WO2016170928A1 - 光学デバイス，その製造方法及び映像表示装置 - Google Patents

光学デバイス，その製造方法及び映像表示装置 Download PDF

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hologram
image
photosensitive material
structural
optical device
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Inventor
善行 小川
誉之 岡野
笠井　一郎
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/32—Holograms used as optical elements
    • 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
    • G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording

Definitions

  • the present invention relates to an optical device, a manufacturing method thereof, and an image display device.
  • an optical device having a hologram member between transparent substrates, a manufacturing method thereof, and an image of a display element are observed using the hologram member.
  • the present invention relates to a video display device that projects and displays on a human eye.
  • a hologram which is one of optical elements is very useful as a combiner mounted on, for example, a head-mounted display (HMD) or a head-up display (HUD).
  • HMD head-mounted display
  • HUD head-up display
  • a hologram is embedded in a transparent base material (sandwiched between two transparent base materials) and used, the merit that it is hardly affected by the external environment such as humidity and oxygen can be obtained.
  • the structure embedded in the transparent substrate makes it possible to employ an optical system that guides the image light provided from the image display element to the hologram by totally reflecting the light within the transparent resin. Then, by optimizing the transparent substrate shape and the hologram shape, it is possible to ensure the see-through property of the external image while maintaining the optical performance of the hologram.
  • Patent Documents 3 and 4 propose methods for solving problems caused by using a hologram.
  • Patent Document 3 describes a method for reducing the interface reflectance of a hologram recording material as a method for preventing exposure of specular reflection noise due to surface reflection or interface reflection during hologram exposure.
  • Patent Document 4 describes a method of providing an antireflection structure on the surface (interface with the air layer) of a member sandwiching the hologram in order to reduce stray light during hologram reproduction.
  • the use of the antireflection layer takes into account only the reduction of regular reflection noise during exposure. Therefore, the reflectance of the interface reflection between the hologram photosensitive material and the air layer is only reduced.
  • an antireflection structure is formed on the surface of the windshield sandwiching the hologram to reduce stray light during reproduction. This antireflection structure is formed at the interface between the substrate (front glass) and the air layer.
  • the antireflection function takes into account only the reduction in reflectance due to the difference in refractive index between the base material (front glass) and the air layer.
  • the antireflection function considering only the reduction in reflectivity of the interface reflection between the hologram photosensitive material and the air layer, the refractive index between the air layer and the adhesive in the hologram embedded in the transparent substrate by bonding after exposure. Therefore, the refractive index cannot be matched between the antireflection layer applied on the hologram photosensitive material and the adhesive. As a result, the interface reflection prevention function is changed to an increase reflection function at the time of video reproduction, and regular reflection noise is increased.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an optical device in which generation of regular reflection noise during hologram reproduction is suppressed, a manufacturing method thereof, and a high-quality image in an external image.
  • An object of the present invention is to provide a video display device capable of superimposed see-through display.
  • an optical device of the present invention is an optical device having a hologram member between a first transparent substrate and a second transparent substrate, With the adhesive provided between the first and second transparent base materials, the first transparent base material and the second transparent base material are joined so as to sandwich the hologram member,
  • the hologram member has a structural antireflection structure on a surface forming an interface with the adhesive.
  • An image display apparatus of the present invention includes the optical device according to the present invention and a display element that displays an image, and the hologram member diffracts light of a specific wavelength in the image light from the display element. .
  • the method for producing an optical device of the present invention is a method for producing an optical device having a hologram member between a first transparent substrate and a second transparent substrate, Providing a structural antireflection structure on the surface of the hologram photosensitive material to be the material of the hologram member; Attaching the hologram photosensitive material to a first transparent substrate; Performing hologram exposure by laser beam irradiation from two directions on the hologram photosensitive material; Bonding the first transparent substrate and the second transparent substrate with an adhesive so as to sandwich the hologram member obtained by the hologram exposure between the first and second transparent substrates; , Have
  • an optical device in which generation of specular reflection noise during hologram reproduction is suppressed, a manufacturing method thereof, and an image display device capable of see-through display in which a high-quality image is superimposed on an external image. it can.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view schematically showing an embodiment of an optical device.
  • the optical block diagram which shows one Embodiment of the video display apparatus provided with the optical device of FIG.
  • the optical path figure which shows hologram exposure.
  • the expansion optical path figure which shows hologram exposure.
  • the optical path figure which shows hologram reproduction.
  • the schematic sectional drawing which shows typically the hologram photosensitive material by which the structural antireflection structure was provided in the surface by the manufacturing method of 1st Embodiment.
  • the schematic sectional drawing which shows typically the hologram photosensitive material by which the structural antireflection structure was provided in the surface by the manufacturing method of 2nd Embodiment.
  • the schematic sectional drawing which shows typically the hologram photosensitive material by which the structural antireflection structure was provided in the surface by the manufacturing method of 3rd Embodiment.
  • the schematic process drawing which shows the manufacturing method of a 1st embodiment in section.
  • the schematic process drawing which shows the manufacturing method of a 2nd embodiment in section.
  • the schematic process drawing which shows the manufacturing method of a 3rd embodiment in section.
  • the perspective view which shows the spectacles type head mounted display provided with the video display apparatus of FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal sectional structure of an optical device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal sectional structure of an image display apparatus 1 including the optical device 10 and a display element 20.
  • the optical device 10 includes first and second transparent base materials 11 and 12; a hologram member 13 and the like, and the hologram member 13 is interposed between the first transparent base material 11 and the second transparent base material 12. It has the structure which has.
  • the hologram member 13 is affixed to the first transparent base material 11, and an adhesive 14 provided between the first and second transparent base materials 11 and 12, and the first transparent base material 11 and the second transparent base material 11.
  • the transparent base material 12 is joined so as to sandwich the hologram member 13 therebetween. That is, the first transparent base material 11 and the second transparent base material 12 are bonded by the adhesive 14 provided between the first transparent base material 11 and the hologram member 13 and the second transparent base material 12. It has a joined structure.
  • the hologram member 13 has a structural antireflection structure 13A on the surface forming the interface with the adhesive 14 (that is, the surface on the interface side with the adhesive 14).
  • a specific example of the structural antireflection structure 13A is a moth-eye structure.
  • the moth-eye structure is a structure that applies the surface structure of the eye of the eyelid, and has a fine uneven shape that is less than or equal to the wavelength of light.
  • a moth-eye structure may be formed on the surface as a part of the hologram member 13, and a moth-eye sheet having the moth-eye structure on the surface may be provided on the hologram member 13.
  • the moth-eye sheet may be one obtained by transferring a moth-eye structure to a resin film using a mold, or one obtained by transferring a moth-eye structure using a mold to a resin (for example, a photocurable resin) applied to the resin film. .
  • the video display device 1 includes a display element 20 for displaying video in addition to the optical device 10.
  • the display element 20 include a reflective or transmissive liquid crystal display element (LCD), a digital micromirror device, and an organic EL (organic electro-luminescence) display. .
  • the illuminating device for illuminating the display element 20.
  • the illuminating device include a light source such as an LED (light emitting diode), an illumination optical system including a condensing optical element (lens, mirror, etc.), and the like.
  • the optical device 10 uses the display image as a virtual image so that the image of the display element 20 overlaps the external image through the hologram member 13 between the first and second transparent base materials 11 and 12 joined. It functions as an eyepiece optical system for projecting and displaying on EY. Therefore, the hologram member 13 is desirably a volume phase type reflection hologram. Since the volume phase type reflection hologram has a high light transmittance of the external image, if the volume phase type reflection hologram is used as the hologram member 13, the observer can clearly observe the external image together with the display image. become.
  • the hologram member 13 is used in a state of being embedded in the transparent base materials 11 and 12 (that is, in a state of being sandwiched between the two transparent base materials 11 and 12). Not affected by external environment such as oxygen (preventing deterioration due to environment).
  • the optical device 10 is used as an eyepiece optical system that guides the image light provided from the display element 20 to the hologram member 13 by totally reflecting the image light provided from the display element 20 by the configuration embedded in the transparent base materials 11 and 12. It becomes possible to do. Then, by optimizing the shape of the transparent base materials 11 and 12 and the shape of the hologram member 13, the see-through property (combiner function) of the external image can be ensured while maintaining the optical performance of the hologram member 13.
  • FIG. 3 shows hologram exposure on the hologram photosensitive material 13P
  • FIG. 4 shows it in an enlarged manner
  • FIG. 5 shows the hologram reproduction by the hologram member 13, and FIG. 6 shows it enlarged.
  • the hologram exposure is performed by laser light irradiation from two directions on the hologram photosensitive material 13P.
  • One of the laser beams from two directions is the object beam 31 and the other is the reference beam 32.
  • a regular hologram is recorded by two-beam exposure of object light 31A and reference light 32A as shown in FIG.
  • the surface reflected light 31B interface reflected light caused by a difference in refractive index with air
  • the object A regular reflection noise hologram is recorded when the light 31A itself is exposed to two light beams. It is the structural antireflection structure 13A that acts to suppress the generation of the surface reflected light 31B.
  • the hologram member 13 obtained by hologram exposure (FIGS. 3 and 4) is sandwiched between the first and second transparent substrates 11 and 12, and the first transparent substrate 11 and the second transparent substrate 12 Are bonded with the adhesive 14, the hologram can be reproduced (FIGS. 5 and 6).
  • image light (reproduction illumination light) 41 enters the hologram member 13
  • the reproduction image light 42 is diffracted and reflected.
  • the reproduced image light 42 enters the observer eye EY together with the external image light 43 transmitted through the hologram member 13. Therefore, the observer can observe the external image together with the display image.
  • the reproduction image light 42A by the regular hologram is diffracted and reflected, and at the same time, the noise reproduction image light 45 by the regular reflection noise hologram. Is also diffracted and reflected and observed by the observer's eye EY.
  • the structural antireflection structure 13A acts to suppress the generation of the surface reflected light 31B (FIG. 4) during hologram exposure, so that the generation of the noise reproduction image light 45 by the regular reflection noise hologram is also prevented as a result.
  • the intensity of the regular reflection noise hologram is high due to the interface reflection caused by the difference in refractive index from the air in contact with the hologram photosensitive material 13P in the manufacture of the hologram member 13. Can be prevented from being recorded. Therefore, the regular reflection noise does not occur at the time of image reproduction on the hologram member 13.
  • the refractive index can be matched with the adhesive 14, so that regular reflection noise is generated at the interface with the adhesive 14 at the time of hologram reproduction. Can be prevented. Therefore, good video quality can be obtained.
  • the structure is provided with a structural antireflection structure 13A (such as a moth-eye structure) on the surface of the hologram photosensitive material 13P, it is not necessary to replace the antireflection member. It is possible to prevent the occurrence of regular reflection noise for both the air layer and the adhesive layer during hologram reproduction (video display). Therefore, good hologram exposure quality and hologram reproduction quality without regular reflection noise can be obtained.
  • the structural antireflection structure 13A acts on a wide wavelength range and a wide incident angle as compared with an antireflection film made of a multilayer film, so that it can prevent reflection at the time of exposure / reproduction of a full color hologram having optical power. On the other hand, it can act very well.
  • the step of providing the structural antireflection structure 13A on the surface of the hologram photosensitive material 13P that is the material of the hologram member 13, and the hologram photosensitive material 13P are affixed to the first transparent substrate 11.
  • the manufacturing method which has the process of joining the 1st transparent base material 11 and the 2nd transparent base material 12 with the adhesive agent 14 is mentioned.
  • the step of performing hologram exposure is performed by irradiating the hologram photosensitive material 13P with the object beam 31 and the reference beam 32 as described above (FIG. 3 and the like). Moreover, the process of joining the 1st, 2nd transparent base materials 11 and 12 with the adhesive agent 14 is as above-mentioned (FIG. 5 etc.), and the hologram member 13 is made into the 1st, 2nd transparent base materials 11 and 12. It is performed by joining so as to be sandwiched between them. Therefore, three types of embodiments of the manufacturing method are provided for the step of providing the structural antireflection structure 13A on the surface of the hologram photosensitive material 13P and the step of attaching the hologram photosensitive material 13P to the first transparent substrate 11. Will be described.
  • FIG. 7 to 9 schematically show the hologram photosensitive material 13P provided with the structural antireflection structure 13A on the surface by the manufacturing methods of the first to third embodiments, respectively.
  • the structural antireflection structure 13A shown in FIG. 7 is formed as a surface structure of the hologram photosensitive material 13P itself, and the surface of the hologram photosensitive material 13P has a moth-eye structure.
  • the structural antireflection structure 13A (FIGS. 8 and 9) described below is provided on the surface of the hologram photosensitive material 13P using a resin film having a moth-eye structure on the surface.
  • a moth-eye film manufactured by Dai Nippon Printing Co., Ltd., a mosmite manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., and the like are commercially available, and they may be used.
  • the structural antireflection structure 13A shown in FIG. 8 is provided with a resin film substrate 15 (for example, a TAC (triacetylcellulose) film) made of a material different from the hologram photosensitive material 13P on the surface of the hologram photosensitive material 13P.
  • the structural antireflection structure 13A is formed as the surface structure of the resin film substrate 15 itself, and the surface of the resin film substrate 15 has a moth-eye structure.
  • the structural antireflection structure 13A shown in FIG. 9 is provided with a resin film substrate 15 (PET (polyethylene terephthalate) film, TAC film) made of a material different from the hologram photosensitive material 13P on the surface of the hologram photosensitive material 13P, and the resin.
  • a resin layer 16 (for example, photocurable resin) made of a material different from the resin film substrate 15 is provided on the surface of the film substrate 15, and the surface of the resin layer 16 itself is formed on the surface of the resin layer 16 on the adhesive 14 side.
  • a structural antireflection structure 13A is formed as a structure, and the surface of the resin layer 16 has a moth-eye structure.
  • FIG. 10 is a sectional view showing a schematic process according to the manufacturing method of the first embodiment.
  • the hologram photosensitive material 13P is applied on the base film 17 (FIG. 10A) (FIG. 10B) and dried (FIG. 10C).
  • the moth-eye mold 18 is pressed against the hologram photosensitive material 13P (FIG. 10D) and released (FIG. 10E)
  • the moth-eye shape of the moth-eye mold 18 is transferred to the hologram photosensitive material 13P.
  • the hologram photosensitive material 13P is peeled from the base film 17 (FIG. 10F)
  • a hologram photosensitive material 13P having a structural antireflection structure 13A as a surface structure is obtained.
  • the hologram photosensitive material 13P obtained in these steps (A) to (F) is attached to the first transparent substrate (prism substrate) 11 (FIGS. 10G and 7), and the hologram exposure described above is performed.
  • processing is performed in the process (FIG. 3 and the like) and the joining process (FIG. 5 and the like), the manufacture of the optical device 10 is completed.
  • FIG. 11 is a sectional view showing a schematic process according to the manufacturing method of the second embodiment.
  • the moth-eye shape is transferred to the resin film substrate 15 by the moth-eye mold 18 at the time of molding (FIG. 11A).
  • a resin film substrate 15 (moth eye sheet) on which the structural antireflection structure 13A is formed as a surface structure is obtained (FIG. 11B).
  • the hologram photosensitive material 13P is applied on the substrate film 17 (FIG. 11C) (FIG. 11D) and dried (FIG. 11E).
  • FIG. 11 is a sectional view showing a schematic process according to the manufacturing method of the second embodiment.
  • the hologram photosensitive material 13P is peeled off from the base film 17 (FIG. 11 (G)), the surface structure is structural.
  • a hologram photosensitive material 13P provided with the antireflection structure 13A is obtained.
  • the hologram photosensitive material 13P obtained in these steps (A) to (G) is attached to the first transparent base material (prism base material) 11 (FIGS. 11H and 8), and the hologram exposure step described above is performed. (FIG. 3 etc.) and a process by a joining process (FIG. 5 etc.) will complete manufacture of the optical device 10.
  • FIG. 12 is a sectional view showing a schematic process according to the manufacturing method of the third embodiment.
  • resin is apply
  • the moth-eye shape is transferred to the resin layer 16 with the moth-eye mold 18 (FIG. 12C).
  • a resin film substrate 15 moth eye sheet
  • the hologram photosensitive material 13P is applied on the base film 17 (FIG. 12E) (FIG. 12F) and dried (FIG. 12G).
  • the surface structure is structural.
  • a hologram photosensitive material 13P provided with the antireflection structure 13A is obtained.
  • the hologram photosensitive material 13P obtained in these steps (A) to (I) is affixed to the first transparent base material (prism base material) 11 (FIGS. 12J and 9), and the hologram exposure step described above is performed. (FIG. 3 etc.) and a process by a joining process (FIG. 5 etc.) will complete manufacture of the optical device 10.
  • the video display device 1 (FIG. 2) includes the optical device 10 and the display element 20 that displays video, and the hologram member 13 has a specific wavelength of the video light from the display element 20. It is desirable to diffract light. If comprised in this way, the see-through display by which the high quality image
  • the first transparent substrate 11 constituting the optical device 10 desirably has a configuration in which the image light from the display element 20 is totally reflected inside and guided to the hologram member 13. With such a configuration, it is possible to provide a bright image to the observer by using the image light provided from the display element 20 without waste.
  • the display element 20 can be arranged at a position away from the optical device 10, and a wide field of view of the observer with respect to the outside world can be secured.
  • the optical device 10 constitutes an eyepiece optical system that enlarges an image displayed on the display element 20 and guides it to the observer eye EY as a virtual image. According to this structure, the observer can fully visually recognize the image displayed on the display element 10 as a virtual image. Since the eyepiece optical system provides the viewer with the display image of the display element 20 as an enlarged virtual image, the optical device 10 constituting the eyepiece optical system can be reduced in size and weight, and the video display device 1 can be reduced in size and weight. Is possible.
  • the eyepiece optical system configured by the optical device 10 desirably has non-axisymmetric (positive) optical power. With such a configuration, it is possible to provide an observer with an image that is favorably corrected for aberrations even if the eyepiece optical system is downsized.
  • the hologram member 13 is inclined with respect to the surface of the first transparent substrate 11 facing the observer eye EY.
  • the degree of optical freedom is increased, and the reflection at the hologram member 13 can be set to an angle close to regular reflection.
  • the observer can observe an image with high efficiency and optically good aberration correction.
  • the hologram member 13 is a combiner that simultaneously guides an image displayed on the display element 20 and an external image to the observer eye EY. In that case, the observer can simultaneously observe the image provided from the display element 10 and the external image via the hologram member 13. Therefore, by mounting the above-described video display device 1 (FIG. 2 and the like), it is possible to configure an optical see-through display having a function of projecting and displaying a video on the observer's eye with the optical device 10.
  • the image display device 1 is mounted on the optical see-through display so that the hologram member 13 has a function of projecting and displaying the image on the observer's eye EY.
  • the optical see-through display is a head-mounted display that includes a support member that supports the image display device 1 so that the hologram member 13 is positioned in front of the observer's eye EY (that is, supports in front of the observer's eyes). It is desirable to be.
  • Examples of the optical see-through display include a head-mounted display (HMD) and a head-up display (HUD).
  • HMD head-mounted display
  • HUD head-up display
  • a spectacle-type head-mounted display provided with the video display device 1 will be described as an example.
  • FIG. 13 shows a schematic configuration of a glasses-type head mounted display 2 provided with the video display device 1.
  • the head mounted display 2 includes the video display device 1 and the support member 3 described above.
  • the display element 20 and the illumination optical system of the video display device 1 are housed in the housing 7, and the upper end portion of the optical device 10 that is an eyepiece optical system is also located in the housing 7.
  • the optical device 10 is configured by bonding the two transparent base materials 11 and 12 that are prisms as described above, and has a shape like one lens of a pair of glasses (lens for the right eye in FIG. 13) as a whole. I am doing.
  • the display element 20, the light source, and the like in the housing 7 are connected to a circuit board (not shown) via a cable 8 that penetrates the housing 7, and the display element 20, the light source is connected from the circuit board.
  • the driving power and the video signal are supplied.
  • the video display device 1 further includes an imaging device that captures still images and moving images, a microphone, a speaker, an earphone, and the like, and information on the captured image and the display image via an external server or terminal and a communication line such as the Internet. Or a configuration for exchanging (transmitting / receiving) audio information.
  • the support member 3 is a support mechanism corresponding to a frame of glasses, and supports the video display device 1 in front of the observer's eyes (in front of the right eye in FIG. 13).
  • the support member 3 includes temples 4R and 4L that are in contact with the left and right temporal regions of the observer, and nose pads 5R and 5L that are in contact with the nose of the observer.
  • the support member 3 also supports the lens 6 in front of the left eye of the observer, but this lens 6 is a dummy lens.
  • the image light is guided to the optical pupil via the optical device 10. Therefore, by aligning the observer's pupil with the position of the optical pupil, the observer can observe an enlarged virtual image of the display image of the image display device 1. At the same time, the observer can observe an external image through the optical device 10 with see-through.
  • the observer can observe the display video and the external image provided from the video display device 1 at the same time in a hands-free and stable manner.
  • the desired work can be performed with open hands.
  • the observation direction of the observer is determined in one direction, there is an advantage that the observer can easily search for a display image even in a dark environment.

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Abstract

光学デバイスは、第１の透明基材と第２の透明基材との間にホログラム部材を有する。第１，第２の透明基材間に設けられた接着剤で、第１の透明基材と第２の透明基材とがホログラム部材を挟むようにして接合されており、ホログラム部材が接着剤との界面をなす表面に構造性反射防止構造を有している。

Description

光学デバイス，その製造方法及び映像表示装置
　本発明は、光学デバイス，その製造方法及び映像表示装置に関するものであり、例えば、透明基材間にホログラム部材を有する光学デバイス及びその製造方法と、表示素子の映像を上記ホログラム部材を用いて観察者眼に投影表示する映像表示装置と、に関するものである。
　光学素子の１つであるホログラムは、例えばヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：head mounted display）やヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：head-up display）等に搭載されるコンバイナとして非常に有用である。例えば、ホログラムを透明基材内に埋め込んで（２個の透明基材で挟み込んで）使用すれば、湿度や酸素等の外部環境の影響を受けにくい、というメリットが得られる。また、透明基材内に埋め込む構成により、映像表示素子から提供される映像の光を透明樹脂内部で全反射させて前記ホログラムに導く光学系を採用することが可能になる。そして、透明基材形状とホログラム形状とを最適化することにより、ホログラムの光学性能を維持しながら外界像のシースルー性を確保することが可能になる。
　上記のような光学デバイスの製造方法として、一方の透明基材上にホログラム感光材料を貼付してからホログラム露光を行い、ホログラムの安定化工程（定着・ベイク工程）を経た後、接着剤により他方の透明基材と接着する製造方法が、特許文献１及び特許文献２で提案されている。また、ホログラムを用いることにより生じる問題点を解消するための方法が特許文献３，４で提案されている。例えば特許文献３には、ホログラム露光時の表面反射や界面反射による正反射ノイズの露光を防止する方法として、ホログラム記録材料の界面反射率を低減させる方法が記載されている。また特許文献４には、ホログラム再生時の迷光を低減させるために、ホログラムを挟む部材の表面（空気層との界面）に反射防止構造を付与する方法が記載されている。
特開２００６－１６２７９８号公報 特開２００６－３０１２２９号公報 特開平１０－１１１６３４号公報 ＷＯ２０１２／０４２７９３
　上記特許文献３に記載の方法では、反射防止層の使用が露光時の正反射ノイズの低減のみを考慮したものとなっている。そのため、ホログラム感光材料と空気層との界面反射の反射率が低減されるのみである。上記特許文献４に記載の方法においても同様である。つまり、ホログラムを挟んだフロントガラスの表面に反射防止構造を形成させて、再生時の迷光を低減させているが、この反射防止構造は基材（フロントガラス）と空気層との界面に形成されており、さらにその反射防止機能は基材（フロントガラス）と空気層との屈折率差による反射率低減のみを考慮したものになっている。
　上記のようにホログラム感光材料と空気層との界面反射の反射率低減のみを考慮した反射防止機能では、露光後の接合により透明基材に埋め込まれるホログラムにおいて、空気層と接着剤との屈折率が大きく異なるために、ホログラム感光材料上に施された反射防止層と接着剤との屈折率の適合をとることができない。その結果、映像再生時において界面反射防止機能がかえって増反射機能となるため、正反射ノイズを増大させてしまう。
　上記ホログラム再生時の正反射ノイズを低減させるために、特許文献４に記載の方法とは逆に、ホログラム感光材料と接着剤との屈折率の適合をとった反射防止層を設けると、ホログラム露光時には空気層に対して増反射となるため、正反射ノイズホログラムを記録してしまうことになる。つまり、ホログラム感光材料と接する空気層との屈折率差によって生じる界面反射で正反射ノイズホログラムが高強度で記録されてしまい、映像再生時にはその正反射ノイズが発生することになる。
　露光後の接合により透明基材に埋め込まれるホログラムにおいて、ホログラムの露光時と再生時の両方で反射防止機能を働かせようとすると、対空気や対接着剤に対して最適化された反射防止機能を有する別のフィルム基材と張り替える等の対応が必要になり、結果として、工程の複雑化を招くことになる。
　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、ホログラム再生時における正反射ノイズの発生が抑制された光学デバイスとその製造方法、及び外界像に高品質の映像が重ねられたシースルー表示の可能な映像表示装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明の光学デバイスは、第１の透明基材と第２の透明基材との間にホログラム部材を有する光学デバイスであって、
　前記第１，第２の透明基材間に設けられた接着剤で、前記第１の透明基材と前記第２の透明基材とが前記ホログラム部材を挟むようにして接合されており、
　前記ホログラム部材が前記接着剤との界面をなす表面に構造性反射防止構造を有する。
　本発明の映像表示装置は、上記本発明に係る光学デバイスと、映像を表示する表示素子と、を有し、前記ホログラム部材が前記表示素子からの映像光のうちの特定波長の光を回折させる。
　本発明の光学デバイスの製造方法は、第１の透明基材と第２の透明基材との間にホログラム部材を有する光学デバイスの製造方法であって、
　前記ホログラム部材の材料となるホログラム感光材料の表面に構造性反射防止構造を設ける工程と、
　前記ホログラム感光材料を第１の透明基材に貼付する工程と、
　前記ホログラム感光材料に対する２方向からのレーザー光照射によりホログラム露光を行う工程と、
　前記ホログラム露光により得られた前記ホログラム部材を前記第１，第２の透明基材間で挟むようにして、前記第１の透明基材と前記第２の透明基材とを接着剤で接合する工程と、
を有する。
　本発明によれば、ホログラム再生時における正反射ノイズの発生が抑制された光学デバイスとその製造方法、外界像に高品質の映像が重ねられたシースルー表示の可能な映像表示装置を実現することができる。
光学デバイスの一実施の形態を模式的に示す概略断面図。 図１の光学デバイスを備えた映像表示装置の一実施の形態を示す光学構成図。 ホログラム露光を示す光路図。 ホログラム露光を示す拡大光路図。 ホログラム再生を示す光路図。 ホログラム再生を示す拡大光路図。 第１の実施の形態の製造方法により構造性反射防止構造が表面に設けられたホログラム感光材料を模式的に示す概略断面図。 第２の実施の形態の製造方法により構造性反射防止構造が表面に設けられたホログラム感光材料を模式的に示す概略断面図。 第３の実施の形態の製造方法により構造性反射防止構造が表面に設けられたホログラム感光材料を模式的に示す概略断面図。 第１の実施の形態の製造方法を断面的に示す概略工程図。 第２の実施の形態の製造方法を断面的に示す概略工程図。 第３の実施の形態の製造方法を断面的に示す概略工程図。 図２の映像表示装置を備えた眼鏡型のヘッドマウントディスプレイを示す斜視図。
　以下、本発明に係る光学デバイス，その製造方法，映像表示装置等を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
　図１に、本発明の一実施の形態に係る光学デバイス１０の概略縦断面構造を示し、図２に、その光学デバイス１０と表示素子２０とを備えた映像表示装置１の概略縦断面構造を示す。光学デバイス１０は、第１，第２の透明基材１１，１２；ホログラム部材１３等で構成されており、第１の透明基材１１と第２の透明基材１２との間にホログラム部材１３を有する構造になっている。ホログラム部材１３は第１の透明基材１１に貼り付けられており、第１，第２の透明基材１１，１２間に設けられた接着剤１４で、第１の透明基材１１と第２の透明基材１２とがホログラム部材１３を挟むようにして接合されている。つまり、第１の透明基材１１及びホログラム部材１３と第２の透明基材１２との間に設けられた接着剤１４で、第１の透明基材１１と第２の透明基材１２とが接合された構造になっている。
　ホログラム部材１３は、接着剤１４との界面をなす表面（つまり、接着剤１４との界面側の表面）に構造性反射防止構造１３Ａを有している。この構造性反射防止構造１３Ａの具体例としては、モスアイ構造が挙げられる。モスアイ構造は、蛾の眼の表面構造を応用した構造で、光の波長以下の微細な凹凸形状からなる。モスアイ構造を形成する場合、ホログラム部材１３の一部としてその表面にモスアイ構造を形成してもよく、モスアイ構造を表面に有するモスアイシートをホログラム部材１３上に設けてもよい。また、モスアイシートは、樹脂フィルムに金型でモスアイ構造を転写したものでもよく、樹脂フィルムに塗布した樹脂（例えば、光硬化性樹脂）に金型でモスアイ構造を転写し硬化させたものでもよい。
　映像表示装置１は、図２に示すように、光学デバイス１０の他に、映像を表示する表示素子２０を備えている。表示素子２０としては、例えば、反射型又は透過型の液晶表示素子(ＬＣＤ：liquid crystal display)，デジタル・マイクロミラー・デバイス(digital micromirror device)，有機ＥＬ(organic electro-luminescence)ディスプレイ等が挙げられる。さらに、表示素子２０を照明するための照明装置を配置してもよい。照明装置としては、ＬＥＤ(light emitting diode)等の光源，集光用光学素子（レンズ，ミラー等）で構成された照明光学系等を備えたものが挙げられる。
　光学デバイス１０は、接合された第１，第２の透明基材１１，１２間のホログラム部材１３を介して表示素子２０の映像が外界像に重なるように、その表示映像を虚像として観察者眼ＥＹにシースルーで投影表示する接眼光学系として機能する。そのため、ホログラム部材１３は体積位相型の反射型ホログラムであることが望ましい。体積位相型の反射型ホログラムは外界像の光の透過率が高いので、ホログラム部材１３として体積位相型の反射型ホログラムを用いれば、観察者は表示映像と共に外界像も明瞭に観察することが可能になる。
　図１等に示すように、ホログラム部材１３は透明基材１１，１２内に埋め込まれた状態（つまり、２個の透明基材１１，１２で挟み込まれた状態）で使用されるので、湿度や酸素等の外部環境の影響を受けることがない（環境による劣化の防止）。また、透明基材１１，１２内に埋め込まれた構成により、表示素子２０から提供される映像光を透明樹脂１１内部で全反射させてホログラム部材１３に導く接眼光学系として、光学デバイス１０を採用することが可能になる。そして、透明基材１１，１２の形状とホログラム部材１３の形状とを最適化することにより、ホログラム部材１３の光学性能を維持しながら外界像のシースルー性（コンバイナ機能）を確保することができる。
　ここで、光学デバイス１０の製造時のホログラム露光と使用時のホログラム再生を説明する。図３にホログラム感光材料１３Ｐに対するホログラム露光を示し、図４にそれを拡大して示す。また、図５にホログラム部材１３でのホログラム再生を示し、図６にそれを拡大して示す。
　ホログラム露光は、図３に示すように、ホログラム感光材料１３Ｐに対する２方向からのレーザー光照射により行われる。２方向からのレーザー光のうち、一方が物体光３１であり、他方が参照光３２である。正規のホログラムは、図４に示すように、物体光３１Ａと参照光３２Ａとの２光束露光により記録される。それに対し、ホログラム感光材料１３Ｐ内に入射した物体光３１Ａの一部が、空気との界面をなす表面で反射すると、その表面反射光３１Ｂ（空気との屈折率差によって生じる界面反射光）と物体光３１Ａ自身とが２光束露光してしまうことにより、正反射ノイズホログラムが記録される。この表面反射光３１Ｂの発生を抑えるように作用するのが、構造性反射防止構造１３Ａである。
　ホログラム露光（図３，図４）により得られたホログラム部材１３を第１，第２の透明基材１１，１２間で挟むようにして、第１の透明基材１１と第２の透明基材１２とを接着剤１４で接合すると、ホログラム再生（図５，図６）の可能な状態となる。正規のホログラム再生では、図５に示すように、映像光（再生照明光）４１がホログラム部材１３に入射すると、再生像光４２が回折反射される。その再生像光４２は、ホログラム部材１３を透過した外界像光４３と共に、観察者眼ＥＹに入射することになる。したがって、観察者は表示映像と共に外界像も観察することができる。
　図６に示すように、映像光（再生照明光）４１Ａがホログラム部材１３に入射すると、正規のホログラムによる再生像光４２Ａが回折反射されるが、それと共に正反射ノイズホログラムによるノイズ再生像光４５も回折反射されて、観察者眼ＥＹで観察されてしまう。前述したように構造性反射防止構造１３Ａは、ホログラム露光時に表面反射光３１Ｂ（図４）の発生を抑えるように作用するため、正反射ノイズホログラムによるノイズ再生像光４５の発生も結果として防止される。さらに、ホログラム部材１３内に入射した映像光（再生照明光）４１Ａの一部が、接着剤１４との界面をなす表面で反射するが、その界面反射によるノイズ映像光４４（接着剤１４との屈折率差によって生じる界面反射光）の発生も構造性反射防止構造１３Ａによって抑制される。
　上述したよう、ホログラム部材１３が構造性反射防止構造１３Ａを有することにより、ホログラム部材１３の製造において、ホログラム感光材料１３Ｐと接する空気との屈折率差によって生じる界面反射で正反射ノイズホログラムが高強度で記録されてしまうことを防ぐことができる。そのため、ホログラム部材１３での映像再生時に、その正反射ノイズが発生することはない。また、ホログラム部材１３が構造性反射防止構造１３Ａを有することにより、接着剤１４との屈折率の適合をとることができるので、ホログラム再生時における接着剤１４との界面での正反射ノイズの発生を防ぐことができる。したがって、良好な映像品質を得ることができる。
　ホログラム感光材料１３Ｐの表面に構造性反射防止構造１３Ａ（モスアイ構造等）を付与する構成であれば、反射防止用部材の張り替え等が不要になるので、工程の複雑化無しに、ホログラム露光時の対空気層とホログラム再生時（映像表示時）の対接着剤層との両方に対して、正反射ノイズの発生を防止することが可能となる。したがって、正反射ノイズの無い良好なホログラム露光品質及びホログラム再生品質を得ることができる。また、構造性反射防止構造１３Ａは、多層膜による反射防止膜と比較すると、広帯域の波長と広い入射角度に対して作用するため、光学パワーを持ったフルカラーホログラムの露光・再生時の反射防止に対して非常に良好に作用させることができる。
　上述した光学デバイス１０の製造方法としては、ホログラム部材１３の材料となるホログラム感光材料１３Ｐの表面に構造性反射防止構造１３Ａを設ける工程と、ホログラム感光材料１３Ｐを第１の透明基材１１に貼付する工程と、ホログラム感光材料１３Ｐに対する２方向からのレーザー光照射によりホログラム露光を行う工程と、ホログラム露光により得られたホログラム部材１３を第１，第２の透明基材１１，１２間で挟むようにして、第１の透明基材１１と第２の透明基材１２とを接着剤１４で接合する工程と、を有する製造方法が挙げられる。
　ホログラム露光を行う工程は、前述したように（図３等）、ホログラム感光材料１３Ｐに対する物体光３１と参照光３２のレーザー光照射により行われる。また、第１，第２の透明基材１１，１２を接着剤１４で接合する工程は、前述したように（図５等）、ホログラム部材１３を第１，第２の透明基材１１，１２間で挟むようにして接合することにより行われる。そこで、ホログラム感光材料１３Ｐの表面に構造性反射防止構造１３Ａを設ける工程と、ホログラム感光材料１３Ｐを第１の透明基材１１に貼付する工程と、に関して、３つのタイプの製造方法の実施の形態を挙げて説明する。
　図７～図９に、第１～第３の実施の形態の製造方法により構造性反射防止構造１３Ａが表面に設けられたホログラム感光材料１３Ｐをそれぞれ模式的に示す。図７に示す構造性反射防止構造１３Ａは、ホログラム感光材料１３Ｐそのものの表面構造として形成したものであり、ホログラム感光材料１３Ｐの表面がモスアイ構造になっている。それに対し、以下に説明する構造性反射防止構造１３Ａ（図８，図９）は、モスアイ構造を表面に有する樹脂フィルムを用いて、ホログラム感光材料１３Ｐの表面に設けたものである。なお、モスアイ構造を表面に有する樹脂フィルムとしては、大日本印刷株式会社製のモスアイフィルム，三菱レイヨン株式会社製のモスマイト等が市販されており、それらを使用してもよい。
　図８に示す構造性反射防止構造１３Ａは、ホログラム感光材料１３Ｐの表面にホログラム感光材料１３Ｐとは異なる材料からなる樹脂フィルム基材１５（例えば、ＴＡＣ(triacetylcellulose)フィルム）が設けられており、その樹脂フィルム基材１５そのものの表面構造として構造性反射防止構造１３Ａを形成したものであり、樹脂フィルム基材１５の表面がモスアイ構造になっている。
　図９に示す構造性反射防止構造１３Ａは、ホログラム感光材料１３Ｐの表面にホログラム感光材料１３Ｐとは異なる材料からなる樹脂フィルム基材１５（ＰＥＴ(polyethylene terephthalate)フィルム，ＴＡＣフィルム）を設け、その樹脂フィルム基材１５の表面に樹脂フィルム基材１５とは異なる材料からなる樹脂層１６（例えば、光硬化性樹脂）を設け、その樹脂層１６の接着剤１４側の表面に樹脂層１６そのものの表面構造として構造性反射防止構造１３Ａを形成したものであり、樹脂層１６の表面がモスアイ構造になっている。
　図１０に、第１の実施の形態の製造方法に係る概略工程を断面的に示す。まず、基材フィルム１７（図１０（Ａ））の上に、ホログラム感光材料１３Ｐを塗布し（図１０（Ｂ））、乾燥させる（図１０（Ｃ））。そして、ホログラム感光材料１３Ｐにモスアイ金型１８を圧接し（図１０（Ｄ））、離型すると（図１０（Ｅ））、ホログラム感光材料１３Ｐにモスアイ金型１８のモスアイ形状が転写される。そのホログラム感光材料１３Ｐを基材フィルム１７から剥離すると（図１０（Ｆ））、表面構造として構造性反射防止構造１３Ａの形成されたホログラム感光材料１３Ｐが得られる。これらの工程（Ａ）～（Ｆ）で得られたホログラム感光材料１３Ｐを、第１の透明基材（プリズム基材）１１に貼付し（図１０（Ｇ），図７）、前述したホログラム露光工程（図３等）と接合工程（図５等）で処理を施すと、光学デバイス１０の製造が完了する。
　図１１に、第２の実施の形態の製造方法に係る概略工程を断面的に示す。まず、樹脂フィルム基材１５に対しその成形時にモスアイ金型１８でモスアイ形状を転写する（図１１（Ａ））。離型すると、表面構造として構造性反射防止構造１３Ａの形成された樹脂フィルム基材１５（モスアイシート）が得られる（図１１（Ｂ））。一方、基材フィルム１７（図１１（Ｃ））の上に、ホログラム感光材料１３Ｐを塗布し（図１１（Ｄ））、乾燥させる（図１１（Ｅ））。そのホログラム感光材料１３Ｐの上に、樹脂フィルム基材１５を貼付し（図１１（Ｆ））、ホログラム感光材料１３Ｐを基材フィルム１７から剥離すると（図１１（Ｇ））、表面構造として構造性反射防止構造１３Ａの設けられたホログラム感光材料１３Ｐが得られる。これらの工程（Ａ）～（Ｇ）で得られたホログラム感光材料１３Ｐを第１の透明基材（プリズム基材）１１に貼付し（図１１（Ｈ），図８）、前述したホログラム露光工程（図３等）と接合工程（図５等）で処理を施すと、光学デバイス１０の製造が完了する。
　図１２に、第３の実施の形態の製造方法に係る概略工程を断面的に示す。まず、樹脂フィルム基材１５（図１２（Ａ））の上に樹脂を塗布して、樹脂層１６を形成する（図１２（Ｂ））。樹脂層１６に対しモスアイ金型１８でモスアイ形状を転写する（図１２（Ｃ））。離型すると、表面構造として構造性反射防止構造１３Ａの形成された樹脂層１６を有する樹脂フィルム基材１５（モスアイシート）が得られる（図１２（Ｄ））。一方、基材フィルム１７（図１２（Ｅ））の上に、ホログラム感光材料１３Ｐを塗布し（図１２（Ｆ））、乾燥させる（図１２（Ｇ））。そのホログラム感光材料１３Ｐの上に、樹脂フィルム基材１５を貼付し（図１２（Ｈ））、ホログラム感光材料１３Ｐを基材フィルム１７から剥離すると（図１２（Ｉ））、表面構造として構造性反射防止構造１３Ａの設けられたホログラム感光材料１３Ｐが得られる。これらの工程（Ａ）～（Ｉ）で得られたホログラム感光材料１３Ｐを第１の透明基材（プリズム基材）１１に貼付し（図１２（Ｊ），図９）、前述したホログラム露光工程（図３等）と接合工程（図５等）で処理を施すと、光学デバイス１０の製造が完了する。
　映像表示装置１（図２）は、前述したように、光学デバイス１０と、映像を表示する表示素子２０と、を有し、ホログラム部材１３が表示素子２０からの映像光のうちの特定波長の光を回折させるものであることが望ましい。このように構成すれば、外界像に高品質の映像が重ねられたシースルー表示が可能になる。したがって、表示素子１０から提供される高品質の映像を光学デバイス１０を介して観察することが可能になると同時に、光学デバイス１０を介してシースルーで外界像を観察することも可能になる。
　光学デバイス１０を構成する第１の透明基材１１は、図２に示すように、表示素子２０からの映像光を内部で全反射させてホログラム部材１３に導く構成を有することが望ましい。そのような構成にすれば、表示素子２０から提供される映像光を無駄なく利用して、観察者に明るい映像を提供することができる。また、表示素子２０を光学デバイス１０から離れた位置に配置することも可能となり、観察者の外界に対する視野を広く確保することができる。
　光学デバイス１０は、表示素子２０に表示される映像を拡大して観察者眼ＥＹに虚像として導く接眼光学系を構成することが望ましい。この構成によれば、観察者は表示素子１０に表示される映像を虚像として十分に視認することができる。接眼光学系は表示素子２０の表示映像を拡大虚像として観察者に提供するので、接眼光学系を構成する光学デバイス１０の小型化・軽量化が可能となり、映像表示装置１の小型化・軽量化が可能となる。また、光学デバイス１０で構成される接眼光学系は、非軸対称な（正の）光学パワーを有することが望ましい。そのように構成すれば、接眼光学系を小型化しても良好に収差補正された映像を観察者に提供することが可能となる。
　第１の透明基材１１が観察者眼ＥＹに対向する面に対して、ホログラム部材１３が傾斜していることが望ましい。ホログラム部材１３を傾斜させると、光学的な自由度が大きくなり、ホログラム部材１３での反射を正反射に近い角度とすることができる。その結果、観察者は高効率で光学的に良く収差補正された映像を観察することができる。
　ホログラム部材１３が、表示素子２０に表示される映像と外界像とを同時に観察者眼ＥＹに導くコンバイナであることが望ましい。その場合、観察者は、ホログラム部材１３を介して、表示素子１０から提供される映像と外界像とを同時に観察することができる。したがって、上述した映像表示装置１（図２等）を搭載することにより、光学デバイス１０で映像を観察者眼にシースルーで投影表示する機能を備えた光学シースルーディスプレイを構成することができる。
　上記のように、光学シースルーディスプレイにおいて映像表示装置１を搭載することにより、ホログラム部材１３で映像を観察者眼ＥＹにシースルーで投影表示する機能を備えることが望ましい。また、その光学シースルーディスプレイは、ホログラム部材１３が観察者眼ＥＹの前方に位置するように映像表示装置１を支持する（つまり、観察者の眼前で支持する）支持部材を備えたヘッドマウントディスプレイであることが望ましい。光学シースルーディスプレイとしては、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ），ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）等が挙げられるが、ここでは映像表示装置１を備えた眼鏡型のヘッドマウントディスプレイを例示して以下に説明する。
　図１３に、映像表示装置１を備えた眼鏡型のヘッドマウントディスプレイ２の概略構成を示す。ヘッドマウントディスプレイ２は、上述した映像表示装置１と、支持部材３とで構成されている。映像表示装置１の表示素子２０や照明光学系等は、筐体７内に収容されており、接眼光学系である光学デバイス１０の上端部も筐体７内に位置している。光学デバイス１０は、上述したようにプリズムである２枚の透明基材１１，１２の貼り合わせによって構成されており、全体として眼鏡の一方のレンズ（図１３では右眼用レンズ）のような形状をしている。
　また、筐体７内の表示素子２０，光源等は、筐体７を貫通して設けられるケーブル８を介して、回路基板（不図示）と接続されており、回路基板から表示素子２０，光源等に駆動電力や映像信号が供給される。なお、映像表示装置１は、静止画や動画を撮影する撮像装置，マイク，スピーカー，イヤホン等をさらに備え、外部のサーバーや端末とインターネット等の通信回線を介して、撮像画像及び表示画像の情報や音声情報をやりとり（送受信）する構成であってもよい。
　支持部材３は、眼鏡のフレームに相当する支持機構であり、映像表示装置１を観察者の眼前（図１３では右眼の前）で支持している。この支持部材３は、観察者の左右の側頭部にそれぞれ当接するテンプル４Ｒ，４Ｌと、観察者の鼻と当接する鼻当て５Ｒ，５Ｌと、を含んでいる。なお、支持部材３は、観察者の左眼の前でレンズ６も支持しているが、このレンズ６はダミーレンズである。
　ヘッドマウントディスプレイ２を観察者の頭部に装着し、表示素子２０に映像を表示すると、その映像光が光学デバイス１０を介して光学瞳に導かれる。したがって、光学瞳の位置に観察者の瞳を合わせることにより、観察者は、映像表示装置１の表示映像の拡大虚像を観察することができる。また、これと同時に、観察者は光学デバイス１０を介して、外界像をシースルーで観察することができる。
　上記のように、映像表示装置１が支持部材３で支持されることにより、観察者は映像表示装置１から提供される表示映像と外界像とを同時にハンズフリーで長時間安定して観察することができ、空いた手で所望の作業を行うことができる。また、観察者の観察方向が一方向に定まるので、観察者は暗環境でも表示映像を探しやすいという利点もある。なお、映像表示装置１を２つ用いて両眼で映像を観察できるようにしてもよい。
　１　　映像表示装置
　２　　ヘッドマウントディスプレイ
　３　　支持部材
　４Ｒ，４Ｌ　　テンプル
　５Ｒ，５Ｌ　　鼻当て
　６　　レンズ
　７　　筐体
　８　　ケーブル
　１０　　光学デバイス（接眼光学系）
　１１　　透明基材（第１の透明基材）
　１２　　透明基材（第２の透明基材）
　１３　　ホログラム部材
　１３Ｐ　　ホログラム感光材料
　１３Ａ　　構造性反射防止構造
　１４　　接着剤
　１５　　樹脂フィルム基材
　１６　　樹脂層
　１７　　基材フィルム
　１８　　モスアイ金型
　２０　　表示素子
　３１，３１Ａ　　物体光
　３２，３２Ａ　　参照光
　３１Ｂ　　物体光の表面反射光
　４１，４１Ａ　　映像光（再生照明光）
　４２，４２Ａ　　正規の再生像光
　４３　　外界像光
　４４　　ノイズ映像光
　４５　　ノイズ再生像光
　ＥＹ　　観察者眼

Claims (13)

  1. 　第１の透明基材と第２の透明基材との間にホログラム部材を有する光学デバイスであって、
    　前記第１，第２の透明基材間に設けられた接着剤で、前記第１の透明基材と前記第２の透明基材とが前記ホログラム部材を挟むようにして接合されており、
    　前記ホログラム部材が前記接着剤との界面をなす表面に構造性反射防止構造を有する光学デバイス。
  2. 　前記ホログラム部材が体積位相型の反射型ホログラムである請求項１記載の光学デバイス。
  3. 　請求項１又は２記載の光学デバイスと、映像を表示する表示素子と、を有し、前記ホログラム部材が前記表示素子からの映像光のうちの特定波長の光を回折させる映像表示装置。
  4. 　前記第１の透明基材が、前記表示素子からの映像光を内部で全反射させて前記ホログラム部材に導く請求項３記載の映像表示装置。
  5. 　前記光学デバイスが、前記表示素子に表示される映像を拡大して観察者眼に虚像として導く接眼光学系を構成する請求項３又は４記載の映像表示装置。
  6. 　前記第１の透明基材が観察者眼に対向する面に対して、前記ホログラム部材が傾斜している請求項５記載の映像表示装置。
  7. 　前記ホログラム部材が、前記表示素子に表示される映像と外界像とを同時に観察者眼に導くコンバイナである請求項５又は６記載の映像表示装置。
  8. 　前記ホログラム部材が観察者眼の前方に位置するように前記映像表示装置を支持する支持部材を備えたヘッドマウントディスプレイである請求項３～７のいずれか１項に記載の映像表示装置。
  9. 　第１の透明基材と第２の透明基材との間にホログラム部材を有する光学デバイスの製造方法であって、
    　前記ホログラム部材の材料となるホログラム感光材料の表面に構造性反射防止構造を設ける工程と、
    　前記ホログラム感光材料を第１の透明基材に貼付する工程と、
    　前記ホログラム感光材料に対する２方向からのレーザー光照射によりホログラム露光を行う工程と、
    　前記ホログラム露光により得られた前記ホログラム部材を前記第１，第２の透明基材間で挟むようにして、前記第１の透明基材と前記第２の透明基材とを接着剤で接合する工程と、
    を有する製造方法。
  10. 　前記構造性反射防止構造を設ける工程では、前記ホログラム感光材料そのものの表面構造として前記構造性反射防止構造を形成する請求項９記載の製造方法。
  11. 　前記構造性反射防止構造を設ける工程では、前記ホログラム感光材料の表面に前記ホログラム感光材料とは異なる材料からなる樹脂フィルム基材を設け、その樹脂フィルム基材そのものの表面構造として前記構造性反射防止構造を形成する請求項９記載の製造方法。
  12. 　前記構造性反射防止構造を設ける工程では、前記ホログラム感光材料の表面に前記ホログラム感光材料とは異なる材料からなる樹脂フィルム基材を設け、その樹脂フィルム基材の表面に前記樹脂フィルム基材とは異なる材料からなる樹脂層を設け、その樹脂層の接着剤側の表面に前記樹脂層そのものの表面構造として前記構造性反射防止構造を形成する請求項９記載の製造方法。
  13. 　前記ホログラム部材が体積位相型の反射型ホログラムである請求項９～１２のいずれか１項に記載の製造方法。
PCT/JP2016/059944 2015-04-23 2016-03-28 光学デバイス，その製造方法及び映像表示装置 WO2016170928A1 (ja)

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