JPH06103361B2 - ホログラフィ素子を使用するフィルタデバイス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、フィルタデバイスに関し、特にホログラフィ
素子を使用するフィルタデバイスに関する。

（従来の技術） 最近、商業用あるいは軍需用分野で、光学的フィルタデ
バイスの改善に対し強い要望がある。例えば、夜間イメ
ージングシステムの分野では、望ましくない光学的輻射
を識別しながら、赤外線イメージと他の選択された波長
の光とを同時に見ることができるフィルタアッセンブリ
を開発してほしいという強い要望がある。ここでは、”
夜間イメージングシステム”という語は、低レベルの光
の下、例えば夜間の条件で、イメージを増強することが
できる光学的システムを意味する。夜間イメージングシ
ステムは、航空機分野で一般に使用されている。夜間イ
メージングシステムの一例としては、ヒューズ光学製品
会社（Hughes Optical Products Inc）によって提供さ
れているANVISシステム（操縦者夜間光景イメージング
システム）がある。ANVISシステムについては、エフケ
マン（Efkeman）、ジェンキンス（Jenkins）により、19
88年７月28日から８月１日のSPIE 国際技術シンポジウ
ムの”操縦者夜間光景イメージングシステム（ANVIS）
の開発”でなされている。

航空機分野、特に軍用機分野で使用されるとき、フィル
タされていないANVISシステムのようなフィルタされて
いない夜間イメージングシステムは、いくらかの問題が
ある。

例えば、多くのコックピット内のパネル光はイメージン
グシステム内のイメージ増強装置をオーバードライブし
がちである。夜間イメージングシステムのための、約53
0nmの最大可視度を有するようなフィルタシステムを生
産するための設計検討が以前なされている。例えば、19
83年10月19日に、SAE A-20A 小委員会、議事録No.52
に、B.D.マクマインス （McMains）による"AN/AVS-6夜
間光景ゴーグルと関連して使用される証明デバイスの色
限界の推薦”を参照。

夜間イメージンズシステムを使用する間に遭遇する問題
のいくつかの解決方法として、標準マイナス青フィルタ
のようなフィルタを夜間イメージングシステムに使用す
ることが提案された。マイナス青フィルタは一般に、コ
ックピット内の光をフィルタリングするために適切であ
り、外部からのイメージとほとんど干渉しない。

残念ながら、マイナス青フィルタを使用すると、ヘッド
アップディスプレイユニット内にあるような陰極線管
（CRT）からイメージを見ることを禁止しがちである。
これは、主に、CRTから放出される緑光がマイナス青フ
ィルタにより非常に減衰されることになる。マイナス青
フィルタを使用すると、有用なイメージが容易には得ら
れないような高い増強レベルでCRTは使用されなければ
ならない程振幅は減衰される。

夜間イメージングシステムを使用する間に遭遇する問題
を解決する１つの方法は、狭帯域蛍光体フィルタ及び／
あるいは狭帯域送信フェースプレートフィルタをCRTデ
ィスプレイに組込むことであった。相補形狭帯域反射フ
ィルタがイメージ増強ゴーグルの対物レンズ上におかれ
てもよい。L.C.テイラー（Taylor）による、”ヘリコプ
ターコックピット内のCRTディスプレイと夜間光景ゴー
グルとの互換性”を参照。残念ながらこの方法は、多く
の分野でCRTディスプレイの強度を比較的望ましくない
レベルにまで減少させがちであった。

他に、第１の波長の光送信を減衰させるが、第２の波長
の光を透過する部分フィルタリングイメージングシステ
ムが提案された。例えばヘッドアップディスプレイのイ
メージを見ることができるようにコックピット光の輝き
を減衰させるが、CRTからの緑光と赤外線輻射とを透過
させるような部分フィルタリングイメージングシステム
が提案された。

そのようなイメージングシステムは、フィルタによって
カバーされる小さい領域を除く入力アパーチャを使用し
てもよい。このフィルタは、一般に輝きを減少させるた
めに使用される。しかしながら、小さいフィルタリング
されない領域はヘッドアップディスプレイイメージから
の光を透過させる。

コダックラテン（Kodak Wratten）フィルタシステムの
ようなフィルタシステムを使用することは、選択的なフ
ィルタリングを必要とする分野では知られている。残念
ながら、そのシステムを使用すると、非常に鋭いカット
オフと狭帯域を必要とする多くの応用分野では実際的で
はない。

最後に、それだけ、あるいは他のフィルタとの組合せて
使用される狭帯域フィルタが、上記の問題のうちいくつ
かを解決するために提案されている。一般的なフィルタ
は、広帯域青緑送信フィルタであるスコット（Schott）
BG-7Bフィルタのようなものである。そのフィルタは一
般的に約60nmの送信帯域を有する。残念ながら、ヘッド
アップディスプレイがより狭い帯域、すなわち約20nmの
帯域を送信するので、スコットBG-7Bのような比較的広
帯域のフィルタは、多くの応用分野で適当ではない。す
なわち、より広い送信帯域のフィルタは、望ましくない
光のより大きな量を導入する。

予め決められた波長の光を選択的に送信するシステムに
対する要求は、1983年７月のエレクトロオプティックス
のページ26-30にK.ミラー（Miller）による”航空機の
コックピット内での正確な光測定”に述べられている。

（発明が解決すべき課題） 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、高い精度を有し、比較的鋭い狭帯域波長を除去する
ことができるフィルタデバイスと、それをより効率的に
製造することができる方法を提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） フィルタデバイスとその製造方法が開示される。光学的
輻射手段は、第１の予め決められた波長の輻射をフィル
タリングするために提供される。ホログラフィ手段は、
第２の予め決められた波長の輻射を回折するために提供
される。前記光学的輻射手段は、前記ホログラフィ手段
と結合されている。

精度と比較的鋭い狭帯域波長除去を必要とするフィルタ
デバイスが、より効率的に製造されることができるとい
うことは、本発明の特徴のうちである。

（実施例） 本発明は航空機のコックピットの分野に適切なフィルタ
デバイスと関連して説明されるが、航空機のコックピッ
ト以外の分野における種々のデバイスおよびそのデバイ
スを製造する方法が本発明の範囲内にあるということは
当業者には明らかである。

本発明のデバイス10は光学的輻射フイルタ手段14から、
空間的に離れて設けられたホログラフィ手段12を具備す
る。光学的輻射フイルター手段は、予め決められた厚さ
を有し、少なくとも第１の予め決められた範囲、すなわ
ち帯域の波長の入射される輻射をフイルタリングするた
めに提供される。ここに使用されるように、“光学的輻
射フイルタ”の意味は予め決められた範囲、すなわち帯
域の波長の輻射をフイルターリングすることのできるフ
イルタあるいはフィルタの組み合わせの意味であり、可
視光輻射をフィルタリングすることに限定されるもので
はないホログラフィ手段12は予め決められた厚さを有
し、少なくとも第２の予め決められた範囲、すなわち帯
域の波長の輻射を回折するために提供される。互いに組
み合わせて使用すると光学的輻射フィルタ手段と、ホロ
グラフィ手段は１以上の、予め決められた波長の輻射
の、予め決められた量を通す。この独特な組み合わせに
よって得られる種々の結果は、このホログラフィ手段、
あるいは光学的輻射フィルタ手段だけを使用することに
よっては、従来得られることができなかった。

実施例では、航空機のコックピットのような分野に適す
るフィルタデバイス10をつくることがの望ましく、それ
はホログラム12と、空間的に離れて設けられた光学的輻
射フィルタ14を具備する。光学的輻射フィルタ14とホロ
グラム10との間の距離は、ほとんど０インチから動作、
および／あるいは装置の限界によって制限される距離ま
での範囲である。このように、光学的輻射フィルタは互
いに接触され、あるいは光学的可視システムのようなシ
ステムにおいて設けられ、それらは、空気のような１以
上の適当な媒体によって離されている。

この実施例はフィルタデバイスとそのフィルタデバイス
を作る方法とに関連して説明され、夜間イメージングシ
ステムの可視性を改善するために使用され、ヘッドアッ
プディスプレイユニットとともに装備され、航空機内で
使用される。このように最適の夜間光景とヘッドアップ
ディスプレィ観察するためには、望ましくないソースか
らの光を最小にしながら、本発明のフィルタデバイス10
は赤外線輻射を減衰せずに通すことができ、ほとんどす
べてのコックピットからの光をフィルタし、約543nmの
光の狭帯域を少なくとも約50％減衰して通す。

第１図と第２図のステップ１を参照して、本発明の方法
によるフィルタデバイス10を準備するために、第１と第
２の表面11と18を有する光学的輻射フィルタ手段14が少
なくとも第１の予め決められた範囲、すなわち帯域の波
長の光学的輻射をフィルタリングするために提供され
る。光学的輻射手段は、１以上の通常の帯域バンドパス
フイルタ、すなわち予め決められた範囲の波長の光輻射
をフィルタリングする光学的輻射フィルタを具備するこ
とが望ましい。本実施例では、フィルタ手段はスコット
（Schott）BG-7Bのような狭いバンドパスフィルタであ
る。そのフィルタは約530から56nmの波長範囲にわたっ
て、約60％以上の透過を表し、ほとんどすべての赤外線
輻射を通す。

実施例で使用されるスコットBG-7Bは、約1/8インチの厚
さであることが望ましい。しかしながら、厚さはフィル
タの厚さを変えることによって得られることができる種
々の特性を考慮して変えられることができ、最終的なフ
ィルタデバイス10の応用分野および／あるいは動作条件
に大いに依存する。

光学的輻射フィルタ手段14は、本デバイスにおいて使用
されるのに適し、また限定なしに、狭い／およびあるい
は広いバンドパスフィルタのような既知のバンドパスフ
ィルタを含み、吸収および／あるいは干渉フィルタであ
ることが適切である。たとえば限定なしに、本発明の方
法とデバイスで使用されるフィルタは、表１に掲げられ
たフィルタの中から選択されることができる。

フイルタの特性は、既知のC.I.E.色度ダイアグラム上に
プロットされるかどうかを表すので、近似的なxy座標値
に従って説明され、そのダイアグラムはB.D.マックメイ
ンス（McMains）による“AN/AVS-6夜間光景ゴーグルと
関連して使用される照明されたデバイスの色限界に対す
る推薦”に詳細に述べられている。それは1983年10月19
日にSAE-A20A小委員会議事録No.52に著され、それは引
用としてここに組み込まれる。マックメインスによって
説明されるように、C.I.E色度ダイアグラムは等しいエ
ネルギソースによって発生された色光の相対的な波長と
純度を表す。

しかしながら明らかなように、単一に使用される時、上
記の光学的輻射フィルタ手段14は、ある波長の輻射をフ
ィルタリングすることができず、それによりそのフィル
タは多くの応用分野で不適当となっている。例えば夜間
イメージングシステムがヘッドアップディスプレイユニ
ットに加えて使用される航空機のコックピットの応用分
野の例では、スコットBG-7Bフィルタを単一に使用する
ようなフィルタの単一な使用は、スコットBG-7Bは約543
nmの波長を有する望ましくない光を余りに通すので、望
ましくなく、それにより夜間イメージングシステムの増
強装置を過剰に駆動しがちである。

このように第１図と第３図のステップ２を参照して、第
１と第２の表面20と22を有するホログラフィ手段が、光
学的輻射フィルタ手段14と組み合わせて使用するために
提供される。第１図と第４図のステップ３に示されるよ
うに、光学的輻射フィルタ手段14は、ホログラフィ手段
14と結合され、すなわち組み合わされる。光学的輻射フ
ィルタ手段14は、ホログラフィ手段12と結合されること
ができ、それらの間に維持される距離は約０インチほど
である。ホログラフィ手段12は少なくとも第２の予め決
められた帯域の波長の輻射を回折するために提供され
る。特に光学的フィルタ手段14と組み合わされる時、ホ
ログラフィ手段12は、そのような光の透過量を予め決め
られたレベルにまで減少させるのと同様に、入射光のソ
ースの帯域をトリミングし、あるいは狭帯域化する。

光学的輻射フィルタ手段14は、光学的輻射フィルタ手段
の第２の表面とホログラフィ手段の第１の表面によって
定義されるインターフェイス24において適当な固着材あ
るいは固着剤を使用して、光学的輻射フィルタ手段をホ
ログラフィ手12と結合することによってホログラフィ手
段12と結合される。。適当な光学的固着剤の例は、ノー
ランドオプティカルセメントNOA 61であり、それは紫
外線のキュラブル（curble）ポリウレタン含有合成物で
ある。

光学的輻射手段の第２の表面18は、ホログラフィ手段の
第１の表面22と隣接して設けられる。しかしながら光学
的フィルタとホログラムの種々の組み合わせは、本発明
の方法とデバイスに従って得られることができるという
ことに注意するべきである。このように光学的輻射フィ
ルタ手段の第２の表面18上に直接ホログラフィ手段12を
形成することは本発明の方法とデバイスの範囲内にあ
る。ほかに、光学的輻射手段間に付加的な層を用いるこ
とが可能である。たとえばきれいなゼラチン層、あるい
は他の適当な層のようなきれいな保護層が、光学的輻射
手段14とホログラフィ手段12の間に用いられることがで
きるということは、考えられよう。さらに互いに空間的
に離れて設けられたホログラフィ手段12と光学的輻射フ
ィルタ手段14が、空気のような適当な媒体によって予め
決められた距離だけで離されているということは、本発
明の方法とデバイスの範囲内に入る。

本発明で用いられるホログラフィ手段12は、反射型ホロ
グラムであり、０度反射型ホログラムであることがより
望ましい。すなわちホログラフィ手段はホログラフの第
１と第２の表面20と22に実質的に平行なホログラム内に
記録された干渉パターン26（すなわちフリンジ）を有す
るホログラフである。このようにして、フリンジはホロ
グラムの第１と第２の表面に関してほぼ０度の角度にあ
る。しかしながら、異なる角度変位を有するフリンジ
が、本発明の方法とデバイスに従ってホログラム内に形
成され、使用されてもよいということは明らかである。
このようにして、他のホログラフィ手段は限界なしにホ
ログラム表面ホログラム、位相ホログラムおよび／また
は振幅ホログラムを含むタイプの反射型および／または
透過型ホログラムを含む。

ホログラム12は実質的に平らであり、第１と第２の表面
20と22は、ほとんど互いに平行である。本発明の方法の
基本的な変更例では、曲面基板表面上にフィルタデバイ
スを形成することも可能である。さらに多層ホログラム
がホログラフィ手段として使用されることができるとい
うことは、本発明の方法とデバイスの範疇にある。その
ような多層ホログラムとそれを準備する方法についての
記載は、“多層ホログラフィによる高効率ホログラム”
という名称の米国特許出願に開示されている。それはこ
こに引用として組み込まれる。

現在のホログラムのフリンジは、１以上の予め決められ
た範囲の波長を反射するように、互いに関しておよびホ
ログラムの第１と第２の表面20と22に関して１以上の予
め決められた距離だけ離されている。そのような反射の
効果は、ホログラムを介する比較的狭い帯域を有する光
のような輻射の透過を減少させることである。本発明の
方法とデバイスで使用されるフリンジの距離は、入射輻
射の透過に影響を与えるために、多くの適切な距離に変
えられることができる。実施例ではフリンジは約550nm
から約580nmの範囲の波長を有する光を回折するように
離されることが望ましい。

このようにして本発明の方法とデバイスによれば、ホロ
グラフィ手段12は光学的フィルタだけを使用して、従来
得られることができるよりも狭い帯域の輻射を回折する
ように提供することができる。本実施例におけるホログ
ラフィ手段は、約0.001インチの厚さを有することが望
ましい。

本発明の方法とデバイスのいくつかの変更例において、
本発明のデバイスによってフィルタリングされる波長の
範囲は、１以上の特定の波長の選択的な透過が望ましい
適切な特定の応用分野に変えられ、選択されることがで
きる、ということは当業者にも明らかである。

このようにして本発明のフィルタデバイス10はホログラ
ムと光学的輻射フィルタが互いに組み合わせて使用され
る時、スコットBG-7Bのような光学的輻射フィルタをト
リムする、例えば“微調”するようにホログラムを使用
することによって得られることができる比較的正確な回
折特性の長所を有する。

上記のようにして完成されたフィルタデバイス10はホロ
グラムとの向かい合って組み合わされた光学輻射フィル
タを具備し、約1/8インチの厚さを有することが望まし
い。しかしながらデバイスの厚さは、光学輻射フィルタ
14および／あるいはホログラム12の厚さを変えることに
よって変えられることができるということは当業者には
明らかであり、厚さを変えることによって、フィルタデ
バイス10の特性を変えることが可能である。さらにホロ
グラムと光学輻射フィルタの間で維持される距離関係
は、ホログラムと光学的輻射フィルタが、空気のような
適当な媒体によって予め決められた距離だけ離されるよ
うなものである。この後者の実施例は、ある適当な方法
で達成されることができ、適当な機械的手段を使用して
ホログラムから予め決められた距離に、光学的輻射フィ
ルタを固定的に位置決めすることを含む。

完成された光学フィルタデバイス10は、そのシステムに
おける対物レンズのためのカバーガラスのような適当な
固定手段を使用して、ANVISシステムのような種々のイ
メージングシステムに適応されることができ、 本発明の方法によって準備されたフィルタデバイス10
は、比較的正確な波長範囲の光のような狭い帯域の透過
が望ましい。多くの応用分野で使用されることができ
る。たとえば本発明のフィルタデバイスは、単色光をシ
ュミレートするために狭帯域の光の透過が望ましい応用
分野で使用することができる。

さらにフィルタとホログラムの種々の組み合わせは、光
学的に使用されることができ制限なしに、狭帯域干渉フ
ィルタと、ホログラフィ反射フィルタと、フィルタの組
み合わせ、広帯域干渉フィルタとホログラフィ反射フィ
ルタの組み合わせ、広帯域吸収干渉フィルタと、ホログ
ラフィ反射フィルタの組み合わせ、あるいは比較的少量
にフィルタの透過範囲を狭めることが望ましい。他の組
み合わせを含む。

本発明の方法とデバイスは、種々の応用分野の動作条件
を満足するように変えられることができ、航空機のコッ
クピットの分野に制限されないということは操業者には
理解されよう。たとえば制限なしに本発明のデバイスは
フィルタデバイスが通常より鋭いカットオフを有するこ
とが望まれる分野で、および通常よりと透過が狭いこと
が望まれる分野で使用されることができる。

本発明のフィルタデバイス10は、予め決められた厚さで
第１の表面16と第２の表面18を有し、少なくとも第１の
予め決められた波長範囲の光学的輻射をフィルタリング
することができる、光学的輻射フィルタ14を提供し、第
１の表面20と第２の表面22を有し、少なくとも第２の予
め決められた波長範囲の輻射を回折することができる予
め決められた厚さのホログラム12を提供し、そして前記
光学的輻射フィルタ14の第２の表面18と前記ホログラム
12の第１の表面を結合させることにより、準備されるこ
とが望ましい。

種々の光学的輻射フィルタは、本発明の方法とデバイス
で使用するのに適しており、制限なしに、狭いおよび／
または広いバンドパスフィルタを含み、吸収および／あ
るいは干渉フィルタであるってもよく、あるいはその組
み合わせであることが適切である。

夜間イメージシステムがヘッドアップディスプレィユニ
ットに加えて使用される航空機のコックピット内で使用
するための一つであるような、本実施例のフィルタデバ
イス10を準備するために、提供される光学的フィルタは
約1/8インチの厚さを持つことがの望ましい。そのフィ
ルタは多くの応用例の場合曲率を持ったフィルタが使用
されることが適切であるということが明らかであるが、
実質的に平らであることが望ましい。

ホログラムは望ましい応用分野に対する望ましい回折特
性を生ずることができるある方法にしたがってホログラ
ムを準備することによって提供されることが望ましい。

本発明のデバイスにおいて採用されるホログラムを準備
するある方法は、光感知層内の露光された干渉パターン
を処理するステップとして要約して述べられる。その層
はホログラムを形成するように適当な基板上にコーティ
ングされる。以下はより詳細な記述であり、それは当該
分野で既知であり、H.M.スミスの“ホログラフィの原
理”、ジョン・ウィリーとサン会社の、1975年セカンド
エディション、およびH.M.スミスの“ホログラフィコー
ド材料”、スプリンガーバレー1977年に要約されている
多数のステップをほとんど参照する。これらは引用とし
てここに組み込まれる。

ここに述べられる方法によって準備されたホログラムは
実質的に０度のフリンジを有する反射型のホログラムで
あることが望ましい。すなわちホログラムとして記録さ
れた干渉パターンはホログラム12の第１と第２の表面20
と22にほとんど平行である。

本発明のホログラムは、雑音ホログラムを生成すること
を避けるように準備されることが望ましい。雑音のホロ
グラムは、“空気ガラス”インターフェイス反射によ
り、部分的に生じ、すなわち部分的に記録媒体と空気の
間のインターフェイスによりホログラムの露光の間に起
きる。雑音ホログラムは少なくとも二つの理由で望まし
くない。第１に反射型のノイズホログラムは、一般にホ
ログラムに対する望ましくない反射色を発生する。第２
に透過型のノイズホログラムは、ホログラムを使用して
得られるイメージの望ましくない虹のようなブロワリン
グと攫乱を発生する。

このようにして、ほとんどノイズのないホログラムを準
備するために、予め決められた厚さを有する適当なホロ
グラフィ記録媒体が提供される。記録媒体はほとんど平
らであることが望ましい。しかしながら記録媒体の大き
さと形状は、実際の考察によってのみ形成され、製造装
置と完成したホログラムの最終的な使用を含めて実際の
考察によってのみ限定される。記録媒体は適当な基板の
主な表面上に光感知層、望ましくは感度を有する重クロ
ム酸ゼラチン層をコーティングすることによって、準備
される。種々のコーティング方法が適当に使用されるこ
とができ、鋳造コーティング上塗りグレードコーティン
グ、スプレイコーティング、ディップコーティングおよ
び樹脂コーティングを含む。

適当な基板は、ゼラチン層が最終的に剥離されることが
望ましい応用分野では、正面が鏡面であることを含む。
他の基板が使用されることができ、制限なしに連続する
ホログラフィ露光ステップの間に、鏡面にインデックス
がマッチする薄いガラス板のような透明な、基板、写真
クラスのマイラ、ポリカーボネイト、ポリエステル、お
よびセルロースアセテートであってもよい。さらに現在
の基板のような、光学的輻射フィルタ14を使用すること
が可能である。

多くの応用分野では、複数のスペーサが、基板の主表面
上に設けられることが望ましい。スペーサは露光の間に
ゼラチン層を支持するように働く。適当なスペーサは、
ウレタンマトリックス、スチールボール等にガラスビー
ズを含む。

使用されるスペーサは約0.04インチの距離だけ互いに離
されることが望ましい。スペーサは、その層を支持する
ことが望ましく、鉱物油のような適当なインデックスマ
ッチング液で層とインデックスマッチングされる。他の
インデックスバッチング液は制限なしにキシレンおよび
マイクロスコープ浸漬液を含む。

空気−ガラスインターフェイス反射によって部分的に発
生されるようなノイズホログラムの生成を避ける他の方
法は、インデックスマッチングの上記方法を使用するこ
とに加えて、反射防止（AR）コーティングで基板をコー
ティングすること、それ自身基板にインデックスマッチ
ングされる反射防止コーティングされたカバーガラスを
基板に付加すること、ホログラフィ露光の間に基板に関
してARコーティングされたカバーガラスを動かすこと、
それは米国特許4,458,977に開示されており、それは引
用として本実施例に組み込まれる、望ましくない反射が
ホログラフムに達することを防ぐために、適当な複雑な
プリズムアッセンブリを使用すること、あるいは露光ビ
ームによって発生される反射ビームが一次ビームによっ
て発生される露光ブームとオーバーラップし、（および
干渉する）確率を避けるのに十分な小さいビーム直径で
走査型露光レーザービームを使用することを含む。

記録媒体を予め決められた湿度にまで乾かすステップを
含めて、既知の方法を使用する露光のための基板を準備
したあと、ホログラムはホログラフィフリンジ26を形成
するように、従来の方法を使用して記録媒体において露
光される。たとえばホログラフィフリンジを露光する適
当な方法が、L.ソリマー（Solymar）、D.J.クック（Coo
k）による”体積ホログラフィと体積グレーティング”
（アカデミックプレス1881年）に記載されており、これ
は引用として本願に組み込まれる。

ホログラムを露光する手順を要約すると、ホログラフィ
露光は実質的に平行化されたレーザ光ビームを使用して
なされることが望ましい。平行化されたビームは第１の
入力ビームを具備する。第１のビームによる鏡、あるい
は基板と関連することが望ましい他の適当な反射媒体か
らの反射は、ホログラフィ記録のために必要な第２のビ
ームを提供する。そのビームは１以上の予め決められた
露光レベルに提供される。本実施例のためには、露光レ
ベルは約150ミリジュール／cm²であることが望ましい。

ビームは１以上の予め決められた照射角度で記録媒体に
導入される。照射角度は、使用されるべき特定の重クロ
ム酸ゼラチンと、使用されるべきレーザ光の波長とに大
いに依存する。例えば標準的な300ブルームポークスキ
ンゼラチンと514.5nmアルゴンレーザでは、望ましい照
射角度は約28度である。ホログラフィ露光を行うために
は、光学的には、特種化された反射防止コーティングが
使用されることが望ましく、すなわち標準多層干渉コー
ティング、1/4波長フッ化マグネシウムコーティング、
あるいはビー（Vee）コーティングのような特定の角
度、あるいは波長で低い反射率を表すコーティングが使
用されることが望ましい。記録媒体に形成される、ホロ
グラフィフリンジは、レーザによって供給される２つの
コヒーレントなビームの交点に形成される干渉パターン
に空間的に対応する高いおよび低いインデックスの屈折
の領域である。

露光後、ホログラムは従来のホログラム処理ステップを
使用することによって処理されることが望ましい。たと
えば重クロム酸ゼラチンを処理するステップは、従来知
られており、Ｌソリマ、Ｄ・Ｊクックらによる、”体積
ホログラフィ・および体積グレーティング”（アカデミ
ックプレス、1982年）に書かれている、それは引用とし
てここに組み込まれる。簡単にいえば、典型的な処理が
フレオン、ヘキサンあるいはフレオンアルコール混合物
のような適当な溶媒を使用することによって、ゼラチン
から残留インデックスマッチング液液のほとんど全てを
除去するステップを具備する。ゼラチンはその後、約30
ミリモルのトリエサノールアミン（triethanol amine）
を含むような適当な溶液内にそれを浸すころによって拭
い去られる。このステップはまた、ゼラチンから余分な
重クロム酸を除去する付加的な目的のめに働く。この溶
液は、水の中に約75体積パーセントから約100体積パー
セントのイソプロピルアルコールの高い濃度を有する連
続的なバスにゼラチンを浸すような脱水ステップによっ
て急速に除かれることが望ましい。

処理後、ホログラム12は、ホログラム内に１以上の予め
決められた波長のピーク反射率を発生するように、１以
上の予め決められた時間の長さの間、１以上の予め決め
られた温度で加熱されることが望ましい。ホログラムは
ゼラチンの厚さが（それゆえピーク反射率の波長が）ほ
とんど安定するまで、約60度から120度の温度で加熱さ
れることが望ましい。実施例ではこのステップは約２週
間、約100度でホログラムを焼くことからなり、ANVISシ
ステムのような夜間イメージジングシステムと関連して
ヘットアップデスプレイユニットを使用する応用分野で
適当な波長範囲を回折するのにの適当なホログラムを生
じる。すなわち約550から約580nmの波長範囲を有する光
のピーク反射率を表し、約25nmから約30nmの帯域を有す
るホログラムを生じる。

通常の波長がこれらの範囲内にないならば、適当な修正
がそのような波長を得るためにとられることができ、そ
れはホログラム露光の角度を調整することを含む。

ホログラム内の予め決められた波長を得た後、ホログラ
ム12は湿気のような汚染からそれを守るために、適当な
シーリング層で光学的にシールされる。これはきれいな
カバーガラスにホログラムの表面の１以上の表面を取り
付けることによってなされることができることが望まし
い。きれいなカバーガラスは、ノーランドオプティカル
セメントNOA61のような適当な光学固着剤を使用してホ
ログラムの表面に取り付けられることが望ましい。

ホログラム12の第２の表面20はその後光学的輻射フィル
タ14の第２の表面18に固着されることができる。ホログ
ラム12の第１の表面20は、ノーランドオプティカルセメ
ントNOA61のような適当な光学固着剤を使用して、光学
的輻射フィルタの第２の表面18に固着されることが望ま
しい。

オプションとしてのきれいなカバーガラスが除かれるな
らば、ホログラム12の第１の表面20は光学的輻射フィル
タ14の第２の表面18に直接取り付けられることが出来る
ことが明らかである。例えばホログラム12の第１の表面
20は、光学的フィルタデバイス10を形成するようにノー
ランドオプティカルセメントNOA61のような適当な固着
剤を用いて、光学的輻射フィルタ14の第２の表面18に直
接取り付けられることが出来る。

またホログラムの基板として、上記のような光学的輻射
フィルタを利用してホログラムが準備されることがで
き、それにより固着剤を使用して、そのフィルタをホロ
グラムに固着する必要がなくなる。さらにホログラムと
光学的輻射フィルタが空気のような適当な媒体によって
予め決められた距離だけ離されるならば、ホログラムと
光学的輻射フィルタは、適当に結合されることができ
る。例えば適当な機械的手段がホログラムから予め決め
られた距離だけ離して光学的輻射フィルタを固定できる
ように位置決めするために使用することができる。

現在のプロセスに従って準備されたデバイスは、約15nm
の帯域で、約543nmにおいてピーク透過の約30パーセン
トを示し、それによりヘッドアップディスプレイユニッ
トを有する航空機のコックピット内の夜間イメージング
システムでそれらを使用するのに適する。

本発明は、一つの実施例と関連して述べられたが、他の
変更例が明細書、図面および以下のクレームを研究する
ことによって当業者によってなされることができること
は明らかである。

［発明の効果］ 本発明によれば、高い精度で比較的鋭い狭波長帯域を除
去することを必要とするフィルタデバイスが、より効率
的に製造されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法によるフィルタデバイスを製造
するステップを示すフローダイアグラムである。第２図
は、光学的輻射フィルタの断面図である。第３図は、反
射ホログラムの断面図である。第４図は、本発明のフィ
ルタデバイスの断面図である。 10:フィルタデバイス、12:ホログラム、14:光学的輻射
フィルタ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の予め決められた波長の光学的輻射を
   フィルタリングするための光学的輻射フィルタ手段と、 第２の予め決められた波長の光学的輻射を回折するため
   のホログラフィ手段とを具備し、 前記ホログラフィ手段は前記光学的輻射フィルタ手段と
   結合されていることを特徴とするフィルタデバイス。
2. 【請求項２】前記ホログラフィ手段は、ホログラムを具
   備することを特徴とする請求項１記載のフィルタデバイ
   ス。
3. 【請求項３】前記光学的輻射フィルタ手段は、バンドパ
   スフィルタであることを特徴とする請求項１記載のフィ
   ルタデバイス。
4. 【請求項４】少なくとも第１と第２の表面を有し、第１
   の予め決められた波長範囲の光学的輻射をフィルタリン
   グすることができる光学的輻射フィルタを提供するステ
   ップａと、 少なくとも第１と第２の表面を有し、第２の予め決めら
   れた波長範囲の光学的輻射を回折することができるホロ
   グラムを提供するステップｂと、 前記ホログラムを前記光学的輻射フィルタと結合するス
   テップｃと を具備することを特徴とするフィルタデバイスを製造す
   る方法。
5. 【請求項５】前記ステップａは、バンドパスフィルタを
   提供するステップを具備することを特徴とする請求項４
   記載の方法。
6. 【請求項６】前記ステップｂは、 基板を提供するステップと、 前記基板を光感知材料でコーティングし、光感知層を形
   成するステップと、 前記光感知層の中で干渉パターンを露光するステップ
   と、 前記光感知層を処理し、ホログラムを形成するステップ
   と を具備することを特徴とする請求項４記載の方法。
7. 【請求項７】前記ステップａは、約550nmから約580nmの
   範囲の波長を有する光のピーク反射力を有する反射ホロ
   グラムを提供することを特徴とする請求項４記載の方
   法。
8. 【請求項８】前記ステップｃは、前記ホログラムの第１
   の表面を前記光学的輻射フィルタの第２の表面に、光学
   的固着剤で固着するステップを具備することを特徴とす
   る請求項４記載の方法。
9. 【請求項９】少なくとも第１と第２の表面を有し、約53
   0nmから約560nmの波長範囲に渡って約60％以上の透過率
   を示すことができ、ほとんど全ての赤外線輻射を透過す
   ることができる光学的輻射フィルタを提供するステップ
   ａと、 少なくとも第１と第２の表面を有し、約550nmから約580
   nmの範囲の波長を有する光学的輻射を回折することがで
   きるホログラムを提供するステップｂと、 前記ホログラムを前記光学的輻射フィルタと結合するス
   テップｃと を具備することを特徴とするフィルタデバイスを製造す
   る方法。
10. 【請求項１０】前記ステップｂは、 基板を提供するステップと、 前記基板を光感知材料でコーティングし、光感知層を形
    成するステップと、 前記光感知層の中で干渉パターンを感光させるステップ
    と、 前記光感知層を処理し、反射ホログラムを形成するステ
    ップと を具備することを特徴とする請求項９記載の方法。