(57)【要約】【課題】露光装置のサイズを低減する。【解決手段】露光装置６は、レーザー光源６１が射出するコヒーレント光を物体光Ｌ１と参照光Ｌ２に分離するビームスプリッター６３と、物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とをホログラム記録材料７２に照射する露光部６０と、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の少なくとも一方をホログラム記録材料７２に導く光路に配置され、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の少なくとも一方を位相補正するメタレンズ６７、６７α又はメタコリメートレンズ６８と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源が射出するコヒーレント光を物体光と参照光とに分離する分離光学部と、
前記物体光と前記参照光とをホログラム記録材料に照射する露光部と、
前記物体光及び前記参照光の少なくとも一方を前記ホログラム記録材料に導く光路に配置され、前記物体光及び前記参照光の少なくとも一方を位相補正する位相補正素子と、を備える、露光装置。
【請求項２】
前記位相補正素子は、ナノピラーを含むメタサーフェス構造を有する、請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記ホログラム記録材料は、ホログラム基板に重畳されて配置される、請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記位相補正素子は、前記ホログラム基板に取り付けられる、請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記位相補正素子は、前記メタサーフェス構造が形成された前記ホログラム基板である、請求項３に記載の露光装置。
【請求項６】
前記露光部は、対物レンズを備え、
前記位相補正素子は、前記対物レンズと前記ホログラム記録材料との間に配置する、請求項１から５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記露光部は、コリメート用レンズを備え、
前記位相補正素子は、前記メタサーフェス構造が形成された前記コリメート用レンズである、請求項２から５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記光源は、複数の光源を含み、
前記複数の光源の各々は、互いに波長の相違するコヒーレント光を射出する、請求項１から７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記位相補正素子は、前記物体光を前記ホログラム記録材料に導く光路のみに配置される、請求項１から８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記位相補正素子は、前記参照光を前記ホログラム記録材料に導く光路のみに配置される、請求項１から８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記位相補正素子は、前記物体光を前記ホログラム記録材料に導く光路、及び、前記参照光を前記ホログラム記録材料に導く光路の各々に配置される、請求項１から８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１２】
光源が射出するコヒーレント光を物体光と参照光とに分離して、ホログラム記録材料に照射することにより前記ホログラム記録材料を露光させ、
前記物体光及び前記参照光の少なくとも一方を前記ホログラム記録材料に導く光路に位相補正素子を配置し、前記位相補正素子により前記物体光及び前記参照光の少なくとも一方を補正して前記ホログラム記録材料に照射する、光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、及び光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホログラム素子を製造するために、ホログラム記録材料を露光する技術が知られている。
例えば、引用文献１のホログラム露光装置では、レーザー光源は、露光時間を制御するためのシャッターが開かれているときに、ビームエキスパンダ・ビーム整形ユニットに入射する。このユニットは、入射した光を集光点に集光するレンズと、集光点に配置されたピンホールと、ピンホールを通過した光をコリメートするコリメートレンズとを有し、ノイズ光をカットするスペイシャルフィルターとしての機能と、ビーム径を拡大するビームエキスパンダーしての機能とを併せ持つ。ユニットからの平行光束は、その偏光方向が１／２波長板により回転された後に、所定の偏光成分のみが偏光ビームスプリッターを透過する。１／２波長板は適宜回転させ得るようになっている。偏光ビームスプリッターを透過した光は、ミラーで反射された後に、ビームスプリッターで２光束に分割される。
【０００３】
また、ビームスプリッターを透過した光束は、ミラーで反射され、絞りで所望の径に絞られた後に、平行光束のまま、第１光源による露光光束（参照光束）として、プリズムに塗布されたホログラム感光材料に入射する。一方、ビームスプリッターで反射された光束は、ミラーで反射され、集光レンズで集光点に集光され、この集光点に配置されたピンホールを通過した後、コリメートレンズで平行光束にされかつ必要な光束径に拡大され、更に絞りで所定の径に絞られ、第２光源による露光光束（物体光束）を形成するための平行光束となる。この平行光束は、レンズ及びプリズムにより所望の非球面波となって、プリズムに塗布されたホログラム感光材料に、参照光とは反対側から入射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６９８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引用文献１に記載のホログラム露光装置では、ホログラム感光材料と光源との間の距離を十分に大きくすることによってシンプルな光学系で収差補正を可能にしているが、露光装置のサイズが大きくなる可能性があるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する一態様は、光源が射出するコヒーレント光を物体光と参照光に分離する分離光学部と、前記物体光と前記参照光とをホログラム記録材料に照射する露光部と、前記物体光及び前記参照光の少なくとも一方を前記ホログラム記録材料に導く光路に配置され、前記物体光及び前記参照光の少なくとも一方を位相補正する位相補正素子と、を備える、露光装置である。
【０００７】
上記露光装置において、前記位相補正素子は、ナノピラーを含むメタサーフェス構造を有する構成であってもよい。
【０００８】
上記露光装置において、前記ホログラム記録材料は、ホログラム基板に重畳されて配置される構成であってもよい。
【０００９】
上記露光装置において、前記位相補正素子は、前記ホログラム基板に取り付けられる構成であってもよい。
【００１０】
上記露光装置において、前記位相補正素子は、前記メタサーフェス構造が形成された前記ホログラム基板である構成であってもよい。
【００１１】
上記露光装置において、前記露光部は、対物レンズを備え、前記位相補正素子は、前記対物レンズと前記ホログラム記録材料との間に配置する構成であってもよい。
【００１２】
上記露光装置において、前記露光部は、コリメート用レンズを備え、前記位相補正素子は、前記メタサーフェス構造が形成された前記コリメート用レンズである構成であってもよい。
【００１３】
上記露光装置において、前記光源は、複数の光源を含み、前記複数の光源の各々は、互いに波長の相違するコヒーレント光を射出する構成であってもよい。
【００１４】
上記露光装置において、前記位相補正素子は、前記物体光を前記ホログラム記録材料に導く光路のみに配置される構成であってもよい。
【００１５】
上記露光装置において、前記位相補正素子は、前記参照光を前記ホログラム記録材料に導く光路のみに配置される構成であってもよい。
【００１６】
上記露光装置において、前記位相補正素子は、前記物体光を前記ホログラム記録材料に導く光路、及び、前記参照光を前記ホログラム記録材料に導く光路の各々に配置される構成であってもよい。
【００１７】
上記課題を解決する他の態様は、光源が射出するコヒーレント光を物体光と参照光に分離して、ホログラム記録材料に照射することにより前記ホログラム記録材料を露光させ、前記物体光及び前記参照光の少なくとも一方を前記ホログラム記録材料に導く光路に位相補正素子を配置し、前記位相補正素子により前記物体光及び前記参照光の少なくとも一方を補正して前記ホログラム記録材料に照射する、光学素子の製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】表示装置の外観を示す外観斜視図。
【図２】左眼用の画像光射出部及び導光部の構成図。
【図３】第２回折素子の構成の一例を示す断面図。
【図４】第２回折素子の構成の他の一例を示す断面図。
【図５】第１実施形態の露光装置の構成を示す図。
【図６】メタレンズの構成を示す図。
【図７】第２実施形態の露光装置の構成を示す図。
【図８】第３実施形態の露光装置の構成を示す図。
【図９】第４実施形態の露光装置の構成を示す図。
【図１０】第５実施形態の露光装置の構成を示す図。
【図１１】第６実施形態の露光装置の構成を示す図。
【図１２】ホログラム記録材料の搬送装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［１．表示装置の構成］
［１−１．表示装置の全体構成］
図１は、表示装置１の外観の一例を示す外観斜視図である。
図１には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示している。Ｚ軸は、鉛直方向と平行であり、Ｘ軸及びＹ軸の各々は、水平面と平行である。Ｘ軸方向は左右方向を示し、Ｙ軸方向は前後方向を示す。＋＋Ｘ方向が右方向を示し、−Ｘ方向が左方向を示す。＋Ｙ方向が前方向を示し、−Ｙ方向が後方向を示す。＋Ｚ方向が上方向を示し、−Ｚ方向が下方向を示す。
【００２０】
表示装置１は、頭部装着型の表示装置である。表示装置１は、有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）からの照明光を光源とする右眼用の画像光射出部１０ａと、右眼用の画像光射出部１０ａから出射された画像光を導光して使用者の右眼Ｅａに入射させる右眼用の導光部１７ａとを備える。なお、「使用者」は、表示装置１を装着するユーザーを示す。図１には、導光部１７ａに含まれる第４光学系４４ａを記載する。
また、表示装置１は、ＯＬＥＤからの照明光を光源とする左眼用の画像光射出部１０ｂと、左眼用の画像光射出部１０ｂから出射された画像光を導光して使用者の左眼Ｅｂに入射させる左眼用の導光部１７ｂとを備える。図１には、導光部１７ｂに含まれる第４光学系４４ｂを記載する。
【００２１】
表示装置１は、使用者の頭部に装着される眼鏡形状の装着体であり、フレーム１５を備える。フレーム１５は、右側のテンプル１５ａ、左側のテンプル１５ｂ及び前部材１５ｃを有する。フレーム１５には、画像光射出部１０ａ及び画像光射出部１０ｂの各々が設けられる。具体的には、フレーム１５の右端部には、画像光射出部１０ａが設けられ、フレーム１５の左端部には、画像光射出部１０ｂが設けられる。また、フレーム１５の前部材１５ｃは、第４光学系４４ａ及び第４光学系４４ｂを支持する。
【００２２】
図１では、表示装置１が、画像光射出部１０ａ、画像光射出部１０ｂ、導光部１７ａ及び導光部１７ｂを備える両眼用の表示装置である場合について説明したが、表示装置１が単眼用の表示装置でもよい。表示装置１が単眼用の表示装置である場合には、例えば、画像光射出部１０ａ、画像光射出部１０ｂ、導光部１７ａ及び導光部１７ｂのうち、画像光射出部１０ｂ及び導光部１７ｂのみを備えればよい。この場合には、表示装置１は、左眼用の表示装置である。また、例えば、画像光射出部１０ａ、画像光射出部１０ｂ、導光部１７ａ及び導光部１７ｂのうち、画像光射出部１０ａ及び導光部１７Ａのみを備えればよい。この場合には、表示装置１は、右眼用の表示装置である。
【００２３】
［１−２．画像光射出部及び導光部の構成］
図２は、左眼用の画像光射出部１０ｂ及び導光部１７ｂの構成図である。画像光射出部１０ａの構成は、画像光射出部１０ｂの構成と同一であり、導光部１７ａの構成は、導光部１７ｂの構成と同一である。
ただし、画像光射出部１０ａは、画像光射出部１０ｂ、フレーム１５の前部材１５ｃのＸ軸方向の中央位置を通り、Ｙ軸及びＺ軸を含むＹ−Ｚ平面と平行な平面について面対称に配置される。導光部１７ａは、導光部１７ｂと、フレーム１５の前部材１５ｃのＸ軸方向の中央位置を通り、Ｙ軸及びＺ軸を含むＹ−Ｚ平面と平行な平面について面対称に配置される。換言すれば、画像光射出部１０ａは、画像光射出部１０ｂを左右反転した状態で配置され、導光部１７ａは、導光部１７ｂを左右反転した状態で配置される。
なお、画像光射出部１０ａを画像光射出部１０ｂと同じ向きに配置し、導光部１７ａを導光部１７ｂと同じ向きに配置してもよい。また、画像光射出部１０ａ及び導光部１７ａを線対称に配置してもよいし、画像光射出部１０ｂ及び導光部１７ｂを線対称に配置してもよい。
【００２４】
このため、以下の説明では、図２を参照して、画像光射出部１０ｂ及び導光部１７ｂについて説明し、画像光射出部１０ａ及び導光部１７ａの説明は省略する。
また、導光部１７ａを構成する第４光学系４４ａと、導光部１７ｂを構成する第４光学系４４ｂとは同一であるため、図２においては、第４光学系４４と記載する。
図２に示すように、画像光射出部１０ｂは、光源部３１を備える。
【００２５】
光源部３１は、光変調前の光源光、又は光変調した画像光を出射する。以下の説明においては、光源部３１が、光変調した画像光Ｌ０を出射する場合について説明する。画像光Ｌ０は、青色光ＬＢ、赤色光ＬＲ、及び緑色光ＬＧを含む。光源部３１は、青色光ＬＢを出射する青色用ＯＬＥＤ３１１、赤色光ＬＲを出射する赤色用ＯＬＥＤ３１２、及び、緑色光ＬＧを出射する緑色用ＯＬＥＤ３１３の３つのＯＬＥＤを備える。
青色用ＯＬＥＤ３１１、赤色用ＯＬＥＤ３１２及び緑色用ＯＬＥＤ３１３の各々は、不図示の制御部の制御により、表示すべき画像の各ドットに対応する光強度に変調した光束を射出する。
本実施形態では、光源部３１がＯＬＥＤによって構成される場合について説明したが、光源部３１がランプ光源又はレーザー素子を備える構成でもよい。
【００２６】
導光部１７ｂは、画像光Ｌ０の進行方向に、第１光学系４０、第２光学系４２、第３光学系４３及び第４光学系４４を順に配置して構成される。第１光学系４０は、投射光学系３２と、第１反射光学系４１とを備える。
【００２７】
投射光学系３２は、光源部３１から出射された画像光Ｌ０を第１反射光学系４１に導く。投射光学系３２は、第１レンズ３２１、第２レンズ３２２、第３レンズ３２３及び第４レンズ３２４を含む。第１レンズ３２１、第２レンズ３２２、第３レンズ３２３及び第４レンズ３２４の各々は、自由曲面レンズ、又は回転対称のレンズで構成される。図２では、投射光学系３２におけるレンズの数を４枚とした場合を例に挙げたが、レンズの枚数はこれに限定されることはなく、投射光学系３２が５枚以上のレンズを備えていてもよい。また、各レンズは互いに貼り合わせて投射光学系３２を構成してもよい。
【００２８】
第１反射光学系４１は、第２光学系４２の前に画像光Ｌ０の第１中間像を形成する。「中間像」とは、１画素から出射された光線が集まる個所に対応する。
また、第１反射光学系４１は、投射光学系３２から出射された画像光Ｌ０を第２光学系４２に向けて反射する。第１反射光学系４１は、周辺部よりも中央部が窪んだ凹曲面に形成された反射面を有するミラーで構成される。反射面は球面、非球面、または自由曲面からなる。例えば、第１反射光学系４１は、自由曲面からなる反射面を有した全反射ミラーである。
また、第２レンズ３２２と第３レンズ３２３の間に、第１瞳ＰＰ１が形成される。
【００２９】
第２光学系４２は、第４光学系４４との間に第２瞳ＰＰ２を形成する第１回折素子４２１を含む。具体的には、第２光学系４２は、第２光学系４２と第３光学系４３との間に第２瞳ＰＰ２を形成する。第２光学系４２は、第１反射光学系４１から出射された画像光Ｌ０を第３光学系４３に導く。「瞳」とは、各画角の主光線が集まる個所を示す。第１回折素子４２１については、図３及び図４を参照して説明する。
本実施形態では、第２瞳ＰＰ２が、第２光学系４２と第３光学系４３との間に形成されるが、第２瞳ＰＰ２が第２光学系４２と第４光学系４４との間に形成されればよい。例えば、第２瞳ＰＰ２が、第３光学系４３と第４光学系４４との間に形成されてもよい。
【００３０】
第３光学系４３は、第４光学系の前に第２中間像ＪＧ２を形成する。第３光学系４３は、第２光学系４２から出射された画像光Ｌ０を第４光学系４４に向けて反射する。第３光学系４３は、周辺部よりも中央部が窪んだ凹曲面に形成された反射面を有するミラーで構成される。反射面は球面、非球面、または自由曲面からなる。例えば、第３光学系４３は、自由曲面からなる反射面を有した全反射ミラーである。但し、第３光学系４３をハーフミラーとしてもよく、この場合、外光を視認できる範囲を広くすることができる。
【００３１】
第４光学系４４は、第２回折素子４４１を含み、画像光Ｌ０の少なくとも一部を平行化して、視認位置に射出瞳ＰＰ３を形成する。第４光学系４４は、第３光学系４３から出射された画像光Ｌ０を視認位置に導く。なお、「射出瞳」とは、第４光学系４４に対して画像光Ｌ０の進行方向の下流側で結像する像を示す。すなわち、「射出瞳」とは、使用者の左眼Ｅｂの内部で形成される瞳を示す。第２回折素子４４１については、図３及び図４を参照して説明する。
【００３２】
以上、図２を参照して説明したように、導光部１７ｂでは、第１反射光学系４１と第３光学系４３との間に画像光Ｌ０の第１中間像が形成され、第２光学系４２と第４光学系４４との間に瞳が形成される。また、第３光学系４３と第４光学系４４との間に画像光Ｌ０の第２中間像が形成され、第４光学系４４は、画像光Ｌ０を平行光化して射出瞳を形成する。その際、第３光学系４３は、第２光学系４２から射出された画像光Ｌ０全体を集光して第２中間像ＪＧ２を形成した後に、発散光として第第４光学系４４に入射させる。瞳は、第２光学系４２と第４光学系４４との間のうち、第２光学系４２と第３光学系４３との間に形成される。
【００３３】
したがって、画像光射出部１０ａの１つの点から出射した光線は、網膜に１つの点として結像されるため、使用者は１画素を視認することができる。また、導光部１７ｂの瞳と左眼Ｅｂの瞳とが共役（瞳の共役）の関係にあるため、画像光射出部１０ａから出射された画像の全域を使用者が視認できる。
【００３４】
［１−３．第１回折素子及び第２回折素子の構成］
次に、図３を参照して、第１回折素子４２１及び第２回折素子４４１の構成について説明する。なお、第１回折素子４２１の基本的な構成は、第２回折素子４４１の基本的な構成と同一である。以下では、第２回折素子４４１の構成を例に挙げて説明する。
【００３５】
図３は、第２回折素子４４１の構成の一例を示す断面図である。第２回折素子４４１は、図３に示す反射型体積ホログラフィック素子５を備えており、反射型体積ホログラフィック素子５は部分反射型回折光学素子である。よって、外光も第２回折素子４４１を介して左眼Ｅｂに入射するため、使用者は、画像光射出部１０ｂで形成した画像光Ｌ０と外光（背景）とが重畳した画像を認識することができる。
【００３６】
第２回折素子４４１は、使用者の左眼Ｅｂと対向しており、画像光Ｌ０が入射する第２回折素子４４１の入射面５２は、左眼Ｅｂから離れる方向に窪んだ凹曲面に形成されている。換言すれば、入射面５２は、画像光Ｌ０の入射方向において、周辺部に対して中央部が凹んで湾曲した形状に形成されている。このため、第２回折素子４４１は、画像光Ｌ０を使用者の左眼Ｅｂに向けて効率良く集光させることができる。
【００３７】
第２回折素子４４１は、特定波長に対応するピッチを有した干渉縞５１を有している。干渉縞５１は屈折率等の差としてホログラム感光層に記録されており、干渉縞５１は特定の入射角度に対応するように、第２回折素子４４１の入射面５２に対して一方の方向に傾いている。よって、第２回折素子４４１は、画像光Ｌ０を所定の方向に回折して偏向する。特定波長は、画像光Ｌ０の波長に対応し、特定の入射角度は、入射角度に対応する。
第２回折素子４４１は、「光学素子」の一例に対応する。
【００３８】
画像光Ｌ０はカラー表示用であるため、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢを含む。このため、第２回折素子４４１は、特定波長に対応するピッチで形成された第１干渉縞５１Ｒ、第２干渉縞５１Ｇ及び第３干渉縞５１Ｂを有している。
第１干渉縞５１Ｒは、５８０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲のうち、例えば、波長６１５ｎｍの赤色光ＬＲに対応するピッチで形成される。第２干渉縞５１Ｇは、５００ｎｍから５８０ｎｍの波長範囲のうち、例えば、波長５３５ｎｍの緑色光ＬＧに対応するピッチで形成される。第３干渉縞５１Ｂは、４００ｎｍから５００ｎｍの波長範囲のうち、例えば、波長４６０ｎｍの青色光ＬＢに対応するピッチで形成される。
【００３９】
第２回折素子４４１と基本的な構成が同一である第１回折素子４２１は、反射型体積ホログラフィック素子５を備えている。第１回折素子４２１は、画像光Ｌ０が入射する入射面５２が、窪んだ凹曲面になっている。換言すれば、入射面５２は、画像光Ｌ０の入射方向において、周辺部に対して中央部が凹んで湾曲した形状となっている。そのため、第１回折素子４２１は、画像光Ｌ０を第３光学系４３に向けて効率良く偏向させることができる。
第１回折素子４２１は、「光学素子」の一例に対応する。
【００４０】
図４は、第２回折素子４４１の構成の他の一例を示す断面図である。第２回折素子４４１は、図４に示す反射型体積ホログラフィック素子５を備えており、反射型体積ホログラフィック素子５は部分反射型回折光学素子である。
図４に示すように、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢの各波長に対応する感度を有する感光材料をホログラフィック感光層に分散させておき、１つの層に第１干渉縞５１Ｒ、第２干渉縞５１Ｇ、及び第３干渉縞５１Ｂを重畳した干渉縞５１が形成されている。
【００４１】
［２．露光装置の構成］
［２−１．第１実施形態の露光装置の構成］
図５は、第１実施形態の露光装置６の構成を示す図である。露光装置６は、ホログラム記録材料７２に干渉縞を露光する。露光されたホログラム記録材料７２は、現像されることによって、第１回折素子４２１及び第２回折素子４４１のような回折素子が作成される。
【００４２】
露光装置６は、レーザー光源６１、シャッター６２、ビームスプリッター６３、及び露光部６０を備える。
レーザー光源６１は、レーザー光Ｌをビームスプリッター６３に向けて出射する。
レーザー光Ｌは、「コヒーレント光」の一例に対応する。また、レーザー光源６１は、「光源」の一例に対応する。
シャッター６２は、レーザー光源６１とビームスプリッター６３との間に配置され、レーザー光を遮断する。例えば、ホログラム記録材料７２を露光する場合には、シャッター６２は、レーザー光Ｌを通過させ、露光されたホログラム記録材料７２を別のホログラム記録材料７２と取り換える場合には、シャッター６２は、レーザー光Ｌを遮断する。
【００４３】
ビームスプリッター６３は、レーザー光Ｌを物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分離する。ビームスプリッター６３は、「分離光学部」の一部に対応する。ビームスプリッター６３から射出される物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の各々は、露光部６０に入光する。
【００４４】
露光部６０は、物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とをホログラム記録材料７２に照射する。露光部６０には、物体光Ｌ１をホログラム記録材料７２に導く第１光路Ｐ１と、参照光Ｌ２をホログラム記録材料７２に導く第２光路Ｐ２とが形成される。
露光部６０は、第１ミラー６４Ａ、第１対物レンズ６５Ａ、第１コリメートレンズ６６Ａ、第２ミラー６４Ｂ、第２対物レンズ６５Ｂ、第２コリメートレンズ６６Ｂ及びメタレンズ６７を備える。
第１ミラー６４Ａ、第１対物レンズ６５Ａ及び第１コリメートレンズ６６Ａは、第１光路Ｐ１に配置される。第２ミラー６４Ｂ、第２対物レンズ６５Ｂ、第２コリメートレンズ６６Ｂ及びメタレンズ６７は、第２光路Ｐ２に配置される。
第１コリメートレンズ６６Ａ及び第２コリメートレンズ６６Ｂの各々は、「コリメート用レンズ」の一例に対応する。
【００４５】
第１ミラー６４Ａは、ビームスプリッター６３から出射される物体光Ｌ１を反射して、反射光を第１対物レンズ６５Ａに向けて出射する。第１対物レンズ６５Ａは、第１ミラー６４Ａからの反射光を集光する。第１コリメートレンズ６６Ａは、第１ミラー６４Ａによって集光された物体光Ｌ１を平行光束とする。第１コリメートレンズ６６Ａによって平行光束とされた物体光Ｌ１は、ホログラム記録材料７２に照射される。
【００４６】
ホログラム記録材料７２は、ホログラム基板７１に重畳されて配置される。ホログラム基板７１は、例えば、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、又は、アクリル樹脂等からなる透光性のプラスチック基板である。ホログラム記録材料７２は、フォトポリマー材料で構成される。ホログラム記録材料７２及びホログラム基板７１の各々は、平板状に形成される。
【００４７】
第１コリメートレンズ６６Ａによって平行光束とされた物体光Ｌ１は、ホログラム基板７１を透過してホログラム記録材料７２に照射される。例えば、平行光束とされた物体光Ｌ１は、ホログラム記録材料７２の主面に直交する方向に照射される。
【００４８】
第２ミラー６４Ｂは、ビームスプリッター６３から出射される参照光Ｌ２を反射して、反射光を第２対物レンズ６５Ｂに向けて出射する。第２対物レンズ６５Ｂは、第２ミラー６４Ｂからの反射光を集光する。第２コリメートレンズ６６Ｂは、第２ミラー６４Ｂによって集光された参照光Ｌ２を平行光束とする。第２コリメートレンズ６６Ｂによって平行光束とされた参照光Ｌ２は、メタレンズ６７を経由してホログラム記録材料７２に照射される。
【００４９】
メタレンズ６７は、第２コリメートレンズ６６Ｂからの参照光Ｌ２の位相を補正する。メタレンズ６７は、「位相補正素子」の一例に対応する。メタレンズ６７の構成については、図６を参照して詳細に説明する。
【００５０】
第１コリメートレンズ６６Ａから照射された物体光Ｌ１とメタレンズ６７から照射された参照光Ｌ２とは、ホログラム記録材料７２において干渉し、干渉縞が形成される。その結果、ホログラム記録材料７２に干渉縞が露光される。
【００５１】
上述のように、メタレンズ６７が第２コリメートレンズ６６Ｂからの参照光Ｌ２の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。
【００５２】
なお、第１実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７が第２光路Ｐ２に配置されるが、メタレンズ６７が第１光路Ｐ１に配置されてもよい。この場合には、メタレンズ６７が物体光Ｌ１の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。また、メタレンズ６７が第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の各々に配置されてもよい。この場合には、メタレンズ６７が物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の各々の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。
【００５３】
また、第１実施形態の露光装置６では、レーザー光源６１が１つのレーザー光源で構成されるが、レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成されてもよい。レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成される形態については、図１１を参照して詳細に説明する。
【００５４】
［２−２．メタレンズの構成］
図６は、メタレンズ６７の構成を示す図である。図６の上側の図は、メタレンズ６７の側面図であり、図６の下側の図は、メタレンズ６７の平面図である。
図６に示すように、メタレンズ６７は、ナノピラー６７２を含むメタサーフェス構造を有する。具体的には、メタレンズ６７は、基板６７１と複数のナノピラー６７２とを備える。基板６７１は、ナノピラー６７２の屈折率よりも低い屈折率を有する材料等によって透明平板状に形成される。ナノピラー６７２は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）等の高屈折率の誘電体材料から構成される。また、ナノピラー６７２は、円柱状、正四角柱状等の回転対称形、及び」非対称形状のナノフィン形状である。ナノピラー６７２は、例えば、円柱状に形成され、基板６７１に立設される。
【００５５】
複数のナノピラー６７２は、入射光に対して導波路効果を生じさせる屈折率及び間隔ＬＴを有している。ナノピラー６７２の屈折率は、２．２〜４．０程度の範囲である。例えばナノピラー６７２の材料である酸化チタンの屈折率は２．２８〜２．４２程度の範囲であり、窒化シリコンの屈折率は２．０〜２．１程度の範囲であり、リン化ガリウムの屈折率は３．１〜４．０程度の範囲である。
【００５６】
複数のナノピラー６７２は、図６の下側の図で示すように、例えば、格子状に配置される。ナノピラー６７２の高さＬＨは、１００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の範囲である。ナノピラー６７２の高さＬＨは、例えば、６００ｎｍである。ナノピラー６７２の直径ＬＥは、５０ｎｍ〜７００ｎｍ程度の範囲である。ナノピラー６７２の直径ＬＥは、例えば、１００ｎｍである。また、隣接するナノピラー６７２の間隔ＬＴは、１００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の範囲である。隣接するナノピラー６７２の間隔ＬＴは、例えば２５０ｎｍである。
【００５７】
メタレンズ６７は、ナノピラー６７２の形成領域内での光閉じ込め効果によってナノオーダーサイズの光共振器として作用する。また、メタレンズ６７は、直径ＬＥが異なるナノピラー６７２を有することによって、メタレンズ６７を通過する光の位相を変調することができ、他の光学素子による収差を補正することができる。
【００５８】
［２−３．第２実施形態の露光装置の構成］
図７は、第２実施形態の露光装置６の構成を示す図である。第２実施形態の露光装置６は、図５を参照して説明した第１実施形態の露光装置６と比較して、メタレンズ６７の配置される位置が相違する。
具体的には、第１実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７が第２コリメートレンズ６６Ｂとホログラム記録材料７２との間に配置される。これに対して、第２実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７は、ホログラム記録材料７２において物体光Ｌ１の進行方向の下流に位置する主面に配置される。
【００５９】
更に具体的には、メタレンズ６７の基板６７１は、ホログラム記録材料７２において物体光Ｌ１の進行方向の下流に位置する主面に接着等によって固定される。したがって、メタレンズ６７は、第２コリメートレンズ６６Ｂからの参照光Ｌ２の位相を補正する。
【００６０】
第１コリメートレンズ６６Ａから照射された物体光Ｌ１とメタレンズ６７から照射された参照光Ｌ２とは、ホログラム記録材料７２において干渉し、干渉縞が形成される。その結果、ホログラム記録材料７２に干渉縞が露光される。
【００６１】
上述のように、メタレンズ６７が第２コリメートレンズ６６Ｂからの参照光Ｌ２の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。
【００６２】
なお、第２実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７が第２光路Ｐ２に配置されるが、メタレンズ６７が第１光路Ｐ１に配置されてもよい。すなわち、メタレンズ６７がホログラム基板７１において物体光Ｌ１の進行方向の上流に位置する主面に配置されてもよい。この場合には、メタレンズ６７が物体光Ｌ１の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。
【００６３】
また、第２実施形態の露光装置６では、レーザー光源６１が１つのレーザー光源で構成されるが、レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成されてもよい。レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成される形態については、図１１を参照して詳細に説明する。
【００６４】
［２−４．第３実施形態の露光装置の構成］
図８は、第３実施形態の露光装置６の構成を示す図である。第３実施形態の露光装置６は、図７を参照して説明した第２実施形態の露光装置６と比較して、メタレンズ６７が第１光路Ｐ１にも配置されている点で相違する。
具体的には、第２実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７は、ホログラム記録材料７２において物体光Ｌ１の進行方向の下流に位置する主面に配置される。これに対して、第３実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７は、ホログラム記録材料７２において物体光Ｌ１の進行方向の下流に位置する主面と、ホログラム基板７１において物体光Ｌ１の進行方向の上流に位置する主面とに配置される。
【００６５】
具体的には、メタレンズ６７は、第１メタレンズ６７Ａと第２メタレンズ６７Ｂとを含む。第２メタレンズ６７Ｂの基板６７１は、ホログラム記録材料７２において物体光Ｌ１の進行方向の下流に位置する主面に接着等によって固定される。また、第１メタレンズ６７Ａの基板６７１は、ホログラム基板７１において物体光Ｌ１の進行方向の上流に位置する主面に接着等によって固定される。
【００６６】
第１メタレンズ６７Ａは、第１コリメートレンズ６６Ａからの物体光Ｌ１の位相を補正する。第２メタレンズ６７Ｂは、第２コリメートレンズ６６Ｂからの参照光Ｌ２の位相を補正する。
【００６７】
第１メタレンズ６７Ａから照射された物体光Ｌ１と第２メタレンズ６７Ｂから照射された参照光Ｌ２とは、ホログラム記録材料７２において干渉し、干渉縞が形成される。その結果、ホログラム記録材料７２に干渉縞が露光される。
【００６８】
上述のように、第１メタレンズ６７Ａが第１コリメートレンズ６６Ａからの物体光Ｌ１の位相を補正し、第２メタレンズ６７Ｂが第２コリメートレンズ６６Ｂからの参照光Ｌ２の位相を補正するため、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の各々の位相を効果的に変調できる。したがって、露光装置６のサイズを低減できる。
【００６９】
なお、第３実施形態の露光装置６では、ホログラム基板７１がホログラム記録材料７２に対して物体光Ｌ１の進行方向の上流に配置されるが、ホログラム基板７１がホログラム記録材料７２に対して物体光Ｌ１の進行方向の下流に配置されてもよい。
【００７０】
また、第３実施形態の露光装置６では、レーザー光源６１が１つのレーザー光源で構成されるが、レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成されてもよい。レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成される形態については、図１１を参照して詳細に説明する。
【００７１】
［２−５．第４実施形態の露光装置の構成］
図９は、第４実施形態の露光装置６の構成を示す図である。第４実施形態の露光装置６は、図６を参照して説明した第１実施形態の露光装置６と比較して、メタレンズ６７が第２コリメートレンズ６６Ｂと一体に形成されている点で相違する。
具体的には、第１実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７が第２コリメートレンズ６６Ｂとホログラム記録材料７２との間に配置される。これに対して、第４実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７と第２コリメートレンズ６６Ｂとが一体に形成されたメタコリメートレンズ６８が、第２対物レンズ６５Ｂとホログラム記録材料７２との間に配置される。
【００７２】
メタコリメートレンズ６８は、第２コリメートレンズ６６Ｂの表面に、ナノピラー６７２を含むメタサーフェス構造を有する。すなわち、メタコリメートレンズ６８は、第２コリメートレンズ６６Ｂの表面に、複数のナノピラー６７２が立設されて構成される。換言すれば、図６に示すメタレンズ６７において、基板６７１に替えて第２コリメートレンズ６６Ｂを配置することによって、メタコリメートレンズ６８が形成される。
メタコリメートレンズ６８は、「位相補正素子」の一例に対応する。
【００７３】
メタコリメートレンズ６８は、コリメートレンズとして機能すると共に、メタレンズとしても機能する。すなわち、メタコリメートレンズ６８は、第２対物レンズ６５Ｂによって集光された参照光Ｌ２を平行光束とした後、メタサーフェス構造によって参照光Ｌ２の位相を補正する。
【００７４】
第１コリメートレンズ６６Ａから照射された物体光Ｌ１とメタコリメートレンズ６８から照射された参照光Ｌ２とは、ホログラム記録材料７２において干渉し、干渉縞が形成される。その結果、ホログラム記録材料７２に干渉縞が露光される。
【００７５】
上述のように、メタコリメートレンズ６８が参照光Ｌ２の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。また、メタコリメートレンズ６８が、第２対物レンズ６５Ｂによって集光された参照光Ｌ２を平行光束とした後、参照光Ｌ２の位相を補正する。よって、露光装置６の構成が簡素化されるため、露光誤差を低減できる。
【００７６】
なお、第４実施形態の露光装置６では、メタコリメートレンズ６８が第２光路Ｐ２に配置されるが、メタコリメートレンズ６８が第１光路Ｐ１に配置されてもよい。すなわち、第１コリメートレンズ６６Ａに替えてメタコリメートレンズ６８を配置してもよい。この場合には、メタコリメートレンズ６８が、第１対物レンズ６５Ａによって集光された物体光Ｌ１を平行光束とした後、物体光Ｌ１の位相を補正する。よって、露光装置６の構成が簡素化されるため、露光誤差を低減できる。
【００７７】
また、第４実施形態の露光装置６では、レーザー光源６１が１つのレーザー光源で構成されるが、レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成されてもよい。レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成される形態については、図１１を参照して詳細に説明する。
【００７８】
［２−６．第５実施形態の露光装置の構成］
図１０は、第５実施形態の露光装置６の構成を示す図である。第５実施形態の露光装置６は、図７を参照して説明した第２実施形態の露光装置６と比較して、メタレンズ６７の構成が相違する。
具体的には、第２実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７が基板６７１と複数のナノピラー６７２とで構成されている。これに対して、第５実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７αがホログラム基板７１と複数のナノピラー６７２とで構成されている。
【００７９】
更に具体的には、メタレンズ６７αは、ホログラム記録材料７２に対して物体光Ｌ１の進行方向の下流に配置されている。メタレンズ６７αは、ホログラム基板７１と複数のナノピラー６７２とで構成され、複数のナノピラー６７２は、ホログラム基板７１に対して物体光Ｌ１の進行方向の下流に配置されている。ホログラム基板７１の物体光Ｌ１の進行方向の上流に位置する主面には、ホログラム記録材料７２が固定される。
【００８０】
第１コリメートレンズ６６Ａから照射された物体光Ｌ１とメタレンズ６７αから照射された参照光Ｌ２とは、ホログラム記録材料７２において干渉し、干渉縞が形成される。その結果、ホログラム記録材料７２に干渉縞が露光される。
【００８１】
上述のように、メタレンズ６７αが、第２コリメートレンズ６６Ｂからの参照光Ｌ２の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。また、メタレンズ６７が基板６７１と複数のナノピラー６７２とを備えるのに対して、メタレンズ６７αは、基板６７１に替えてホログラム基板７１を有するため、基板６７１を配置することに伴う誤差を抑制できる。したがって、位相の補正精度を向上できる。
【００８２】
なお、第５実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７αが第２光路Ｐ２に配置されるが、メタレンズ６７αが第１光路Ｐ１に配置されてもよい。すなわち、メタレンズ６７αがホログラム記録材料７２において物体光Ｌ１の進行方向の上流に位置する主面に配置されてもよい。この場合には、メタレンズ６７αが物体光Ｌ１の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。
また、メタレンズ６７αが第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の各々に配置されてもよい。この場合には、メタレンズ６７αが物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の各々の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。
【００８３】
また、第５実施形態の露光装置６では、レーザー光源６１が１つのレーザー光源で構成されるが、レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成されてもよい。レーザー光源６１が複数のレーザー光源で構成される形態については、図１１を参照して詳細に説明する。
【００８４】
［２−７．第６実施形態の露光装置の構成］
図１１は、第６実施形態の露光装置６の構成を示す図である。第６実施形態の露光装置６は、図５を参照して説明した第１実施形態の露光装置６と比較して、レーザー光源６１が複数個配置されている点と、メタレンズ６７が第１光路Ｐ１にも配置されている点とで相違する。
【００８５】
具体的には、第１実施形態の露光装置６では、レーザー光源６１が１個配置されている。これに対して、第６実施形態の露光装置６では、レーザー光源６１が３個配置されている。更に具体的には、第６実施形態の露光装置６では、レーザー光源６１が、波長λ１のレーザー光Ｌαを射出する第１レーザー光源６１１と、波長λ２のレーザー光Ｌβを射出する第２レーザー光源６１２と、波長λ３のレーザー光Ｌγを射出する第３レーザー光源６１３とで構成されている。波長λ１と波長λ２と波長λ３とは、互いに相違する。
【００８６】
例えば、波長λ１は、赤色光ＬＲに対応する５８０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲のうち、例えば、波長６１５ｎｍに対応する。また、波長λ２は、緑色光ＬＧに対応する５００ｎｍから５８０ｎｍの波長範囲のうち、波長５３５ｎｍに対応する。波長λ３は、青色光ＬＢに対応する４００ｎｍから５００ｎｍの波長範囲のうち、波長４６０ｎｍに対応する。
【００８７】
また、第６実施形態の露光装置６は、第１ダイクロイックミラー６９１と、第２ダイクロイックミラー６９２とを備える。第１ダイクロイックミラー６９１及び第２ダイクロイックミラー６９２の各々は、第１レーザー光源６１１とシャッター６２との間に配置される。
【００８８】
第１ダイクロイックミラー６９１は、第１レーザー光源６１１から射出された波長λ１のレーザー光Ｌαを透過し、第２レーザー光源６１２から射出された波長λ２のレーザー光Ｌβを反射する。その結果、第１ダイクロイックミラー６９１によって、レーザー光Ｌαにレーザー光Ｌβが重畳されて、第２ダイクロイックミラー６９２に入射する。
第２ダイクロイックミラー６９２は、第１ダイクロイックミラー６９１から射出されたレーザー光Ｌα及びレーザー光Ｌβを透過し、第３レーザー光源６１３から射出された波長λ３のレーザー光Ｌγを反射する。その結果、第２ダイクロイックミラー６９２によって、レーザー光Ｌα及びレーザー光Ｌβに、レーザー光Ｌγが重畳されて、レーザー光ＬＤがシャッター６２に入射する。レーザー光ＬＤは、レーザー光Ｌαと、レーザー光Ｌβと、レーザー光Ｌγとが重畳されたレーザー光を示す。
レーザー光ＬＤは、ビームスプリッター６３によって、物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分離される。
【００８９】
また、第１実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７が第２コリメートレンズ６６Ｂとホログラム記録材料７２との間に配置される。これに対して、第１実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７が第１光路Ｐ１にも配置されている。
具体的には、メタレンズ６７は、第１メタレンズ６７Ａと第２メタレンズ６７Ｂとを含む。第１メタレンズ６７Ａは、第１コリメートレンズ６６Ａと、ホログラム基板７１との間に配置される。第２メタレンズ６７Ｂは、第２コリメートレンズ６６Ｂと、ホログラム記録材料７２との間に配置される。
【００９０】
第１メタレンズ６７Ａから照射された物体光Ｌ１と第２メタレンズ６７Ｂから照射された参照光Ｌ２とは、ホログラム記録材料７２において干渉し、干渉縞が形成される。その結果、ホログラム記録材料７２に干渉縞が露光される。
第６実施形態の露光装置６では、レーザー光Ｌαと、レーザー光Ｌβと、レーザー光Ｌγとが重畳されたレーザー光ＬＤによって、ホログラム記録材料７２が露光されるため、図４を参照して説明したように、１つの層に第１干渉縞５１Ｒ、第２干渉縞５１Ｇ、及び第３干渉縞５１Ｂを重畳した干渉縞５１を形成できる。
【００９１】
上述のように、第１メタレンズ６７Ａが第１コリメートレンズ６６Ａからの物体光Ｌ１の位相を補正し、第２メタレンズ６７Ｂが第２コリメートレンズ６６Ｂからの参照光Ｌ２の位相を補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。
【００９２】
第６実施形態の露光装置６では、レーザー光源６１が３つのレーザー光源で構成されるが、レーザー光源６１が複数のレーザー光源を含めばよい。例えば、レーザー光源６１が２つのレーザー光源で構成されてもよいし、レーザー光源６１が４つ以上のレーザー光源で構成されてもよい。
【００９３】
第６実施形態の露光装置６では、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の各々にメタレンズ６７が配置されるが、第１光路Ｐ１又は第２光路Ｐ２にメタレンズ６７が配置されてもよい。
【００９４】
［３．搬送装置の構成］
図１２は、ホログラム記録材料７２の搬送装置８の構成を示す図である。
搬送装置８は、巻き解きリール８１と、巻取リール８２とを備える。巻き解きリール８１には、コイル９１が装着され、コイル９１が巻き解かれる。
コイル９１は、長尺帯状のテープ９Ａが円環状に捲かれて形成される。テープ９Ａには、貼り付け部９Ｂが等間隔に形成される。貼り付け部９Ｂは、透明の材料で構成される。例えば、貼り付け部９Ｂには、ホログラム基板７１が配置される。
貼り付け部９Ｂの各々には、ホログラム記録材料７２が張り付けられている。すなわち、ホログラム記録材料７２は、貼り付け部９Ｂに配置されたホログラム基板７１に張り付けられる。
【００９５】
巻き解きリール８１から捲き解かれたテープ９Ａは、露光装置６に搬送される。露光装置６は、テープ９Ａの貼り付け部９Ｂに貼り付けられたホログラム記録材料７２に対して、物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とを照射して、ホログラム記録材料７２に干渉縞を露光する。
露光されたホログラム記録材料７２は、巻取リール８２に向けて搬送され、テープ９Ａと一体に巻取リール８２によって巻き取られる。その結果、巻取リール８２に装着されたコイル９２の径が増加する。
【００９６】
このようにして、搬送装置８によって、露光装置６にホログラム記録材料７２が搬送されるため、複数のホログラム記録材料７２を効率的に露光できる。
【００９７】
［４．まとめ］
以上説明したように、本発明の第１実施形態〜第６実施形態の露光装置６は、レーザー光源６１が射出するコヒーレント光を物体光Ｌ１と参照光Ｌ２に分離するビームスプリッター６３と、物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とをホログラム記録材料７２に照射する露光部６０と、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の少なくとも一方をホログラム記録材料７２に導く光路に配置され、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の少なくとも一方を位相補正するメタレンズ６７、６７α又はメタコリメートレンズ６８と、を備える。
また、本発明の光学素子の製造方法では、レーザー光源６１が射出するコヒーレント光を物体光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分離して、ホログラム記録材料７２に照射することによりホログラム記録材料７２を露光させ、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の少なくとも一方をホログラム記録材料７２に導く光路にメタレンズ６７、６７α又はメタコリメートレンズ６８を配置し、メタレンズ６７、６７α又はメタコリメートレンズ６８により物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の少なくとも一方を補正してホログラム記録材料７２に照射する。
したがって、メタレンズ６７又はメタコリメートレンズ６８が物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の少なくとも一方を位相補正するため、露光装置６のサイズを低減できる。
【００９８】
また、本発明の第１実施形態〜第６実施形態の露光装置６において、メタレンズ６７、６７α又はメタコリメートレンズ６８は、ナノピラー６７２を含むメタサーフェス構造を有する。
よって、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の少なくとも一方の位相を効果的に変調できる。したがって、露光装置６のサイズを低減できる。
【００９９】
また、本発明の第１実施形態〜第６実施形態の露光装置６において、ホログラム記録材料７２は、ホログラム基板７１に重畳されて配置される。
したがって、ホログラム記録材料７２をホログラム基板７１に着脱することによって、複数のホログラム記録材料７２を効率的に露光できる。
すなわち、１つのホログラム記録材料７２をホログラム基板７１に装着して、１つのホログラム記録材料７２を露光する。そして、１つのホログラム記録材料７２の露光が完了した後に、１つのホログラム記録材料７２をホログラム基板７１から取り外し、別の１つのホログラム記録材料７２をホログラム基板７１に装着する。このようにして、複数のホログラム記録材料７２を効率的に露光できる。
【０１００】
また、本発明の第５実施形態の露光装置６において、メタレンズ６７αは、ホログラム基板７１に取り付けられる。換言すれば、メタレンズ６７αがホログラム基板７１と複数のナノピラー６７２とで構成されている。
したがって、基板６７１を配置することに伴う誤差を抑制できる。したがって、位相の補正精度を向上できる。
【０１０１】
また、本発明の第４実施形態の露光装置６において、露光部６０は、第２コリメートレンズ６６Ｂを備え、メタコリメートレンズ６８は、メタサーフェス構造が形成された第２コリメートレンズ６６Ｂである。
したがって、露光装置６の構成が簡素化されるため、露光誤差を低減できる。
【０１０２】
また、本発明の第６実施形態の露光装置６において、レーザー光源６１は、複数のレーザー光源６１を含み、複数のレーザー光源６１の各々は、互いに波長の相違するコヒーレント光を射出する。
したがって、ホログラム記録材料７２に、複数の波長の干渉縞を重畳した干渉縞を形成できる。
【０１０３】
また、本発明の第１実施形態〜第６実施形態の露光装置６において、メタレンズ６７、６７α又はメタコリメートレンズ６８は、物体光Ｌ１をホログラム記録材料７２に導く第１光路Ｐ１のみに配置されてもよい。
この場合には、物体光Ｌ１の位相を効果的に変調できる。したがって、露光装置６のサイズを低減できる。
【０１０４】
また、本発明の第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態及び第５実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７、６７α又はメタコリメートレンズ６８は、参照光Ｌ２をホログラム記録材料７２に導く第２光路Ｐ２のみに配置される。
よって、参照光Ｌ２の位相を効果的に変調できる。したがって、露光装置６のサイズを低減できる。
【０１０５】
また、本発明の第３実施形態及び第６実施形態の露光装置６では、メタレンズ６７は、物体光Ｌ１をホログラム記録材料７２に導く第１光路Ｐ１、及び、参照光Ｌ２をホログラム記録材料７２に導く第２光路Ｐ２の各々に配置される。
よって、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２の各々の位相を効果的に変調できる。したがって、露光装置６のサイズを低減できる。
【０１０６】
上述した実施形態は、本発明の好適な実施の形態である。ただし、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１…表示装置、１０ａ、１０ｂ…画像光生成部、１７ａ、１７ｂ…導光部、３１…光源部、３１１、３１２、３１３…ＯＬＥＤ、３２…投射光学系、３２１…第１レンズ、３２２…第２レンズ、３２３…第３レンズ、３２４…第４レンズ、４０…第１光学系、４１…第１反射光学系、４２…第２光学系、４２１…第１回折素子、４３…第３光学系、４４…第４光学系４４、４４１…第２回折素子、５…反射型体積ホログラフィック素子、５１…干渉縞、５１Ｒ…第１干渉縞、５１Ｇ…第２干渉縞、５１Ｂ…第３干渉縞、５２…入射面、６…露光装置、６１…レーザー光源（光源）、６２…シャッター、６３…ビームスプリッター（分離光学部）、６４Ａ…第１ミラー、６４Ｂ…第２ミラー、６５Ａ…第１対物レンズ、６５Ｂ…第２対物レンズ、６６Ａ…第１コリメートレンズ（コリメート用レンズ）、６６Ｂ…第２コリメートレンズ（コリメート用レンズ）、６７、６７α…メタレンズ（位相補正素子）、６７１…基板、６７２…ナノピラー、メタコリメートレンズ６８（コリメート用レンズ、位相補正素子）、６９１…第１ダイクロイックミラー、６９２…第２ダイクロイックミラー、７１…ホログラム基板、７２…ホログラム記録材料、８…搬送装置、８１…巻き解きリール、８２…巻き解きリール、９１、９２…コイル、９Ａ…テープ、９Ｂ…貼り付け部、Ｅａ…右眼、Ｅｂ…左眼、Ｌ、Ｌα、Ｌβ、Ｌγ、ＬＤ…レーザー光、Ｌ１…物体光、Ｌ２…参照光、ＬＴ…間隔、ＬＥ…直径、ＬＨ…高さ、Ｐ１…第１光路、Ｐ２…第２光路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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