JPH0916060A - ホログラムの露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】乾板の裏面反射に伴う不用な回折格子の形成を
極力抑えたホログラムの露光装置を提供することを目的
とする。 【構成】 本発明は、基板に感材が形成された乾板１
に、該乾板面に垂直に振動するＳ波に偏光された光を出
射するレーザー光源からの光を照射して干渉縞を形成す
るホログラムの露光装置において、偏光方向を９０°旋
光する偏光方向調整フィルム２を前記乾板のどちらかの
面に接触させた状態で露光するようにしたことを特徴と
するものであり、さらに、乾板からレーザー光が出射す
る角度をブリュースター角θあるいはθ±５°の範囲と
なるようにすると、好ましく、そのために必要に応じレ
ーザー光の入射側と反対側の最外面にレーザー光の出射
角がブリュースター角になるような非平行形状の透明ブ
ロックを接触させた状態で露光すると好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハイマウントストップラ
ンプなどに応用される透過型ホログラムの露光装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】従来、各種のホログラムは
レーザー発振器がＳ波を発振するものであり、一般的に
は２方向のＳ波により露光していたが、この方式だと乾
板の裏面反射があるので、不要な回折格子が形成され、
再生時に、不要な波長の光が不要な方向に回折してしま
うのは避けられず、そこで、反射防止膜により乾板の裏
面反射を防ぐことが行われているが、この反射防止膜は
入射角によって反射率が異なるので、必ずしも充分な効
果を上げることは困難であった。

【０００３】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、乾板の裏面反射に伴う不要な回折格子の形成
を極力抑えたホログラムの露光装置を提供することを目
的とする。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明の表示装置は、
基板に感材が形成された乾板に、該乾板面に垂直に振動
するＳ波に偏光された光を出射するレーザー光源からの
光を照射して干渉縞を形成するホログラムの露光装置に
おいて、偏光方向を９０°旋光する偏光方向調整フィル
ムを前記乾板のどちらかの面に接触させた状態で露光す
るようにしたことを特徴とするものであり、さらに、乾
板からレーザー光が出射する角度をブリュースター角θ
あるいはθ±５°の範囲となるようにすると、好まし
く、そのために必要に応じレーザー光の入射側と反対側
の最外面にレーザー光の出射角がブリュースター角にな
るような非平行形状の透明ブロックを接触させた状態で
露光すると好ましい。

【０００５】

【作用】本発明では、偏光方向を９０°旋光する偏光方
向調整フィルムを乾板に接触させることにより、ホログ
ラムの露光を基本的にＰ波で露光するものであり、その
ために図４に示すＰ波（ｒ_pで示す）およびＳ波（ｒ_sで
示す）偏光成分別に示したガラス表面の内部反射特性図
から明かなように、Ｓ波に比較してＰ波の反射率が全て
の出射角に対して低いので、裏面反射による不要な回折
格子の形成を抑制することができる。

【０００６】さらに、乾板からの出射角をブリュースタ
ー角あるいは、その近傍の例えば±５°の範囲とするこ
とにより、裏面反射率を０〜１％としてほとんど反射光
による不要な回折格子の形成を抑制することができる。

【０００７】また、入射角がブリュースター角かその近
傍にすることができないときには、非平行形状の透明体
を乾板に接触させることにより、実際の乾板中でのＰ波
の出射角をブリュースター角にすることができるので、
完全に乾板の裏面反射を抑制し、不要な回折格子の形成
を抑制することができる。

【０００８】

【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は実施例１における露光装置を示す概略図
であり、図２〜図３はそれぞれ本発明の実施例２〜実施
例３における露光装置の乾板部分を示す要部概略図、図
４はガラス表面の内部反射特性図である。

【０００９】実施例１ ２方向からレーザー光Ｌ₁、Ｌ₂の入射角をブリュースタ
ー角（５６．７°）にした場合について図１を参照しな
がら例示する。

【００１０】この場合には、非平行形状の透明ブロック
を接触させる必要はない。例えばポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）１₁に形成されたフォトポリマーなど
を感材１₂を薄いガラスなどの基板１₃に接着した乾板１
の裏面に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など
の透明プラスチックフィルムなどの透明基板上に液晶ポ
リマーを塗布し、せん断力をかけた後、熱処理、冷却し
て液晶配向を固定化した旋光子などの偏光方向調整フィ
ルム２を透明で屈折率がガラスの屈折率１．５とほぼ等
しいシリコーン系の粘着材（図示しない）により接着し
たものを、その他の光学系であるレーザー発振器３、ビ
ームスプリッター４、反射鏡５、顕微鏡対物レンズ６、
ピンホール７、凸レンズ８、反射鏡９、顕微鏡対物レン
ズ１０、ピンホール１１とともに、セッティングする。

【００１１】レーザー発振器３から発振されるレーザー
光はビームスプリッター４で２分割され、一方は反射鏡
５、顕微鏡対物レンズ６、ピンホール７、凸レンズ８を
介して平面波として、他方は反射鏡９、顕微鏡対物レン
ズ１０、ピンホール１１を介して平面波としてそれぞれ
の入射角θ₁、入射角θ₂が５６．７°で乾板１に照射さ
れ、干渉縞が形成、記録される。

【００１２】その後乾板に紫外線を照射して、定着処理
を行い、ホログラムシートを得る。このようにして得ら
れたホログラムは入射光Ｌ₁、Ｌ₂によって所望回折格子
が形成された後、乾板裏面に到り、旋光子（屈折率がガ
ラスの屈折率とほぼ同じ）との界面では全く反射され
ず、直進し、旋光子によりＰ波に旋光され、さらに旋光
子と空気の界面まで達するが、このときの界面に対する
入射角がいずれもブリュースター角である３３．３°と
なり、出射角が５６．７°とし全ての光が出射するの
で、不要な回折格子が形成されることはなく、自動車用
の後部窓ガラスなどに貼り付けてハイマウントストップ
ランプなどとして好適に応用することができる。

【００１３】実施例２ ２方向からレーザー光Ｌ₁、Ｌ₂の入射角θ₁、θ₂を、一
方（θ₂）をブリュースター角に、他方（θ₁）はブリュ
ースター角を外して入射させた場合について図２を参照
しながら例示する。

【００１４】実施例１と同様の構成の乾板１のＰＥＴの
表面に旋光子などの偏光方向調整フィルム２を透明で屈
折率がガラスの屈折率１．５とほぼ等しいシリコーン系
の粘着材（図示しない）により接着したものを、ガラス
ブロック１３にインデックスマッチング液を介して接触
させた状態で、実施例１と同様の光学系により、入射角
だけは実施例１とは異なるようにセッティングしたもの
である。

【００１５】透明ブロックは、露光幅Ｗ₀を５０ｍｍと
すると、Ｗ₁が１０ｍｍ、Ｗ₂が５０ｍｍとなりＷは最低
１１０ｍｍ必要となり、厚さはブロック中で２方向から
のレーザー光が分離されるところ、すなわちレーザー光
Ｌ₁の端部の光（図２では左端の光線）とレーザー光Ｌ₂
の端部の光（図２では右端の光線）の交点Ｐまでの厚さ
（ｔ＝７５ｍｍ）が最低必要となり、角度φ₁を４５°
として斜めに平面で切断した形状としたものである。

【００１６】このようにセッティングされた乾板に２方
向からのレーザー光Ｌ₁、Ｌ₂がＳ波として照射される
と、旋光子などの偏光方向調整フィルム２でＰ波に偏光
されるとともに、屈折角θ₁₁、θ₂₁で屈折されて乾板１
に入射、Ｐ波により干渉縞が形成され、その後ブロック
中を直進し、レーザー光Ｌ₁は裏面と空気との界面ま
で、レーザー光Ｌ₂は切断面に達するが、このときの界
面に対する入射角θ₁₂、θ_{2 2}がいずれもブリュースター
角である３３．３°となり、出射角θ₁₃、θ₂₃が５６．
７°とし全ての光が出射するので、不要な回折格子が形
成されることはない。

【００１７】実施例３ ２方向からレーザー光Ｌ₁、Ｌ₂の入射角θ₁、θ₂をいず
れもブリュースター角を外して入射させた場合について
図３を参照しながら例示する。

【００１８】実施例１と同様の構成の乾板１のＰＥＴの
表面に旋光子などの偏光方向調整フィルム２を透明で屈
折率がガラスの屈折率１．５とほぼ等しいシリコーン系
の粘着材（図示しない）により接着したものを、ガラス
ブロック１３にインデックスマッチング液を介して接触
させた状態で、実施例１と同様の光学系により、入射角
だけは実施例１とは異なるようにセッティングしたもの
である。

【００１９】透明ブロックは、露光幅Ｗ₀とすると、２
方向からのレーザー光の入射角をθ₁、θ₂とし、右回り
を負、左回りを正として、ブロックの厚みはｔ（＝Ｗ₀
／（ｔａｎθ₁₁−ｔａｎθ₂₁））より厚く、切断面の角
度φ₁＝θ₁₁＋３３．３°（ガラス内部のブリュースタ
ー角）、φ₂＝θ₂₁−３３．３°となり、幅Ｗ₁とＷ
₂は、レーザー光Ｌ₁とＬ₂がそれぞれの光束に対応した
切断面を全て通るように、決めればよい。

【００２０】露光幅Ｗ₀を５０ｍｍ、レーザー光Ｌ₁、Ｌ
₂の入射角θ₁を１８°、θ₂を−２２°とした場合にブ
ロックの幅Ｗは８１ｍｍ以上、厚さは１０８ｍｍ以上、
切断面の角度φ₁、φ₂はそれぞれ４５°、−４８°とな
り、このようにセッティングされた乾板１に２方向から
のレーザー光Ｌ₁、Ｌ₂がＳ波として照射されると、旋光
子などの偏光方向調整フィルム２でＰ波に偏光されると
ともに、屈折角θ₁₁、θ₂₁で屈折されて乾板１に入射、
Ｐ波により干渉縞が形成され、その後ブロック中を直進
し、レーザー光Ｌ₁、Ｌ₂とも切断面に達するが、このと
きの界面に対する入射角θ₁₂、θ₂₂がいずれも３３．３
°となりブリュースター角であるので、出射角θ₁₃、θ
₂₃が５６．７°とし全ての光が出射するので、不要な回
折格子が形成されることはない。

【００２１】なお、切断面は切断面への入射角が３３．
３°となるようにすればよいので、２通りあり、図３の
２点鎖線で示すように切断してもよい。以上、実施例に
より説明したが、本発明はこれらに限定されるものでは
なく、種々の応用が可能である。

【００２２】偏光方向調整フィルムとしては、実施例に
示したように、液晶状態でねじれネマティック配向し、
液晶転移点以下では、ガラス状態となる液晶高分子より
なる旋光子を使用すると可視域全域にわたり透過率が高
いので好ましいが、複屈折性を有する透明フィルム、λ
／２板などの偏光方向調整フィルムなども使用すること
ができる。

【００２３】なお、この場合ポリマーとしては、液晶状
態でねじれネマティック配向し、液晶転移点以下ではガ
ラス状態となるものは使用することができ、光学活性な
ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエ
ステルイミドなどの主鎖型液晶ポリマー、あるいは光学
活性なポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリマ
ロートなどの側鎖型液晶ポリマーなどを使用することが
できる。

【００２４】感光材については、重クロム酸ゼラチン、
フォトポリマー以外にも、ハロゲン化銀感光材、各種の
フォトレジストなど適宜選択して用いればよい。また、
本発明で得られるホログラムはハイマウントストップラ
ンプ以外にも、自動車の方向指示器などとして好適であ
り、さらに各種の色調で表示させてもよく、従って乗り
物用の窓は勿論、建築用の窓、間仕切り等に応用するこ
とができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の露光装置によれば、透過型ホロ
グラムの露光に際し、従来困難であった乾板の裏面反射
による不要な回折格子の形成を抑制し、露光時の出射角
がブリュースター角になるようにすると、完全に裏面反
射を防ぐことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における露光装置を示す概略図であ
る。

【図２】本発明の実施例２における露光装置の乾板部分
を示す要部概略図である。

【図３】本発明の実施例３における露光装置の乾板部分
を示す要部概略図である。

【図４】ガラス表面の内部反射特性図であり、ｒpがＰ
波、ｒsがＳ波の反射率を示す。

【符号の説明】

１ 乾板 ２ 偏光方向調整フィルム ３ レーザー発振器 １３ 透明ブロック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に感材が形成された乾板に、該乾板面
   に垂直に振動するＳ波に偏光された光を出射するレーザ
   ー光源からの光を照射して干渉縞を形成するホログラム
   の露光装置において、偏光方向を９０°旋光する偏光方
   向調整フィルムを前記乾板のどちらかの面に接触させた
   状態で露光するようにしたことを特徴とするホログラム
   露光装置。
2. 【請求項２】乾板からレーザー光が出射する角度をブリ
   ュースター角θあるいはθ±５°の範囲としたことを特
   徴とする請求項１記載の透過型ホログラムの露光装置。
3. 【請求項３】レーザー光の入射側と反対側の最外面にレ
   ーザー光の出射角がブリュースター角になるように裏面
   の少なくとも一部を乾板面とは非平行形状にした透明ブ
   ロックを接触させた状態で露光するようにしたことを特
   徴とする請求項２記載のホログラムの露光装置。