JPH09265252A

JPH09265252A - ホログラムの製造方法及び露光装置

Info

Publication number: JPH09265252A
Application number: JP9915596A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Kurokawa; 和雅黒川; Tomoyuki Kanda; 知幸神田; Atsuro Ishizuka; 敦朗石塚
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】１光束法による透明度の高いホログラムの製
法及び露光装置の提供。【解決手段】外部から印加する信号により内部を透過
する光の光路長を変えられる光路長制御手段２１又は外
部から印加する信号により被記録物体もしくは被記録物
体の位置を移動させることのできる移動手段を用いて参
照光３１又は物体光３２０，３２の光路長を制御する。
フレネル型ホログラムを製作する場合には，感光部材８
１の一方の側に拡散部材８２等の被記録物体を他方の側
にハーフミラー１５を配置し，リップマン型ホログラム
が形成されないように光路長制御手段２１または移動手
段を操作し干渉縞の山谷の位置を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，１光束露光法によりシャープな
干渉縞を形成することの出来るホログラムの製造方法及
び露光装置に関する。

【０００２】

【従来技術】オーバーヘッドプロジェクターやスライド
プロジェクターは，同一の場所で同一の表示像を多数の
人が見るために用いられている。これらのプロジェクタ
ー（投射器）には，いずれもスクリーンが必要であり，
上記スクリーンは像を明るく表示すると共に特定の光を
効率良く反射するようなものが求められている。このよ
うな要求を満たすものとして，ホログラムに光の拡散体
を記録し且つホログラムの波長選択性を利用したホログ
ラムスクリーンが提案されている（特公平５−８５９１
０号公報，特開平５−３３３４３５号公報，特開平５−
５９５３号公報等）。

【０００３】上記各公報に示されたホログラムスクリー
ンは，いずれも所謂２光束露光法によって製作されたフ
レネル型のホログラムスクリーンである。即ち，図１８
に示すように，レーザー光源９１から放射されたレーザ
ービーム３０をハーフミラー９１１により２つの光路に
分割し，それぞれの光路が参照光３１と物体光３２とを
形成し，感光部材８１に干渉縞を形成する。そして，物
体光３２は，拡散体９２を透過してなる散乱光であり，
同図の波形の表示は，散乱光であることを模式的に図示
したものである。。同図において，符号９１２はミラ
ー，符号９１３，９１４はレーザービーム３０を発散光
に変換する発散レンズである。

【０００４】しかしながら，２光束露光法では，図１８
から容易に分かるように，光路の前段においてレーザー
ビーム３０を物体光３２と参照光３１との２つの光路に
分離し，それぞれ別々の光路を進むからそれぞれの光路
に発生する空気（光路媒体）のゆらぎによって位相差が
変化し，露光中に干渉縞に乱れが生じやすいという問題
がある。そのため干渉縞のシャープさが減少し，ホログ
ラムの回折効率が低下する。

【０００５】図１８では，物体光３２と参照光３１とを
感光部材８１の同一面から照射するから，フレネル型ホ
ログラムが形成されるが，感光部材８１の両面から物体
光３２と参照光３１とを照射するリップマン型ホログラ
ムを製作する場合においても，同様の問題がある。

【０００６】図１８に示す２光束露光方法に対して，図
１９に示すように，レーザービーム３０を分割しない，
いわゆる１光束法によるフレネル型ホログラムの露光方
法がある。この方法では，感光部材８１と拡散体９２と
をシリコンオイル等の屈折率調整液を介して密着し，感
光部材８１の直前まで参照光３１と物体光３２とが同一
光路を進むから，光路に発生する空気（光路媒体）のゆ
らぎによって，露光中に干渉縞に乱れが生ずるというこ
とはない。

【０００７】しかしながら，拡散体９２を感光部材８１
に密着して配置するため参照光３１と物体光３２との間
に明確な区別がなくなり，上記フレネル型ホログラムス
クリーンは所望の指向性が殆ど無く，ホログラムとして
の透明性に欠けたものとならざるを得ない。また，露光
中に屈折率調整液が流動する等の現象も避けられず，こ
れによって干渉縞に乱れが生ずる。

【０００８】また，図１９に示す拡散部材９２に換え
て，拡散部材を記録したマスターホログラムを用いる方
法もある（特開平５−２３２８５４号公報参照）。この
場合には，上記の問題点に加えて，更に，マスターホロ
グラムに含まれるノイズがホログラムスクリーンにも記
録されるという不具合がある。

【０００９】なお，図２０に示すように，拡散体９２を
感光部材８１の反対側に配置し，感光部材８１を透過し
拡散体９２で反射した物体光３２と，前記参照光３１と
により，リップマン型のホログラムスクリーンを製作す
る方法もある。この場合には，参照光３１から分離され
た後の物体光３２の光路は，比較的短くなるから，上記
空気（光路媒体）のゆらぎによる問題は，相対的に小さ
くなる。しかしながら，感光部材８１と拡散体９２の間
を往復する物体光３２の光路における空気のゆらぎによ
る不具合は，上記１光束法によるリップマン型ホログラ
ムの製作の場合にも，依然として残っている。

【００１０】なお，かかる光路内の媒体（空気）のゆら
ぎによる干渉縞の乱れは，ホログラムスクリーンの場合
だけに生ずる問題ではなく，他のホログラム素子を製造
する場合にも存在する一般的な問題ということが出来
る。

【００１１】

【解決しようとする課題】本発明は，かかる従来の問題
点に鑑みてなされたものであり，露光中の光路内の媒体
（空気）のゆらぎによる干渉縞の乱れを抑制し，シャー
プな干渉縞を形成して効率の良いホログラムを製造する
方法及びホログラムの露光装置を提供しようとするもの
である。

【００１２】

【課題の解決手段】請求項１記載のホログラムの製造方
法は，１光束露光法によるリップマン型ホログラムの製
造方法でり，かつ光路長制御手段が感光部材と被記録物
体との間に配置されていることを特徴とする。そして，
感光部材に形成される干渉縞を光センサー等で監視し，
感光部材に所望の干渉縞が形成されるよう上記光路長制
御手段を操作する。本発明の製造方法は，１光束露光法
であるから，参照光と物体光の光路が感光部材の近傍ま
で分離されず，従って光路内の媒体（空気）のゆらぎに
よる干渉縞の乱れは生じ難い。

【００１３】更に，本発明では，感光部材に形成される
干渉縞を光センサー等で監視し，光路長制御手段を操作
することが出来るから，感光部材と被記録物体の間を往
復する物体光だけの光路における空気のゆらぎによる干
渉縞の乱れも補正することができる。即ち，図２０に示
したリップマン型ホログラムの露光工程では，感光部材
８１と被記録物体としての拡散体９２の間を往復する物
体光の光路における空気のゆらぎによって渉縞の乱れが
生じたが，本発明の製造方法では，それを抑制すること
ができる。そのため，請求項１記載の製造方法によれ
ば，露光中の干渉縞を確実に安定させることが可能とな
り，極めて透明度の高いリップマン型ホログラムを製造
することができる。

【００１４】そして，上記ホログラム製造方法は，請求
項２記載の露光装置を用いて実現することが出来る。即
ち，光源と，感光部材を取り付ける保持部材と，感光部
材の一方の側から参照光を照射する光学系と，被記録物
体を保持する支持部材と，上記光路長制御手段と，上記
感光部材に形成される干渉縞を検知する光センサーと，
光センサーの出力に基づいて光路長制御手段を制御する
制御手段とを設け，露光中に光センサーを介して干渉縞
を監視し，所望の干渉縞が形成されるよう光路長制御手
段を操作する。

【００１５】そして，上記光路長制御手段には，例え
ば，電流や電磁波等により熱を加えることにより体積膨
張により膜厚ｄを変化させて光路長ｄ×ｎ（ｎ＝屈折
率）を変えるもの，光路中に屈折率ｎの透光性の流体や
固体を出し入れしその投入量（光路に沿った厚さｄ）を
制御し光路長ｄ×ｎを変化させるもの，電界や磁界を印
加して屈折率ｎを変化させ光路長ｄ×ｎを変えるもの等
がある。

【００１６】一方，請求項３記載のホログラムの製造方
法は，請求項１記載のホログラムの製造方法において，
光路長制御手段に換えて，外部から印加する操作信号に
よって上記感光部材または被記録物体の位置を移動する
ことの出来る移動手段を設けたものであり，上記移動手
段を前記光路長制御手段と同様に制御することにより請
求項１記載の製造方法と同様の効果を得ることができ
る。

【００１７】そして，上記ホログラム製造方法は，請求
項４記載の露光装置を用いて実現することができ，請求
項４記載の露光装置は，請求項２記載の露光装置におい
て光路長制御手段を上記移動手段に換えたものであり，
同様の効果を得ることができる。そして，上記移動手段
には，例えば，印加する電圧に応じて伸縮する圧電素子
を用いたピエゾアクチュエータ等があり，ピエゾアクチ
ュエータに感光部材や被記録物体を取り付けて印加電圧
を変えてこれらの部材を所望の位置に移動させることが
できる。

【００１８】次に，請求項５記載のホログラムの製造方
法は，１光束露光法によるフレネル型ホログラムの製造
方法でり，感光部材の一方の側にはハーフミラーを他方
の側には入射光を反射させる被記録物体を配置し，感光
部材の一方の側から入射させる参照光の光路または被記
録物体を反射した物体光の光路中に，前記光路長制御手
段を設けることを特徴とする。そして，上記参照光と上
記被記録物体で反射して感光部材に入射する物体光とに
よって形成されるリップマン型ホログラムの形成を上記
光路長制御手段を調整して抑制し，上記参照光と被記録
物体で反射しハーフミラーで再反射した２次反射物体光
とによって形成されるフレネル型ホログラムだけが形成
されるようにする。

【００１９】即ち，本発明にかかる光学系から光路長制
御手段を除いた光学系の配置は，例えば，図１７に示す
ような構成になり，ハーフミラー１５と感光部材８１と
を透過して被記録物体８９で反射される物体光３２０，
３２は，被記録物体８９で反射して感光部材８１に入射
する１次の物体光３２０と，被記録物体８９で反射した
後ハーフミラー１５で再反射した２次反射物体光３２と
があり，このままでは，上記１次物体光３２０と参照光
３１とによりリップマン型ホログラムが形成され，上記
２次物体光３２と参照光３１とによりフレネル型ホログ
ラムが２重に形成されることになる。そして，後述する
ように，上記のような光学系によるリップマン型ホログ
ラムの干渉縞の山谷の周期はフレネル型ホログラムの山
谷の周期よりも大幅に短くなる（後述する（１）式参
照）。

【００２０】しかしながら，本発明では，露光中に前記
光路長制御手段を操作し，上記リップマン型ホログラム
の干渉縞の形成だけを抑制する。このようなリップマン
型ホログラムの干渉縞の抑制は，例えば，フレネル型ホ
ログラムの干渉縞が残存出来るような短い範囲内で露光
中に干渉縞の山谷の位置を移動させ，山谷が相殺しあう
ことによりリップマン型ホログラムの干渉縞だけをを平
滑化してしまうことにより実現することができる。

【００２１】上記干渉縞の平滑化は，例えば，請求項８
記載のように，リップマン型ホログラムの干渉縞が，露
光中にその干渉縞の間隔の略半分の距離（山と谷の距
離）だけ移動するよう前記光路長制御手段を操作し，干
渉縞の山と谷とが時期をずらして重なり合って相殺する
ようにして，干渉縞を平滑化することが出来る。一方，
フレネル型ホログラムは干渉縞の山谷の周期は，通常上
記リップマン型ホログラムの周期の２倍以上あるから，
リップマン型ホログラムの干渉縞の半周期だけ移動させ
てもその干渉縞は消失することなく保持される。

【００２２】上記のように，請求項５のホログラム製造
方法によれば，フレネル型ホログラムだけを形成するこ
とが出来る。そして，図１９によって製作されたフレネ
ル型ホログラムとは異なり，物体光と参照光とが明確に
区分され透明度の高いホログラムを得ることが出来る。
なお，露光中にフレネル型ホログラムの干渉縞を浮動さ
せることになるが，本発明での干渉縞の浮動は，予め設
定された所定の手順に従って所定の結果が得られるよう
に行うものであり，空気（媒体）のゆらぎによる場合の
ように，受動的で不定の結果をもたらすものとは本質的
に異なるものである。そして，特に，拡散反射体を記録
してホログラムスクリーンを製作する場合には，均一な
ホログラムスクリーンを得ることが出来る。

【００２３】そして，上記請求項５記載のホログラム製
造方法は，請求項６記載の露光装置を用いて実現するこ
とが出来る。即ち，光源と，感光部材を取り付ける保持
部材と，感光部材の一方の側から参照光を照射する光学
系と，上記光学系と感光部材との間に配置されたハーフ
ミラーと，被記録物体を保持する支持部材と，上記上記
感光部材の前段または後段に配置された光路長制御手段
と，光路長制御手段を制御する制御手段とを設け，上記
制御手段は，被記録物体で反射して感光部材に入射する
物体光と参照光とによって形成されるリップマン型ホロ
グラムの形成が抑制されるよう前記のような方法により
上記光路長制御手段を制御する。

【００２４】次に，請求項７記載のホログラムの製造方
法は，１光束露光法によるフレネル型ホログラムのもう
一つの製造方法でり，請求項５記載の製造方法におい
て，光路長制御手段に換えて，感光部材または被記録物
体の位置を移動する移動手段を設けたものである。そし
て，上記移動手段を操作し，参照光と被記録物体で反射
して直接感光部材に入射する物体光とによって形成され
るリップマン型ホログラムの形成を抑制する。リップマ
ン型ホログラムだけを抑制することが出来る理由及び抑
制方法は，請求項５の発明で説明したのと同様である。

【００２５】そして，リップマン型ホログラムだけを抑
制することは，前記のように，例えば請求項８記載の方
法により可能である。また，上記移動手段には，例え
ば，印加する電圧に応じて伸縮する圧電素子を用いたピ
エゾアクチュエータ等があり，ピエゾアクチュエータに
感光部材や被記録物体を取り付けて印加電圧を変えてこ
れらの部材を所望の位置に移動させることができる。

【００２６】そして，上記請求項７記載のホログラム製
造方法は，請求項９記載の露光装置を用いて実現するこ
とが出来る。即ち，光源と，感光部材を取り付ける保持
部材と，感光部材の一方の側から参照光を照射する光学
系と，上記光学系と感光部材との間に配置されたハーフ
ミラーと，被記録物体を保持する支持部材と，上記上記
感光部材の前段または後段に配置された移動手段と，移
動手段を制御する制御手段とを設け，上記制御手段は，
被記録物体で反射して感光部材に入射する物体光と参照
光とによって形成されるリップマン型ホログラムの形成
が抑制されるよう上記移動手段を制御する。リップマン
型ホログラムの形成だけを抑制する方法は同様であり，
例えば請求項１０記載の方法によって可能である。

【００２７】なお，光路長制御手段または移動手段を操
作して上記リップマン型ホログラムの干渉縞を消去また
は抑制する制御の方式は，予め計算や実験により定めた
手順に従ってオープン制御（プログラム制御）を行って
もよいが，干渉縞を検知しつつフィードバック制御を行
ってもよい。例えば，請求項１１記載のように，感光部
材に形成された干渉縞を検知する光センサーを設け，制
御手段は光センサーの出力に基づいて前記光路長制御手
段または移動手段をフィードバック制御する。

【００２８】そして，請求項１２及び請求項１４記載の
ように，上記被記録物体を拡散部材とすることにより，
ホログラムスクリーンを製作することができる。また，
請求項１３及び請求項１５記載のように，被記録物体を
反射光学素子とすることにより，ホログラフィック光学
素子を製作することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】

実施形態例１本例は，図１に示すように，コヒーレントなレーザー光
３０を放射する光源１１と，ホログラムを形成する感光
部材８１を取り付ける保持部材１２と，光源１１から放
射されたレーザー光３０を保持部材１２に取り付けられ
た感光部材８１の一方の側から照射する光学系（ミラー
１３１，レンズ１３２）と，感光部材８１の他方の側に
被記録物体としての拡散反射体８２を保持する支持部材
１４と，上記光学系と感光部材８１との間に配置された
ハーフミラー１５と，感光部材８１の後段に配置され外
部から印加する操作信号によって内部を透過する光の光
路長を変化させることの出来る光路長制御手段２１と，
光路長制御手段２１の操作信号を制御する制御手段２０
とを有するホログラム露光装置１０である。

【００３０】そして，ハーフミラー１５を透過して感光
部材８１に入射する光を参照光３１とし，ハーフミラー
１５と感光部材８１とを透過して拡散反射体８２で反射
しハーフミラー１５で再反射した光を物体光３２として
フレネル型ホログラムを形成すると共に，制御手段２０
は，参照光３１と拡散反射体８２で反射して感光部材８
１に入射する１次物体光３２０とによって形成されるリ
ップマン型ホログラムの形成が抑制されるよう光路長制
御手段２１を制御する。

【００３１】即ち，制御手段２０は，感光部材８１に形
成されるリップマン型ホログラムの干渉縞の位置が，露
光中に上記干渉縞の間隔の略半分の距離だけ移動するよ
う予め定められたスケジュールに従って光路長制御手段
２１を操作し，上記リップマン型ホログラムの形成を抑
制し，フレネル型ホログラムだけが形成されるようにす
る。同図において破線２０１は電気配線を示す。以下に
その理由と方法を具体的に詳説する。

【００３２】感光部材８１は，感光材８１１と感光材８
１１を保持する基板８１２とからなり，感光材８１１
は，例えば，重クロム酸ゼラチン，フォトポリマー等で
ある。また，拡散反射体８２は，凸形の曲面を形成した
スリガラス，オパールガラス等の部材である。そして，
感光部材８１（感光材８１１）に形成される干渉縞の間
隔（山谷の周期）ｄは，次式によって表すことができ
る。ｄ＝λ_o／〔２｛ｎ²±ｎ（ｎ²−ｓｉｎ²θ_r）｝^0.5〕^0.5・・・（１）なお，上式においてｎは，感光部材８１の平均屈折率，
λ_oは参照光３１の波長，θ_rは参照光３１の感光部材
８１への入射角度，負号（−）はフレネル型（透過型）
ホログラムの場合（−９０°＜θ_r＜９０°）を示し，
負号（＋）はリップマン型（反射型）ホログラムの場合
（９０°＜θ_r＜２７０°）を示す。

【００３３】そして，露光中に干渉縞を上記間隔ｄの１
／２だけ浮動させれば，干渉縞の山と谷とが重なるのと
等価となり，干渉縞は平坦化して形成されなくなり，逆
に１／４だけ浮動しても干渉縞は形成されホログラムは
記録される。例えば，屈折率ｎを１．５６，波長λ_oを
５１４．５ｎｍとするとフレネル型ホログラムの最小間
隔ｄｉは０．４８４ミクロンとなり，リップマン型ホロ
グラムの最大間隔ｄａは０．１７５ミクロンとなる。

【００３４】そのため，上記リップマン型ホログラムに
おける最大間隔ｄａの１／２である０．０８８ミクロン
だけ干渉縞を浮動させれば，リップマン型ホログラムは
形成されず，一方，フレネル型ホログラムに対しては，
上記０．８８ミクロンは上記最小間隔ｄｉの１／４以下
であるから，フレネル型ホログラムは形成されることと
なる。従って，光路長制御手段２１の膜厚や屈折率を変
化させ光路長を例えば，０．０４〜０．１２１ミクロン
の間で周期的に変化させることにより，フレネル型ホロ
グラムだけを形成し，リップマン型ホログラムを形成し
ないようにすることができる。

【００３５】光路長制御手段２１は，例えば，図１に示
すように，タングステンやある種の有機物など適当な電
気抵抗と温度膨張係数を有する板に電流を流して温度を
制御し，温度によって伸縮する板厚Ｌの変化ΔＬによっ
て板厚方向の光路長をΔＬ×ｎだけ変えるもの，あるい
は，電流を流す代わりに熱線を照射して温度を変化さ
せ，温度による伸縮によって光の透過距離Ｌを変えて光
路長を変えるもの等がある。また，屈折率を変えて光路
長を変えるタイプものとして，例えば，可変圧電源から
印加する電圧（電界）を変化させて屈折率ｎを変える光
音響光学素子などがある。

【００３６】上記のように，本例によれば，１光束露光
法であるから，参照光と物体光の光路が感光部材の近傍
まで分離されず，従って光路内の媒体（空気）のゆらぎ
による干渉縞の乱れは生じ難い。また，図１９によって
製作されたフレネル型ホログラムとは異なり，物体光と
参照光とが明確に区分され透明度の高いホログラムを得
ることが出来る。

【００３７】実施形態例２本例は，図２に示すように，実施形態例１において，光
路長制御手段２１を感光部材８１とハーフミラー１５と
の間に配置した実施形態例である。この場合には，光路
長制御手段２１の光路長をΔｎＬだけ変化させると，参
照光３１の光路長が上記ΔｎＬだけ変化し，物体光３２
の光路長が２×ΔｎＬだけ変化する。

【００３８】そして，参照光３１及び物体光３２が共に
光路長制御手段２１を透過するから，光路長制御手段２
１の吸収率が大きい場合にも，参照光３１と物体光３２
の強度のアンバランスが大きくなることがない。即ち，
光路長制御手段２１の吸収率が大きい場合，実施形態例
１では参照光３１と物体光３２の強度のアンバランスが
大きくなるが，本例ではそのようなことがない。その他
については，実施形態例１と同様である。

【００３９】実施形態例３本例は，図３に示すように，実施形態例１において，光
路長制御手段２１を感光部材８１の基板８１２の間に埋
め込み一体化したものである。図１，図２に示す配置の
場合には，光路長制御手段２１と空気との界面において
反射が生ずるが，本例では光路長制御手段２１が屈折率
の差の少ない基板８１２に埋め込まれているため，光路
長制御手段２１の界面での反射が生じなくなる。その他
については，実施形態例１と同様である。

【００４０】実施形態例４本例は，図４に示すように，実施形態例３において，光
路長制御手段２１に換えてハーフミラー１５を感光部材
８１の基板８１２の間に埋め込み一体化したものであ
る。その他については実施形態例３と同様である。

【００４１】実施形態例５本例は，図５に示すように，実施形態例１において，各
部材８１，８２，２１，１５の間に屈折率調整液１６を
介設させ，各部材８１，８２，２１，１５の界面での反
射を抑制するようにしたもう一つの実施形態例である
（感光部材８１と光路長制御手段２１との間，及び感光
部材８１とハーフミラー１５との間の屈折率調整液は図
示を省略する）。その他については実施形態例１と同様
である。

【００４２】実施形態例６本例は，図６に示すように，実施形態例１において，光
路長制御手段２１に換えて，拡散反射体８２を移動させ
る移動手段としてのピエゾアクチュエータ２２を用いて
物体光３２，３２０の光路長を変動させるようにしたも
う一つの実施形態例である。

【００４３】即ち，ピエゾアクチュエータ２２は，制御
手段２０を介して印加される電圧によって伸縮し，拡散
反射体８２の位置を変化させる。例えば，圧電セラミツ
クスを用いた積層型ピエゾアクチュエータ２２では，１
ＫＶ／ｍｍの電界を印加すると，電界の方向に約０．１
％だけ大きさが伸びる。従って，１ｍｍの厚さの圧電セ
ラミツクスを用いれば，上記電界のオンオフにより±１
ミクロン変化することとなる。その他については，実施
形態例１と同様である。

【００４４】実施形態例７本例は，図７に示すように，実施形態例１において，他
の光路長制御手段２２を配置したもう一つの実施形態例
である。即ち，光路長制御手段２２は，隔壁２２１，２
２２の間に循環ポンプ２２３を介して一定の屈折率を有
する流体を流入または流出させて，光路長を変化させ
る。隔壁２２１，２２２の間隔をＧとし，空気と流体の
屈折率との差をｎとすると，流体を流入または流出させ
ることにより，光路長は±ｎＧだけオンオフ変化する。
なお，流体に換えて板状の部材を隔壁２２１，２２２の
間に出し入れさせるようにしても良い。その他について
は，実施形態例１と同様である。

【００４５】実施形態例８本例は，図８に示すように，実施形態例６において，各
部材８１，８２，１５の間に屈折率調整液１６を介設さ
せ，各部材８１，８２，１５の界面での反射を抑制する
ようにしたもう一つの実施形態例である（感光部材８１
とハーフミラー１５との間の屈折率調整液は図示を省略
する）。その他については実施形態例６と同様である。

【００４６】実施形態例９本例は，実施形態例８において，被記録物体を拡散反射
体８２から凸面鏡等の反射型光学部品８４に変更したも
う一つの実施形態例である。これにより，光学部品８４
を記録したホログラフィック光学素子を製作することが
出来る。その他については実施形態例８と同様である。

【００４７】実施形態例１０本例は，図１０に示すように，実施形態例８において，
拡散部材８２とピエゾアクチュエータ２２とを幾つかの
拡散素子８２１〜８３０及びピエゾアクチュエータ素子
２２０とに分割し，１個のハウジング４１に収容したも
う一つの実施形態例である。そして，ピエゾアクチュエ
ータ素子２２０をそれぞれ別個の電源２０１で制御す
る。その結果，形成される干渉縞を感光部材８１の場所
別に制御することが可能となり，より精度の高い制御が
可能となる。また，大型のホログラムスクリーンを一回
の露光により製作することができる。その他について
は，実施形態例８と同様である。

【００４８】実施形態例１１本例は，図１１に示すように，実施形態例１０におい
て，拡散素子８３１〜８３７及びピエゾアクチュエータ
素子２２０の個数を若干変更すると共に，拡散素子８３
１〜８３７の表面を平面化したものである（電源２０１
は図示省略）。即ち，本例では，実施形態例８で示した
曲面の拡散部材８２を平面の拡散素子８３１〜８３７の
集合として近似したものである。平面化されているため
拡散素子８３１〜８３７の製造が容易となる。その他に
ついては実施形態例１０と同様である。

【００４９】実施形態例１２本例は，図１２に示すように，実施形態例１１におい
て，拡散素子８３１〜８３７に換えて平面鏡８４１〜８
４７を用いたもう一つの実施形態例である。即ち，実施
形態例９の凸面鏡を平面鏡８４１〜８４７の集合として
近似したものである。平面化されているため平面鏡８４
１〜８４７の製造が容易となる。その他については実施
形態例１１と同様である。

【００５０】実施形態例１３本例は，図１３に示すように，実施形態例１２におい
て，感光部材８１に形成された干渉縞のコントラストを
検知する光センサー２５を設けて，干渉縞を検知しつつ
ピエゾアクチュエータ２２０を制御するようにしたもう
一つの実施形態例である。

【００５１】同図では，光センサー２５を１個だけ設け
た例を示したが，複数設けてもよい。また，光センサー
２５は，露光に用いる参照光３１（物体光３２）の波長
を検知するものであってもよいが，露光光とは別の光３
９を放射して，この光３９を検知するようにしてもよ
い。その他については実施形態例１２と同様である。ま
た，このような，光センサー２５は実施形態例１２に限
らず他の実施形態例において適用することができる。

【００５２】実施形態例１４本例は，図１４に示すように，実施形態例１２におい
て，発散レンズ１３２を用いないで，回動可能な回転ミ
ラー１３５を回転させてビーム３０を感光部材８１の表
面に次々と走査し，干渉縞を感光部材８１の全面に形成
するようにした実施形態例である。その他については実
施形態例１２と同様である。

【００５３】実施形態例１５本例は，図１５に示すように，実施形態例１において，
ハーフミラー１５を配置せず，参照光３１と拡散部材８
２は反射した１次反射物体光３２０とによりリップマン
型ホログラムスクリーンを形成するようにした他の実施
形態例である。そして，光センサー２５を用いて感光部
材８１に形成される干渉縞を検知し，光路長制御手段２
１を操作してシャープな干渉縞が形成されるよう制御す
る。その他については実施形態例１と同様である。

【００５４】実施形態例１６本例は，図１６に示すように，実施形態例１５におい
て，拡散部材８５を感光部材８１の前段に配置してフレ
ネル型ホログラムを形成するすると共に，干渉縞を監視
するモニター（パターン認識装置）２６を設けたもう一
つの実施形態例である。拡散部材８５は，透明なプレー
ト８５３に複数のプリズム８５４を等間隔に取り付け，
プリズム８５４の２つの面にに拡散板８５１と反射板８
５２とを取り付けたものである。

【００５５】そして，発散光３０１の一部は，拡散板８
５１を透過することなく参照光３１として感光部材８１
に入射し，発散光３０１の他の一部は拡散板８５１を透
過し散乱光となり，反射板８５２で反射し，もしくは直
接感光部材８１に入射して物体光３２５となる。そし
て，本例の構成では被記録物体が感光部材８１の前段に
配置されるのでリップマン型ホログラムが形成されるこ
とは無く，且つ参照光３１と物体光３２とは明瞭に区分
されている。上記構成により，感光部材８１の複数の部
位に局部的に上記参照光３１と物体光３２５とによる干
渉縞が形成されるようになる。

【００５６】そして，感光部材８１の裏面側に配置した
モニター２６を用いて感光部材８１に形成される干渉縞
を監視し，シャープな干渉縞が形成されるよう光路長制
御手段２１を制御する。また，本例では，反射板８５２
を設けてあるのでこれにより入射光の入射角度を調整す
ることができ，この角度を変えることにより再生時のホ
ログラムの視域を広くすることができる。そして，感光
部材８１を移動することにより感光部材８１の全面に均
一にホログラムを形成することができる。その他のつい
ては実施形態例１５と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１のホログラム露光工程の各部材の
配置と光路を示す図。

【図２】実施形態例２のホログラム露光工程の各部材の
配置と光路を示す図。

【図３】実施形態例３のホログラム露光工程の各部材の
配置と光路を示す図。

【図４】実施形態例４のホログラム露光工程の各部材の
配置と光路を示す図。

【図５】実施形態例５のホログラム露光工程の各部材の
配置と光路を示す図。

【図６】実施形態例６のホログラム露光工程の各部材の
配置と光路を示す図。

【図７】実施形態例７のホログラム露光工程の各部材の
配置と光路を示す図。

【図８】実施形態例８のホログラム露光工程の各部材の
配置と光路を示す図。

【図９】実施形態例９のホログラム露光工程の各部材の
配置と光路を示す図。

【図１０】実施形態例１０のホログラム露光工程の各部
材の配置と光路を示す図。

【図１１】実施形態例１１のホログラム露光工程の各部
材の配置と光路を示す図。

【図１２】実施形態例１２のホログラム露光工程の各部
材の配置と光路を示す図。

【図１３】実施形態例１３のホログラム露光工程の各部
材の配置と光路を示す図。

【図１４】実施形態例１４のホログラム露光工程の各部
材の配置と光路を示す図。

【図１５】実施形態例１５のホログラム露光工程の各部
材の配置と光路を示す図。

【図１６】実施形態例１６のホログラム露光工程の各部
材の配置と光路を示す図。

【図１７】請求項５記載の露光工程の構成から光路長制
御手段を除いた場合の各部材の配置と光路をの１例を示
す図。

【図１８】２光束露光法による従来のフレネル型ホログ
ラムスクリーンの露光工程の各部材の配置と光路を示す
図。

【図１９】１光束露光法による従来のフレネル型ホログ
ラムスクリーンの露光工程の各部材の配置と光路を示す
図。

【図２０】１光束露光法による従来のリップマン型ホロ
グラムスクリーンの露光工程の各部材の配置と光路を示
す図。

【符号の説明】

２１．．．光路長制御手段，３１．．．参照光，３２，３２０．．．物体光，８１．．．感光部材，８２．．．拡散部材（被記録物体），

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石塚敦朗愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光部材の一方の側に被記録物体を配置
し，感光部材の他方の側から参照光を照射し，上記感光
部材を透過し上記被記録物体で反射した参照光を物体光
とする１光束露光法によるリップマン型ホログラムの製
造方法において，外部から印加する操作信号によって内
部を透過する光の光路長を変化させることの出来る光路
長制御手段を上記感光部材と被記録物体との間に配置す
ると共に露光中に上記感光部材に形成される干渉縞を監
視し，所望の干渉縞が形成されるよう上記光路長制御手
段を操作することを特徴とするホログラムの製造方法。
【請求項２】コヒーレントな光を放射する光源と，ホ
ログラムを形成する感光部材を取り付ける保持部材と，
上記光源から放射された光を上記保持部材に取り付けら
れた感光部材の一方の側から照射する光学系と，上記感
光部材の他方の側に被記録物体を保持する支持部材と，
上記感光部材と被記録物体との間に配置され外部から印
加する操作信号によって内部を透過する光の光路長を変
化させることの出来る光路長制御手段と，上記感光部材
に形成される干渉縞を検知する光センサーと，この光セ
ンサーの出力に基づいて上記光路長制御手段の操作信号
を制御する制御手段とを有しており，感光部材の前記一
方の側から参照光を照射し，上記感光部材を透過し上記
被記録物体で反射した参照光を物体光として干渉縞を形
成し，上記制御手段を作動させ所望の干渉縞が形成され
るよう光路長制御手段を操作することを特徴とする１光
束露光法によるリップマン型ホログラムの露光装置。
【請求項３】感光部材の一方の側に被記録物体を配置
し，感光部材の他方の側から参照光を照射し，上記感光
部材を透過し上記被記録物体で反射した参照光を物体光
とする１光束露光法によるリップマン型ホログラムの製
造方法において，外部から印加する操作信号によって上
記感光部材または被記録物体の位置を移動することの出
来る移動手段を設けると共に露光中に上記感光部材に形
成される干渉縞を監視し，所望の干渉縞が形成されるよ
う上記移動手段を操作することを特徴とするホログラム
の製造方法。
【請求項４】コヒーレントな光を放射する光源と，ホ
ログラムを形成する感光部材を取り付ける保持部材と，
上記光源から放射された光を上記保持部材に取り付けら
れた感光部材の一方の側から照射する光学系と，上記感
光部材の他方の側に被記録物体を保持する支持部材と，
外部から印加する操作信号によって上記感光部材または
被記録物体の位置を移動することの出来る移動手段と，
上記感光部材に形成される干渉縞を検知する光センサー
と，この光センサーの出力に基づいて上記移動手段の操
作信号を制御する制御手段とを有しており，感光部材の
前記一方の側から参照光を照射し，上記感光部材を透過
し上記被記録物体で反射した参照光を物体光として干渉
縞を形成し，上記制御手段を作動させ所望の干渉縞が形
成されるよう移動手段を操作することを特徴とする１光
束露光法によるリップマン型ホログラムの露光装置。
【請求項５】感光部材の一方の側にはハーフミラーを
他方の側には入射光を反射させる被記録物体を配置し，
上記ハーフミラーを透過して感光部材に入射する光を参
照光とし，上記ハーフミラーと感光部材とを透過して上
記被記録物体で反射し上記ハーフミラーで再反射した光
を物体光とする１光束露光法によるフレネル型ホログラ
ムの製造方法であって，上記参照光の光路または物体光
の光路中に，外部から印加した操作信号によって内部を
透過する光の光路長を変化させる光路長制御手段を設
け，上記光路長制御手段を操作し，上記参照光と上記被
記録物体で反射して感光部材に入射する物体光とによっ
て形成されるリップマン型ホログラムの形成を抑制する
ことを特徴とするフレネル型ホログラムの製造方法。
【請求項６】コヒーレントな光を放射する光源と，ホ
ログラムを形成する感光部材を取り付ける保持部材と，
上記光源から放射された光を上記保持部材に取り付けら
れた感光部材の一方の側から照射する光学系と，上記感
光部材の他方の側に被記録物体を保持する支持部材と，
上記光学系と感光部材との間に配置されたハーフミラー
と，上記感光部材の前段または後段に配置され外部から
印加する操作信号によって内部を透過する光の光路長を
変化させることの出来る光路長制御手段と，上記光路長
制御手段の操作信号を制御する制御手段とを有してお
り，上記ハーフミラーを透過して感光部材に入射する光
を参照光とし，上記ハーフミラーと感光部材とを透過し
て上記被記録物体で反射し上記ハーフミラーで再反射し
た光を物体光としてフレネル型ホログラムを形成すると
共に，上記制御手段は，上記参照光と上記被記録物体で
反射して感光部材に入射する物体光とによって形成され
るリップマン型ホログラムの形成が抑制されるよう上記
光路長制御手段を制御することを特徴とするホログラム
の露光装置。
【請求項７】感光部材の一方の側にはハーフミラーを
他方の側には入射光を反射させる被記録物体を配置し，
上記ハーフミラーを透過して感光部材に入射する光を参
照光とし，上記ハーフミラーと感光部材とを透過して上
記被記録物体で反射し上記ハーフミラーで再反射した光
を物体光とする１光束露光法によるフレネル型ホログラ
ムの製造方法であって，外部から印加する操作信号によ
って上記感光部材または被記録物体の位置を移動するこ
との出来る移動手段を設け，上記移動手段を操作し，上
記参照光と上記被記録物体で反射して感光部材に入射す
る物体光とによって形成されるリップマン型ホログラム
の形成を抑制することを特徴とするフレネル型ホログラ
ムの製造方法。
【請求項８】請求項５または請求項７において，感光
部材に形成される前記リップマン型ホログラムの干渉縞
の位置が，露光中に上記干渉縞の間隔の略半分の距離だ
け移動するよう前記光路長制御手段または移動手段を操
作し，上記リップマン型ホログラムの形成を抑制するこ
とを特徴とするフレネル型ホログラムの製造方法。
【請求項９】コヒーレントな光を放射する光源と，ホ
ログラムを形成する感光部材を取り付ける保持部材と，
上記光源から放射された光を上記保持部材に取り付けら
れた感光部材の一方の側から照射する光学系と，上記感
光部材の他方の側に被記録物体を保持する支持部材と，
上記光学系と感光部材との間に配置されたハーフミラー
と，上記感光部材または被記録物体の位置を移動する移
動手段と，上記移動手段を操作する制御手段とを有して
おり，上記ハーフミラーを透過して感光部材に入射する
光を参照光とし，上記ハーフミラーと感光部材とを透過
して上記被記録物体で反射し上記ハーフミラーで再反射
した光を物体光としてフレネル型ホログラムを形成する
と共に，上記制御手段は，上記参照光と上記被記録物体
で反射して感光部材に入射する物体光とによって形成さ
れるリップマン型ホログラムの形成が抑制されるよう上
記移動手段を制御することを特徴とするホログラムの露
光装置。
【請求項１０】請求項６または請求項９において，前
記制御手段は，感光部材に形成される前記リップマン型
ホログラムの干渉縞の位置が，露光中に上記干渉縞の間
隔の略半分の距離だけ移動するよう前記光路長制御手段
または移動手段を操作し，上記リップマン型ホログラム
の形成を抑制することを特徴とするホログラムの露光装
置。
【請求項１１】請求項６，請求項９または請求項１０
のいずれか１項において，更に，前記感光部材に形成さ
れる干渉縞を検知する光センサーが設けられており，前
記制御手段は，上記光センサーの出力に基づいて前記光
路長制御手段または移動手段を操作することを特徴とす
るホログラムの露光装置。
【請求項１２】請求項１，請求項３，請求項５，請求
項７，請求項８のいずれか１項において，前記被記録物
体は，拡散反射部材であることを特徴とするホログラム
スクリーンの製造方法。
【請求項１３】請求項１，請求項３，請求項５，請求
項７，請求項８のいずれか１項において，前記被記録物
体は，反射光学素子であることを特徴とするホログラフ
ィック光学素子の製造方法。
【請求項１４】請求項２，請求項４，請求項６，請求
項９〜請求項１１のいずれか１項において，前記被記録
物体は，拡散反射部材であることを特徴とするホログラ
ムスクリーンの製造装置。
【請求項１５】請求項２，請求項４，請求項６，請求
項９〜請求項１１のいずれか１項において，前記被記録
物体は，反射光学素子であることを特徴とするホログラ
フィック光学素子の製造装置。