JPH10133554A - 反射型ホログラム光学素子およびその製造方法、およびその反射型ホログラム光学素子を用いた画像表示装置 - Google Patents
反射型ホログラム光学素子およびその製造方法、およびその反射型ホログラム光学素子を用いた画像表示装置Info
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- JPH10133554A JPH10133554A JP30361696A JP30361696A JPH10133554A JP H10133554 A JPH10133554 A JP H10133554A JP 30361696 A JP30361696 A JP 30361696A JP 30361696 A JP30361696 A JP 30361696A JP H10133554 A JPH10133554 A JP H10133554A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
- G03H2001/0415—Recording geometries or arrangements for recording reflection holograms
-
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03H2223/18—Prism
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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- G03H2270/55—Substrate bearing the hologram being an optical element, e.g. spectacles
Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ホログラム膜厚が厚いので生産性が低く、コ
ストダウンが困難である。また、ホログラムが傾斜して
配置されているので、小型化が困難であり、再生光を導
光する光学システムが複雑なので、軽量化に限界があ
る。一方、ホログラムの膜厚を薄くすると回折効率が低
下する。 【解決手段】 ホログラム作製時に、参照光５の入射角
度θ1 を回折効率の高い９２度から１２２度あるいは−
９２度から−１２２度の範囲に設定する。また、ホログ
ラム感光材料１の屈折率と屈折率媒体２の屈折率の比を
所定の値に設定する。再生時に、参照光５の入射角度θ
1 で再生光７を入射することによりホログラム６の膜厚
を薄くしても高い回折効率で再生を行うことができる。
ホログラム６を垂直に配置することが可能になる。
ストダウンが困難である。また、ホログラムが傾斜して
配置されているので、小型化が困難であり、再生光を導
光する光学システムが複雑なので、軽量化に限界があ
る。一方、ホログラムの膜厚を薄くすると回折効率が低
下する。 【解決手段】 ホログラム作製時に、参照光５の入射角
度θ1 を回折効率の高い９２度から１２２度あるいは−
９２度から−１２２度の範囲に設定する。また、ホログ
ラム感光材料１の屈折率と屈折率媒体２の屈折率の比を
所定の値に設定する。再生時に、参照光５の入射角度θ
1 で再生光７を入射することによりホログラム６の膜厚
を薄くしても高い回折効率で再生を行うことができる。
ホログラム６を垂直に配置することが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は反射型ホログラム光
学素子およびその製造方法、およびその反射型ホログラ
ム光学素子を用いた画像表示装置に関し、特に、ホログ
ラム膜を薄くしても所定の回折効率が得られる反射型ホ
ログラム光学素子およびその製造方法、およびその反射
型ホログラム光学素子を用い、小型化および軽量化によ
ってメガネ等の小さな物品にも装着できる画像表示装置
に関する。
学素子およびその製造方法、およびその反射型ホログラ
ム光学素子を用いた画像表示装置に関し、特に、ホログ
ラム膜を薄くしても所定の回折効率が得られる反射型ホ
ログラム光学素子およびその製造方法、およびその反射
型ホログラム光学素子を用い、小型化および軽量化によ
ってメガネ等の小さな物品にも装着できる画像表示装置
に関する。
【０００２】
【従来技術】ホログラム光学素子は、例えば、以下の機
能を有するものとして知られている。 (イ) 光の波面を変換する機能 (ロ) 光を分散する機能 (ハ) 光を偏向する機能 (ニ) 干渉フィルタの機能
能を有するものとして知られている。 (イ) 光の波面を変換する機能 (ロ) 光を分散する機能 (ハ) 光を偏向する機能 (ニ) 干渉フィルタの機能
【０００３】ホログラム光学素子は、以上の機能によ
り、例えば、以下の用途に使用されている。 (イ) レンズ (ロ) 回折格子 (ハ) スキャナ (ニ) ビームスプリッタ (ホ) ビームコンバイナ (ヘ) フィルタ
り、例えば、以下の用途に使用されている。 (イ) レンズ (ロ) 回折格子 (ハ) スキャナ (ニ) ビームスプリッタ (ホ) ビームコンバイナ (ヘ) フィルタ
【０００４】ホログラム光学素子をビームコンバイナと
して用いたものとして、ヘッドアップディスプレイ（Ｈ
ＵＤ）が知られている。ＨＵＤは反射型ホログラム光学
素子を用いており、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示素
子からの表示画像と外界の光景等の画像を観察者の視野
内で空間的に重畳する画像表示装置であり、例えば、車
両、航空機、等の分野で活用されている。
して用いたものとして、ヘッドアップディスプレイ（Ｈ
ＵＤ）が知られている。ＨＵＤは反射型ホログラム光学
素子を用いており、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示素
子からの表示画像と外界の光景等の画像を観察者の視野
内で空間的に重畳する画像表示装置であり、例えば、車
両、航空機、等の分野で活用されている。
【０００５】また、反射型ホログラム光学素子を用いた
他の画像表示装置として、ヘルメットマウントディスプ
レイ（ＨＭＤ）がある。ＨＭＤは反射型ホログラム光学
素子を観察者のヘルメットに取り付け、観察者がヘルメ
ットを装着したとき、反射型ホログラム光学素子が眼の
比較的近い位置に来るように構成したものであり、航空
機の操縦時の表示装置、ゲーム等の娯楽装置、人工現実
感体験用の表示装置、等として活用されている。
他の画像表示装置として、ヘルメットマウントディスプ
レイ（ＨＭＤ）がある。ＨＭＤは反射型ホログラム光学
素子を観察者のヘルメットに取り付け、観察者がヘルメ
ットを装着したとき、反射型ホログラム光学素子が眼の
比較的近い位置に来るように構成したものであり、航空
機の操縦時の表示装置、ゲーム等の娯楽装置、人工現実
感体験用の表示装置、等として活用されている。
【０００６】ホログラム光学素子とは別に、ハーフミラ
ーをビームコンバイナとして用いた画像表示装置も知ら
れている。
ーをビームコンバイナとして用いた画像表示装置も知ら
れている。
【０００７】図１６は、ハーフミラーをビームコンバイ
ナとして用いた画像表示装置を示し、外界の光景１０３
より出射される水平の外界光１０３ａに対してθ1 ＝４
５°の角度で配置されたハーフミラ１０１と、ハーフミ
ラ１０１に対してθ2 ＝４５°の角度で配置されたＬＣ
Ｄ１０２を有する。
ナとして用いた画像表示装置を示し、外界の光景１０３
より出射される水平の外界光１０３ａに対してθ1 ＝４
５°の角度で配置されたハーフミラ１０１と、ハーフミ
ラ１０１に対してθ2 ＝４５°の角度で配置されたＬＣ
Ｄ１０２を有する。
【０００８】この画像表示装置において、ＬＣＤ１０２
に表示された表示画像の表示光１０２ａはハーフミラ１
０１によって半分の光量が反射して反射光１０２ｂとな
り、残りがハーフミラ１０１を透過して透過光１０２ｃ
となる。外界光１０３ａも、同じように、透過光１０３
ｂと反射光１０３ｃに分光される。その結果、観察者の
眼１０４の視野内でＬＣＤ表示１０２の表示光１０２ａ
の反射光１０２ｂと、外界光１０３ａの透過光１０３ｂ
が重畳して観察者はＬＣＤ１０２の表示画像と外界の光
景１０３を同時に視認することができる。
に表示された表示画像の表示光１０２ａはハーフミラ１
０１によって半分の光量が反射して反射光１０２ｂとな
り、残りがハーフミラ１０１を透過して透過光１０２ｃ
となる。外界光１０３ａも、同じように、透過光１０３
ｂと反射光１０３ｃに分光される。その結果、観察者の
眼１０４の視野内でＬＣＤ表示１０２の表示光１０２ａ
の反射光１０２ｂと、外界光１０３ａの透過光１０３ｂ
が重畳して観察者はＬＣＤ１０２の表示画像と外界の光
景１０３を同時に視認することができる。
【０００９】しかし、図１６の画像表示装置によると、
表示光１０２ａの半分の光量が透過光１０２ｃとなり、
また、外界光１０３ａの半分の光量が反射光１０３ｃと
なるので、光量が減少することになる。また、ハーフミ
ラ１０１を４５°傾斜して配置しているので、水平面に
投影した面積の減少に限界があり、構成の小型化を阻ん
でいる。
表示光１０２ａの半分の光量が透過光１０２ｃとなり、
また、外界光１０３ａの半分の光量が反射光１０３ｃと
なるので、光量が減少することになる。また、ハーフミ
ラ１０１を４５°傾斜して配置しているので、水平面に
投影した面積の減少に限界があり、構成の小型化を阻ん
でいる。
【００１０】これに対し、ホログラム光学素子を用いた
画像表示装置によると、特定波長の表示光の１００％の
光量を反射（回折）し、他の波長の１００％の光量を透
過するように制御できるので、光量減少を回避すること
ができる。
画像表示装置によると、特定波長の表示光の１００％の
光量を反射（回折）し、他の波長の１００％の光量を透
過するように制御できるので、光量減少を回避すること
ができる。
【００１１】図１７は米国特許第５，０３５，４７４号
に記載されているＨＭＤを示し、表示画像を表示するＣ
ＲＴ１１１と、ＣＲＴ１１１からの表示光１１１ａに基
づいて中間像１１４を結像させるプリズムシステム１１
２およびリレーレンズ１１３と、法線軸ＬＸを有する反
射型ホログラム光学素子（ビームコンバイナ）１１５を
有する。プリズムシステム１１２およびリレーレンズ１
１３の光軸と外界の光景１０３より出射される水平の外
界光１０３ａの角度θ1 は５８°に設定され、反射型ホ
ログラム光学素子１１５の光軸ＬＸとリレーレンズ１１
３の光軸の角度、即ち、表示光１１１ａの入射角θ2 は
２７．７６°に設定され、反射型ホログラム光学素子１
１５の法線軸ＬＸと表示光１１１ａの反射（回折）光１
１１ｂおよび外界光１０３ａの透過光１０３ｂの角度、
即ち、反射角θ3 は３０．２４°に設定されている。ま
た、反射型ホログラム光学素子１１５は傾斜角度θ4 と
して、５９．７°だけ傾けて図示されていないバイザー
上に設置されている。
に記載されているＨＭＤを示し、表示画像を表示するＣ
ＲＴ１１１と、ＣＲＴ１１１からの表示光１１１ａに基
づいて中間像１１４を結像させるプリズムシステム１１
２およびリレーレンズ１１３と、法線軸ＬＸを有する反
射型ホログラム光学素子（ビームコンバイナ）１１５を
有する。プリズムシステム１１２およびリレーレンズ１
１３の光軸と外界の光景１０３より出射される水平の外
界光１０３ａの角度θ1 は５８°に設定され、反射型ホ
ログラム光学素子１１５の光軸ＬＸとリレーレンズ１１
３の光軸の角度、即ち、表示光１１１ａの入射角θ2 は
２７．７６°に設定され、反射型ホログラム光学素子１
１５の法線軸ＬＸと表示光１１１ａの反射（回折）光１
１１ｂおよび外界光１０３ａの透過光１０３ｂの角度、
即ち、反射角θ3 は３０．２４°に設定されている。ま
た、反射型ホログラム光学素子１１５は傾斜角度θ4 と
して、５９．７°だけ傾けて図示されていないバイザー
上に設置されている。
【００１２】以上のＨＭＤにおいて、ＣＲＴ１１１に表
示された画像の表示光１１１ａはプリズムシステム１１
２およびリレーレンズ１１３を透過することにより中間
結像点に収束して中間像１１４として結像する。中間結
像点の中間像１１４は発散光となってレンズ作用を有す
る反射型ホログラム光学素子１１５によって略平行光束
の反射（回折）光１１１ｂにされて観察者の眼１０４に
入射する。従って、観察者は無限遠に虚像として結像し
たＣＲＴ１１１の表示画像を外界の光景１０３に重畳し
て観察することができる。このとき、表示光１１１ａの
反射（回折）光１１１ｂおよび外界光１０３ａの透過光
１０３ｂの光量は減少しない。
示された画像の表示光１１１ａはプリズムシステム１１
２およびリレーレンズ１１３を透過することにより中間
結像点に収束して中間像１１４として結像する。中間結
像点の中間像１１４は発散光となってレンズ作用を有す
る反射型ホログラム光学素子１１５によって略平行光束
の反射（回折）光１１１ｂにされて観察者の眼１０４に
入射する。従って、観察者は無限遠に虚像として結像し
たＣＲＴ１１１の表示画像を外界の光景１０３に重畳し
て観察することができる。このとき、表示光１１１ａの
反射（回折）光１１１ｂおよび外界光１０３ａの透過光
１０３ｂの光量は減少しない。
【００１３】図１７のＨＭＤでは、入射角度θ2 ＝２
７．７６°、反射角度θ3 ＝３０．２４°に設定されて
いるので、その差（θ3 −θ2 ）は２．４８°という小
さなオフ−アクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）に配置にされ
ている。従って、オフ−アクシスが大きくなると、像面
湾曲を主とする収差が大きくなるという考え方による
と、収差の小さな画像表示装置を提供することができ
る。小さなオフ−アクシスは反射型ホログラム光学素子
１１５をθ4 ＝５９．７°だけ傾けることによって実現
されている。
７．７６°、反射角度θ3 ＝３０．２４°に設定されて
いるので、その差（θ3 −θ2 ）は２．４８°という小
さなオフ−アクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）に配置にされ
ている。従って、オフ−アクシスが大きくなると、像面
湾曲を主とする収差が大きくなるという考え方による
と、収差の小さな画像表示装置を提供することができ
る。小さなオフ−アクシスは反射型ホログラム光学素子
１１５をθ4 ＝５９．７°だけ傾けることによって実現
されている。
【００１４】また、反射型ホログラム光学素子１１５は
十分高い回折効率が得られる重クロム酸ゼラチンによっ
て構成され、回折に関与する周期構造が薄くならないよ
うに２０μｍ以上の膜厚にされている。これを成膜する
とき、支持体であるガラス基板上にゼラチン膜を塗布
し、２０°ｃ、５０％ＲＨの環境下で１５時間から８０
時間乾燥してゼラチン膜をゲル化し、２光束のレーザビ
ームでゲル化したゼラチン膜を露光し、湿式のプロセス
を経て１５°ｃ、４時間程度の熱エーヂングを施して終
了する。
十分高い回折効率が得られる重クロム酸ゼラチンによっ
て構成され、回折に関与する周期構造が薄くならないよ
うに２０μｍ以上の膜厚にされている。これを成膜する
とき、支持体であるガラス基板上にゼラチン膜を塗布
し、２０°ｃ、５０％ＲＨの環境下で１５時間から８０
時間乾燥してゼラチン膜をゲル化し、２光束のレーザビ
ームでゲル化したゼラチン膜を露光し、湿式のプロセス
を経て１５°ｃ、４時間程度の熱エーヂングを施して終
了する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の反射型
ホログラム光学素子を用いたＨＭＤによると、反射型ホ
ログラム光学素子を所定の角度だけ傾斜して配置してい
るので、小型化に限界があり、また、所定の膜厚のゼラ
チン膜を成膜するのにプロセス時間の長い複数の工程を
必要とするので、生産性が低下し、コストの増大をもた
らす。更に、プリズムシステムおよびリレーレンズを用
いているので、軽量化を図ることが難しい。
ホログラム光学素子を用いたＨＭＤによると、反射型ホ
ログラム光学素子を所定の角度だけ傾斜して配置してい
るので、小型化に限界があり、また、所定の膜厚のゼラ
チン膜を成膜するのにプロセス時間の長い複数の工程を
必要とするので、生産性が低下し、コストの増大をもた
らす。更に、プリズムシステムおよびリレーレンズを用
いているので、軽量化を図ることが難しい。
【００１６】従って、本発明の目的は小型化および軽量
化を実施することができる反射型ホログラム光学素子お
よびその製造方法を提供することにある。
化を実施することができる反射型ホログラム光学素子お
よびその製造方法を提供することにある。
【００１７】本発明の他の目的はホログラム感光材料の
膜厚を薄くしても高い回折効率が得られる反射型ホログ
ラム光学素子およびその製造方法を提供することにあ
る。
膜厚を薄くしても高い回折効率が得られる反射型ホログ
ラム光学素子およびその製造方法を提供することにあ
る。
【００１８】本発明の他の目的は生産性の向上とコスト
ダウンを図ることができる反射型ホログラム光学素子お
よびその製造方法を提供することにある。
ダウンを図ることができる反射型ホログラム光学素子お
よびその製造方法を提供することにある。
【００１９】本発明の他の目的は反射型ホログラム光学
素子を小型化および軽量化することによりメガネ等の小
さな物品にも組み込むことができる画像表示装置を提供
することにある。
素子を小型化および軽量化することによりメガネ等の小
さな物品にも組み込むことができる画像表示装置を提供
することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、第１の屈折率を有し、主面および端面を形
成された屈折率媒体と、第２の屈折率を有し、前記屈折
率媒体の前記主面に所定の厚さで形成されたホログラム
膜と、前記ホログラム膜の法線に対して所定の角度を有
して前記屈折率媒体の前記端面から前記ホログラム膜へ
再生光を入射する再生光入射手段を備えたことを特徴と
する反射型ホログラム光学素子。
現するため、第１の屈折率を有し、主面および端面を形
成された屈折率媒体と、第２の屈折率を有し、前記屈折
率媒体の前記主面に所定の厚さで形成されたホログラム
膜と、前記ホログラム膜の法線に対して所定の角度を有
して前記屈折率媒体の前記端面から前記ホログラム膜へ
再生光を入射する再生光入射手段を備えたことを特徴と
する反射型ホログラム光学素子。
【００２１】また、本発明は上記の目的を実現するた
め、主面および端面を有する第１の屈折率の屈折率媒体
の前記主面に第２の屈折率のホログラム感光材料を所定
の厚さで塗布し、前記ホログラム感光材料の法線に対し
て第１の所定の角度を有して前記屈折率媒体の前記端面
から前記ホログラム感光材料へ参照光を入射し、かつ、
前記法線に対して第２の所定の角度を有して前記屈折率
媒体の反対側から前記ホログラム感光材料へ物体光を入
射し、前記参照光と前記物体光によって形成された前記
ホログラム感光材料の干渉縞を現像して前記屈折率媒体
の前記主面にホログラム膜を作成することを特徴とする
反射型ホログラム光学素子の製造方法を提供する。
め、主面および端面を有する第１の屈折率の屈折率媒体
の前記主面に第２の屈折率のホログラム感光材料を所定
の厚さで塗布し、前記ホログラム感光材料の法線に対し
て第１の所定の角度を有して前記屈折率媒体の前記端面
から前記ホログラム感光材料へ参照光を入射し、かつ、
前記法線に対して第２の所定の角度を有して前記屈折率
媒体の反対側から前記ホログラム感光材料へ物体光を入
射し、前記参照光と前記物体光によって形成された前記
ホログラム感光材料の干渉縞を現像して前記屈折率媒体
の前記主面にホログラム膜を作成することを特徴とする
反射型ホログラム光学素子の製造方法を提供する。
【００２２】更に、本発明は上記の目的を実現するた
め、第１の屈折率を有し、主面および端面を形成された
屈折率媒体と、第２の屈折率を有し、前記屈折率媒体の
前記主面に所定の厚さで形成されたホログラム膜と、前
記ホログラム膜の法線に対して所定の角度を有して前記
屈折率媒体の前記端面から前記ホログラム膜へ再生光と
して画像表示光を入射する画像表示手段を備えたことを
特徴とする画像表示装置を提供する。
め、第１の屈折率を有し、主面および端面を形成された
屈折率媒体と、第２の屈折率を有し、前記屈折率媒体の
前記主面に所定の厚さで形成されたホログラム膜と、前
記ホログラム膜の法線に対して所定の角度を有して前記
屈折率媒体の前記端面から前記ホログラム膜へ再生光と
して画像表示光を入射する画像表示手段を備えたことを
特徴とする画像表示装置を提供する。
【００２３】本発明の反射型ホログラム光学素子および
その製造方法、およびその反射型ホログラム光学素子を
用いた画像表示装置によると、ビームコンバイナとして
のホログラムを垂直に近い状態で用い、かつ、できるだ
け眼に接近して配置できるようにしている。その結果、
オフ−アクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）が大きくなるが、
それでも十分な回折効率が得られる構成にしている。そ
の構成はホログラム作製時の参照光のホログラム感光材
料層への入射角度および画像再生時の再生光のホログラ
ムへの入射角度を所定の角度の範囲に設定し、かつ、ホ
ログラムの屈折率と、ホログラム感光材料層の参照光の
入射する側およびホログラムの再生光の入射する側に設
けられる媒質の屈折率との比を所定の値に設定すること
により実現される。この構成によりホログラム感光材料
の膜厚が薄くても高い回折効率が得られる。同時に、ホ
ログラムを垂直に近い状態で使用しても、画面湾曲の小
さい画像を再生することができる。
その製造方法、およびその反射型ホログラム光学素子を
用いた画像表示装置によると、ビームコンバイナとして
のホログラムを垂直に近い状態で用い、かつ、できるだ
け眼に接近して配置できるようにしている。その結果、
オフ−アクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）が大きくなるが、
それでも十分な回折効率が得られる構成にしている。そ
の構成はホログラム作製時の参照光のホログラム感光材
料層への入射角度および画像再生時の再生光のホログラ
ムへの入射角度を所定の角度の範囲に設定し、かつ、ホ
ログラムの屈折率と、ホログラム感光材料層の参照光の
入射する側およびホログラムの再生光の入射する側に設
けられる媒質の屈折率との比を所定の値に設定すること
により実現される。この構成によりホログラム感光材料
の膜厚が薄くても高い回折効率が得られる。同時に、ホ
ログラムを垂直に近い状態で使用しても、画面湾曲の小
さい画像を再生することができる。
【００２４】一方、メガネは、ＪＩＳ規格により、第２
面の曲率半径が８７ｍｍと定められている。メガネレン
ズの第１面に３μｍから７μｍの膜厚のホログラム感光
材料を塗布してその端面からホログラム感光材料層の法
線（Ｚ軸）に対して所定の角度の範囲で参照光を入射す
ることによってメガネレンズの第１面に回折効率の高い
ホログラムを形成する。
面の曲率半径が８７ｍｍと定められている。メガネレン
ズの第１面に３μｍから７μｍの膜厚のホログラム感光
材料を塗布してその端面からホログラム感光材料層の法
線（Ｚ軸）に対して所定の角度の範囲で参照光を入射す
ることによってメガネレンズの第１面に回折効率の高い
ホログラムを形成する。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明するに
先立ち、Ｈ．Ｋｏｇｅｌｎｉｋの理論に基づいて本発明
者が行ったホログラム解析の計算結果を説明する。
先立ち、Ｈ．Ｋｏｇｅｌｎｉｋの理論に基づいて本発明
者が行ったホログラム解析の計算結果を説明する。
【００２６】第１図はホログラム解析のモデルを示し、
回折格子１２４ａを有し、屈折率ｎ2 のホログラム（第
２の媒質）１２４の前後に屈折率ｎ1 の第１の媒質１２
１、および屈折率ｎ3 の第３媒質１２３が配置されてい
る。ホログラム１２４はホログラム感光材料として銀塩
乳剤（屈折率ｎ2 は１．６３で、屈折率ｎ2 の変調は約
０．０２）を使用するものとし、ホログラム１２４の回
折格子１２４ａは、第１の媒質１２１から物体光１２０
が入射し、第３の媒質１２３から参照光１２２が入射し
て作製される。参照光１２２および物体光１２０の入射
角度はホログラム１２４の法線（Ｚ軸）に対してθ1 お
よびθ2 である。ホログラム１２４では、物体光１２０
と参照光１２２によって回折格子ベクトル１２５が形成
される。このモデルにおいて、第３の媒質１２３からホ
ログラム１２４の法線（Ｚ軸）に対してθ1 の角度で再
生光１２６が入射すると、回折格子１２４ａで反射され
る。即ち、再生光１２６が参照光１２２と同じ方向から
入射すると、回折格子１２４ａによって反射され、眼１
０４にその反射光が入って物体光１２０の位置に再生光
１２６に応じた像１２７が再生される。このモデルにお
いて、参照光１２２および再生光１２６の入射角度
θ1 、および物体光１２０の入射角度θ2 に対するホロ
グラム１２４の回折効率ηを求めた。入射角度θ1 およ
び入射角度θ2 はホログラム１２４の法線（Ｚ軸）に対
して反時計方向を正とし、回折格子１２４ａの間隔と格
子ベクトル１２５の向きは参照光１２２および再生光１
２６の入射角度θ1 および物体光１２０の入射角度θ2
とその波長から求め、また、回折効率ηは回折格子１２
４ａの間隔と格子ベクトル１２５の向きをＨ．Ｋｏｇｅ
ｌｎｉｋの式に代入して求めた。この式は、１９６９年
１１月号の「ＴＨＥ ＢＥＬＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＥＣ
ＨＮＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ」の２９３２ページに説
明されている。
回折格子１２４ａを有し、屈折率ｎ2 のホログラム（第
２の媒質）１２４の前後に屈折率ｎ1 の第１の媒質１２
１、および屈折率ｎ3 の第３媒質１２３が配置されてい
る。ホログラム１２４はホログラム感光材料として銀塩
乳剤（屈折率ｎ2 は１．６３で、屈折率ｎ2 の変調は約
０．０２）を使用するものとし、ホログラム１２４の回
折格子１２４ａは、第１の媒質１２１から物体光１２０
が入射し、第３の媒質１２３から参照光１２２が入射し
て作製される。参照光１２２および物体光１２０の入射
角度はホログラム１２４の法線（Ｚ軸）に対してθ1 お
よびθ2 である。ホログラム１２４では、物体光１２０
と参照光１２２によって回折格子ベクトル１２５が形成
される。このモデルにおいて、第３の媒質１２３からホ
ログラム１２４の法線（Ｚ軸）に対してθ1 の角度で再
生光１２６が入射すると、回折格子１２４ａで反射され
る。即ち、再生光１２６が参照光１２２と同じ方向から
入射すると、回折格子１２４ａによって反射され、眼１
０４にその反射光が入って物体光１２０の位置に再生光
１２６に応じた像１２７が再生される。このモデルにお
いて、参照光１２２および再生光１２６の入射角度
θ1 、および物体光１２０の入射角度θ2 に対するホロ
グラム１２４の回折効率ηを求めた。入射角度θ1 およ
び入射角度θ2 はホログラム１２４の法線（Ｚ軸）に対
して反時計方向を正とし、回折格子１２４ａの間隔と格
子ベクトル１２５の向きは参照光１２２および再生光１
２６の入射角度θ1 および物体光１２０の入射角度θ2
とその波長から求め、また、回折効率ηは回折格子１２
４ａの間隔と格子ベクトル１２５の向きをＨ．Ｋｏｇｅ
ｌｎｉｋの式に代入して求めた。この式は、１９６９年
１１月号の「ＴＨＥ ＢＥＬＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＥＣ
ＨＮＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ」の２９３２ページに説
明されている。
【００２７】図２(a) 〜(c) は、図１のモデルにおい
て、参照光１２２および再生光１２６の入射角度θ1 、
および物体光１２０の入射角度θ2 に対する回折効率η
の関係を示す。
て、参照光１２２および再生光１２６の入射角度θ1 、
および物体光１２０の入射角度θ2 に対する回折効率η
の関係を示す。
【００２８】図２(a) は、第１および第３の媒質１２
１、１２３が空気であり、ホログラム１２４の厚さが１
５μｍである。ここで、屈折率ｎ1 、ｎ2 およびｎ3 の
分布は、ｎ1 ＝１、ｎ2 ＝１．６３、ｎ3 ＝１となる。
１、１２３が空気であり、ホログラム１２４の厚さが１
５μｍである。ここで、屈折率ｎ1 、ｎ2 およびｎ3 の
分布は、ｎ1 ＝１、ｎ2 ＝１．６３、ｎ3 ＝１となる。
【００２９】図２(b) は、第１の媒質１２１がガラス基
板、第３の媒質１２３が空気であり、ホログラム１２４
の厚さが８μｍである。ここで、屈折率ｎ1 、ｎ2 およ
びｎ3 の分布は、ｎ1 ＝１．５２、ｎ2 ＝１．６３、ｎ
3 ＝１となる。
板、第３の媒質１２３が空気であり、ホログラム１２４
の厚さが８μｍである。ここで、屈折率ｎ1 、ｎ2 およ
びｎ3 の分布は、ｎ1 ＝１．５２、ｎ2 ＝１．６３、ｎ
3 ＝１となる。
【００３０】図２(c) は、第１の媒質１２１が空気、第
３の媒質１２３がガラス基板であり、ホログラム１２４
の厚さが８μｍである。ここで、屈折率ｎ1 、ｎ2 およ
びｎ3 の分布は、ｎ1 ＝１、ｎ2 ＝１．６３、ｎ3 ＝
１．５２となる。
３の媒質１２３がガラス基板であり、ホログラム１２４
の厚さが８μｍである。ここで、屈折率ｎ1 、ｎ2 およ
びｎ3 の分布は、ｎ1 ＝１、ｎ2 ＝１．６３、ｎ3 ＝
１．５２となる。
【００３１】図２(a) 〜(c) において、再生光１２６は
Ｐ偏光とし、参照光１２２および再生光１２６の入射角
度θ1 は１００度から２６０度まで、物体光１２０の入
射角度θ2 は−８０度から８０度まで変化させた。
Ｐ偏光とし、参照光１２２および再生光１２６の入射角
度θ1 は１００度から２６０度まで、物体光１２０の入
射角度θ2 は−８０度から８０度まで変化させた。
【００３２】図２(a) は、ホログラム１２４の膜厚が１
５μｍと厚いので、回折効率ηは全ての領域で１００％
になることを示している。ホログラム１２４の膜厚を１
５μｍ以下にすると、計算上、１００％の回折効率ηが
得られない領域が発生する。ホログラム１２４の膜厚が
１５μｍであっても、十分な露光が行われなくて、例え
ば、屈折率ｎ2 の変調が０．０１５とすると、全ての領
域で１００％の回折効率ηが得られなくなる。十分な露
光が行われなくても、全ての領域で１００％の回折効率
ηが得られるようにするためには、ホログラム１２４の
膜厚が２０μｍ以上でなければならない。
５μｍと厚いので、回折効率ηは全ての領域で１００％
になることを示している。ホログラム１２４の膜厚を１
５μｍ以下にすると、計算上、１００％の回折効率ηが
得られない領域が発生する。ホログラム１２４の膜厚が
１５μｍであっても、十分な露光が行われなくて、例え
ば、屈折率ｎ2 の変調が０．０１５とすると、全ての領
域で１００％の回折効率ηが得られなくなる。十分な露
光が行われなくても、全ての領域で１００％の回折効率
ηが得られるようにするためには、ホログラム１２４の
膜厚が２０μｍ以上でなければならない。
【００３３】これより、従来から高い回折効率ηを得る
ために、ホログラム感光材料の膜厚を２０μｍとしてき
た理由を計算により確認することができた。
ために、ホログラム感光材料の膜厚を２０μｍとしてき
た理由を計算により確認することができた。
【００３４】図２(b) は、回折効率ηが物体光１２０の
入射角度θ2 にほとんど依存せず、また、参照光１２２
および再生光１２６の入射角度θ1 に僅かに依存するも
のの、θ1 ≒１１０°あるいはθ1 ≒２５０°における
最大の回折効率ηも４０％に達しないことを示してい
る。従来のＨＵＤおよびＨＭＤが採用している１５０度
から２１０度の入射角度θ1 の領域では、回折効率ηが
２０〜３０％と低いことを示している。
入射角度θ2 にほとんど依存せず、また、参照光１２２
および再生光１２６の入射角度θ1 に僅かに依存するも
のの、θ1 ≒１１０°あるいはθ1 ≒２５０°における
最大の回折効率ηも４０％に達しないことを示してい
る。従来のＨＵＤおよびＨＭＤが採用している１５０度
から２１０度の入射角度θ1 の領域では、回折効率ηが
２０〜３０％と低いことを示している。
【００３５】図２(c) は、物体光１２０の入射角度θ2
に関係なく、参照光１２２および再生光１２６の入射角
度θ1 が１１０度あるいは２５０度（−１１０°）のと
き、回折効率ηが最大で９５％以上の値を有し、入射角
度θ1 が１８０度のとき最小で３０％以下の値を有する
ことを示している。従来のＨＵＤおよびＨＭＤが採用し
ている１５０度から２１０度の入射角度θ1 の領域で
は、回折効率ηが最大値の１／４から１／３であること
を示している。一方、ホログラム１２４および第３の媒
質１２３の屈折率比に基づく回折効率ηを検討したとこ
ろ、屈折率ｎ2 およびｎ3 の比は、ｎ3 ／ｎ2 ≧０．８
を満足しなければならないことが判った。
に関係なく、参照光１２２および再生光１２６の入射角
度θ1 が１１０度あるいは２５０度（−１１０°）のと
き、回折効率ηが最大で９５％以上の値を有し、入射角
度θ1 が１８０度のとき最小で３０％以下の値を有する
ことを示している。従来のＨＵＤおよびＨＭＤが採用し
ている１５０度から２１０度の入射角度θ1 の領域で
は、回折効率ηが最大値の１／４から１／３であること
を示している。一方、ホログラム１２４および第３の媒
質１２３の屈折率比に基づく回折効率ηを検討したとこ
ろ、屈折率ｎ2 およびｎ3 の比は、ｎ3 ／ｎ2 ≧０．８
を満足しなければならないことが判った。
【００３６】図１のモデルにおいて、第１および第３の
媒質１２１および１２３をともにガラス基板にして屈折
率ｎ1 、ｎ2 およびｎ3 の分布をｎ1 ＝１．５２、ｎ2
＝１．６５、ｎ3 ＝１．５２とし、同様の解析を行った
ところ、図２(c) の結果と同様な結果が得られた。
媒質１２１および１２３をともにガラス基板にして屈折
率ｎ1 、ｎ2 およびｎ3 の分布をｎ1 ＝１．５２、ｎ2
＝１．６５、ｎ3 ＝１．５２とし、同様の解析を行った
ところ、図２(c) の結果と同様な結果が得られた。
【００３７】図１および図２(a) 〜(c) で説明したホロ
グラム解析の計算結果の妥当性を調べるために、ホログ
ラム感光材料として銀塩乳剤を用いて反射型ホログラム
光学素子を作製し、それを用いて再生実験を行った。
グラム解析の計算結果の妥当性を調べるために、ホログ
ラム感光材料として銀塩乳剤を用いて反射型ホログラム
光学素子を作製し、それを用いて再生実験を行った。
【００３８】図３(a) はホログラム１２４の物体光１２
０の入射側にガラス基板１２１（図１の第１の媒質１２
１に相当）を配置したものであり、Ｚ軸に対して入射角
度θ1 を有した参照光１２２および再生光１２６がホロ
グラム１２４に入射する。
０の入射側にガラス基板１２１（図１の第１の媒質１２
１に相当）を配置したものであり、Ｚ軸に対して入射角
度θ1 を有した参照光１２２および再生光１２６がホロ
グラム１２４に入射する。
【００３９】図３(b) はホログラム１２４の参照光１２
２および再生光１２６の入射側にガラス基板１２３（図
１の第３の媒質１２３に相当）を配置したものであり、
入射角度θ1 は図３(a) と同一の意味を有する。
２および再生光１２６の入射側にガラス基板１２３（図
１の第３の媒質１２３に相当）を配置したものであり、
入射角度θ1 は図３(a) と同一の意味を有する。
【００４０】図３(a) および(b) において、ホログラム
１２４は７μｍの厚さを有する銀塩乳剤を用いて作製さ
れている。
１２４は７μｍの厚さを有する銀塩乳剤を用いて作製さ
れている。
【００４１】図４は再生実験の結果であり、物体光１２
０が０°入射の時参照光１２２および再生光１２６の入
射角度θ1 に対する回折効率η（％）を示している。曲
線ａは図３(a) に対応し、曲線ｂは図３(b) に対応す
る。曲線ａ、ｂは理論値であり、曲線ａ上の白丸は図３
(a) の実験値であり、曲線ｂ上の白丸は図３(b) の実験
値である。この結果から、理論値と実験値が一致してお
り、理論値が信頼できるものであると判断することがで
きる。
０が０°入射の時参照光１２２および再生光１２６の入
射角度θ1 に対する回折効率η（％）を示している。曲
線ａは図３(a) に対応し、曲線ｂは図３(b) に対応す
る。曲線ａ、ｂは理論値であり、曲線ａ上の白丸は図３
(a) の実験値であり、曲線ｂ上の白丸は図３(b) の実験
値である。この結果から、理論値と実験値が一致してお
り、理論値が信頼できるものであると判断することがで
きる。
【００４２】従来の技術で説明したハーフミラーを用い
たビームコンバイナでは、表示光および外界光の利用率
は５０％である。５０％の１０％に相当する５％の増加
を加えた５５％を回折効率の目標最低値とすると、図４
の曲線ｂから参照光１２２および再生光１２６の入射角
度θ1 は、９２度より１２２度の範囲でなければならな
い。
たビームコンバイナでは、表示光および外界光の利用率
は５０％である。５０％の１０％に相当する５％の増加
を加えた５５％を回折効率の目標最低値とすると、図４
の曲線ｂから参照光１２２および再生光１２６の入射角
度θ1 は、９２度より１２２度の範囲でなければならな
い。
【００４３】本発明者の以上の検討結果に基づくと、ホ
ログラム作製時の参照光の入射角度がホログラム感光材
料層の法線（Ｚ軸）に対して、また、画像再生時の再生
光の入射角度がホログラムの法線（Ｚ軸）に対して、そ
れぞれ、９２度より１２２度の範囲、およびその角度の
法線（Ｚ軸）対称の角度である−９２度より−１２２度
の範囲にあり、かつ、ホログラムの屈折率ｎ2 に対する
比として、ｎ3 ／ｎ2≧０．８を満足する屈折率ｎ3 を
有する第３の媒質がホログラムに対して参照光および再
生光の入射側に配置されていると、ホログラムの膜厚が
７〜８μｍ程度に薄くなっての最低でも５５％の回折効
率を得られることが判る。
ログラム作製時の参照光の入射角度がホログラム感光材
料層の法線（Ｚ軸）に対して、また、画像再生時の再生
光の入射角度がホログラムの法線（Ｚ軸）に対して、そ
れぞれ、９２度より１２２度の範囲、およびその角度の
法線（Ｚ軸）対称の角度である−９２度より−１２２度
の範囲にあり、かつ、ホログラムの屈折率ｎ2 に対する
比として、ｎ3 ／ｎ2≧０．８を満足する屈折率ｎ3 を
有する第３の媒質がホログラムに対して参照光および再
生光の入射側に配置されていると、ホログラムの膜厚が
７〜８μｍ程度に薄くなっての最低でも５５％の回折効
率を得られることが判る。
【００４４】以下、この検討結果に基づいて得られた本
発明の実施の形態を詳細に説明する。
発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４５】第１の実施の形態 図５において、ガラス基板２上にホログラム感光材料１
を塗布する。このホログラム感光材料１は、例えば、銀
塩乳剤、重クロム酸ゼラチン、フォトポリマー、等が用
いられる。また、ガラス基板２はパイレックスガラス、
ソーダガラス、プラスチィックガラス等が用いられる。
物点３側にホログラム感光材料１が存在する。物体光４
はＺ軸に対して０°から−２０°の範囲および参照光４
はＺ軸に対して−９２°から−１２２°の範囲（もしく
は物体光４はＺ軸に対して０°から２０°の範囲および
参照光はＺ軸に対して９２°から１２２°の範囲）で入
射され、ホログラム感光材料１上で干渉縞を形成する。
現像工程を経た後、ホログラムとして記録され、反射型
ホログラム光学素子が完成する。
を塗布する。このホログラム感光材料１は、例えば、銀
塩乳剤、重クロム酸ゼラチン、フォトポリマー、等が用
いられる。また、ガラス基板２はパイレックスガラス、
ソーダガラス、プラスチィックガラス等が用いられる。
物点３側にホログラム感光材料１が存在する。物体光４
はＺ軸に対して０°から−２０°の範囲および参照光４
はＺ軸に対して−９２°から−１２２°の範囲（もしく
は物体光４はＺ軸に対して０°から２０°の範囲および
参照光はＺ軸に対して９２°から１２２°の範囲）で入
射され、ホログラム感光材料１上で干渉縞を形成する。
現像工程を経た後、ホログラムとして記録され、反射型
ホログラム光学素子が完成する。
【００４６】図６において、画像の再生は参照光５の方
向から再生光７をホログラム６に照射すると、物点３の
位置に像８が現われる。
向から再生光７をホログラム６に照射すると、物点３の
位置に像８が現われる。
【００４７】図７はこの反射型ホログラムを用いたＨＭ
Ｄを示す。Ｚ軸から−１１０°の方向にホログラム６の
原点１４から２４ｍｍ離れた位置にバックライト付きＬ
ＣＤ１０を配置した。このＬＣＤ１０上に６ポイントの
ＸＥＲＯＸの文字（白地に黒文字）を表示した。そこで
Ｚ軸上でホログラム６を見ると、−Ｚ方向に虚像１２を
観察することができた。
Ｄを示す。Ｚ軸から−１１０°の方向にホログラム６の
原点１４から２４ｍｍ離れた位置にバックライト付きＬ
ＣＤ１０を配置した。このＬＣＤ１０上に６ポイントの
ＸＥＲＯＸの文字（白地に黒文字）を表示した。そこで
Ｚ軸上でホログラム６を見ると、−Ｚ方向に虚像１２を
観察することができた。
【００４８】図８は、そのとき接写で２５０ｍｍのとこ
ろに焦点をあわせたカメラ１３で撮影した写真を示す。
ろに焦点をあわせたカメラ１３で撮影した写真を示す。
【００４９】第２の実施の形態 図９(a) 〜(e) は、ガラス基板の代わりにプリズム上に
作製した反射型ホログラム光学素子を用いたＨＵＤの製
造方法を示す。始めに、２０°の頂角を持つプリズム１
５を準備する。ここでプリズム１５はガラス（パイレッ
クス、ソーダガラスなど）以外にＰＭＭＡなどを母体に
持つプラスチィックでも構わない。図９(a) において、
同一形状の別のプリズム１６を接着剤１７で接着して重
ねて水平面を出すようにする。使用する接着剤１７は後
に剥がす事が可能な接着剤を用いる。図９(b) におい
て、２枚貼り合わせのプリズム１５および１６のプリズ
ム１５上にホログラム感光材料１８を塗布する。ホログ
ラム感光材料１８は塗布膜でなく、スピンコート膜でも
構わない。図５に示されている光学配置で、ホログラム
１９を作製する。ホログラム作製後、剥離剤で接着剤１
７を除去し、プリズム１６を剥がす。図９(d) におい
て、露光された部分のみを覆う別のプリズム21を接着す
る。図９(e) において、最初に準備したプリズム１５の
底辺部分に表示素子（ＬＣＤなど）２２を密着させる。
このようにして、ＨＵＤ２３を作製する。
作製した反射型ホログラム光学素子を用いたＨＵＤの製
造方法を示す。始めに、２０°の頂角を持つプリズム１
５を準備する。ここでプリズム１５はガラス（パイレッ
クス、ソーダガラスなど）以外にＰＭＭＡなどを母体に
持つプラスチィックでも構わない。図９(a) において、
同一形状の別のプリズム１６を接着剤１７で接着して重
ねて水平面を出すようにする。使用する接着剤１７は後
に剥がす事が可能な接着剤を用いる。図９(b) におい
て、２枚貼り合わせのプリズム１５および１６のプリズ
ム１５上にホログラム感光材料１８を塗布する。ホログ
ラム感光材料１８は塗布膜でなく、スピンコート膜でも
構わない。図５に示されている光学配置で、ホログラム
１９を作製する。ホログラム作製後、剥離剤で接着剤１
７を除去し、プリズム１６を剥がす。図９(d) におい
て、露光された部分のみを覆う別のプリズム21を接着す
る。図９(e) において、最初に準備したプリズム１５の
底辺部分に表示素子（ＬＣＤなど）２２を密着させる。
このようにして、ＨＵＤ２３を作製する。
【００５０】第３の実施の形態 図１０は図９のＨＵＤ２３を用いたプロンプタを示す。
ホログラム１９の表面に防弾ガラス２４を付けて、机２
５上に配置することにより、首相官邸で開かれる記者会
見などに利用することができる。また、防弾ガラスなし
でも一般のプロンプタとして使用することができる。
ホログラム１９の表面に防弾ガラス２４を付けて、机２
５上に配置することにより、首相官邸で開かれる記者会
見などに利用することができる。また、防弾ガラスなし
でも一般のプロンプタとして使用することができる。
【００５１】第４の実施の形態 図１１および図１２は反射型ホログラム光学素子を用い
たメガネディスプレイおよびその製造方法を説明する。
ＪＩＳで定められているメガネレンズの第２面の曲率半
径は８７ｍｍである。肉厚が５ｍｍの度が付いていない
メガネレンズ３７を準備した。
たメガネディスプレイおよびその製造方法を説明する。
ＪＩＳで定められているメガネレンズの第２面の曲率半
径は８７ｍｍである。肉厚が５ｍｍの度が付いていない
メガネレンズ３７を準備した。
【００５２】例えば、ホログラム感光材料として、例え
ば、フォトポリマー３６をメガネレンズ３７上にスピン
コートする。このとき、回転スピード等を制御すること
により、メガネレンズ３７上に膜厚が約８μｍの均一な
フォトポリマーを形成した。
ば、フォトポリマー３６をメガネレンズ３７上にスピン
コートする。このとき、回転スピード等を制御すること
により、メガネレンズ３７上に膜厚が約８μｍの均一な
フォトポリマーを形成した。
【００５３】図１１はフォトポリマー３６が付いたメガ
ネレンズ３７にホログラムを作成する光学系の配置を示
す。メガネレンズ３７が曲率を持っているため、参照光
５をＺ軸に対して−１０５度で入射させると、メガネレ
ンズ３７の端面３７ａからフォトポリマー３６を照射す
る。この時、原点１４から拡大レンズ３９までの距離を
３０ｍｍとした。露光、現像処理後にホログラムつきメ
ガネレンズが作製された。更に詳細に述べると、Ｈｅ−
Ｎｅレーザ３０から出射されたビームはミラー３１で折
り曲げられた後、ハーフミラー３２で２つのビームに分
けられる。１つのビーム３２ａはミラー３３で折り曲げ
られた後、拡大レンズ３４で発散波に変換されてホログ
ラムの開口の大きさまでビーム径が拡大された後、コリ
メータレンズ３５をとおして平面波に変換される。もう
一方のビーム３２ｂはミラー３８で折り曲げられた後、
レンズ３９をとおして発散波に変換される。ビーム３２
ａとビーム３２ｂはフォトポリマー３６上で干渉縞を形
成する。フォトポリマー３６上に形成された干渉縞は現
像工程を経てホログラムを記録する。ここでは平面波と
発散波でホログラムを作製する方法を述べたが、収束波
と発散波でも作製することができる。
ネレンズ３７にホログラムを作成する光学系の配置を示
す。メガネレンズ３７が曲率を持っているため、参照光
５をＺ軸に対して−１０５度で入射させると、メガネレ
ンズ３７の端面３７ａからフォトポリマー３６を照射す
る。この時、原点１４から拡大レンズ３９までの距離を
３０ｍｍとした。露光、現像処理後にホログラムつきメ
ガネレンズが作製された。更に詳細に述べると、Ｈｅ−
Ｎｅレーザ３０から出射されたビームはミラー３１で折
り曲げられた後、ハーフミラー３２で２つのビームに分
けられる。１つのビーム３２ａはミラー３３で折り曲げ
られた後、拡大レンズ３４で発散波に変換されてホログ
ラムの開口の大きさまでビーム径が拡大された後、コリ
メータレンズ３５をとおして平面波に変換される。もう
一方のビーム３２ｂはミラー３８で折り曲げられた後、
レンズ３９をとおして発散波に変換される。ビーム３２
ａとビーム３２ｂはフォトポリマー３６上で干渉縞を形
成する。フォトポリマー３６上に形成された干渉縞は現
像工程を経てホログラムを記録する。ここでは平面波と
発散波でホログラムを作製する方法を述べたが、収束波
と発散波でも作製することができる。
【００５４】図１２は図１１で作製した反射型ホログラ
ム光学素子を有するメガネディスプレイを示す。このメ
ガネディスプレイはメガネレンズ３７上に形成されたホ
ログラム４３面を保護するために、紫外線硬化接着剤を
用いて付着された保護膜４４を有する。保護膜４４とし
て、非晶質ポリオレフィン、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、パー
フルオロアルコキシポリエチレン（ＰＦＡ）、等があげ
られる。その後、メガネレンズ３７の端面３７ａにバッ
クライト付きＬＣＤ４０を配置した。ＬＣＤ４０は、例
えば、９ｍｍ×５ｍｍのサイズを有する。ホログラム４
３の原点からＬＣＤ４０までの距離は２４ｍｍである。
このメガネレンズ３７はフレーム４２によって支持され
ている。メガネレンズ３７の直径あるいは垂直方向のサ
イズは５ｃｍ以上である。従って、水平面上に投影した
面積のＺ軸方向のサイズを１．７ｃｍ以下に抑えてメガ
ネの装着性を低下させないためには、物体光の入射角度
θ2 は±２０°以下に設定することが好ましい。
ム光学素子を有するメガネディスプレイを示す。このメ
ガネディスプレイはメガネレンズ３７上に形成されたホ
ログラム４３面を保護するために、紫外線硬化接着剤を
用いて付着された保護膜４４を有する。保護膜４４とし
て、非晶質ポリオレフィン、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、パー
フルオロアルコキシポリエチレン（ＰＦＡ）、等があげ
られる。その後、メガネレンズ３７の端面３７ａにバッ
クライト付きＬＣＤ４０を配置した。ＬＣＤ４０は、例
えば、９ｍｍ×５ｍｍのサイズを有する。ホログラム４
３の原点からＬＣＤ４０までの距離は２４ｍｍである。
このメガネレンズ３７はフレーム４２によって支持され
ている。メガネレンズ３７の直径あるいは垂直方向のサ
イズは５ｃｍ以上である。従って、水平面上に投影した
面積のＺ軸方向のサイズを１．７ｃｍ以下に抑えてメガ
ネの装着性を低下させないためには、物体光の入射角度
θ2 は±２０°以下に設定することが好ましい。
【００５５】このバックライト付きＬＣＤ４０は、例え
ば、レーザーをＡＯ偏向器により２次元に走査させるこ
とにより形成したレーザーディスプレイ、微細加工技術
によって作製されたマイクロ可動ミラーから成り立つ２
次元ディスプレイ、２次元ＬＥＤアレイによるディスプ
レイ、等によって置き換えられても良い。
ば、レーザーをＡＯ偏向器により２次元に走査させるこ
とにより形成したレーザーディスプレイ、微細加工技術
によって作製されたマイクロ可動ミラーから成り立つ２
次元ディスプレイ、２次元ＬＥＤアレイによるディスプ
レイ、等によって置き換えられても良い。
【００５６】このメガネディスプレイにおいて、ＬＣＤ
４０上に６ポイントのＸＥＲＯＸの文字を表示させたと
き、メガネレンズ３７から２５ｃｍの位置に虚像として
ＸＥＲＯＸの文字があらわれた。
４０上に６ポイントのＸＥＲＯＸの文字を表示させたと
き、メガネレンズ３７から２５ｃｍの位置に虚像として
ＸＥＲＯＸの文字があらわれた。
【００５７】メガネディスプレイは、本発明者が発明
し、本出願人が出願した特願平７−３４４０３０号に説
明されている。本発明では、その出願を言及することに
よってその記載を全てここで援用することにする。
し、本出願人が出願した特願平７−３４４０３０号に説
明されている。本発明では、その出願を言及することに
よってその記載を全てここで援用することにする。
【００５８】第５の実施の形態 図１３は図１２のメガネディスプレイに外界光、即ち外
部の画像情報の透過率を制御する調光機能を付与した実
施の形態を示すものであり、例えば、光技術コンタクト
（Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．１， １９９５）の２５ページ
に記載されているエレクトロクロミック素子を用いてい
る。このメガネディスプレイの作製は、反射型ホログラ
ム光学素子４３を有するメガネディスプレイ３７を真空
蒸着装置内にセットし、始めにバッファ層４９としてＳ
i Ｏ2 を蒸着し、次に第１透明ガラス電極（ＩＴＯ）４
８を蒸着し、その上部に、エレクトロクロミック素子
（ＥＣ層）４７をコーティングした。ＥＣ層は５層から
成り立つ。そして、その上部にＷＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｉ
ｒＯX ＮＯ層（図示せず）を成膜後、再び、その上部に
第２透明ガラス電極（ＩＴＯ）４６を成膜し、最後に保
護膜４４を塗布した。この２つのＩＴＯ４６と４８の間
に、制御部５２によって制御された電圧を印加すると、
透過率が制御される。制御部５２は外光センサ５２ａと
マニュアルキー５２ｂを有し、何れかの信号に基づいて
直流電圧ＶDCを分圧し、その分圧された電圧をＩＴＯ４
６と４８の間に印加する。この制御により透過率は１０
％から８０％の範囲で調節することができる。
部の画像情報の透過率を制御する調光機能を付与した実
施の形態を示すものであり、例えば、光技術コンタクト
（Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．１， １９９５）の２５ページ
に記載されているエレクトロクロミック素子を用いてい
る。このメガネディスプレイの作製は、反射型ホログラ
ム光学素子４３を有するメガネディスプレイ３７を真空
蒸着装置内にセットし、始めにバッファ層４９としてＳ
i Ｏ2 を蒸着し、次に第１透明ガラス電極（ＩＴＯ）４
８を蒸着し、その上部に、エレクトロクロミック素子
（ＥＣ層）４７をコーティングした。ＥＣ層は５層から
成り立つ。そして、その上部にＷＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｉ
ｒＯX ＮＯ層（図示せず）を成膜後、再び、その上部に
第２透明ガラス電極（ＩＴＯ）４６を成膜し、最後に保
護膜４４を塗布した。この２つのＩＴＯ４６と４８の間
に、制御部５２によって制御された電圧を印加すると、
透過率が制御される。制御部５２は外光センサ５２ａと
マニュアルキー５２ｂを有し、何れかの信号に基づいて
直流電圧ＶDCを分圧し、その分圧された電圧をＩＴＯ４
６と４８の間に印加する。この制御により透過率は１０
％から８０％の範囲で調節することができる。
【００５９】第６の実施の形態 図１４において、メガネレンズ３７にバックライトつき
ＬＣＤ４０を組込み、また図１３のエレクトロクロミッ
ク素子４７等を有する調光装置５５の電極の配線を行
い、メガネフレーム４２を取り付けることにより、メガ
ネディスプレイが作製される。これにより、外界の画像
情報を除去したり、調光することができる調光装置５５
が付いたメガネディスプレイとすることができ、シース
ルーでの使用を選択したり、画像表示のみを選択するこ
とができる。さらに、イヤホン５６がつくと、テレビ等
を視聴することができるようになる。
ＬＣＤ４０を組込み、また図１３のエレクトロクロミッ
ク素子４７等を有する調光装置５５の電極の配線を行
い、メガネフレーム４２を取り付けることにより、メガ
ネディスプレイが作製される。これにより、外界の画像
情報を除去したり、調光することができる調光装置５５
が付いたメガネディスプレイとすることができ、シース
ルーでの使用を選択したり、画像表示のみを選択するこ
とができる。さらに、イヤホン５６がつくと、テレビ等
を視聴することができるようになる。
【００６０】第７の実施の形態 図１５(a) 、(b) は画像情報を光ファイバーで伝送する
メガネディスプレイを示す。このメガネディスプレイに
おいて、ＬＣＤ６０からの画像情報光６９はレンズ６１
を通して光ファイバの束もしくはイメージファイバ６２
に導入される。光ファイバの束、もしくはイメージファ
イバ６２からの画像情報光はレンズ６３を通してその後
方に中間像６６として形成される。この中間像６６がホ
ログラム６４のレンズ作用と回折作用でホログラム６４
の前方に虚像６７として表示される。光ファイバの束、
もしくはイメージファイバ６２は、図１５(b) に示すよ
うに、保護シース６２ｂ内に収容された複数の光ファイ
バ６２ａを有し、画素密度に応じて３０００本、１０
０，０００本、等の光ファイバ６２ａによって構成され
る。レンズ６３とメガネレンズ６５は光透過性の部材６
８によって一体化されている。光ファイバの束、もしく
はイメージファイバ６２は、光コネクタ（図示せず）を
介してレンズ６１、６３と光結合できるように構成され
ている。
メガネディスプレイを示す。このメガネディスプレイに
おいて、ＬＣＤ６０からの画像情報光６９はレンズ６１
を通して光ファイバの束もしくはイメージファイバ６２
に導入される。光ファイバの束、もしくはイメージファ
イバ６２からの画像情報光はレンズ６３を通してその後
方に中間像６６として形成される。この中間像６６がホ
ログラム６４のレンズ作用と回折作用でホログラム６４
の前方に虚像６７として表示される。光ファイバの束、
もしくはイメージファイバ６２は、図１５(b) に示すよ
うに、保護シース６２ｂ内に収容された複数の光ファイ
バ６２ａを有し、画素密度に応じて３０００本、１０
０，０００本、等の光ファイバ６２ａによって構成され
る。レンズ６３とメガネレンズ６５は光透過性の部材６
８によって一体化されている。光ファイバの束、もしく
はイメージファイバ６２は、光コネクタ（図示せず）を
介してレンズ６１、６３と光結合できるように構成され
ている。
【００６１】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の反射型ホロ
グラム光学素子およびその製造方法、およびその反射型
ホログラム光学素子を用いた画像表示装置によると、ホ
ログラム作製時の参照光の入射角度をホログラム感光材
料層の法線（Ｚ軸）に対して、また、画像再生時の再生
光の入射角度をホログラムの法線（Ｚ軸）に対して、そ
れぞれ、所定の角度の範囲に設定し、かつ、ホログラム
の屈折率とホログラムの参照光および再生光の入射側の
媒質の屈折率との比を所定の値に設定したので、ホログ
ラムの膜厚を減少しても、所定の回折効率を得ることが
できる。その結果、ホログラムを垂直もしくはそれに近
い状態で配置することができるようになり、反射型ホロ
グラム光学素子を小型化および軽量化することができ、
メガネ等の小さな物品にも組み込むことができる。ま
た、ホログラムの膜厚の減少により反射型ホログラムの
生産性を向上することができ、コストダウンを図ること
ができる。
グラム光学素子およびその製造方法、およびその反射型
ホログラム光学素子を用いた画像表示装置によると、ホ
ログラム作製時の参照光の入射角度をホログラム感光材
料層の法線（Ｚ軸）に対して、また、画像再生時の再生
光の入射角度をホログラムの法線（Ｚ軸）に対して、そ
れぞれ、所定の角度の範囲に設定し、かつ、ホログラム
の屈折率とホログラムの参照光および再生光の入射側の
媒質の屈折率との比を所定の値に設定したので、ホログ
ラムの膜厚を減少しても、所定の回折効率を得ることが
できる。その結果、ホログラムを垂直もしくはそれに近
い状態で配置することができるようになり、反射型ホロ
グラム光学素子を小型化および軽量化することができ、
メガネ等の小さな物品にも組み込むことができる。ま
た、ホログラムの膜厚の減少により反射型ホログラムの
生産性を向上することができ、コストダウンを図ること
ができる。
【図１】本発明におけるホログラム解析の計算を実行す
るモデルを示す説明図。
るモデルを示す説明図。
【図２】本発明におけるホログラム解析の計算の結果を
示す説明図。
示す説明図。
【図３】本発明におけるホログラム解析の実験を行う反
射型ホログラム光学素子を示す説明図。
射型ホログラム光学素子を示す説明図。
【図４】本発明におけるホログラム解析の計算結果と実
験結果を対比して示すグラフ。
験結果を対比して示すグラフ。
【図５】本発明の第１の実施の形態の反射型ホログラム
光学素子を製造する方法を示す説明図。
光学素子を製造する方法を示す説明図。
【図６】本発明の第１の実施の形態の反射型ホログラム
光学素子を示す説明図。
光学素子を示す説明図。
【図７】本発明の第１の実施の形態の反射型ホログラム
光学素子を用いたＨＭＤを示す説明図。
光学素子を用いたＨＭＤを示す説明図。
【図８】図７のＨＭＤで表示された画像を撮影した写
真。
真。
【図９】本発明の第２の実施の形態の反射型ホログラム
光学素子を用いたＨＵＤの製造方法を示す説明図。
光学素子を用いたＨＵＤの製造方法を示す説明図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態のプロンプタを示
す説明図。
す説明図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態のメガネディスプ
レイの製造方法を示す説明図。
レイの製造方法を示す説明図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態のメガネディスプ
レイを示す説明図。
レイを示す説明図。
【図１３】本発明の第５の実施の形態のメガネディスプ
レイを示す説明図。
レイを示す説明図。
【図１４】本発明の第６の実施の形態のメガネディスプ
レイを示す説明図。
レイを示す説明図。
【図１５】本発明の第７の実施の形態のメガネディスプ
レイを示す説明図。
レイを示す説明図。
【図１６】従来のハーフミラーをビームコンバイナとし
て用いた画像表示装置を示す説明図。
て用いた画像表示装置を示す説明図。
【図１７】従来のＨＭＤを示す説明図。
１，１８，３６， ホログラム感光材料 ２， ガラス基板 ３， 物点 ４，１２０， 物体光 ５，１２２， 参照光 ６，１９，４３，６４，１２４， ホログラム ７，１２６， 再生光 ８，１２， 画像 １０，６０， ＬＣＤ １３， カメラ １４， ホログラムの原点 １５，１６，２１， プリズム １７， 接着剤 ２４， 防弾ガラス ３０， Ｈｅ−Ｎｅレーザ ３１，３２，３３，３８， ミラー ３４，３５，３９，６１，６３ レンズ ３７，６５， メガネレンズ ４４， 保護膜 ４６，４８， 透明電極 ４７， エレクトロクロミック素子 ４９， バッファー層 ５２， 制御部 ５２ａ， 外光センサ ５２ｂ， マニュアルキー ５５， 調光装置 ５６， イヤーホン ６２， 光ファイバの束あるいはイメージファイバ ６７，６８， 像 ６９， ＬＣＤの画像情報光 １２１， 第１の媒質 １２３， 第３の媒質 １２５， 格子ベクトル
Claims (27)
- 【請求項１】 第１の屈折率を有し、主面および端面を
形成された屈折率媒体と、 第２の屈折率を有し、前記屈折率媒体の前記主面に所定
の厚さで形成されたホログラム膜と、 前記ホログラム膜の法線に対して所定の角度を有して前
記屈折率媒体の前記端面から前記ホログラム膜へ再生光
を入射する再生光入射手段を備えたことを特徴とする反
射型ホログラム光学素子。 - 【請求項２】 前記再生光入射手段は、前記再生光を入
射する前記所定の角度を９２度から１２２度、あるいは
−９２度から−１２２度に設定する構成の請求項１の反
射型ホログラム光学素子 - 【請求項３】 前記屈折率媒体は、前記第１の屈折率と
して前記ホログラム膜の前記第２の屈折率の０．８倍以
上の屈折率を有する構成の請求項１の反射型ホログラム
光学素子。 - 【請求項４】 前記ホログラム膜は、前記再生光に対し
て５５％以上の回折効果を有する構成の請求項１の反射
型ホログラム光学素子。 - 【請求項５】 前記屈折率媒体は、透明ガラス基板ある
いは透明プラスチック基板である構成の請求項１の反射
型ホログラム光学素子。 - 【請求項６】 前記屈折率媒体は、プリズムである構成
の請求項１の反射型ホログラム光学素子。 - 【請求項７】 前記屈折率媒体は、透明ガラス基板とプ
リズムを密着させた複合体である構成の請求項１の反射
型ホログラム光学素子。 - 【請求項８】 前記ホログラム膜は、前記所定の厚さと
して２０μｍ以下の厚さを有する構成の請求項１の反射
型ホログラム光学素子。 - 【請求項９】 主面および端面を有する第１の屈折率の
屈折率媒体の前記主面に第２の屈折率のホログラム感光
材料を所定の厚さで塗布し、 前記ホログラム感光材料の法線に対して第１の所定の角
度を有して前記屈折率媒体の前記端面から前記ホログラ
ム感光材料へ参照光を入射し、かつ、前記法線に対して
第２の所定の角度を有して前記屈折率媒体の反対側から
前記ホログラム感光材料へ物体光を入射し、 前記参照光と前記物体光によって形成された前記ホログ
ラム感光材料の干渉縞を現像して前記屈折率媒体の前記
主面にホログラム膜を作成することを特徴とする反射型
ホログラム光学素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記参照光の入射は、前記第１の所定
の角度を９２度から１２２度、あるいは−９２度から−
１２２度に設定して実行され、 前記物体光の入射は、前記第２の所定の角度を０度から
±２０度に設定して実行される構成の請求項９の反射型
ホログラム光学素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記ホログラム感光材料の塗布は、前
記第２の屈折率の０．８倍以上の屈折率を前記第１の屈
折率として有する前記屈折率媒体の前記主面で実行され
る構成の請求項９の反射型ホログラム光学素子の製造方
法。 - 【請求項１２】 前記ホログラム感光材料の塗布は、第
１および第２のプリズムを接着して前記屈折率媒体を形
成し、前記第１のプリズムの主面を前記屈折率媒体の前
記主面として実行され、 前記ホログラム膜の作成は、前記第２のプリズムを除去
された後、前記第２のプリズムよりサイズの小さい第３
のプリズムを接着される前記第１のプリズムの前記主面
で実行される構成の請求項９の反射型ホログラム光学素
子の製造方法。 - 【請求項１３】 第１の屈折率を有し、主面および端面
を形成された屈折率媒体と、 第２の屈折率を有し、前記屈折率媒体の前記主面に所定
の厚さで形成されたホログラム膜と、 前記ホログラム膜の法線に対して所定の角度を有して前
記屈折率媒体の前記端面から前記ホログラム膜へ再生光
として画像表示光を入射する画像表示手段を備えたこと
を特徴とする画像表示装置。 - 【請求項１４】 前記画像表示手段は、画像表示面が前
記屈折率媒体の前記端面に密接して配置される構成の請
求項１３の画像表示装置。 - 【請求項１５】 前記画像表示手段は、前記画像表示光
を入射する前記所定の角度を９２度から１２２度、ある
いは−９２度から−１２２度に設定する構成の請求項１
３の画像表示装置。 - 【請求項１６】 前記屈折率媒体は、前記第１の屈折率
として前記ホログラム膜の前記第２の屈折率の０．８倍
以上の屈折率を有する構成の請求項１３記載の画像表示
装置。 - 【請求項１７】 前記ホログラム膜は、前記再生光に対
して５５％以上の回折効率を有する構成の請求項１３の
画像表示装置。 - 【請求項１８】 前記屈折率媒体は、透明ガラス基板あ
るいは透明プラスチック基板である構成の請求項１３の
画像表示装置。 - 【請求項１９】 前記屈折率媒体は、プリズムである構
成の請求項１３の画像表示装置。 - 【請求項２０】 前記屈折率媒体は、透明ガラス基板と
プリズムを密着させた複合体である構成の請求項１３の
画像表示装置。 - 【請求項２１】 前記ホログラム膜は、前記所定の厚さ
として２０μｍ以下の厚さを有する構成の請求項１３の
画像表示装置。 - 【請求項２２】 前記屈折率媒体は、メガネフレームに
支持されたメガネレンズである構成の請求項１３の画像
表示装置。 - 【請求項２３】 前記メガネレンズは、前記ホログラム
膜の外界側に外界光を遮断あるいは透過させる調光手段
を有する構成の請求項２２の画像表示装置。 - 【請求項２４】 前記画像表示手段は、前記メガネフレ
ームあるいは前記メガネレンズに組み込まれている構成
の請求項２２の画像表示装置。 - 【請求項２５】 前記ホログラム膜は、保護膜によって
保護されている構成の請求項２２の画像表示装置。 - 【請求項２６】 前記画像表示手段は、光ファイバの束
あるいはイメージファイバによって前記メガネレンズに
光学的に結合されている構成の請求項２２の画像表示装
置。 - 【請求項２７】 前記調光手段は、エレクトロクロミッ
ク素子である構成の請求項２３の画像表示装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30361696A JPH10133554A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 反射型ホログラム光学素子およびその製造方法、およびその反射型ホログラム光学素子を用いた画像表示装置 |
| DE19654591A DE19654591A1 (de) | 1995-12-28 | 1996-12-27 | Reflexionsholografisches optisches Element, seine Herstellung und eine Bilddisplayvorrichtung, welche diese verwendet |
| KR1019960074802A KR970049145A (ko) | 1995-12-28 | 1996-12-28 | 반사 홀로그래피 광 소자, 그 제조 방법 및 이를 사용한 영상 디스플레이 장치 |
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| JP30361696A JPH10133554A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 反射型ホログラム光学素子およびその製造方法、およびその反射型ホログラム光学素子を用いた画像表示装置 |
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ID=17923140
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100442820B1 (ko) * | 2001-05-04 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | 큰 입사각을 갖는 홀로그램 기록방법 및 홀로그래픽리플렉터를 이용한 홀로그램 재생장치 및 이를 이용한재생방법 및 홀로그래픽 리플렉터를 이용한평면표시소자장치 |
| JP2009512906A (ja) * | 2005-10-24 | 2009-03-26 | アイティーティー マニュファクチャリング エンタープライジーズ， インコーポレイテッド | 紫外スペクトル領域に最適化された体積位相ホログラフィック回折格子 |
| CN107750346A (zh) * | 2015-06-17 | 2018-03-02 | 卡尔蔡司斯马特光学有限公司 | 眼镜镜片和用于制作眼镜镜片的方法 |
-
1996
- 1996-10-29 JP JP30361696A patent/JPH10133554A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100442820B1 (ko) * | 2001-05-04 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | 큰 입사각을 갖는 홀로그램 기록방법 및 홀로그래픽리플렉터를 이용한 홀로그램 재생장치 및 이를 이용한재생방법 및 홀로그래픽 리플렉터를 이용한평면표시소자장치 |
| US6842273B2 (en) | 2001-05-04 | 2005-01-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Hologram recording method using beam with very large incident angle, hologram reproduction apparatus using holographic reflector and sologram reproduction method using the same, and flat display element apparatus using holographic reflector |
| US7573623B2 (en) | 2001-05-04 | 2009-08-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Hologram recording method using beam with very large incident angle, hologram reproduction apparatus using holographic reflector and hologram reproduction method using the same, and flat display element apparatus using holographic reflector |
| JP2009512906A (ja) * | 2005-10-24 | 2009-03-26 | アイティーティー マニュファクチャリング エンタープライジーズ， インコーポレイテッド | 紫外スペクトル領域に最適化された体積位相ホログラフィック回折格子 |
| CN107750346A (zh) * | 2015-06-17 | 2018-03-02 | 卡尔蔡司斯马特光学有限公司 | 眼镜镜片和用于制作眼镜镜片的方法 |
| JP2018517942A (ja) * | 2015-06-17 | 2018-07-05 | カール ツァイス スマート オプティクス ゲーエムベーハーＣａｒｌ Ｚｅｉｓｓ Ｓｍａｒｔ Ｏｐｔｉｃｓ Ｇｍｂｈ | 眼鏡レンズ及び眼鏡レンズの製造方法 |
| US10534196B2 (en) | 2015-06-17 | 2020-01-14 | tooz technologies GmbH | Spectacle lens and method for producing a spectacle lens |
| US11169398B2 (en) | 2015-06-17 | 2021-11-09 | tooz technologies GmbH | Spectacle lens and method for producing a spectacle lens |
| CN114721169A (zh) * | 2015-06-17 | 2022-07-08 | 图茨技术股份有限公司 | 眼镜镜片和用于制作眼镜镜片的方法 |
| EP3311217B1 (de) * | 2015-06-17 | 2024-01-17 | tooz technologies GmbH | Brillenglas und verfahren zur herstellung eines brillenglases |
| EP4332665A2 (de) | 2015-06-17 | 2024-03-06 | tooz technologies GmbH | Brillenglas und verfahren zur herstellung eines brillenglases |
| CN114721169B (zh) * | 2015-06-17 | 2024-03-19 | 图茨技术股份有限公司 | 眼镜镜片和用于制作眼镜镜片的方法 |
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