JP2022056571A - 回折光学部材及び虚像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発生する応力がホログラム素子での回折に影響することを回避又は抑制できる回折光学部材を提供すること。【解決手段】ホログラム素子３１０と、ホログラム素子３１０を支持する基板３２１，３２２と、ホログラム素子３１０と基板３２１，３２２との間に設けられる誘電体膜３３１，３３２と、ホログラム素子３１０の周囲に形成されて、ホログラム素子３１０に対してホログラム素子３１０外から掛かる応力を緩和する緩衝層ＢＬと、緩衝層ＢＬと誘電体膜３３１，３３２とを接着する接着層３４０とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、虚像を観察者に提示する虚像表示装置における導光に適用可能な回折光学部材及び回折光学部材を備える虚像表示装置に関する。

虚像表示装置に適用可能な回折光学部材として、ホログラム素子の周囲に誘電体膜を配置し、外部からの水分の浸入を防止するものが開示されている（特許文献１）。

特開２０１９－１４８７３８号公報

しかしながら、上記先行技術において、ホログラム素子の周囲に接着層を介して誘電体膜を配置した場合、誘電体膜によりホログラム素子への外部からの水分の浸入については防止できるとしても、接着層の形成に際して、材料となる接着剤が硬化収縮することで、ホログラム素子に応力がかかり、ホログラム素子における回折特性が変化してしまう可能性がある。

本発明の一側面における回折光学部材は、ホログラム素子と、ホログラム素子を支持する基板と、ホログラム素子と基板との間に設けられる誘電体膜と、ホログラム素子の周囲に形成されて、ホログラム素子に対してホログラム素子外から掛かる応力を緩和する緩衝層と、緩衝層と誘電体膜とを接着する接着層とを備える。

第１実施形態に係る回折光学部材を含むヘッドマウントディスプレイの外観を説明する斜視図である。 ヘッドマウントディスプレイにおける光学系の光線図である。 回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 回折光学部材における回折特性について説明するためのグラフである。 一変形例の回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 第２実施形態に係る回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 第３実施形態に係る回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 一変形例の回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 第４実施形態に係る回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 一変形例の回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 第５実施形態に係る回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 第６実施形態に係る回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 一変形例の回折光学部材についての模式的な縦断面図である。 他の一例のヘッドマウントディスプレイにおける光学系の光線図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、本実施形態に係る回折光学部材及び回折光学部材を含む虚像表示装置の一例としてのヘッドマウントディスプレイについて、一構成例を説明する。

図１は、本実施形態に係る虚像表示装置としての表示装置１００を含むヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも称する。）２００の外観すなわち頭部装着型の表示装置の外観について、一態様を示す斜視図である。また、図２は、表示装置１００における光学系１０の光線図である。さらに、図３は、表示装置１００の光学系１０を構成する回折光学部材５０，７０（図２参照）として適用される回折光学部材３００の構造についての模式的な縦断面図である。なお、例えば図３等において、回折光学部材３００を構成する各部における各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材における厚みや厚みの比率等は、実際とは異なった状態で示している。

図１に示すように、ＨＭＤ２００は、右眼用の表示装置１００Ａと、左眼用の表示装置１００Ｂと、これらを支持するフレーム２０１とを有する。各表示装置１００Ａ，１００Ｂは、画像光ＩＬを生成するとともに、生成した画像光ＩＬを、観察者又は装着者の左右の眼ＥＹの眼前に導き、外界像と重畳させた状態で観察可能にするシースルー型の虚像表示装置となっている。これにより、例えば外界像又は対象物に重ねて画像やデータといった仮想的な視覚情報を付加するＡＲ（Augmented Reality）表示が可能になる。

なお、ＨＭＤ２００のうち、画像光ＩＬを取り出すべく眼ＥＹの眼前に配置されている第４光学部Ｌ４０としての第２回折光学部材７０の構造等について、詳しくは後述する。

図１等において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、直交座標系であり、＋Ｘ方向は、表示装置１００を含むＨＭＤ２００を装着した観察者又は装着者の両眼ＥＹの並ぶ横方向に対応し、＋Ｙ方向は、装着者ＵＳにとっての両眼ＥＹの並ぶ横方向に直交する上方向に相当し、＋Ｚ方向は、装着者ＵＳにとっての前方向又は正面方向に相当する。図１においては、右眼用の表示装置１００Ａだけでなく、左眼用の表示装置１００Ｂも記載されているが、右眼用の表示装置１００Ａと左眼用の表示装置１００Ｂとは、光学的に左右を反転させたものであり、以後では、右眼用の表示装置１００Ａを代表の表示装置１００として説明する。例えば、図２では、右眼用の表示装置１００Ａについて、光学系１０についての光線図が示されている。

以下、図２として示す光線図を参照して、表示装置１００における光学系１０について一構成例を説明する。

図２の一例では、表示装置１００の光学系１０は、光源側から順に、画像光生成装置３１と、投射光学系３２と、ミラー４０と、反射型の回折素子である第１回折光学部材５０と、ミラー６０と、反射型の回折素子である第２回折光学部材７０とを備える。

光学系１０のうち、画像光生成装置３１は、光源を含み、画像光ＩＬを生成する。画像光生成装置３１としては、例えば有機ＥＬ表示素子等の表示パネル等を採用することができる。この場合、小型で高画質な画像表示が可能な表示装置１００を提供することができる。また、画像光生成装置３１は、照明光源（図示せず）と、照明光源から射出された照明光を変調する液晶表示素子等の表示パネルとを備えている態様を採用してもよい。さらに、画像光生成装置３１として、レーザー光をマイクロミラーデバイスで変調する態様を採用してもよい。なお、図示の例では、画像光生成装置３１は、カラー表示可能な１枚の表示パネルを有する態様としているが、画像光生成装置３１は、各色に対応する複数の表示パネルとこれらからの各色の画像光を合成する合成光学系とで構成されてもよい。

光学系１０のうち、投射光学系３２は、回転対称のレンズ３２ａと、自由曲面のレンズ３２ｂとを有しており、画像光生成装置３１から射出された画像光ＩＬを光路後段に向けて投射する。

ミラー４０は、凹曲面の反射面４０ｓを有しており、正のパワーを有している。ミラー４０は、投射光学系３２から第１回折光学部材５０に到る光路の途中位置に配置されている。投射光学系３２は、ミラー４０の反射面またはその近傍に第１中間像Ｐ１を形成する。なお、ミラー４０は、ミラー４０を投射光学系３２の構成要素と捉えてもよい。

ミラー６０は、凹曲面の反射面６０ｓを有しており、正のパワーを有している。反射面６０ｓは、球面、非球面、または自由曲面とすることが考えられ、ここでは、反射面６０ｓは自由曲面であるものとする。ミラー６０は、第１回折光学部材５０で回折された画像光ＩＬを、第２回折光学部材７０に向けて反射する。なお、ミラー６０と第２回折光学７０第４光との間に画像光ＩＬの第２中間像Ｐ２が形成される。

第１及び第２回折光学部材５０，７０は、反射型体積ホログラフィック素子で構成されている。これらのうち、第２回折光学７０は、凹曲面を有しており、正のパワーを有している。本実施形態では、第１及び第２回折光学部材５０，７０において、回折を行う本体部分であるホログラム素子の周囲に緩衝層を設けることで、当該ホログラム素子に対してホログラム素子外から掛かる応力を緩和して、回折の状態を所望の状態に保ち、表示装置１００における画像形成を良好に維持している。なお、第１回折光学部材５０あるいは第２回折光学部材７０に関する構造について詳しくは、図３等を参照して、後述する。

なお、上記態様において、光学系１０のうち、画像光生成装置３１以外について、投射光学系３２及びミラー４０によって構成される第１光学部Ｌ１０と、反射型の第１回折光学部材５０によって構成される第２光学部Ｌ２０と、ミラー６０によって構成される第３光学部Ｌ３０と、反射型の第２回折光学部材７０によって構成される第４光学部Ｌ４０とからなるものとして捉えることもできる。ここでの一例では、第３光学部Ｌ３０と第４光学部Ｌ４０との間、すなわちミラー６０と第２回折光学部材７０との間において、画像光ＩＬの第２中間像Ｐ２が形成され、さらに第４光学部Ｌ４０（第２回折光学部材７０）は、画像光を平行光化して射出瞳ＰＵを形成する。射出瞳ＰＵは、観察者の眼ＥＹの位置として想定される位置である。

上記のような光学系１０の構成から、画像光ＩＬの光路についてより具体的には、下記のようになる。まず、画像光生成装置３１は、投射光学系３２等で構成される第１光学部Ｌ１０に向けて画像光ＩＬを射出する。次に、第１光学部Ｌ１０は、投射光学系３２に入射した画像光ＩＬを第１回折光学部材５０で構成される第２光学部Ｌ２０に向けて射出する。なお、投射光学系３２を構成する回転対称のレンズ３２ａと自由曲面のレンズ３２ｂとの間において射出瞳Ｒ０が形成され、ミラー４０の反射面４０ｓの前後で中間像Ｐ１が形成される。さらに、反射型の第１回折光学部材５０は、入射した画像光ＩＬを導光系でありミラー６０で構成される第３光学部Ｌ３０に向けて射出する。つまり、第１回折光学部材５０は、回折作用により、画像光ＩＬの光路を折り曲げる。ミラー６０は、反射面６０ｓにおいて、入射した画像光ＩＬを、第２回折光学部材７０で構成される第４光学部Ｌ４０に向けて射出する。第２回折光学部材７０は、入射した画像光ＩＬを平行光化して、観察者の眼ＥＹに向けて射出し、射出瞳ＰＵを形成する。つまり、観察者の眼ＥＹが、上記構成における射出瞳ＰＵの位置にあることで、画像光ＩＬを構成する各光線は、眼ＥＹの網膜に１つの点として結像され、画像光ＩＬによる虚像を視認させることが可能になる。なお、ミラー６０と第２回折光学部材７０との間において射出瞳Ｒ１が形成されている。

以下、図３を参照して、第１回折光学部材５０あるいは第２回折光学部材７０の構造について一例を説明する。図３として模式的に示す縦断面図は、第１回折光学部材５０あるいは第２回折光学部材７０として適用可能な構造を有する回折光学部材３００について一例を示している。言い換えると、図３は、回折光学部材３００を構成する各部を横切った断面の法線方向から見たものとなっている。なお、以下では、図示のように、断面視において各層が延びる横方向を±ｘ方向とし、各層が並ぶ縦方向を±ｙ方向とし、上記法線方向を±ｚ方向とする。これらのうち、－ｙ側を下側とし、＋ｙ側を上側とする。

本実施形態に係る回折光学部材３００は、図示のように、＋ｙ方向について、複数の部材を層状に重ねて構成されており、具体的には、ホログラム素子３１０と、ホログラム素子３１０を支持する第１基板３２１及び第２基板３２２と、ホログラム素子３１０と第１基板３２１及び第２基板３２２との間にそれぞれ設けられる第１誘電体膜３３１及び第２誘電体膜３３２と、ホログラム素子３１０の周囲に形成される緩衝層ＢＬとしての樹脂層３６０と、接着層３４０とを有する。なお、図示において、樹脂層３６０は、シート状のホログラム素子３１０の上面、下面及び左右の両側面の４つの表面全てにおいて設けられている。さらに、図３は、断面図であるため、ホログラム素子３１０の周囲のうち前後の面（±ｚ側の側面）については図示を省略しているが、これらの面においても、樹脂層３６０が設けられている。

ホログラム素子３１０は、回折光学部材３００において回折を行うホログラム素子３１０の本体部分であるホログラム層３１１と、ホログラム層３１１の表面を保護するカバー部材である透明フィルム層３１２とで構成されている。

ホログラム層３１１は、入射した光を偏向させるホログラム素子３１０の本体部分として機能すべく、例えば、所定波長に対応する感度を有するホログラフィック感光層に対しして物体光と参照光との干渉露光を行うことにより干渉縞が形成されて体積ホログラムが設けられている層である。

透明フィルム層３１２は、透光性を有する種々の材料で構成され、体積ホログラムが設けられたホログラム層３１１を保護しつつ、ホログラム素子３１０の表面を形成する。なお、透明フィルム層３１２の材料としては、例えばポリカーボネートやポリアミド、ＴＡＣ等を適用することが考えられる。

第１基板３２１及び第２基板３２２は、透明基板（透光性基板）であり、画像光や外界光といった可視光を透過させる。

第１誘電体膜３３１及び第２誘電体膜３３２は、水蒸気バリア性および透明性を付与できる材料で構成され、ホログラム素子３１０の上面（他方の面）、下面（一方の面）を被覆して、ホログラム素子３１０に対する水分の浸入を的確に抑制または防止する。ホログラム層３１１に水分が浸入してしまうと、ホログラム層３１１を構成する体積ホログラムが膨張し、これに起因して、ホログラム層３１１における干渉縞の位置にズレが生じ、偏向特性が劣化する。これに対して、本実施形態では、第１誘電体膜３３１及び第２誘電体膜３３２が、水分（水蒸気）のホログラム素子３１０への浸入を抑制または防止する水蒸気バリア層として機能する。

接着層３４０は、透明性を有する材料（接着剤）で構成され、当該材料としては、例えばアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、またはポリ酢酸ビニル系樹脂等を適用することが考えられる。なお、上記材料としては、例えば紫外線硬化性樹脂のほか、熱硬化性樹脂を使用することも考えられる。

樹脂層３６０は、ホログラム素子３１０の表面を形成する部材である透明フィルム層３１２よりも低い弾性率を有する材料で形成され、可塑性又は可撓性の低弾性率樹脂層である。さらに好ましくは、例えば当該低弾性率樹脂層の弾性率は、５０ＭＰａ以下となっている。つまり、樹脂層３６０は、変形しやすい、という特性を有しており、ホログラム素子３１０の周囲に設けられていることで、ホログラム素子３１０に対してホログラム素子３１０外から掛かる応力（ここでは接着剤硬化による接着層３４０の形成時の収縮作用に伴って掛かる応力）を緩和する緩衝層ＢＬとして機能する。また、低弾性率樹脂層すなわち樹脂層３６０は、例えば紫外線硬化性樹脂で形成できる。

以下、上記各部による回折光学部材３００の構成について、より具体的に説明する。図示のように、また、既述のように、回折光学部材３００は、これを構成する上記各部が、複数の層状になって形成されている。具体的に下（－ｙ側）から順に説明すると、まず、第１基板３２１の上に第１誘電体膜３３１が形成され、第１誘電体膜３３１の上に樹脂層３６０に囲まれた状態のホログラム素子３１０が、接着層３４０によって周囲から固着されている。さらに、接着層３４０の上に第２誘電体膜３３２が設けられており、さらにその上に第２基板３２２が設けられている。見方を変えると、ホログラム素子３１０とこれを包含する樹脂層３６０は、第１誘電体膜３３１が形成された第１基板３２１と、第２誘電体膜３３２が形成された第２基板３２２との間に挟まれて、接着層３４０によって固定（固着）されている。

また、以上に示した回折光学部材３００の構成について、見方を変えてまとめ直すと、まず、回折光学部材３００は、前提として、本体部分として機能するホログラム素子３１０と、これを外部応力（ホログラム素子３１０外からホログラム素子３１０に対してかかる応力）から保護する保護層としての樹脂層３６０とを有する。この上で、回折光学部材３００は、ホログラム素子３１０を支持する基板ＳＢとして、ホログラム素子３１０を挟持する第１基板３２１と第２基板３２２とを有する。また、回折光学部材３００は、ホログラム素子３１０と基板ＳＢとの間に設けられる誘電体膜ＤＦとして、ホログラム素子３１０と第１基板３２１との間に設けられる第１誘電体膜３３１と、ホログラム素子３１０と第２基板３２２との間に設けられる第２誘電体膜３３２とを有する。さらに、回折光学部材３００は、第１誘電体膜３３１と第２誘電体膜３３２とを接着する接着層３４０を有する。

また、以上の場合、ホログラム素子３１０に関して、ホログラム層３１１は、第１誘電体膜３３１に対向して配置されており、透明フィルム層は、ホログラム層３１１を介して第１誘電体膜３３１に対向して配置されていることになる。

また、緩衝層ＢＬである樹脂層３６０は、図示のように、各部を横切った断面の法線方向（＋ｚ方向）から見た場合に、ホログラム層３１１及び透明フィルム層３１２により層状に形成されたホログラム素子３１０を囲んで設けられている。

上記のような構成の回折光学部材３００において、例えば最下層である第１基板３２１から画像光ＩＬが入射する場合、下層側の各部を経てホログラム素子３１０のホログラム層３１１に達すると、画像光ＩＬは、ホログラム層３１１において回折され、回折光としての成分光が第１基板３２１の表面から射出される。以上により、回折光学部材３００は、反射型の回折素子として機能する。すなわち、図２を参照して例示した第１回折光学部材５０や第２回折光学部材７０として適用可能になる。

以下、回折光学部材３００の具体的な製造過程について説明する。まず、前提として、第１誘電体膜３３１が形成された第１基板３２１と、第２誘電体膜３３２が形成された第２基板３２２とについては、例えばスパッタリング等の既存の手法により準備されているものとする。この上で、ホログラム素子３１０及び樹脂層３６０の形成については、まず、ホログラム層３１１及び透明フィルム層３１２すなわちホログラム素子３１０となるべき部材の表面全体に、樹脂層３６０となるべき紫外線硬化性樹脂を塗布し、これに紫外線を照射する。これにより、当該紫外線硬化性樹脂が硬化し、ホログラム素子３１０を覆った状態の樹脂層３６０が形成される。次に、上記予め第１及び第２誘電体膜３３２が形成された状態で準備された第１基板３２１と第２基板３２２とで、樹脂層３６０に覆われたホログラム素子３１０を接着剤とともに挟んだ状態に維持して、当該接着剤を硬化させる。接着剤が硬化することで、接着層３４０が形成されるとともに、図示のような層状の回折光学部材３００が形成される。なお、上記接着剤については、既述のように、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することが想定される。

ここで、上記構成のうち、樹脂層３６０は、既述のように、低い弾性率を有することで、接着層３４０の形成すなわち接着剤の硬化に伴う収縮に際して、ホログラム素子３１０と接着層３４０との間におけるクッションあるいはスポンジのような役割を果たす。すなわち、樹脂層３６０は、接着層３４０から（ホログラム素子３１０外から）ホログラム素子３１０に対して掛かる応力を緩和する緩衝層ＢＬとして機能する。

以上のように、接着層３４０によってホログラム素子３１０を固定する構造では、特に、接着層３４０の形成に伴う硬化収縮による応力がホログラム素子３１０での回折に影響することで、ホログラム素子３１０の特性が変化し、回折効率が落ちてしまうことが問題となる。これに対処すべく、本実施形態では、上述のように、緩衝層ＢＬとして機能する樹脂層３６０を設けている。

図４は、回折光学部材における回折特性（光の入射角に対する角度依存性）について一例を説明するためのグラフであり、横軸は、光の回折光学部材に対する入射角（単位：°）を示し、縦軸は、回折効率を０～１の値で示している。曲線Ｑ１は、回折光学部材が収縮していない場合の回折特性の一例を示しており、曲線Ｑ２は、曲線Ｑ１の状態から回折光学部材が、例えば接着における収縮作用等によって、ホログラム層３１１が１％収縮した場合における回折光学部材の回折特性を示している。

図４のグラフに示すように、曲線Ｑ１に示す状態では、角度０°を中心として左右対称な特性を示しているのに対して、曲線Ｑ２に示す状態では、大きくシフトしてしまい、特性が変わっていることが分かる。すなわち、接着層３４０の形成に伴う硬化収縮等の影響を、ホログラム素子３１０が受けて変形してしまうと、所望の特性を有していた状態からシフトして、回折効率が落ちてしまうことになる。なお、これは、ホログラム素子３１０の本体部分であるホログラム層３１１に設けられた縞模様が、接着層３４０からの応力によって変形する（角度が変わってしまう）ことに起因すると考えられる。

これに対して、本実施形態では、上記のように、接着層３４０とホログラム素子３１０との間に緩衝層ＢＬとしての樹脂層３６０を設けていることで、接着層３４０の応力の影響による上記のような事態を回避又は抑制できる。これにより、例えば既述のように、虚像表示装置としてのＨＭＤ２００を構成する第１回折光学部材５０や第２回折光学部材７０に回折光学部材３００を適用すれば、ＨＭＤ２００において良好な画像形成が可能となる。

以上のように、本実施形態に係る回折光学部材３００は、ホログラム素子３１０と、ホログラム素子３１０を支持する基板３２１，３２２と、ホログラム素子３１０と基板３２１，３２２との間に設けられる誘電体膜３３１，３３２と、ホログラム素子３１０の周囲に形成されて、ホログラム素子３１０に対してホログラム素子３１０外から掛かる応力を緩和する緩衝層ＢＬと、緩衝層ＢＬと誘電体膜３３１，３３２とを接着する接着層３４０とを備える。

上記回折光学部材３００では、接着層３４０の形成に伴う硬化収縮による応力がホログラム素子３１０での回折に影響することを回避又は抑制でき、回折光学部材３００を、例えば虚像表示装置であるＨＭＤ２００に適用すれば、良好な画像形成が可能になる。

なお、上記した回折光学部材３００の各構成のうち、第１及び第２基板３２１,３２２の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等を適用することが考えられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。このような第１及び第２基板３２１，３２２の平均厚さは、特に限定されないが、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下程度であるのが好ましく、０．７ｍｍ以上２ｍｍ以下程度であるのがより好ましい。

また、第１及び第２誘電体膜３３１，３３２の構成材料としては、誘電性を備え、第１誘電体膜３３１に水蒸気バリア性および透明性を付与できるものとして、例えば、セラミックス材料、ガラス材料のような無機材料のほか、樹脂材料等を適用することが考えられる。セラミックス材料としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ、一酸化ケイ素、チタニア、酸化ハフニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、チタン酸バリウム等が適用可能であり、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）、シリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化ハフニウム、（ＨｆＯ_２）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）およびチタニア（ＴｉＯ_２）であるのが好ましい。また、セラミックス材料であれば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマ化学気相成長法のような気相成長法を用いて比較的容易に第１及び第２誘電体膜３３１，３３２を形成できる。なお、ガラス材料としては、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等が適用可能である。また、樹脂材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が適用可能である。なお、第１及び第２誘電体膜３３１，３３２は、上述した構成材料で構成される単層体であっても多層体であってもよいが、多層体であることが好ましい。多層体とする場合、例えば、第１誘電体膜３３１としては、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）で構成される層と、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）で構成される層とを備え、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）を第１基板３２１側とする多層体、または、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）で構成される層と、酸化ハフニウム、（ＨｆＯ_２）で構成される層とを備え、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）を第１基板３２１側とする多層体とすることができる。第１及び第２誘電体膜３３１，３３２の平均厚さは、特に限定されないが、十分な水蒸気バリア性の維持や、膜割れ発生の回避のため、５０ｎｍ以上１μｍ以下程度であるのが好ましく、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。

また、上記では、ＨＭＤ２００において、装着者（観察者）の眼ＥＹの網膜上に映像を表示させるべく、ＨＭＤ２００への適用に際して、ホログラム素子３１０において、入射した画像光ＩＬを偏向（反射）させる態様としているが、ホログラム素子３１０は、正反射だけではなく種々の方向に光の向きを変える（偏向する）ことが可能である。つまり、ＨＭＤ２００での導光に際して、種々の方向に光の向きを変えるにあたって、ホログラム素子３１０延いては回折光学部材３００を適用できる。

また、ホログラム素子３１０の特性を調整することにより、偏向（反射）させる波長帯域と偏向（反射）させない波長帯域（透過させる波長帯域）とを定めることで、例えば回折光学部材３００を、第２回折光学部材７０（図１又は図２参照）に適用した場合、画像光を確実に視認させつつ、良好なシースルー性を確保できる。

また、上記態様では、第１誘電体膜３３１は、第１基板３２１とホログラム素子３１０との間、すなわち、ホログラム素子３１０の下面側に設けられ、ホログラム素子３１０の下面側からの水分の浸入を抑制または防止する水蒸気バリア層としての機能を発揮する。同様に、第２誘電体膜３３２は、第２基板３２２とホログラム素子３１０との間、すなわち、ホログラム素子３１０の上面側に設けられ、ホログラム素子３１０の上面側からの水分の浸入を抑制または防止する水蒸気バリア層としての機能を発揮する。ただし、図３の断面視において、例えば側面側（±ｘ側）については、言及していない。側面部分については、例えば別途部材を設けることで、水分の浸入を抑制または防止することが考えられる。なお、これについての一例は、他の実施形態において後述する。

以下、図５を参照して、回折光学部材３００の一変形例について説明する。なお、図５は、図３に対応する縦断面図である。

図３の例示では、ホログラム素子３１０の全体が周囲から樹脂層３６０に覆われる構成となっている。すなわち、シート状のホログラム素子３１０において、上面、下面及び左右の両側面の４つの表面全てにおいて樹脂層３６０が設けられている（なお、図示されていないホログラム素子３１０の前後の面についても同様である）。これに対して、本変形例では、ホログラム素子３１０の全体が樹脂層３６０に覆われたものではない点において、上記一例と異なっている。具体的には、図５に示すように、断面視において、ホログラム素子３１０のうち、下面を除く３面すなわち上面と両側面とにおいて樹脂層３６０によって覆われており、ホログラム素子３１０の下面すなわちホログラム層３１１の表面が、第１誘電体膜３３１に接した状態で、かつ、他の面が樹脂層３６０に覆われた状態で、接着層３４０により接着固定されている。この場合も、回折光学部材３００は、樹脂層３６０を設けていることで、接着層３４０の応力がホログラム素子３１０での回折に影響することを回避又は抑制できる。以上について、見方を変えると、樹脂層３６０は、ホログラム素子３１０のうち少なくとも３つの表面に設けられていることで、接着層３４０から掛かる応力を緩和する緩衝層ＢＬとしての機能を果たすものとなっている。

〔第２実施形態〕
以下、図６を参照しつつ、第２実施形態に係る回折光学部材について一例を説明する。本実施形態では、回折光学部材３００のうち、緩衝層ＢＬの構成以外の点については、第１実施形態の場合と同様であり、虚像表示装置への適用についても同様であるので、第１実施形態と同符号を適用し、必要に応じて、第１実施形態において説明した事項を参照する。なお、図６は、図５に対応する縦断面図である。

本実施形態に係る回折光学部材３００は、緩衝層ＢＬとして、撥水層４６０を適用している点において、第１実施形態の場合と異なっている。すなわち、本実施形態では、ホログラム素子３１０を撥水層４６０で覆うことで、接着層３４０の応力がホログラム素子３１０での回折に影響することを回避又は抑制している。図示の一例では、図５の場合と同様、下面を除く３面すなわち上面と両側面とにおいて緩衝層ＢＬとしての撥水層４６０で覆う構成を示している。なお、撥水層４６０が、ホログラム素子３１０の上記３面に加えさらに下面についても覆う構成とすることも考えられる。

ここで、撥水層４６０については、種々の材料を適用することが考えられるが、典型的には、例えば、フッ素系材料で撥水層４６０を形成することが考えられる。より具体的には、例えば、構成材料として、フッ素系シランカップリング剤を含むものを使用することが考えられる。またフッ素系ガスを用いて、ホログラム素子３１０の上面及び側面に撥水処理をすることが考えられる。この場合、形成された撥水層４６０と接着層３４０との間での摩擦力が小さくなることで、接着層３４０からの応力が撥水層４６０延いてはホログラム素子３１０に伝わらなくなる、あるいは伝わりづらくなることで、接着層３４０の応力がホログラム素子３１０での回折に影響することを回避又は抑制できる。

〔第３実施形態〕
以下、図７等を参照しつつ、第３実施形態に係る回折光学部材について一例を説明する。本実施形態では、回折光学部材３００において、基板ＳＢを構成する第１及び第２基板３２１，３２２の外面に設けた外面誘電体膜ＯＤを備える点において、上記他の実施形態と異なっているが、これ以外の点については、第１実施形態等の場合と同様であり、虚像表示装置への適用についても同様であるので、第１実施形態と同符号を適用し、必要に応じて、第１実施形態において説明した事項を参照する。なお、図７は、図３等に対応する縦断面図である。

本実施形態に係る回折光学部材３００は、第１及び第２基板３２１，３２２の外面に外面誘電体膜３３５を設けている点において、第１実施形態の場合と異なっている。特に、図示の一例では、第１及び第２基板３２１，３２２のみならず、これらに挟持された積層体の全体が、外面誘電体膜３３５で被覆されている。

外面誘電体膜３３５は、例えば第１誘電体膜３３１等と同様に水蒸気バリア層としての機能するものを採用することが考えられるが、この他に、反射防止膜（ＡＲコート）としての機能を付与するようにしてもよい。見方を変えると、反射防止膜が、水蒸気バリアの機能を兼ねているものとしてもよい。

また、図８に示す一変形例のように、回折光学部材３００が、外面誘電体膜３３５の内面に設けられたハードコート層３５０をさらに有する構成としてもよい。なお、ハードコート層３５０としては、例えば、有機ケイ素化合物（シランカップリング剤）と金属酸化物とを含有する組成物を用いて形成されたもので構成することができる。

〔第４実施形態〕
以下、図９等を参照しつつ、第４実施形態に係る回折光学部材について一例を説明する。本実施形態では、回折光学部材３００のうち、接着層５４０が、ホログラム素子３１０の表面を形成する部材である透明フィルム層３１２よりも低い弾性率を有する材料で形成されており、緩衝層ＢＬが省略されている点において、上記他の実施形態と異なっているが、これ以外の点については、第１実施形態等の場合と同様であり、虚像表示装置への適用についても同様であるので、第１実施形態と同符号を適用し、必要に応じて、第１実施形態において説明した事項を参照する。なお、図９は、図３等に対応する縦断面図である。

本実施形態に係る回折光学部材３００は、ホログラム素子３１０と、ホログラム素子３１０を支持する基板ＳＢとしてホログラム素子３１０を挟持する第１基板３２１と第２基板３２２とを有する。さらに、回折光学部材３００は、ホログラム素子３１０と基板ＳＢとの間に設けられる誘電体膜ＤＦとして、ホログラム素子３１０と第１基板３２１との間に設けられる第１誘電体膜３３１と、ホログラム素子３１０と第２基板３２２との間に設けられる第２誘電体膜３３２とを有する。なお、ホログラム素子３１０は、回折を行うホログラム素子３１０の本体部分であるホログラム層３１１と、ホログラム層３１１の表面を保護するカバー部材である透明フィルム層３１２とで構成されている。さらに、回折光学部材３００は、第１誘電体膜３３１と第２誘電体膜３３２との間にホログラム素子３１０を挟持した状態で接着する接着層５４０を有する。すなわち、接着層５４０は、ホログラム素子３１０と誘電体膜ＦＤとを接着する。

ここで、接着層５４０は、ホログラム素子３１０の表面を形成する部材である透明フィルム層３１２よりも低い弾性率を有する材料で形成される低弾性率接着層である。接着層５４０が低弾性率接着層であることにより、接着層５４０の形成に伴う硬化収縮によって発生する応力がホログラム素子３１０に対して与える影響を十分に小さいものにできる。すなわち、本実施形態においても、接着層５４０の形成に伴う硬化収縮による応力がホログラム素子３１０での回折に影響することを回避又は抑制でき、例えば虚像表示装置に適用すれば、良好な画像形成が可能になる。

また、図１０に示す一変形例のように、回折光学部材３００が、図９に例示した構成において、さらに、低弾性率接着層である接着層５４０に含まれるギャップ材ＧＧを備えていてもよい。ギャップ材ＧＧは、例えばビーズ状の部材等である。低弾性率接着層であるすなわち変形しやすい接着層５４０に、ある程度以上の硬さを有するギャップ材ＧＧが含有されていることで、例えば、第１基板３２１と第２基板３２２とに挟持されたホログラム素子３１０が、これらの押圧によって接着層５４０とともに押し潰されることを回避できる。

〔第５実施形態〕
以下、図１１等を参照しつつ、第５実施形態に係る回折光学部材について一例を説明する。本実施形態では、回折光学部材３００のうち、回折光学部材３００は、ホログラム素子３１０と基板ＳＢとの間に設けられる誘電体膜ＤＦとして、第１誘電体膜３３１と第２誘電体膜３３２とに加え、第３誘電体膜３３３をさらに備えている点において、上記他の実施形態と異なっているが、これ以外の点については、第１実施形態等の場合と同様であり、虚像表示装置への適用についても同様であるので、第１実施形態と同符号を適用し、必要に応じて、第１実施形態において説明した事項を参照する。なお、図１１は、図３等に対応する縦断面図である。

本実施形態に係る回折光学部材３００は、誘電体膜ＤＦとして、図３に示した一例と同様に、第１誘電体膜３３１と第２誘電体膜３３２とを有する。すなわち、第１誘電体膜３３１は、ホログラム素子３１０の下面側（－ｙ側）に設けられる一方、第２誘電体膜３３２は、ホログラム素子３１０の上面側（＋ｙ側）に設けられる。これらに加え、第３誘電体膜３３３が、第２誘電体膜３３２と一体的になって、第２誘電体膜３３２の両端（±ｘ側の端）において－ｙ方向に延びるように設けられている。すなわち、誘電体膜ＤＦを構成する第３誘電体膜３３３は、ホログラム素子３１０の側面に沿って設けられている。つまり、この場合、断面視において、誘電体膜ＤＦすなわち第１～第３誘電体膜３３１～３３３は、接着層３４０を含め、ホログラム素子３１０の全体を覆った状態となっている。

一方、ホログラム素子３１０については、回折を行うホログラム素子３１０の本体部分であるホログラム層３１１と、ホログラム層３１１の表面を保護するカバー部材である透明フィルム層３１２とで構成されており、図示の場合、すなわち断面視において、緩衝層ＢＬとしての樹脂層３６０により、ホログラム層３１１の上面、下面及び両側面の全てが被覆された状態となっている。樹脂層３６０は、ホログラム素子３１０のうち少なくとも３つ以上の表面に設けられ、第１誘電体膜３３１、第２誘電体膜３３２及び第３誘電体膜３３３に対向して配置されているものとなっている。なお、図示の例では、樹脂層３６０の各面のうち、下面以外すなわち上面、及び両側面の３つの面（２種の面）は、接着層３４０を介して誘電体膜ＤＦと対向している。

なお、本実施形態において、接着層３４０は、ホログラム層３１１の上面と第２誘電体膜３３２を接着する上面接着層部分３４２と、ホログラム層３１１の側面と第３誘電体膜３３３を接着する側面接着層部分３４３とを有していると捉えることもできる。本実施形態においても、樹脂層３６０を設けることで、接着層３４０の形成に伴う硬化収縮による応力がホログラム素子３１０での回折に影響することを回避又は抑制でき、例えば虚像表示装置に適用すれば、良好な画像形成が可能になる。

〔第６実施形態〕
以下、図１２等を参照しつつ、第６実施形態に係る回折光学部材について一例を説明する。本実施形態では、回折光学部材３００のうち、基板ＳＢが、第１基板３２１のみで構成されている点において、上記他の実施形態と異なっている。ここでは、第５実施形態において図１１に例示したものの一変形例として示している。なお、上記の点以外の構造については、第５実施形態等の場合と同様であり、虚像表示装置への適用についても同様であるので、他の実施形態と同符号を適用し、必要に応じて、他の実施形態において説明した事項を参照する。なお、図１２は、図３あるいは図１１等に対応する縦断面図である。

本実施形態に係る回折光学部材３００は、図１２を参照して既述のように、図３や図１１と比較して第２基板３２２に相当する部材が存在しない。具体的には、回折光学部材３００は、ホログラム素子３１０と、ホログラム素子３１０を支持する基板ＳＢとしてホログラム素子３１０を挟持する第１基板３２１を有する。

上記構成のような回折光学部材３００の製造については、例えば、樹脂層３６０に被覆されたホログラム層３１１を予め第１誘電体膜３３１が成膜された第１基板３２１上に載置した状態において、接着層３４０となるべき接着剤を塗布し、当該接着剤を硬化させて接着層３４０を形成する。その後、接着層３４０の表面に第２誘電体膜３３２及び第３誘電体膜３３３を成膜することで、図示のような構成の回折光学部材３００を作製する、といった方法をとることが考えられる。

また、図１３に示す一変形例のように、回折光学部材３００が、接着層３４０として一体的に設けられている上面接着層部分３４２と側面接着層部分３４３とが、中央部側から縁部側に向かって厚さが漸減するようなものとなっており、これに応じて、第２誘電体膜３３２及び第３誘電体膜３３３が一体的に設けられて湾曲形状をなしていてもよい。この場合、回折光学部材３００の製造に際して、接着剤を硬化させて上記のような形状で接着層３４０を形成した後、例えば気相成長法を用いて成膜することで、第２誘電体膜３３２及び第３誘電体膜３３３を比較的容易に形成できる。

〔変形例及びその他の事項〕
以上で説明した回折光学部材３００及びこれを適用した表示装置１００さらにはＨＭＤ２００についての具体的構造は、単なる例示であり、同様の機能を達成できる範囲で、様々な変更が可能である。

図１４は、他の一例のＨＭＤにおける光学系の光線図であり、図２に対応する図である。図示の光学系６１０では、図２に例示した光学系１０の場合と同様に、画像光生成装置３１のほか、正のパワーを有する第１光学部Ｌ１０と、正のパワーを有する第２光学部Ｌ２０と、正のパワーを有する第３光学部Ｌ３０と、正のパワーを有する第４光学部Ｌ４０とを備える。第１光学部Ｌ１０は、投射光学系６３２で構成され、第２光学部Ｌ２０は、反射型の回折素子である第１回折光学部材６５０で構成され、第３光学部Ｌ３０は、導光系６６０で構成され、第４光学部Ｌ４０は、反射型の回折素子である第２回折光学部材６７０で構成されている。なお、第１及び第２回折光学部材６５０，６７０の光入射面は、周辺部に対して中央部が凹んで湾曲した形状となっており、導光系６６０に向けて効率良く偏向させることができる。

投射光学系６３２は、画像光生成装置３１が生成した画像光ＩＬを投射する光学系であって、複数のレンズ６３２ａによって構成されている。なお、図示では、投射光学系３２におけるレンズ６３２ａを３枚とした場合を例に挙げたが、レンズ６３２ａの枚数はこれに限定されることはなく、投射光学系６３２が４枚以上のレンズ６３２ａを備えていてもよい。また、各レンズ６３２ａは貼り合わせて投射光学系６３２を構成してもよい。また、レンズ６３２ａは自由曲面のレンズで構成されていてもよい。

導光系６６０は、第１回折光学部材６５０から射出された画像光ＩＬが入射するレンズ系６６１と、レンズ系６６１から射出された画像光ＩＬを斜めに傾いた方向に射出するミラー６６２とを有している。レンズ系６６１は、複数のレンズ６６１ａによって構成される。ミラー６６２は、前後方向に向けて斜めに傾いた反射面６６２ｓを有している。ミラー６６２は、全反射ミラーとしてもよいが、ミラー６６２をハーフミラーとすることで、外光を視認できる範囲を広くしてもよい。

上記のような構成においても、第１回折光学部材６５０や第２回折光学部材６７０として、上述した構造を有する回折光学部材３００を利用することで、良好な画像形成が可能になる。

また、上記各実施形態については、種々組合せが可能であり、例えばＨＭＤにおいて、複数の回折光学部材を設ける場合、異なる構成の回折光学部材を組み合わせて使用してもよい。また、第２実施形態に例示した緩衝層ＢＬとしての撥水層４６０を、他の実施形態における樹脂層３６０に代えて適用することも可能である。

また、図１に示す表示装置１００等では、水平方向（ＸＺ面に平行な方向）を主方向として画像光ＩＬを導光させたが、これに限らず、例えば垂直方向（ＹＺ面に平行な方向）を主方向として画像光ＩＬを導光させる場合等において、本実施形態を適用することも可能である。

また、例えば、上記各実施形態では、表示装置１００をＨＭＤ２００に組み込んでいるが、表示装置１００をヘッドアップディスプレイに組み込むことができる。

さらに、ＨＭＤ等以外の回折光学部材を使用する種々の光学部品あるいは製品において、上記各実施形態に例示した回折光学部材３００を適用してもよい。

また、第１誘電体膜３３１、第２誘電体膜３３２および第３誘電体膜３３３の水蒸気透過度について、種々の態様が考えられるが、例えば、０．１ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ（４０℃、９０％ＲＨ）以上２．０ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ（４０℃、９０％ＲＨ）以下であることが好ましく、０．１ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ（４０℃、９０％ＲＨ）以上１．０ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ（４０℃、９０％ＲＨ）以下であることがより好ましい。これにより、水分（水蒸気）のホログラム素子３１０への浸入を抑制または防止する水蒸気バリア層としての機能をより確実に発揮させることができる。

また、表示装置１００あるいはＨＭＤ２００は、外界像を観察できるシースルー型のものに限らず、外界像を遮断するクローズドタイプのＨＭＤに適用することができる。この場合、例えば図３等に示す第１基板３２１と第２基板３２２とのうち、画像光ＩＬが通過しない一方を、透過性のない（不透明な）もので構成してもよい。さらに、不透明とした側については、基板の材料ほか、誘電体膜の材料について透明性を有しない材料を使用することができる。

以上のように、具体的な一態様における第１の回折光学部材は、ホログラム素子と、ホログラム素子を支持する基板と、ホログラム素子と基板との間に設けられる誘電体膜と、ホログラム素子の周囲に形成されて、ホログラム素子に対してホログラム素子外から掛かる応力を緩和する緩衝層と、緩衝層と誘電体膜とを接着する接着層とを備える。

上記回折光学部材では、接着層の形成に伴う硬化収縮による応力がホログラム素子での回折に影響することを回避又は抑制でき、また、誘電体膜により、ホログラム素子に対する水分の浸入を的確に抑制または防止でき、例えば虚像表示装置に適用すれば、良好な画像形成が可能になる。

具体的な側面において、緩衝層は、ホログラム素子の表面を形成する部材よりも低い弾性率を有する材料で形成される低弾性率樹脂層である。この場合、緩衝層は、ホログラム素子外からの応力（典型的には接着層形成における収縮に伴う応力）をホログラム素子に伝え難いものとなる。

別の側面において、低弾性率樹脂層の弾性率は、５０ＭＰａ以下である。この場合、緩衝層は、応力の緩和に十分な程度に変形しやすいものとなる。

さらに別の側面において、低弾性率樹脂層は、紫外線硬化性樹脂で形成されている。この場合、ホログラム素子に紫外線硬化性樹脂を塗布した後、紫外線を照射することで、低弾性率樹脂層を形成できる。

さらに別の側面において、緩衝層は、撥水層である。この場合、緩衝層は、撥水性を利用して、ホログラム素子に対してホログラム素子外から掛かる応力を緩和できる。

さらに別の側面において、撥水層は、フッ素系材料で形成されている。この場合、より効率的に撥水性の効果を利用できる。

さらに別の側面において、撥水層は、構成材料として、フッ素系シランカップリング剤を含む。この場合、所望の撥水特性を有する撥水層を確実に形成できる。

さらに別の側面において、基板は、透光性を有する。この場合、基板において、画像光や外界光等を透過させることができる。

さらに別の側面において、ホログラム素子は、干渉縞が形成されるホログラム層と、ホログラム層を保護しつつホログラム素子の表面を形成する透明フィルム層とを含み、ホログラム層は、誘電体膜に対向して配置されており、透明フィルム層は、ホログラム層を介して誘電体膜に対向して配置されている。この場合、ホログラム層を、透明フィルム層や誘電体膜により的確に保護できる。

さらに別の側面において、緩衝層は、各部を横切った断面の法線方向から見た場合に、ホログラム層及び透明フィルム層により層状に形成されたホログラム素子を囲んで設けられている。この場合、ホログラム素子は、緩衝層により全体が被覆された状態となり、より確実に応力の影響を回避できる。

さらに別の側面において、基板は、ホログラム素子を挟持する第１基板と第２基板とを有し、誘電体膜は、ホログラム素子と第１基板との間に設けられる第１誘電体膜と、ホログラム素子と第２基板との間に設けられる第２誘電体膜とを有し、接着層は、第１誘電体膜と第２誘電体膜とを接着する。この場合、基板に設けられた誘電体膜によりホログラム素子を挟持した状態で、接着層により固定できる。

さらに別の側面において、誘電体膜は、ホログラム素子の側面に設けられる第３誘電体膜を有し、緩衝層は、各部を横切った断面での断面視において、ホログラム素子のうち少なくとも３つ以上の表面に設けられ、第１誘電体膜、第２誘電体膜及び第３誘電体膜に対向して配置されている。

さらに別の側面において、回折光学部材は、基板の外面に設けた外面誘電体膜を備える。この場合、外面誘電体膜により、ホログラム素子に対する水分の浸入をさらに抑制または防止できる。

さらに別の側面において、回折光学部材は、外面誘電体膜の内面に設けられたハードコート層を備える。この場合、耐衝撃性の強化を図れる。

また、具体的な一態様における第２の回折光学部材は、ホログラム素子と、ホログラム素子を支持する基板と、ホログラム素子と基板との間に設けられる誘電体膜と、ホログラム素子の表面を形成する部材よりも低い弾性率を有する材料で形成され、ホログラム素子と誘電体膜とを接着する低弾性率接着層とを備える。

上記回折光学部材では、ホログラム素子と誘電体膜とを接着する接着層として低弾性率接着層を採用することで、接着層の形成に伴う硬化収縮に際して発生する応力がホログラム素子に対して与える影響を十分に小さいものにできる。したがって、当該応力がホログラム素子での回折に影響することを回避又は抑制でき、また、誘電体膜により、ホログラム素子に対する水分の浸入を的確に抑制または防止でき、例えば虚像表示装置に適用すれば、良好な画像形成が可能になる。

具体的な側面において、回折光学部材は、低弾性率接着層に含まれるギャップ材を備える。この場合、ホログラム素子が、ホログラム素子外からの応力等によって変形しやすい低弾性率接着層とともに押し潰されてしまうことを回避できる。

１０…光学系、３１…画像光生成装置、３２…投射光学系、３２ａ…レンズ、３２ｂ…レンズ、４０…ミラー、４０ｓ…反射面、５０，７０…回折光学部材、６０…ミラー、６０ｓ…反射面、１００，１００Ａ，１００Ｂ…表示装置、２０１…フレーム、３００…回折光学部材、３１０…ホログラム素子、３１１…ホログラム層、３１２…透明フィルム層、３２１…第１基板、３２２…第２基板、３３１…第１誘電体膜、３３２…第２誘電体膜、３３３…第３誘電体膜、３３５…外面誘電体膜、３４０…接着層、３４２…上面接着層部分、３４３…側面接着層部分、３５０…ハードコート層、３６０…樹脂層、４６０…撥水層、５４０…接着層、６１０…光学系、６３２…投射光学系、６３２ａ…レンズ、６６０…導光系、６６２ｓ…反射面、６６１…レンズ系、６６２…ミラー、ＢＬ…緩衝層、ＤＦ…誘電体膜、ＥＹ…眼、ＦＤ…誘電体膜、ＧＧ…ギャップ材、ＩＬ…画像光、ＯＤ…外面誘電体膜、Ｐ１…中間像、ＰＵ，Ｒ０，Ｒ１…射出瞳、Ｑ１，Ｑ２…曲線、ＳＢ…基板、ＵＳ…装着者

Claims (17)

1. ホログラム素子と、
   前記ホログラム素子を支持する基板と、
   前記ホログラム素子と前記基板との間に設けられる誘電体膜と、
   前記ホログラム素子の周囲に形成されて、前記ホログラム素子に対して前記ホログラム素子外から掛かる応力を緩和する緩衝層と、
   前記緩衝層と前記誘電体膜とを接着する接着層と
   を備える回折光学部材。
2. 前記緩衝層は、前記ホログラム素子の表面を形成する部材よりも低い弾性率を有する材料で形成される低弾性率樹脂層である、請求項１に記載の回折光学部材。
3. 前記低弾性率樹脂層の弾性率は、５０ＭＰａ以下である、請求項２に記載の回折光学部材。
4. 前記低弾性率樹脂層は、紫外線硬化性樹脂で形成されている、請求項２及び３のいずれか一項に記載の回折光学部材。
5. 前記緩衝層は、撥水層である、請求項１に記載の回折光学部材。
6. 前記撥水層は、フッ素系材料で形成されている、請求項５に記載の回折光学部材。
7. 前記撥水層は、構成材料として、フッ素系シランカップリング剤を含む、請求項６に記載の回折光学部材。
8. 前記基板は、透光性を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の回折光学部材。
9. 前記ホログラム素子は、干渉縞が形成されるホログラム層と、前記ホログラム層を保護しつつ前記ホログラム素子の表面を形成する透明フィルム層とを含み、
   前記ホログラム層は、前記誘電体膜に対向して配置されており、
   前記透明フィルム層は、前記ホログラム層を介して前記誘電体膜に対向して配置されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の回折光学部材。
10. 前記緩衝層は、各部を横切った断面の法線方向から見た場合に、前記ホログラム層及び前記透明フィルム層により層状に形成された前記ホログラム素子を囲んで設けられている、請求項９に記載の回折光学部材。
11. 前記基板は、前記ホログラム素子を挟持する第１基板と第２基板とを有し、
    前記誘電体膜は、前記ホログラム素子と前記第１基板との間に設けられる第１誘電体膜と、前記ホログラム素子と前記第２基板との間に設けられる第２誘電体膜とを有し、
    前記接着層は、前記第１誘電体膜と前記第２誘電体膜とを接着する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の回折光学部材。
12. 前記誘電体膜は、前記ホログラム素子の側面に設けられる第３誘電体膜を有し、
    前記緩衝層は、各部を横切った断面での断面視において、前記ホログラム素子のうち少なくとも３つ以上の表面に設けられ、前記第１誘電体膜、前記第２誘電体膜及び前記第３誘電体膜に対向して配置されている、請求項１１に記載の回折光学部材。
13. 前記基板の外面に設けた外面誘電体膜を備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載の回折光学部材。
14. 前記外面誘電体膜の内面に設けられたハードコート層を備える、請求項１３に記載の回折光学部材。
15. ホログラム素子と、
    前記ホログラム素子を支持する基板と、
    前記ホログラム素子と前記基板との間に設けられる誘電体膜と、
    前記ホログラム素子の表面を形成する部材よりも低い弾性率を有する材料で形成され、前記ホログラム素子と前記誘電体膜とを接着する低弾性率接着層と
    を備える回折光学部材。
16. 前記低弾性率接着層に含まれるギャップ材を備える、請求項１５に記載の回折光学部材。
17. 請求項１～１６のいずれか一項に記載の回折光学部材を備える虚像表示装置。

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