５の発明は、第１の発明から第４の発明までのいずれかに記載の体積ホログラム（３０）において、当該体積ホログラム（３０）へ入射角θ_１で入射した赤外光の出射角をθ_２としたときに、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、θ_２≧８．０８×１０^−４θ_１ ^３−０．１７３θ_１ ^２＋１３．０θ_１−２．１５×１０^２の関係を満たすこと、を特徴とする体積ホログラム（３０）である。

第６の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれかに記載の体積ホログラム（３０）を偏向部に含む、頭部装着型センサ装置である。

第７の発明は、第６の発明に記載の頭部装着型センサ装置において、前記体積ホログラム（３０）へ検出光を照射する赤外光源（１０）を備え、分光分布曲線における前記体積ホログラム（３０）の半値幅と、前記光源の照射光の半値幅と、前記体積ホログラム（３０）の回折効率とは、（体積ホログラムの回折効率）×（体積ホログラムの半値幅）／（光源の照射光の半値幅）＞８％の関係を満たすこと、を特徴とする頭部装着型センサ装置である。

本発明によれば、回折光量の多い体積ホログラム、頭部装着型センサ装置を提供することができる。

本発明による体積ホログラムを用いた頭部装着型センサ装置の第１実施形態である視線検出装置１の概要を示す図である。光源１０の分光分布曲線と体積ホログラム３０の回折効率の分布例とを重ねて示す図である。シミュレーション条件を示す図である。膜厚ｔとΔｎとを変化させて半値幅を求めたシミュレーションの結果をまとめた図である。半値幅から求めた膜厚ｔとΔｎとの好ましい組み合わせ範囲を示す近似式のグラフである。膜厚ｔとΔｎとを変化させて回折効率の最大値を求めたシミュレーションの結果をまとめた図である。回折効率の最大値から求めた膜厚ｔとΔｎとの好ましい組み合わせ範囲を示す近似式のグラフである。入射角と出射角に着目したシミュレーション条件を示す図である。入射角θ_１と出射角θ_２とを変化させて半値幅を求めたシミュレーションの結果をまとめた図である。半値幅から求めた膜厚ｔとΔｎとの好ましい組み合わせ範囲を示す近似式のグラフである。入射角θ_１と出射角θ_２とを変化させて回折効率の最大値を求めたシミュレーションの結果をまとめた図である。回折効率の最大値から求めた入射角θ_１と出射角θ_２との好ましい組み合わせ範囲を示す近似式のグラフである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明による体積ホログラムを用いた頭部装着型センサ装置の第１実施形態である視線検出装置１の概要を示す図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張又は省略して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において規定する具体的な数値には、一般的な誤差範囲は含むものとして扱うべきものである。すなわち、±１０％程度の差異は、実質的には違いがないものであって、本件の数値範囲をわずかに超えた範囲に数値が設定されているものは、実質的には、本件発明の範囲内のものと解釈すべきである。

視線検出装置１は、光源１０と、撮影部２０と、偏向部３０とを備えており、人体の頭部に装着して用いられる。視線検出装置１は、光源１０からの赤外光を偏向部３０を介して眼Ｅへ照射し、眼Ｅを撮影部２０で撮影することにより、瞳孔の位置を検出することで、装着者の視線を検出する。

光源１０は、偏向部３０へ向けて赤外光を出射する赤外ＬＥＤである。赤外ＬＥＤとしては、ピーク波長が８５０ｎｍのものや、９４０ｎｍのものを例示することができる。

撮影部２０は、眼Ｅから反射して撮影部２０に到達する光源１０からの赤外光を受光する受光部として撮像素子を備えており、赤外光の撮影が可能な小型の赤外線カメラである。撮影部２０が撮影した眼Eの像に基づいて、不図示の演算部によって装着者の視線を検出する。視線検知の具体的な手法については、公知の手法を適宜用いることができる。

偏向部３０は、光源１０からの赤外光を回折して偏向させ、観察者の眼Ｅに向ける。偏向部３０により偏向された赤外光は、眼Ｅの表面で反射して、その一部が撮影部２０によって撮影される。
本実施形態の偏向部３０は、体積ホログラム３０を用いて構成されている。この偏向部３０は、不図示の支持体、例えば、ガラス板上に重ねて配置されている。なお、ガラス板を基板とする代わりに、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）樹脂、チオウレタン系樹脂等により形成された基板を用いてもよい。視線検出装置１を例えばメガネ状の形態として構成することにより、偏向部３０は、メガネのレンズ部分に相当する位置に配置することができる。体積ホログラム３０により構成された偏向部３０は、薄膜状であることから、小型かつ軽量である。なお、本実施形態では、偏向部３０の全てが体積ホログラム３０により構成されているので、以下、同じ符号３０を付けて説明を行う。

体積ホログラム３０を形成するためのホログラム形成用感光材料としては、例えば、銀塩材料、重クロム酸ゼラチン乳剤、光重合性樹脂、光架橋性樹脂等の公知の体積ホログラム３０用の感光材料を使用することができる。

［ホログラム形成用感光材料］
本発明に係るホログラム形成用感光材料は、光重合性モノマーと、光重合開始剤と、前記光重合開始剤を増感せしめる増感色素と、バインダー樹脂と、を含有し、前記光重合性モノマーが少なくとも光ラジカル重合性モノマー及び光カチオン重合性モノマーを含む。

＜光重合性モノマー＞
本発明における光重合性モノマーは、光照射によって重合又は二量化反応が進行し、かつ、ホログラム記録層中で拡散移動できる化合物である。
本発明における光重合性モノマーとしては、例えば、光ラジカル重合性モノマー、光カチオン重合性モノマー及び光二量化性化合物等を挙げることができるが、少なくとも光ラジカル重合性モノマー及び光カチオン重合性モノマーを含む。
以下、光ラジカル重合性モノマー及び光カチオン重合性モノマーについて説明する。

（光ラジカル重合性モノマー）
本発明に用いられる光ラジカル重合性モノマーとしては、本発明のホログラム形成用感光材料を用いてホログラム記録層を形成する際に、例えばレーザー照射等によって、後述する光ラジカル重合開始剤から発生した活性ラジカルの作用により重合する化合物であれば、特に限定されるものではないが、分子中に少なくとも１つのエチレン性不飽和二重結合を持つ化合物を使用することが好ましい。例えば、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸塩、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド結合物等を挙げることができる。

上記光ラジカル重合性モノマーの例としては、メチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ラウリルアクリレート、Ｎ−アクリロイルモルホリン、２−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、イソボニルアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレン、２−ブロモスチレン、フェニルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、２，３−ナフタレンジカルボン酸（アクリロキシエチル）モノエステル、メチルフェノキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシエチルアクリレート、β−アクリロキシエチルハイドロゲンフタレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、２，４，６−トリブロモフェニルアクリレート、ジフェン酸（２−メタクリロキシエチル）モノエステル、ベンジルアクリレート、２，３−ジブロムプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−ナフチルアクリレート、Ｎ−ビニルカルバゾール、２−（９−カルバゾリル）エチルアクリレート、トリフェニルメチルチオアクリレート、２−（トリシクロ［５，２，１０２・６］ジブロモデシルチオ）エチルアクリレート、Ｓ−（１−ナフチルメチル）チオアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジフェン酸（２−アクリロキシエチル）（３−アクリロキシプロピル−２−ヒドロキシ）ジエステル、２，３−ナフタリンジカルボン酸（２−アクリロキシエチル）（３−アクリロキシプロピル−２−ヒドロキシ）ジエステル、４，５−フェナントレンジカルボン酸（２−アクリロキシエチル）（３−アクリロキシプロピル−２−ヒドロキシ）ジエステル、ジブロムネオペンチルグリコールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、１，３−ビス［２−アクリロキシ−３−（２，４，６−トリブロモフェノキシ）プロポキシ］ベンゼン、ジエチレンジチオグリコールジアクリレート、２，２−ビス（４−アクリロキシエトキシフェニル）プロパン、ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）メタン、ビス（４−アクリロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル）メタン、２，２−ビス（４−アクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アクリロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、ビス（４−アクリロキシエトキシフェニル）スルホン、ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）スルホン、ビス（４−アクリロキシプロポキシフェニル）スルホン、ビス（４−アクリロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル）スルホン、及び上記におけるアクリレートをメタクリレートに変えた化合物、さらには、特開平２−２４７２０５号公報や特開平２−２６１８０８号公報に記載されているような分子内に少なくともＳ原子を２個以上含む、エチレン性不飽和二重結合含有化合物等が挙げられ、これらを１種、又は２種以上混合して用いることができる。

また、光ラジカル重合性モノマーの平均屈折率は、後述する光カチオン重合性モノマーの平均屈折率より大きいことが好ましく、中でも０．０２以上大きいことが好ましい。これは、光ラジカル重合性モノマーと光カチオン重合性モノマーとの平均屈折率の差が上記の値よりも小さいと、所望の屈折率変調量（Δｎ）が得られない可能性があるからである。

（光カチオン重合性モノマー）
本発明に用いられる光カチオン重合性モノマーは、エネルギー照射を受け、後述する光カチオン重合開始剤の分解により発生したブレンステッド酸あるいはルイス酸によってカチオン重合する化合物である。例えば、エポキシ基やオキセタン基等の官能基を有する環状エーテル類、チオエーテル類、ビニルエーテル類等を挙げることができる。
また、光ラジカル重合性モノマーと光カチオン重合性モノマーとを併用する場合、上記光ラジカル重合性モノマーの重合が、比較的低粘度の組成物中で行われることが好ましいという点から、本発明における光カチオン重合性モノマーは、常温で液状であることが好ましい。

上記光カチオン重合性モノマーとしては、例えば、ジグリセロールジエーテル、ペンタエリスリトールポリジグリシジルエーテル、１，４−ビス（２，３−エポキシプロポキシパーフルオロイソプロピル）シクロヘキサン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル等を挙げることができる。

本発明においては、上述した光カチオン重合性モノマーの１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明のホログラム形成用感光材料における、光重合性モノマーの合計量の含有量は、ホログラム形成用感光材料の全固形分１００質量部に対して８．５〜８５質量部であることが好ましく、８．５〜７０質量部であることがさらに好ましい。ここで、固形分とは溶媒以外の成分をいい、常温で液状のモノマーも固形分に含まれる。
光重合性モノマーの合計の含有量が上記範囲よりも少ないと、大きい屈折率変調量（Δｎ）を得ることができず、高輝度の体積ホログラム記録体を得ることができない可能性があるからである。一方、光重合性モノマーの含有量が上記範囲よりも大きいと、バインダー樹脂の含有量が相対的に減少し、ホログラム記録層を保持できない可能性があるからである。

また、本発明のホログラム形成用感光材料における、光重合性モノマーにおいて、光ラジカル重合性モノマーと光カチオン重合性モノマーとの含有比は、光ラジカル重合性モノマー１００質量部に対して、光カチオン重合性モノマーが３０〜９０質量部の範囲内であることが好ましく、さらに、５０〜８０質量部の範囲内であることがさらに好ましい。

＜光重合開始剤＞
本発明のホログラム形成用感光材料を構成する光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤、及び光カチオン重合開始剤を用いることができる。

（光ラジカル重合開始剤）
本発明に用いられる光ラジカル重合開始剤としては、イミダゾール誘導体、ビスイミダゾール誘導体、Ｎ−アリールグリシン誘導体、有機アジド化合物、チタノセン類、アルミナート錯体、有機過酸化物、Ｎ−アルコキシピリジニウム塩、チオキサントン誘導体等が挙げられ、さらに具体的には、１，３−ジ（ｔ−ブチルジオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３’，４，４’−テトラキス（ｔ−ブチルジオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３−フェニル−５−イソオキサゾロン、２−メルカプトベンズイミダゾール、ビス（２，４，５−トリフェニル）イミダゾール、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（商品名イルガキュア６５１、ＢＡＳＦ社製）、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン（商品名イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ社製）、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１（商品名イルガキュア３６９、ＢＡＳＦ社製）、ビス（η５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウム（商品名イルガキュア７８４、ＢＡＳＦ社製）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

光カチオン重合開始剤としては、スルホン酸エステル、イミドスルホネート、ジアルキル−４−ヒドロキシスルホニウム塩、アリールスルホン酸−ｐ−ニトロベンジルエステル、シラノール−アルミニウム錯体、（η６−ベンゼン）（η５−シクロペンタジエニル）鉄（II）等が例示され、さらに具体的には、ベンゾイントシレート、２，５−ジニトロベンジルトシレート、Ｎ−トシフタル酸イミド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

光ラジカル重合開始剤としても、光カチオン重合開始剤としても用いられるものとしては、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ホスホニウム塩、トリアジン化合物、鉄アレーン錯体等が例示され、さらに具体的には、ジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウム、ビス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム、ビス（ｐ−クロロフェニル）ヨードニウム等のヨードニウムのクロリド、ブロミド、ホウフッ化塩、ヘキサフルオロホスフェート塩、ヘキサフルオロアンチモネート塩等のヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム、４−ｔｅｒｔ−ブチルトリフェニルスルホニウム、トリス（４−メチルフェニル）スルホニウム等のスルホニウムのクロリド、ブロミド、ホウフッ化塩、ヘキサフルオロホスフェート塩、ヘキサフルオロアンチモネート塩等のスルホニウム塩、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン等の２，４，６−置換−１，３，５−トリアジン化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

光重合開始剤は、記録されたホログラムの安定化の観点から、ホログラム記録後に分解処理されるものであることが好ましい。

本発明のホログラム形成用感光材料における光重合開始剤の含有量は、ホログラム形成用感光材料の全固形分１００質量部に対して０．０４〜６．５質量部であることが好ましく、１.８〜５．０質量部であることがさらに好ましい。
上記光重合開始剤の含有量が、上記範囲よりも少ない場合、上述した光重合性モノマーが十分に重合せず、所望の屈折率変調量（Δｎ）が得られない可能性があるからである。一方で上記範囲よりも多い場合、未反応の光重合開始剤がホログラム特性を悪化させる可能性があるからである。

＜増感色素＞
本発明における増感色素は、一般的に光を吸収する成分であり、光重合開始剤の記録光に対する感度を増感させる働きを有する。ホログラム形成用感光材料は、増感色素を用いることによって可視光にも活性となり、可視レーザー光を用いてホログラムを記録することが可能となるからである。

本発明に用いられる増感色素としては、チオピリリウム塩系色素、メロシアニン系色素、キノリン系色素、スチリルキノリン系色素、クマリン系色素、ケトクマリン系色素、チオキサンテン系色素、キサンテン系色素、オキソノール系色素、シアニン系色素、ローダミン染料、ピリリウムイオン系色素、シクロペンタノン系色素、シクロヘキサノン系色素、ジフェニルヨードニウムイオン系色素等を挙げることができる。シアニン系色素、メロシアニン系色素の具体例としては、３，３’−ジカルボキシエチル−２，２’−チオシアニンブロミド、１−カルボキシメチル−１’−カルボキシエチル−２，２’−キノシアニンブロミド、１，３’−ジエチル−２，２’−キノチアシアニンヨージド、３−エチル−５−［（３−エチル−２（３Ｈ）−ベンゾチアゾリリデン）エチリデン］−２−チオキソ−４−オキサゾリジン、３，９−ジエチル−３’−カルボキシメチル−２，２’−チアカルボシアニン・ヨウ素塩等が挙げられ、クマリン系色素、ケトクマリン系色素の具体例としては、３−（２’−ベンゾイミダゾール）−７−ジエチルアミノクマリン、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノクマリン）、３，３’−カルボニルビスクマリン、３，３’−カルボニルビス（５，７−ジメトキシクマリン）、３，３’−カルボニルビス（７−アセトキシクマリン）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

後述する体積ホログラム記録体において、高透明性が要求される場合は、干渉露光工程後の、加熱工程又は光照射工程時に、分解等により脱色しやすいものが好ましく、例えば、シアニン系色素のように一般的に光によって分解しやすい色素が好ましい。室内光や太陽光の下に数時間から数日放置することにより、体積ホログラム記録体中の色素が分解されて可視光域に吸収波長域を有しなくなり、透明度の高い体積ホログラム記録体を得ることができるからである。

上記増感色素の含有量は、ホログラム形成用感光材料の全固形分１００質量部に対して０．００１〜２．０質量部であることが好ましく、０．００１〜１．２質量部であることがさらに好ましい。
上記増感色素の含有量が上記範囲よりも多い場合、高透明性が要求される際に、光照射による色素の分解が十分になされず、着色されたホログラム記録層となる可能性があり、一方、上記範囲よりも少ない場合、光重合開始剤の感度を十分に増感させることができず、ホログラム形成用感光材料が可視光に不活性となる可能性があるからである。

＜バインダー樹脂＞
バインダー樹脂は、ホログラム記録層の成膜性、膜厚の均一性を向上させ、光照射による重合で形成されたホログラムを安定化させる働きを有し、ホログラム記録層の屈折率変調量（Δｎ）の増加、耐熱性及び機械物性等の向上に寄与するものである。
本発明において用いられるバインダー樹脂としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂より選択される１種以上が好適に用いられる。中でも、少なくとも熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、さらに、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を併用することが屈折率変調量（Δｎ）の増加、耐熱性及び機械物性等の向上の点から好ましい。

（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラート、ポリビニルホルマール、ポリビニルカルバゾール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリメタクリロニトリル、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ−１，２−ジクロロエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、シンジオタクチック型ポリメチルメタクリレート、ポリ−α−ビニルナフタレート、ポリカーボネート、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチラート、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、ポリ−ｏ−メチルスチレン、ポリ−ｐ−メチルスチレン、ポリ−ｐ−フェニルスチレン、ポリ−２，５−ジクロロスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリ−２，５−ジクロロスチレン、ポリアリーレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニリデン、水素化スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、透明ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、（メタ）アクリル酸環状脂肪族エステルとメチル（メタ）アクリレートとの共重合体等が挙げられる。
熱可塑性樹脂は、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

本発明のバインダー樹脂に用いられる熱可塑性樹脂としては、中でも、ポリアクリル酸エステルを含有することが、屈折率変調量（Δｎ）の増加の点から好ましい。

本発明で用いられるポリアクリル酸エステルとしては、例えば、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリｎ−プロピルアクリレート、ポリｎ−ブチルアクリレート、ポリベンジルアクリレート、ポリｎ−ヘキシルアクリレート、ポリイソプロピルアクリレート、ポリイソブチルアクリレート、ポリ−ｔ−ブチルアクリレート、ポリシクロヘキシルアクリレート、ポリフェニルアクリレート、ポリ１−フェニルエチルアクリレート、ポリ２−フェニルエチルアクリレート、ポリフルフリルアクリレート、ポリジフェニルメチルアクリレート、ポリペンタクロルフェニルアクリレート、ポリナフチルアクリレート等が挙げられる。ポリ（メタ）アクリル酸エステルにさらにポリ（メタ）アクリル酸エステルの加水分解物が含まれていてもよい。本発明におけるバインダー樹脂に用いられる熱可塑性樹脂は、中でも、屈折率変調量（Δｎ）の増加の点、及び保存安定性の点から、ポリメチルメタクリレート、及びポリメチルメタクリレートとポリ（メタ）アクリル酸エステルの共重合体が好ましい。

本発明におけるバインダー樹脂に用いられる、熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、ホログラム記録時の光重合性モノマーの拡散移動能の点、及び、高温保存安定性の点からは、２００００〜１５００００の範囲内であることが好ましく、８００００〜１５００００の範囲内であることがより好ましく、１２００００〜１４００００の範囲内であることがさらに好ましい。
なお、本発明における重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィ−（ＧＰＣ）測定のポリスチレン換算値をいう。

本発明におけるバインダー樹脂に用いられる、熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、６０℃〜１５０℃の範囲内であることが好ましく、７０℃〜１２０℃の範囲内であることがより好ましい。
ガラス転移温度（Ｔｇ）が上記範囲よりも高いと、光重合性モノマーの拡散移動能が劣り、所望の屈折率変調量（Δｎ）が得られず、輝度の高い体積ホログラム記録体が得られない可能性があるからである。一方、ガラス転移温度（Ｔｇ）が上記範囲よりも低いと、高温保存下にて、バインダー樹脂が軟化し、干渉縞が乱れるため、所望の屈折率変調量（Δｎ）が得られない可能性があるからである。
なお、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差熱分析計（ＤＳＣ）等を用いて測定することができる。

（熱硬化性樹脂）
本発明におけるバインダー樹脂に熱硬化性樹脂を用いると、加熱工程において硬化されることにより、ホログラム記録層の強度を高め、体積ホログラム記録特性が向上し、安定した層構造を形成させることができる。また、上記熱硬化性樹脂の官能基の一部は、光照射により光重合性モノマーの官能基の一部との間で相互作用が起こり、化学結合を形成することができる。この場合、体積ホログラム記録後の光照射工程により、光重合性モノマーが固定されるため、体積ホログラム記録体の強度を高めることができる。

本発明におけるバインダー樹脂に用いられる熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではなく、熱硬化性基を有するモノマー、オリゴマー、及びポリマーを好適に使用することができる。
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、オキセタン基、イソシアネート基、カルボジイミド基、オキサジン基、及び金属アルコキサイド等を含有する化合物等を挙げることができる。本発明においては、中でも、エポキシ基及びオキセタン基を含有する化合物を用いることがより好ましく、エポキシ基含有化合物を用いることがさらに好ましい。本発明で用いられるエポキシ基含有化合物としては、一分子中にエポキシ基を１個以上含有する樹脂であれば特に限定されるものではない。

上記のエポキシ基を有する化合物のうち、エポキシ基を１つ有する単官能エポキシ化合物としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、１，２−ブチレンオキサイド、１，３−ブタジエンモノオキサイド、１，２−エポキシドデカン、エピクロロヒドリン、１，２−エポキシデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、中でも重合性不飽和結合を含有するものとして、３−メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、３−アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、３−ビニルシクロヘキセンオキサイド、グリシジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

また、エポキシ基を２つ以上有する多官能エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、水添ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビニルシクロヘキセンオキサイド、４−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシル−３’，４’−エポキシ−６’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサン）、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールのジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−２−エチルヘキシル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、１，１，３−テトラデカジエンジオキサイド、リモネンジオキサイド、１，２，７，８−ジエポキシオクタン、１，２，５，６−ジエポキシシクロオクタン等があげられる。
その他、エポキシ基含有ポリマーも好適に用いられる。エポキシ基含有ポリマーとしては、例えば、エポキシ基やグリシジル基を有する単量体を共重合成分として用いた共重合体等が挙げられる。上記エポキシ基やグリシジル基を有する単量体としては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、マレイン酸グリシジルエステル等のα，β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステル等が挙げられる。
これらのエポキシ化合物は、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明におけるバインダー樹脂に用いられる熱硬化性樹脂の重量平均分子量は、５０００〜１０００００の範囲内であることが好ましく、１００００〜５００００の範囲内であることが、屈折率変調量（Δｎ）を向上する点、及び、ホログラム記録層の膜強度の点から、より好ましい。

バインダー樹脂として熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂を併用する場合の、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の配合比は、屈折率変調量（Δｎ）の向上と、体積ホログラム記録体の強度の点から、質量比で熱可塑性樹脂／熱硬化性樹脂＝５０／５０〜９０／１０の範囲内であることが好ましく、６０／４０〜９０／１０の範囲内であることがより好ましく、７０／３０〜８０／２０の範囲内であることがさらに好ましい。

本発明のホログラム形成用感光材料における、バインダー樹脂の含有量は、屈折率変調量（Δｎ）の向上と、体積ホログラム記録体の強度の点から、ホログラム形成用感光材料の全固形分１００質量部に対して、１〜４０質量部であることが好ましく、２５〜３５質量部であることがより好ましい。

＜その他の成分＞
本発明のホログラム形成用感光材料は、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて、微粒子、熱重合防止剤、シランカップリング剤、着色剤等を併用してよい。
例えば、良好な箔切れ性を付与したい場合には、微粒子が用いられることが好ましい。
微粒子としては、例えば、樹脂骨格として低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（メタ）アクリル等を含む有機微粒子、シリカ、マイカ、タルク、チタニア等の無機粒子等を用いることができ、これらの微粒子を１種、又は２種以上を混合して使用してもよい。上記の中でも、上記有機微粒子の樹脂中の骨格又は、側鎖の水素の一部又は全部をフッ素原子で置換した含フッ素系樹脂の微粒子であるフッ素系微粒子、又は、チタニア微粒子であることが好ましい。

本発明のホログラム形成用感光材料は、塗工する際に必要に応じて溶媒を用いてもよい。ホログラム形成用感光材料のうち、常温で液状である成分が含有されている場合は、塗工溶媒が全く必要ない場合もある。
上記溶媒としては、例えばメチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールジアセテート等のエステル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン系溶媒、又はそれらの混合溶媒等が挙げられる。

なお、上述した材料は、体積ホログラムを形成する材料として用いられる材料を例示したに過ぎず、これらに限定されるものではない。
また、このようなホログラム形成用感光材料を用いた体積ホログラム３０の形成は、従来公知の反射型ホログラムの形成方法と同様とすることができる。

また、赤外光は、波長帯域が極めて狭く略単波長の光であり、かつ、体積ホログラム３０についても波長選択性を備えることから、光源１０が出射する特定の波長の赤外光以外については、偏向部３０の体積ホログラム３０が光学的に殆ど影響を与えないように構成することができる。よって、本実施形態の視線検出装置１は、小型化及び軽量化することができ、かつ、偏向部３０を素通しできる。

このように、本実施形態の視線検出装置１では、偏向部３０に体積ホログラム３０を用いたことにより、上述した優れた効果を得ることが可能である。そして、光源１０が出射する赤外光の帯域を狭くし、この帯域の光についてのみ選択的に回折反射を行うことができる体積ホログラム３０を用いれば、透明度が高く、かつ、適切に視線検出を行うことが可能である。

しかし、視線検出装置において、体積ホログラム３０を赤外光の偏向に用いる場合、回折効率が低いと、光源から体積ホログラムへ照射する光のごく一部の回折光しか利用することができない。回折効率が低く回折光量が不足するような場合には、体積ホログラムへ照射する光量を多くすることで、回折光量を増やすことができる。しかし、体積ホログラムへ照射する光量を多くすると、体積ホログラム以外の部分で散乱したノイズ光が増加してしまい、このノイズ光が正確な検出の障害となる場合があった。

図２は、光源１０の分光分布曲線と体積ホログラム３０の回折効率の分布例とを重ねて示す図である。図２の横軸は、波長を示し、縦軸は、光源１０からの赤外光の光量及び体積ホログラム３０の回折効率を示している。図２には、ピークが９４０ｎｍのＬＥＤから照射される赤外光の分布と、半値幅が１０ｎｍの体積ホログラム３０の回折効率の分布と、半値幅が７０ｎｍの体積ホログラム３０の回折効率の分布とを併記した。
この図からわかるように、体積ホログラムのピーク波長における回折効率が高くても半値幅１０ｎｍ未満の場合は、ＬＥＤ光の９３５ｎｍ以下の光、及び、９４５ｎｍ以上の光の回折効率は、非常に小さいものとなってしまい、ＬＥＤから出光されている赤外光全体で考えた場合に利用効率は低くなってしまう。そのため体積ホログラムの半値幅は１０ｎｍ以上が好ましい。

また、より好ましくは、体積ホログラム３０は、分光分布曲線において半値幅が２０ｎｍ以上あることが望ましい。
また、さらに好ましくは、体積ホログラム３０は、分光分布曲線において半値幅が３０ｎｍ以上あることが望ましい。
また、さらに好ましくは、体積ホログラム３０は、分光分布曲線において半値幅が５０ｎｍ以上あることが望ましい。
また、さらに好ましくは、体積ホログラム３０は、分光分布曲線において半値幅が７０ｎｍ以上あることが望ましい。

また、分光分布曲線における前記体積ホログラムの半値幅と、前記光源の照射光の半値幅と、前記体積ホログラムの回折効率とは、以下の関係を満たすことが望ましい。
（体積ホログラムのピーク回折効率）×（体積ホログラムの半値幅）／（光源の照射光の半値幅）＞８％
この関係を満たすことにより、回折光の光量を透明基材の表裏面における界面反射光の光量と同等以上とすることができ、界面反射によるノイズ光に対して十分な感度を得ることができる。
より望ましくは、以下の関係を満たすことが望ましい。
（体積ホログラムのピーク回折効率）×（体積ホログラムの半値幅）／（光源の照射光の半値幅）＞１０％
より望ましくは、以下の関係を満たすことが望ましい。
（体積ホログラムのピーク回折効率）×（体積ホログラムの半値幅）／（光源の照射光の半値幅）＞１５％
より望ましくは、以下の関係を満たすことが望ましい。
（体積ホログラムのピーク回折効率）×（体積ホログラムの半値幅）／（光源の照射光の半値幅）＞２０％

次に、上述したように分光分布曲線において半値幅が広い体積ホログラム３０のより具体的な構成について説明する。
体積ホログラム３０の回折光の半値幅は、その膜厚と屈折率変調量Δｎとの影響を大きく受けることが考えられるので、先ず、これらの最適な範囲を規定する。
図３は、シミュレーション条件を示す図である。図３（ａ）は、シミュレーション条件の一覧を示し、図３（ｂ）は、入射角と出射角の条件を示している。
ここでは、図３に示す条件下で体積ホログラム３０のシミュレーションを行い、半値幅への膜厚と屈折率変調量Δｎとの影響を調べた。なお、屈折率変調量Δｎについては、露光前の材料の選定、配合によって大きく変わるものであるが、露光条件によっても変化させることができるので、所望の値とすることが十分に可能である。なお、以下に示すシミュレーションの結果は、Ｐ偏光とＳ偏光の平均値を用いている。

反射型ホログラムのシミュレーションは、KogelnikのCoupled Wave theory（The Bell System Technical Journal Vol.48,No.9,pp.2909-2947(Nov.1969)）に基づいて行った。
反射型ホログラムの回折効率ηは、媒質での吸収が無視できる場合に、次式（Ａ）で与えられる。

η＝１／［１＋（１−ξ²／ν²）／ｓｉｎｈ²｛√（ν²−ξ²）｝］・・・（Ａ）
ここで、νとξは次式で与えられる。

ν＝πｔΔｎ／｛λ√（ｃｏｓθ_R・ｃｏｓθ_S）｝
ξ＝ｔ／２×（ｋ_Rz＋Ｋ_z−ｋ_Sz）
ただし、
ｔ：感光材料の厚み
λ：真空中の波長
θ_R：入射光とホログラム面法線ベクトルのなす角
θ_S：回折光とホログラム面法線ベクトルのなす角
ｋ_Rz：入射光の波数ベクトルのホログラム面法線方向の成分
ｋ_Sz：回折光の波数ベクトルのホログラム面法線方向の成分
Ｋ_z：回折格子ベクトルのホログラム面法線方向の成分
Δｎ：ホログラム媒質の屈折率変調の振幅
ｎ：ホログラム媒質の平均屈折率
である。

ここで、光の波数ベクトルｋは、｜ｋ｜＝２πｎ／λで与えられ、回折格子ベクトルＫは、体積ホログラムの干渉縞面に垂直なベクトルで干渉縞の周期（格子間隔）をΛとすると、｜Ｋ｜＝２π／Λで与えられる。

（膜厚ｔとΔｎとを変数とした半値幅シミュレーション）
図４は、膜厚ｔとΔｎとを変化させて半値幅を求めたシミュレーションの結果をまとめた図である。図４では、膜厚ｔを１５種類、Δｎを２０種類、それぞれ組み合わせて、計３００種類のシミュレーションを行った結果をまとめている。
図４を見ると、膜厚ｔは薄い方が望ましく、Δｎは高い値が望ましいことは解るが、定量的に把握することが難しい。そこで、図４に示した結果から、膜厚ｔとΔｎとの組み合わせで好ましい範囲を数式化した。
具体的には、図４に示した半値幅は、その数値範囲で複数領域に分けることが可能であるので、境界とする半値幅が得られる膜厚ｔとΔｎとの組み合わせからなるデータ群を集めて、そのデータ群を表す近似式を求めた。境界としては、半値幅が１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、７０ｎｍとなる境界を設定した。

図５は、半値幅から求めた膜厚ｔとΔｎとの好ましい組み合わせ範囲を示す近似式のグラフである。
上述した境界値となる半値幅１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、７０ｎｍ毎に多項式近似を行った結果を図５中に併記した。

半値幅１０ｎｍの近似結果から、
Δｎ≧１．８６×１０^−６ｔ^３−１．５６×１０^−４ｔ^２＋４．３７×１０^−３ｔ−３．５６×１０^−２
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、半値幅を１０ｎｍ以上とすることができる。
ただし、Δｎがマイナスの値となることはあり得ないので、上記式において、Δｎ＜０の場合には、Δｎ＝０であるものとする。

より望ましくは、半値幅２０ｎｍの近似結果から、
Δｎ≧４．７２×１０^−６ｔ^３−３．６２×１０^−４ｔ^２＋９．６０×１０^−３ｔ−６．３８×１０^−２
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、半値幅を２０ｎｍ以上とすることができる。
ただし、上記式において、Δｎ＜０の場合には、Δｎ＝０であるものとする。

より望ましくは、半値幅３０ｎｍの近似結果から、
Δｎ≧１．１０×１０^−５ｔ^３−７．５７×１０^−４ｔ^２＋１．７０×１０^−２ｔ−８．５２×１０^−２
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、半値幅を３０ｎｍ以上とすることができる。
ただし、上記式において、Δｎ＜０の場合には、Δｎ＝０であるものとする。

より望ましくは、半値幅５０ｎｍの近似結果から、
Δｎ≧９．１１×１０^−６ｔ^３−６．０８×１０^−４ｔ^２＋１．３２×１０^−２ｔ−１．７３×１０^−２
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、半値幅を５０ｎｍ以上とすることができる。
ただし、上記式において、Δｎ＜０の場合には、Δｎ＝０であるものとする。

より望ましくは、半値幅７０ｎｍの近似結果から、
Δｎ≧９．７５×１０^−８ｔ^５−９．５５×１０^−６ｔ^４−３．６０×１０^−４ｔ^３−６．５３×１０^−３ｔ^２＋５．６６×１０^−２ｔ−９．２２×１０^−２
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、半値幅を７０ｎｍ以上とすることができる。
ただし、上記式において、Δｎ＜０の場合には、Δｎ＝０であるものとする。

（膜厚ｔとΔｎとを変数とした回折効率シミュレーション）
膜厚ｔ及びΔｎが変わると、上述した半値幅のみならず、回折効率も影響を受ける。そこで、回折効率を考慮して、膜厚ｔとΔｎとの適切な範囲をさらに限定する。
図６は、膜厚ｔとΔｎとを変化させて回折効率の最大値を求めたシミュレーションの結果をまとめた図である。図６についても、図５の場合と同様に膜厚ｔを１５種類、Δｎを２０種類、それぞれ組み合わせて、計３００種類のシミュレーションを行った結果をまとめている。
図６を見ると、膜厚ｔは厚い方が望ましく、Δｎは高い値が望ましいことは解るが、定量的に把握することが難しい。そこで、図５の場合と同様に、図６に示した結果から、膜厚ｔとΔｎとの組み合わせで好ましい範囲を数式化した。
具体的には、境界としては、回折効率の最大値が０．２、０．４、０．６、０．８となる境界を設定した。

図７は、回折効率の最大値から求めた膜厚ｔとΔｎとの好ましい組み合わせ範囲を示す近似式のグラフである。
上述した境界値となる回折効率の最大値０．２、０．４、０．６、０．８毎に多項式近似を行った結果を図７中に併記した。

回折効率の最大値０．２の近似結果から、
Δｎ≧０．１４０ｔ^{（−１．０７）}
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、回折効率の最大値を０．２以上とすることができる。

より望ましくは、回折効率の最大値０．４の近似結果から、
Δｎ≧０．２５９ｔ^{（−１．１２）}
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、回折効率の最大値を０．４以上とすることができる。

より望ましくは、回折効率の最大値０．６の近似結果から、
Δｎ≧０．３２４ｔ^{（−１．０６）}
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、回折効率の最大値を０．６以上とすることができる。

より望ましくは、回折効率の最大値０．８の近似結果から、
Δｎ≧０．４７３ｔ^{（−１．０７）}
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、回折効率の最大値を０．８以上とすることができる。

（入射角θ_１と出射角θ_２とを変数とした半値幅シミュレーション）
上述したシミュレーションは、入射角と出射角とをそれぞれ、０°と１２０°とに固定したものであった。この入射角０°及び出射角１２０°は、ヘッドマウント型の視線検出装置１を想定すると、最も好適な組み合わせのひとつである。しかし、当然ながら入射角と出射角との組み合わせは、これに限らず、適宜設計変更可能である。そこで、入射角及び出射角が変わった場合を想定してシミュレーションを行った。

図８は、入射角と出射角に着目したシミュレーション条件を示す図である。図８（ａ）は、シミュレーション条件の一覧を示し、図８（ｂ）は、入射角θ_１と出射角θ_２とを変化させる状態を示している。
ここでは、図８に示す条件下で体積ホログラム３０のシミュレーションを行い、半値幅への入射角θ_１と出射角θ_２との影響を調べた。

図９は、入射角θ_１と出射角θ_２とを変化させて半値幅を求めたシミュレーションの結果をまとめた図である。図９では、入射角θ_１を０°から８５°まで１８種類、出射角θ_２を１００°から２６０°まで１７種類、それぞれ組み合わせて、計３０６種類のシミュレーションを行った結果をまとめている。
図９を見ると、入射角θ_１は、大きい方が（８５°に近い方が）半値幅を広くでき、出射角θ_２は、小さい方が（１００°に近い方が）半値幅を広くできることは解るが、定量的に把握することが難しい。そこで、図９に示した結果から、入射角θ_１と出射角θ_２との組み合わせで好ましい範囲を先に説明した膜厚ｔとΔｎとの場合と同様にして数式化した。境界としては、半値幅が２８ｎｍ、３０ｎｍ、３２ｎｍ、３４ｎｍとなる境界を設定したが、半値幅２８ｎｍ、３０ｎｍについては図９を見て解るように、出射角θ_２が小さい側と大きい側との２領域に分かれて存在している。よって、半値幅が１５ｎｍを境界とする近似式は、２つとしている。

図１０は、半値幅から求めた膜厚ｔとΔｎとの好ましい組み合わせ範囲を示す近似式のグラフである。
上述した境界値となる半値幅２８ｎｍを２つ（２８ｎｍ−Ａ、２８ｎｍ−Ｂ）と、
半値幅３０ｎｍを２つ（３０ｎｍ−Ａ、３０ｎｍ−Ｂ）と、３２ｎｍと、３４ｎｍ
のそれぞれに多項式近似を行った結果を図１０中に併記した。

半値幅２８ｎｍの結果から、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≧−０．２００θ_１ ^２＋θ_１＋１．１０×１０^２
かつ、
θ_２≦−２．４８×１０^−４θ_１ ^３＋３．５１×１０^−２θ_１ ^２−１．０６θ_１＋２．４８×１０^２
の双方の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、半値幅を２８ｎｍ以上とすることができる。

また、半値幅３０ｎｍの結果から、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≧−６．６７×１０^−３θ_１ ^３＋０．１４３θ_１ ^２−０．９７６θ_１＋１．４１×１０^２
かつ、
θ_２≦−２．０２×１０^−４θ_１ ^３＋２．７５×１０^−２θ_１ ^２−０．５９９θ_１＋２．１６×１０^２
の双方の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、半値幅を３０ｎｍ以上とすることができる。

また、半値幅３２ｎｍの結果から、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≦９．２９×１０^−６θ_１ ^５−２．８３×１０^−３θ_１ ^４＋０．３３７θ_１ ^３−１９．６θ_１ ^２＋５．５９×１０^２θ_１−６．０３×１０^３
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、半値幅を３２ｎｍ以上とすることができる。

また、半値幅３４ｎｍの結果から、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≦１．９０×１０^−３θ_１ ^３−０．４３１θ_１ ^２＋３２．９θ_１−６．４５×１０^２
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、半値幅を３４ｎｍ以上とすることができる。

（入射角θ_１と出射角θ_２とを変数とした回折効率シミュレーション）
入射角θ_１及び出射角θ_２が変わると、上述した半値幅のみならず、回折効率も影響を受ける。そこで、回折効率を考慮して、入射角θ_１と出射角θ_２との適切な範囲をさらに限定する。
図１１は、入射角θ_１と出射角θ_２とを変化させて回折効率の最大値を求めたシミュレーションの結果をまとめた図である。図１１についても、図９の場合と同様に入射角θ_１を０°から８５°まで１８種類、出射角θ_２を１００°から２６０°まで１７種類、それぞれ組み合わせて、計３０６種類のシミュレーションを行った結果をまとめている。
図１１を見ると、入射角θ_１は小さい方（０°に近い方が）が望ましく、出射角θ_２は大きい方（２６０°に近い方が）が望ましいことは解るが、定量的に把握することが難しい。そこで、図９の場合と同様に、図１１に示した結果から、入射角θ_１と出射角θ_２との組み合わせで好ましい範囲を数式化した。
具体的には、境界としては、回折効率の最大値が０．６、０．７、０．８、０．９となる境界を設定した。

図１２は、回折効率の最大値から求めた入射角θ_１と出射角θ_２との好ましい組み合わせ範囲を示す近似式のグラフである。
上述した境界値となる回折効率の最大値０．６、０．７、０．８、０．９のそれぞれに多項式近似を行った結果を図１２中に併記した。

回折効率の最大値０．６の近似結果から、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≧８．０８×１０^−４θ_１ ^３−０．１７３θ_１ ^２＋１３．０θ_１−２．１５×１０^２
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、回折効率の最大値を０．６以上とすることができる。

より望ましくは、回折効率の最大値０．７の近似結果から、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≧６．９４×１０^−４θ_１ ^３−０．１３７θ_１ ^２＋９．２７θ_１−７５．１
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、回折効率の最大値を０．７以上とすることができる。

より望ましくは、回折効率の最大値０．８の近似結果から、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≧３．４４×１０^−４θ_１ ^３−６．３０×１０^−２θ_１ ^２＋３．８２θ_１＋９１．０
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、回折効率の最大値を０．８以上とすることができる。

より望ましくは、回折効率の最大値０．９の近似結果から、０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≧３．５２×１０^−４θ_１ ^３−４．８９×１０^−２θ_１ ^２＋１．０３θ_１＋２．８０×１０^２
の関係を満たすことが望ましいといえる。この関係を満たすことにより、回折効率の最大値を０．９以上とすることができる。

本実施形態で偏向部３０に用いる体積ホログラム３０としては、上述した膜厚ｔ及びΔｎの好ましい範囲、及び、入射角θ_１及び出射角θ_２の好ましい範囲から、適宜組み合わせて使用条件に最適な体積ホログラム３０を用いることができる。
なお、実際に作製された体積ホログラムについて、膜厚の測定を行うには、断面のＳＥＭ観察より測定するとよい。また、Δｎの測定方法としては膜厚、回折角度、波長の測定結果を元にした回折効率のシミュレーション演算を行い、回折効率測定結果とのフィッティングからΔｎを算出するとよい。

以上説明したように、本実施形態の視線検出装置１は、偏向部３０に体積ホログラム３０を用いており、その回折光の半値幅が１０ｎｍ以上となっているので、回折光を効率よく利用することが可能である。また、本実施形態の偏向部３０に用いている体積ホログラム３０は、上述した膜厚ｔ及びΔｎの好ましい範囲、及び、入射角θ_１及び出射角θ_２の好ましい範囲にあるので、半値幅が広く、かつ、回折効率の良好な体積ホログラム３０を実現できる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。

（１）実施形態において、望ましい範囲と規定した各数値範囲については、体積ホログラムの全領域において満たさなくてもよい。例えば、体積ホログラムに対する入射角や出射角については、体積ホログラムの全領域において望ましい数値範囲を満たさなくてもよい。例えば、視線の中心（体積ホログラムの中心）が今回規定している角度範囲の条件を満たすとよい。

（２）実施形態において、体積ホログラム３０を頭部装着型表示装置に適用した例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、頭部に装着しない表示装置に本発明の体積ホログラムを用いてもよい。

（３）実施形態において、光源１０と眼Ｅとの間の光路中に体積ホログラム３０を配置した例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、受光部としての撮影部と眼との間に体積ホログラムを配置してもよい。

なお、各実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

１視線検出装置
１０光源
２０撮影部
３０偏向部（体積ホログラム）

Claims

赤外光源及び受光部の少なくとも一方とセンシング対象の眼との間の光路中に配置され、赤外光の向きを偏向させる偏向部として用いられる体積ホログラムであって、
分光分布曲線において半値幅が１０ｎｍ以上である体積ホログラム。
請求項１に記載の体積ホログラムにおいて、
当該体積ホログラムの膜厚をｔ（μｍ）、屈折率変調量をΔｎとしたときに、
Δｎ≧１．８６×１０^−６ｔ^３−１．５６×１０^−４ｔ^２＋４．３７×１０^−３ｔ−３．５６×１０^−２
の関係を満たすこと、
を特徴とする体積ホログラム。
請求項１又は請求項２に記載の体積ホログラムにおいて、
当該体積ホログラムの膜厚をｔ（μｍ）、屈折率変調量をΔｎとしたときに、
Δｎ≧０．１４０ｔ^{（−１．０７）}
の関係を満たすこと、
を特徴とする体積ホログラム。
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の体積ホログラムにおいて、
当該体積ホログラムへ入射角θ_１で入射した赤外光の出射角をθ_２としたときに、
０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≧−０．２００θ_１ ^２＋θ_１＋１．１０×１０^２
、かつ、
θ_２≦−２．４８×１０^−４θ_１ ^３＋３．５１×１０^−２θ_１ ^２−１．０６θ_１＋２．４８×１０^２
の双方の関係を満たすこと、
を特徴とする体積ホログラム。
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の体積ホログラムにおいて、
当該体積ホログラムへ入射角θ_１で入射した赤外光の出射角をθ_２としたときに、
０°≦θ_１≦８５°、かつ、１００°≦θ_２≦２６０°の範囲内において、
θ_２≧８．０８×１０^−４θ_１ ^３−０．１７３θ_１ ^２＋１３．０θ_１−２．１５×１０^２
の関係を満たすこと、
を特徴とする体積ホログラム。
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の体積ホログラムを偏向部に含む、頭部装着型センサ装置。
請求項６に記載の頭部装着型センサ装置において、
前記体積ホログラムへ検出光を照射する赤外光源を備え、
分光分布曲線における前記体積ホログラムの半値幅と、前記赤外光源の照射光の半値幅と、前記体積ホログラムの回折効率とは、
（体積ホログラムの回折効率）×（体積ホログラムの半値幅）／（光源の照射光の半値幅）＞８％
の関係を満たすこと、
を特徴とする頭部装着型センサ装置。