JPH09127336A - 反射型ホログラム - Google Patents
反射型ホログラムInfo
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- JPH09127336A JPH09127336A JP7283745A JP28374595A JPH09127336A JP H09127336 A JPH09127336 A JP H09127336A JP 7283745 A JP7283745 A JP 7283745A JP 28374595 A JP28374595 A JP 28374595A JP H09127336 A JPH09127336 A JP H09127336A
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- hologram
- diffraction
- light
- angle
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Abstract
(57)【要約】
【課題】再生時の回折効率をほとんど９０％以上に向上
させるとともに、半値幅を少なくとも２０ｎｍ以上に広
げその結果明るい表示を可能にした反射型ホログラムを
提供することを目的とする。 【解決手段】本発明の反射型ホログラムは、再生時の入
射角θi、回折角をθd、ホログラムの平均屈折率をｎ、
屈折率の空間変調の振幅をｎ1、空気中における回折波
長をλとしたときに、次式 （−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２−
θi／２）≧ｍｎ／（ｎ1λ）（ｍ≧２０）を満足するに
したことを特徴とするものである。
させるとともに、半値幅を少なくとも２０ｎｍ以上に広
げその結果明るい表示を可能にした反射型ホログラムを
提供することを目的とする。 【解決手段】本発明の反射型ホログラムは、再生時の入
射角θi、回折角をθd、ホログラムの平均屈折率をｎ、
屈折率の空間変調の振幅をｎ1、空気中における回折波
長をλとしたときに、次式 （−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２−
θi／２）≧ｍｎ／（ｎ1λ）（ｍ≧２０）を満足するに
したことを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は表示光を光学的に投
射し、前方視野内あるいはその近傍の前景を重畳し、運
転者等に視認させるようにした車両用のヘッドアップデ
ィスプレイ（以下、ＨＵＤと略称する）、ハイマウント
ストップランプ、あるいは液晶プロジェクター用のダイ
クロイックミラー代替用などとして応用可能な反射型ホ
ログラムに関する。
射し、前方視野内あるいはその近傍の前景を重畳し、運
転者等に視認させるようにした車両用のヘッドアップデ
ィスプレイ（以下、ＨＵＤと略称する）、ハイマウント
ストップランプ、あるいは液晶プロジェクター用のダイ
クロイックミラー代替用などとして応用可能な反射型ホ
ログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、反射型ホログラムは、ＨＵＤ用の
コンバイナー、ハイマウントストップランプなどの一部
の光を透過し、一部の光を反射するいわゆるハーフミラ
ーの鏡の機能を持たせたものが、実開昭５９−７４２８
号号、特開昭５５−７７７１３号などとして出願されて
おり、本出願人も特開昭６４−４４４１４号などとして
出願している。
コンバイナー、ハイマウントストップランプなどの一部
の光を透過し、一部の光を反射するいわゆるハーフミラ
ーの鏡の機能を持たせたものが、実開昭５９−７４２８
号号、特開昭５５−７７７１３号などとして出願されて
おり、本出願人も特開昭６４−４４４１４号などとして
出願している。
【０００３】また、光源からの光を全反射させながらホ
ログラムに照射するライトガイド式の表示装置も、特開
平４−２２８３２９号、ＵＳＰ４３０９０７０号などと
して出願されており、本出願人も特願平６−６３４６６
号などとして出願している。
ログラムに照射するライトガイド式の表示装置も、特開
平４−２２８３２９号、ＵＳＰ４３０９０７０号などと
して出願されており、本出願人も特願平６−６３４６６
号などとして出願している。
【０００４】液晶プロジェクターのダイクロイックミラ
ー代替用として特開平７−９８４５４号などが提案され
ている。
ー代替用として特開平７−９８４５４号などが提案され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
反射型ホログラムは、半値幅がせいぜい２０ｎｍと狭
く、そのために表示が暗くなり、再生時に輝度の高い表
示器が必要であった。
反射型ホログラムは、半値幅がせいぜい２０ｎｍと狭
く、そのために表示が暗くなり、再生時に輝度の高い表
示器が必要であった。
【０００６】また、半値幅を広くしたものが、特開平６
−４４５６１号などとして出願されているが、化学処理
が必要であるばかりか、回折効率が例えば約３０％と低
く、表示用に使用するときは、半値幅が狭いホログラム
と同様に輝度の高い表示器を必要とするものである。
−４４５６１号などとして出願されているが、化学処理
が必要であるばかりか、回折効率が例えば約３０％と低
く、表示用に使用するときは、半値幅が狭いホログラム
と同様に輝度の高い表示器を必要とするものである。
【０００７】また、特開平７−９８４５４号などダイク
ロイック代替用ホログラムはいずれも透過型ホログラム
であり、回折効率が低いという欠点がある。本発明はこ
のような点に鑑みてなされたものであり、再生時の回折
効率をほとんど９０％以上に向上させるとともに、半値
幅を少なくとも２０ｎｍ以上に広げその結果明るい表示
を可能にした反射型ホログラムを提供することを目的と
する。
ロイック代替用ホログラムはいずれも透過型ホログラム
であり、回折効率が低いという欠点がある。本発明はこ
のような点に鑑みてなされたものであり、再生時の回折
効率をほとんど９０％以上に向上させるとともに、半値
幅を少なくとも２０ｎｍ以上に広げその結果明るい表示
を可能にした反射型ホログラムを提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の反射型ホログラ
ムは、再生時の入射角θi、回折角をθd、ホログラムの
平均屈折率をｎ、屈折率の空間変調の振幅（以下、屈折
率変調という）をｎ1、空気中における回折波長をλと
したときに、次式 （−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２−
θi／２）≧ｍｎ／（ｎ1λ）（ｍ≧２０）を満足するに
したことを特徴とするものであり、このような反射型ホ
ログラムは、ホログラムの平均屈折率をｎ、屈折率変調
をｎ1、空気中における回折波長をλとしたときに、再
生時の入射角θi、回折角をθdを次式 （−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２−
θi／２）≧ｍｎ／（ｎ1λ）（ｍ≧２０）で求めること
により得ることができる。
ムは、再生時の入射角θi、回折角をθd、ホログラムの
平均屈折率をｎ、屈折率の空間変調の振幅（以下、屈折
率変調という）をｎ1、空気中における回折波長をλと
したときに、次式 （−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２−
θi／２）≧ｍｎ／（ｎ1λ）（ｍ≧２０）を満足するに
したことを特徴とするものであり、このような反射型ホ
ログラムは、ホログラムの平均屈折率をｎ、屈折率変調
をｎ1、空気中における回折波長をλとしたときに、再
生時の入射角θi、回折角をθdを次式 （−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２−
θi／２）≧ｍｎ／（ｎ1λ）（ｍ≧２０）で求めること
により得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明では、 ホログラムは、重
クロム酸ゼラチン、各種のフォトポリマー、ハロゲン化
銀感光材、各種のフォトレジストなどの感材をガラス基
板、ポリエチレンテレフタレートなどの透明樹脂基板な
どに貼り付けた乾板に、図示しないレーザー発振器、ビ
ームスプリッター、反射鏡、顕微鏡対物レンズ、ピンホ
ールなどの通常の光学系に加え、一方のレーザー光を、
乾板中に臨界角を超える角度で入射させるために、楔型
に切ったガラスブロック、プリズム、あるいは透過型ホ
ログラムを乾板の一方の面に接触させた状態で２方向
（乾板の同一面に照射）からのレーザー光（平面波）で
露光して、干渉縞を形成、記録する。
クロム酸ゼラチン、各種のフォトポリマー、ハロゲン化
銀感光材、各種のフォトレジストなどの感材をガラス基
板、ポリエチレンテレフタレートなどの透明樹脂基板な
どに貼り付けた乾板に、図示しないレーザー発振器、ビ
ームスプリッター、反射鏡、顕微鏡対物レンズ、ピンホ
ールなどの通常の光学系に加え、一方のレーザー光を、
乾板中に臨界角を超える角度で入射させるために、楔型
に切ったガラスブロック、プリズム、あるいは透過型ホ
ログラムを乾板の一方の面に接触させた状態で２方向
（乾板の同一面に照射）からのレーザー光（平面波）で
露光して、干渉縞を形成、記録する。
【００１０】その後通常の現像処理をしてホログラムを
得る。このようにして得られた反射型ホログラムを、自
動車用のウインドシールドに設ける場合には、合わせガ
ラスにする必要があるので、二枚の板ガラスをポリビニ
ールブチラールなどの中間膜で接着した２枚の合わせガ
ラスの間に間挿するか、中間膜を１枚にしてその中間膜
と車外側板ガラスあるいは車内側板ガラスとの間であっ
て板ガラスに接着してもよく、さらに車内側板ガラスの
車内側表面に、保護膜とともに接着する。
得る。このようにして得られた反射型ホログラムを、自
動車用のウインドシールドに設ける場合には、合わせガ
ラスにする必要があるので、二枚の板ガラスをポリビニ
ールブチラールなどの中間膜で接着した２枚の合わせガ
ラスの間に間挿するか、中間膜を１枚にしてその中間膜
と車外側板ガラスあるいは車内側板ガラスとの間であっ
て板ガラスに接着してもよく、さらに車内側板ガラスの
車内側表面に、保護膜とともに接着する。
【００１１】また、その他の乗り物用のウインドシール
ドの場合に、合わせガラスの場合には、自動車用のウイ
ンドシールドと同様にホログラムを設ければよく、単板
の強化ガラスを使用する場合には、板ガラスの室内側表
面に保護膜とともに、接着すればよい。
ドの場合に、合わせガラスの場合には、自動車用のウイ
ンドシールドと同様にホログラムを設ければよく、単板
の強化ガラスを使用する場合には、板ガラスの室内側表
面に保護膜とともに、接着すればよい。
【００１２】さらに、ウィンドシールド近傍の別置きの
透明板状体に設ける場合には、板ガラス、ポリカーボネ
ートなどの透明樹脂板にホログラムを運転者側の表面あ
るいは裏面に保護シートとともに設ければよい。
透明板状体に設ける場合には、板ガラス、ポリカーボネ
ートなどの透明樹脂板にホログラムを運転者側の表面あ
るいは裏面に保護シートとともに設ければよい。
【００１３】表示器は、ＣＲＴ、蛍光表示管、液晶表示
器など各種の表示器を採用することができ、この表示器
からの表示情報をウィンドシールド内あるいは別置きの
透明板状体中を全反射させながら進行させるようにウイ
ンドシールドあるいは透明板状体にプリズム、楔形状の
ブロック、あるいは透過型ホログラムなどを接触させ
る。
器など各種の表示器を採用することができ、この表示器
からの表示情報をウィンドシールド内あるいは別置きの
透明板状体中を全反射させながら進行させるようにウイ
ンドシールドあるいは透明板状体にプリズム、楔形状の
ブロック、あるいは透過型ホログラムなどを接触させ
る。
【００１４】本発明者らは、このような用途に使用され
る反射型ホログラム中における入射角θiと回折角θdを
変えたときの回折効率と半値幅の変化を、Ｋｏｇｅｌｎ
ｉｃの結合理論に基づいて、半値幅が広く、回折効率も
高い反射型ホログラムを得ることができることを見いだ
したものであり、ホログラム材料に吸収がなく、屈折率
変調によって回折格子が形成された無損失誘電反射ホロ
グラムの回折効率は、 η＝１／｛１＋（１−ξ2／ν2）／ｓｉｎｈ2（ν2−ξ2）1/2・・・（１） で与えられる。νは回折格子の傾斜に関するパラメー
タ、ξは参照光の波長のブラッグの条件からのずれに関
するパラメータであり、それぞれ次式（２）、（３）で
与えられる。
る反射型ホログラム中における入射角θiと回折角θdを
変えたときの回折効率と半値幅の変化を、Ｋｏｇｅｌｎ
ｉｃの結合理論に基づいて、半値幅が広く、回折効率も
高い反射型ホログラムを得ることができることを見いだ
したものであり、ホログラム材料に吸収がなく、屈折率
変調によって回折格子が形成された無損失誘電反射ホロ
グラムの回折効率は、 η＝１／｛１＋（１−ξ2／ν2）／ｓｉｎｈ2（ν2−ξ2）1/2・・・（１） で与えられる。νは回折格子の傾斜に関するパラメー
タ、ξは参照光の波長のブラッグの条件からのずれに関
するパラメータであり、それぞれ次式（２）、（３）で
与えられる。
【００１５】 ν＝ｊπｎ1ｄ／λ（ｃRｃS）1/2・・・・・（２） ξ＝ΔλΚ2ｄ／８πｎｃS・・・・・・・・（３） ここで、ｊは虚数（ｊ2＝−１）、λは入射光と回折光
の空気中における波長であり、Ｋは逆格子ベクトルの大
きさ、ｃRとｃSはそれぞれ入射角θiとθdの余弦であ
る。
の空気中における波長であり、Ｋは逆格子ベクトルの大
きさ、ｃRとｃSはそれぞれ入射角θiとθdの余弦であ
る。
【００１６】ただし、入射角は、ホログラム中における
入射光の進行方向が法線の正方向（左まわり）となす角
度であり、回折角は、回折光の進行方向がホログラムの
法線の正方向（左回り）となす角度である。
入射光の進行方向が法線の正方向（左まわり）となす角
度であり、回折角は、回折光の進行方向がホログラムの
法線の正方向（左回り）となす角度である。
【００１７】ｎとｎ1、ｄはホログラムの材料定数であ
り、それぞれ平均屈折率と屈折率変調、厚みを表す。ブ
ラッグの条件を満足する場合の回折効率は式（１）でξ
＝０おくことによって式（４）のように与えられる。
り、それぞれ平均屈折率と屈折率変調、厚みを表す。ブ
ラッグの条件を満足する場合の回折効率は式（１）でξ
＝０おくことによって式（４）のように与えられる。
【００１８】 η0＝ｔａｎｈ2ν・・・・・・・・・・（４） この式は波長選択性の最大値を与えるものであり、νが
大きくなるとη0は１に漸近し、ν＝２でη0≒０．９
３、ν＞３でη0≒１となる。本発明ではη0≒１が期待
できる場合について半値幅を求めることにする。
大きくなるとη0は１に漸近し、ν＝２でη0≒０．９
３、ν＞３でη0≒１となる。本発明ではη0≒１が期待
できる場合について半値幅を求めることにする。
【００１９】ν＞３の場合には波長選択性の最大値η0
は約１であるから、半値幅Δλ1/2は式（１）において
η＝０．５となるξから求めることができる。回折効率
が０．５となるξとΔλは、ブラッグ条件の回折波長よ
りも長波長側をξ+とΔλ+で表し、短波長側をξ-とΔ
λ-で表すと、式（３）より ξ+＝Δλ+Ｋ2ｄ／８πｎｃS ・・・・・（５） ξ-＝Δλ-Ｋ2ｄ／８πｎｃS ・・・・・（６） となり、式（５）から式（６）を引くと ξ+−ξ-＝（Δλ+−Δλ-）Ｋ2ｄ／８πｎｃS ・・・・・（７） が得られる。左辺はξで表示した半値幅Δξ1/2であ
り、右辺の括弧内の因子は、λで表示した半値幅Δλ
1/2のことであるから、 Δξ1/2≡ξ+−ξ-・・・・・・・（８） Δλ1/2≡Δλ+−Δλ-・・・・・・（９） と表すことができ、したがって、次式が得られる。
は約１であるから、半値幅Δλ1/2は式（１）において
η＝０．５となるξから求めることができる。回折効率
が０．５となるξとΔλは、ブラッグ条件の回折波長よ
りも長波長側をξ+とΔλ+で表し、短波長側をξ-とΔ
λ-で表すと、式（３）より ξ+＝Δλ+Ｋ2ｄ／８πｎｃS ・・・・・（５） ξ-＝Δλ-Ｋ2ｄ／８πｎｃS ・・・・・（６） となり、式（５）から式（６）を引くと ξ+−ξ-＝（Δλ+−Δλ-）Ｋ2ｄ／８πｎｃS ・・・・・（７） が得られる。左辺はξで表示した半値幅Δξ1/2であ
り、右辺の括弧内の因子は、λで表示した半値幅Δλ
1/2のことであるから、 Δξ1/2≡ξ+−ξ-・・・・・・・（８） Δλ1/2≡Δλ+−Δλ-・・・・・・（９） と表すことができ、したがって、次式が得られる。
【００２０】 Δλ1/2＝（８πｎｃS／Ｋ2ｄ）Δξ1/2・・・（１０） さて、ξで表した半値幅Δξ1/2は、η＝０．５となる
ξ+とξ-を式（１）によって求め、式（８）を用いれば
計算することができ、その結果は図３の回折効率０．５
における等高線図（直線が近似線を示す）に示すように
なる。
ξ+とξ-を式（１）によって求め、式（８）を用いれば
計算することができ、その結果は図３の回折効率０．５
における等高線図（直線が近似線を示す）に示すように
なる。
【００２１】この図からν＞３、すなわちη≒１におい
ては、 Δξ1/2≒２ν・・・・・（１１） の関係があることがわかる。そこで式（２）と（１１）
を式（１０）に代入すると、次式が得られる。
ては、 Δξ1/2≒２ν・・・・・（１１） の関係があることがわかる。そこで式（２）と（１１）
を式（１０）に代入すると、次式が得られる。
【００２２】 Δλ1/2＝ｊ（１６π2ｎｎ1／Ｋ2λ）（ｃS／ｃR）1/2・・・（１２） ここでｃRとｃSは、すでに記述したように ｃR＝ｃｏｓθi・・・・・・・（１３） ｃS＝ｃｏｓθd・・・・・・・（１４） である。一方、ブラッグ条件を満足する入射、回折光に
対しては、入射、回折角と回折波長および回折格子パラ
メータ（逆格子ベクトルの大きさＫと傾きφ）の間に
は、 Ｋ＝２βｃｏｓ（φ−θi）・・・・（１５） β＝２πｎ／λ・・・・・・・・・・（１６） φ＝（θi＋θd）／２−π／２・・（１７） が成り立っている。式（１５）のｃｏｓ項は式（１７）
を用いて ｃｏｓ（φ−θi）＝ｃｏｓ｛（θi−θd）／２−π／２｝ ＝ｓｉｎ｛（θi−θd）／２｝・・・（１８） と変形できるから、逆格子ベクトルの大きさＫは、 Ｋ＝（４πｎ／λ）ｓｉｎ｛（θi−θd）／２｝・・・（１９） と表すことができる。したがって半値幅Δλ1/2は Δλ1/2＝（ｎ1／ｎ）（−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２ −θi／２）・・・・・・・（２０） で与えられる。
対しては、入射、回折角と回折波長および回折格子パラ
メータ（逆格子ベクトルの大きさＫと傾きφ）の間に
は、 Ｋ＝２βｃｏｓ（φ−θi）・・・・（１５） β＝２πｎ／λ・・・・・・・・・・（１６） φ＝（θi＋θd）／２−π／２・・（１７） が成り立っている。式（１５）のｃｏｓ項は式（１７）
を用いて ｃｏｓ（φ−θi）＝ｃｏｓ｛（θi−θd）／２−π／２｝ ＝ｓｉｎ｛（θi−θd）／２｝・・・（１８） と変形できるから、逆格子ベクトルの大きさＫは、 Ｋ＝（４πｎ／λ）ｓｉｎ｛（θi−θd）／２｝・・・（１９） と表すことができる。したがって半値幅Δλ1/2は Δλ1/2＝（ｎ1／ｎ）（−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２ −θi／２）・・・・・・・（２０） で与えられる。
【００２３】したがって半値幅ｍ以上とするためには
（２０）式の右辺が≧ｍとなるようにすればよい。具体
的に、市販の感材ＯｍｎｉＤｅｘ−３５２を使用した場
合の感材厚さを２５μｍとしたときの、回折波長が４６
１ｎｍ（青色）、５５４ｎｍ（緑色）、６８４ｎｍ（赤
色）の３原色に対する半値幅の入射、回折角依存性を上
記式より求めると、それぞれ図４、図５、図６に示すよ
うになり、再生時の入射角と回折角の範囲を特定するこ
とにより、回折効率が高く、しかも半値幅の広い反射型
ホログラムが得られることがわかる。なお、図４、図
５、図６はそれぞれ回折波長が４７０ｎｍ、５２０ｎ
ｍ、６２０ｎｍにおける反射型ホログラムの半値幅の入
射角、回折角依存性を示す図であり、いずれもは半値
幅２０ｎｍ、は半値幅４０ｎｍ、は半値幅６０ｎ
ｍ、は半値幅８０ｎｍ、は半値幅１００ｎｍの場合
を示す。
（２０）式の右辺が≧ｍとなるようにすればよい。具体
的に、市販の感材ＯｍｎｉＤｅｘ−３５２を使用した場
合の感材厚さを２５μｍとしたときの、回折波長が４６
１ｎｍ（青色）、５５４ｎｍ（緑色）、６８４ｎｍ（赤
色）の３原色に対する半値幅の入射、回折角依存性を上
記式より求めると、それぞれ図４、図５、図６に示すよ
うになり、再生時の入射角と回折角の範囲を特定するこ
とにより、回折効率が高く、しかも半値幅の広い反射型
ホログラムが得られることがわかる。なお、図４、図
５、図６はそれぞれ回折波長が４７０ｎｍ、５２０ｎ
ｍ、６２０ｎｍにおける反射型ホログラムの半値幅の入
射角、回折角依存性を示す図であり、いずれもは半値
幅２０ｎｍ、は半値幅４０ｎｍ、は半値幅６０ｎ
ｍ、は半値幅８０ｎｍ、は半値幅１００ｎｍの場合
を示す。
【００２４】また、図中四角で囲った部分は入射角が全
反射の臨界角（屈折率が１．５近傍のガラスなどの場
合）４１．８°を超え、回折角が臨界角を超えない範囲
を示すものであり、ＨＵＤ、ハイマウントストップラン
プなどにおいて、板ガラス中などを全反射させながら表
示光を進行させ、板ガラスなどに貼り付けたホログラム
に照射することにより表示するライトガイド式の表示装
置の場合に好適である。
反射の臨界角（屈折率が１．５近傍のガラスなどの場
合）４１．８°を超え、回折角が臨界角を超えない範囲
を示すものであり、ＨＵＤ、ハイマウントストップラン
プなどにおいて、板ガラス中などを全反射させながら表
示光を進行させ、板ガラスなどに貼り付けたホログラム
に照射することにより表示するライトガイド式の表示装
置の場合に好適である。
【００２５】さらに、再生時の入射角θiと回折角θdは
式（１５）、（１６）、（１７）から明かなように、 Ｋ＝４πｎｃｏｓ（φ−θi）／λ ・・・・・（２１） φ＝（θi＋θd）／２−π／２・・（２２） なる関係があるので、反射型ホログラムを露光するに
は、露光時の二つの光束の入射角θrとθsとすると、式
（２１）、（２２）と類似の関係 Ｋ＝４πｎｃｏｓ（φ−θr）／λc・・・・・（２３） φ＝（θr＋θs）／２−π／２・・（２４） が成り立つ。ここでλcは露光波長である。
式（１５）、（１６）、（１７）から明かなように、 Ｋ＝４πｎｃｏｓ（φ−θi）／λ ・・・・・（２１） φ＝（θi＋θd）／２−π／２・・（２２） なる関係があるので、反射型ホログラムを露光するに
は、露光時の二つの光束の入射角θrとθsとすると、式
（２１）、（２２）と類似の関係 Ｋ＝４πｎｃｏｓ（φ−θr）／λc・・・・・（２３） φ＝（θr＋θs）／２−π／２・・（２４） が成り立つ。ここでλcは露光波長である。
【００２６】式（２１）、（２２）、（２３）、（２
４）から θs−θr＝２ｓｉｎ-1｛（λc／λ）ｓｉｎ（θd／２−θi／２）｝・・・（ ２５） 式（２）、（４）から θs＋θr＝θi＋θd・・・・・（２６） が得られる。したがって２光束の露光入射角θr、θsは θr＝（θi＋θd）／２−ｓｉｎ-1｛（λc／λ）ｓｉｎ（θd／２−θi／２） ｝・・・・・（２７） θs＝（θi＋θd）／２＋ｓｉｎ-1｛（λc／λ）ｓｉｎ（θd／２−θi／２） ｝・・・・・（２８） となり、再生時の入射角θiと回折角θdから露光条件も
容易に求めることができることがわかる
４）から θs−θr＝２ｓｉｎ-1｛（λc／λ）ｓｉｎ（θd／２−θi／２）｝・・・（ ２５） 式（２）、（４）から θs＋θr＝θi＋θd・・・・・（２６） が得られる。したがって２光束の露光入射角θr、θsは θr＝（θi＋θd）／２−ｓｉｎ-1｛（λc／λ）ｓｉｎ（θd／２−θi／２） ｝・・・・・（２７） θs＝（θi＋θd）／２＋ｓｉｎ-1｛（λc／λ）ｓｉｎ（θd／２−θi／２） ｝・・・・・（２８） となり、再生時の入射角θiと回折角θdから露光条件も
容易に求めることができることがわかる
【００２７】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説
明する。図１は本発明の実施例における露光時の感材を
示す要部概略図、図２は本発明の反射型ホログラムを応
用した液晶プロジェクターを示す要部概略図である。
明する。図１は本発明の実施例における露光時の感材を
示す要部概略図、図２は本発明の反射型ホログラムを応
用した液晶プロジェクターを示す要部概略図である。
【００２８】感光材料にＯｍｎｉＤｅｘ−３５２（Ｄｕ
Ｐｏｎｔ製）を使用して液晶プロジェクター用のホログ
ラムを作製する場合について例示する。この感材は屈折
率変調が０．０３５であり、厚みを２５μｍとしたもの
を３枚用意して、通常の光学系により次に示す条件で露
光する。
Ｐｏｎｔ製）を使用して液晶プロジェクター用のホログ
ラムを作製する場合について例示する。この感材は屈折
率変調が０．０３５であり、厚みを２５μｍとしたもの
を３枚用意して、通常の光学系により次に示す条件で露
光する。
【００２９】（１）青色回折ホログラムの作製 図１に示すように感材１1の両側から、発振波長が４８
８．０ｎｍのアルゴンレーザーからの光を、図示しない
光学系により２分割し、一方は参照光としてガラスブロ
ック２を介して感材（感材面に対する法線をＨとする）
への入射角θrが６８°になるように、他方は物体光と
して入射角θsが１４６°になるように照射して干渉縞
を形成し、その後紫外線を照射して定着処理を行い青色
を回折する反射型ホログラム１1’を得る。
８．０ｎｍのアルゴンレーザーからの光を、図示しない
光学系により２分割し、一方は参照光としてガラスブロ
ック２を介して感材（感材面に対する法線をＨとする）
への入射角θrが６８°になるように、他方は物体光と
して入射角θsが１４６°になるように照射して干渉縞
を形成し、その後紫外線を照射して定着処理を行い青色
を回折する反射型ホログラム１1’を得る。
【００３０】このようにして得られたホログラム１1’
に白色光源からの光を入射角７０°で入射させたととこ
ろ、回折効率が９５％と最大になり、そのときの回折光
の波長が４７０ｎｍ、回折角が１４４°、半値幅が４８
ｎｍとなり、ほぼ理論通りの結果が得られた。 （２）緑色回折ホログラムの作製 図１に示すように感材１2の両側から、発振波長が５１
４．５ｎｍのアルゴンレーザーからの光を、図示しない
光学系により２分割し、一方は参照光としてガラスブロ
ック２を介して感材への入射角θrが７３°になるよう
に、他方は物体光として入射角θsが１４６°になるよ
うに照射して干渉縞を形成し、その後紫外線を照射して
定着処理を行い緑色を回折する反射型ホログラム１2’
を得る。
に白色光源からの光を入射角７０°で入射させたととこ
ろ、回折効率が９５％と最大になり、そのときの回折光
の波長が４７０ｎｍ、回折角が１４４°、半値幅が４８
ｎｍとなり、ほぼ理論通りの結果が得られた。 （２）緑色回折ホログラムの作製 図１に示すように感材１2の両側から、発振波長が５１
４．５ｎｍのアルゴンレーザーからの光を、図示しない
光学系により２分割し、一方は参照光としてガラスブロ
ック２を介して感材への入射角θrが７３°になるよう
に、他方は物体光として入射角θsが１４６°になるよ
うに照射して干渉縞を形成し、その後紫外線を照射して
定着処理を行い緑色を回折する反射型ホログラム１2’
を得る。
【００３１】このようにして得られたホログラム１2’
に白色光源からの光を入射角７０°で入射させたととこ
ろ、回折効率が９１％と最大になり、そのときの回折光
の波長が５５０ｎｍ、回折角が１４９°、半値幅が５６
ｎｍとなり、ほぼ理論通りの結果が得られた。 （３）赤色回折ホログラムの作製 感材の両側から、発振波長が５１４．５ｎｍのアルゴン
レーザーからの光を、図示しない光学系により２分割
し、一方は参照光としてガラスブロックを介して感材へ
の入射角θrが７７°になるように、他方は物体光とし
てガラスブロックを介して入射角θsが１３９°になる
ように照射して干渉縞を形成し、その後紫外線を照射し
て定着処理を行い赤色を回折する反射型ホログラム
１3’を得る。
に白色光源からの光を入射角７０°で入射させたととこ
ろ、回折効率が９１％と最大になり、そのときの回折光
の波長が５５０ｎｍ、回折角が１４９°、半値幅が５６
ｎｍとなり、ほぼ理論通りの結果が得られた。 （３）赤色回折ホログラムの作製 感材の両側から、発振波長が５１４．５ｎｍのアルゴン
レーザーからの光を、図示しない光学系により２分割
し、一方は参照光としてガラスブロックを介して感材へ
の入射角θrが７７°になるように、他方は物体光とし
てガラスブロックを介して入射角θsが１３９°になる
ように照射して干渉縞を形成し、その後紫外線を照射し
て定着処理を行い赤色を回折する反射型ホログラム
１3’を得る。
【００３２】このようにして得られたホログラムに白色
光源からの光を入射角７０°で入射させたとところ、回
折効率が８９％と最大になり、そのときの回折光の波長
が６２０ｎｍ、回折角が１４６°、半値幅が８６ｎｍと
なり、ほぼ理論通りの結果が得られた。
光源からの光を入射角７０°で入射させたとところ、回
折効率が８９％と最大になり、そのときの回折光の波長
が６２０ｎｍ、回折角が１４６°、半値幅が８６ｎｍと
なり、ほぼ理論通りの結果が得られた。
【００３３】次いで、これらの３枚のホログラム
１1’、１2’、１3’を、重ねてローラで軽く圧力を加
えながらラミネートし、その後１２０°Ｃで２時間加熱
処理すると３枚のホログラムは、もともと接着性を有し
ているので、強固に接着され積層ホログラム３を得るこ
とができる。
１1’、１2’、１3’を、重ねてローラで軽く圧力を加
えながらラミネートし、その後１２０°Ｃで２時間加熱
処理すると３枚のホログラムは、もともと接着性を有し
ているので、強固に接着され積層ホログラム３を得るこ
とができる。
【００３４】積層ホログラム３は図２に示すように、液
晶プロジェクター用のダイクロイックミラーに代わる代
替ホログラムとしてガラスブロック４に接着した状態で
配設し、白色光源、メタルハライドランプなどの光源５
から光をホログラムへの入射角が７０°になるように照
射すると、反射型ホログラム１1’によって青色光（図
でＢと略称する）が、反射型ホログラム１2’によって
緑色光（図でＧと略称する）が、反射型ホログラム
１3’によって赤色光（図でＲと略称する）が角度を変
えて回折され、液晶パネル６の表面に積層されたマイク
ロレンズ（図示しない）でそれぞれの光が集光されて液
晶パネルの微小セルに入射、各セルのオンかオフかの状
態に応じてカラー表示を行い、投写レンズ７で拡大され
て、スクリーン８に拡大像などが投影される。
晶プロジェクター用のダイクロイックミラーに代わる代
替ホログラムとしてガラスブロック４に接着した状態で
配設し、白色光源、メタルハライドランプなどの光源５
から光をホログラムへの入射角が７０°になるように照
射すると、反射型ホログラム１1’によって青色光（図
でＢと略称する）が、反射型ホログラム１2’によって
緑色光（図でＧと略称する）が、反射型ホログラム
１3’によって赤色光（図でＲと略称する）が角度を変
えて回折され、液晶パネル６の表面に積層されたマイク
ロレンズ（図示しない）でそれぞれの光が集光されて液
晶パネルの微小セルに入射、各セルのオンかオフかの状
態に応じてカラー表示を行い、投写レンズ７で拡大され
て、スクリーン８に拡大像などが投影される。
【００３５】
【発明の効果】本発明の反射型ホログラムは、再生時の
回折効率をほとんど９０％以上に向上させるとともに、
特別な化学処理などをすることなく、半値幅を少なくと
も２０ｎｍ以上に広げその結果明るい表示を可能にする
ことができるものである。
回折効率をほとんど９０％以上に向上させるとともに、
特別な化学処理などをすることなく、半値幅を少なくと
も２０ｎｍ以上に広げその結果明るい表示を可能にする
ことができるものである。
【図１】本発明の実施例における露光時の感材を示す要
部概略図である。
部概略図である。
【図２】本発明の反射型ホログラムを応用した液晶プロ
ジェクターを示す要部概略図である。
ジェクターを示す要部概略図である。
【図３】回折効率の０．５における等高線図であり、直
線は近似線を示す。
線は近似線を示す。
【図４】回折波長が４７０ｎｍにおける反射型ホログラ
ムの半値幅の入射角、回折角依存性を示す図であり、
は半値幅２０ｎｍ、は半値幅４０ｎｍ、は半値幅６
０ｎｍ、は半値幅８０ｎｍ、は半値幅１００ｎｍの
場合を示す。
ムの半値幅の入射角、回折角依存性を示す図であり、
は半値幅２０ｎｍ、は半値幅４０ｎｍ、は半値幅６
０ｎｍ、は半値幅８０ｎｍ、は半値幅１００ｎｍの
場合を示す。
【図５】回折波長が５５０ｎｍにおける反射型ホログラ
ムの半値幅の入射角、回折角依存性を示す図であり、
は半値幅２０ｎｍ、は半値幅４０ｎｍ、は半値幅６
０ｎｍ、は半値幅８０ｎｍ、は半値幅１００ｎｍの
場合を示す。
ムの半値幅の入射角、回折角依存性を示す図であり、
は半値幅２０ｎｍ、は半値幅４０ｎｍ、は半値幅６
０ｎｍ、は半値幅８０ｎｍ、は半値幅１００ｎｍの
場合を示す。
【図６】回折波長が６２０ｎｍにおける反射型ホログラ
ムの半値幅の入射角、回折角依存性を示す図であり、
は半値幅２０ｎｍ、は半値幅４０ｎｍ、は半値幅６
０ｎｍ、は半値幅８０ｎｍ、は半値幅１００ｎｍの
場合を示す。
ムの半値幅の入射角、回折角依存性を示す図であり、
は半値幅２０ｎｍ、は半値幅４０ｎｍ、は半値幅６
０ｎｍ、は半値幅８０ｎｍ、は半値幅１００ｎｍの
場合を示す。
１1、１2 感材 １1’、１2’、１3’反射型ホログラム ２、４ ガラスブロック ３ 積層ホログラム ５ 光源 ６ 液晶パネル ７ 投影レンズ ８ スクリーン
Claims (2)
- 【請求項１】再生時の入射角θi、回折角をθd、ホログ
ラムの平均屈折率をｎ、屈折率の空間変調の振幅を
ｎ1、空気中における回折波長をλとしたときに、次式 （−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２−
θi／２）≧ｍｎ／（ｎ1λ）（ｍ≧２０）を満足する反
射型ホログラム。 - 【請求項２】ホログラムの平均屈折率をｎ、屈折率変調
をｎ1、空気中における回折波長をλとしたときに、再
生時の入射角θi、回折角をθｄを次式 （−ｃｏｓθd／ｃｏｓθi）1/2／ｓｉｎ2（θd／２−
θi／２）≧ｍｎ／（ｎ1λ）（ｍ≧２０）により求める
ようにしたことを特徴とする反射型ホログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283745A JPH09127336A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 反射型ホログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283745A JPH09127336A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 反射型ホログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09127336A true JPH09127336A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17669569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7283745A Pending JPH09127336A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 反射型ホログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09127336A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6597477B2 (en) | 1998-07-07 | 2003-07-22 | Denso Corporation | Hologram screen and a method of producing the same |
| JP2018084725A (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06148559A (ja) * | 1992-11-13 | 1994-05-27 | Canon Inc | カラー画像読取装置 |
| JPH06167615A (ja) * | 1992-09-03 | 1994-06-14 | Nippondenso Co Ltd | ホログラフィー装置 |
| JPH06227284A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-16 | Asahi Glass Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ |
| JPH079884A (ja) * | 1993-02-09 | 1995-01-13 | Asahi Glass Co Ltd | ヘッドアップディスプレイおよびそれに用いるコンバイナー |
| JPH0747867A (ja) * | 1993-08-04 | 1995-02-21 | Nippondenso Co Ltd | ホログラム表示装置 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP7283745A patent/JPH09127336A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06167615A (ja) * | 1992-09-03 | 1994-06-14 | Nippondenso Co Ltd | ホログラフィー装置 |
| JPH06148559A (ja) * | 1992-11-13 | 1994-05-27 | Canon Inc | カラー画像読取装置 |
| JPH06227284A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-16 | Asahi Glass Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ |
| JPH079884A (ja) * | 1993-02-09 | 1995-01-13 | Asahi Glass Co Ltd | ヘッドアップディスプレイおよびそれに用いるコンバイナー |
| JPH0747867A (ja) * | 1993-08-04 | 1995-02-21 | Nippondenso Co Ltd | ホログラム表示装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6597477B2 (en) | 1998-07-07 | 2003-07-22 | Denso Corporation | Hologram screen and a method of producing the same |
| JP2018084725A (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| US11067799B2 (en) | 2016-11-25 | 2021-07-20 | Seiko Epson Corporation | Display device |
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