(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体光と参照光とによる干渉縞を感光乾板に記録するようにしたホログラムの作製方法であって、
前記感光乾板に近接して半透明鏡を配置し、物体光を半透明鏡で反射して前記感光乾板に照射するとともに、前記半透明鏡の背面側に近接して光発散体を配置し、参照光を前記光発散体および前記半透明鏡を透過して前記感光乾板に照射するようにし、可動型半透明鏡を用いて、前記物体光の感光乾板への照射角度を変えて複数回干渉縞を記録するようにしたことを特徴とするホログラムの作製方法。
【請求項２】
光拡散体を通過した物体光と、参照光とによる干渉縞を感光乾板に記録するようにしたスクリーンホログラムの作製方法であって、
前記感光乾板に近接して半透明鏡を配置し、前記光拡散体の通過後の物体光を半透明鏡で反射して前記感光乾板に照射するとともに、前記半透明鏡の背面側に近接して光発散体を配置し、参照光を光発散体および前記半透明鏡を透過して前記感光乾板に照射するようにし、可動型半透明鏡を用いて、前記物体光の感光乾板への照射角度を変えて複数回干渉縞を記録するようにしたことを特徴とするホログラムの作製方法。
【請求項３】
物体光と参照光とによる干渉縞を感光乾板に記録するようにしたホログラムの作製方法であって、
前記感光乾板に近接して半透明鏡を配置し、物体光を半透明鏡で反射して前記感光乾板に照射するとともに、前記半透明鏡の背面側に近接して光発散体を配置し、参照光を前記光発散体および前記半透明鏡を透過して前記感光乾板に照射するようにし、前記物体光の感光乾板への照射角度が異なる半透明鏡を用いて、同時に複数の干渉縞を記録するようにしたことを特徴とするホログラムの作製方法。
【請求項４】
光拡散体を通過した物体光と、参照光とによる干渉縞を感光乾板に記録するようにしたスクリーンホログラムの作製方法であって、
前記感光乾板に近接して半透明鏡を配置し、前記光拡散体の通過後の物体光を半透明鏡で反射して前記感光乾板に照射するとともに、前記半透明鏡の背面側に近接して光発散体を配置し、参照光を光発散体および前記半透明鏡を透過して前記感光乾板に照射するようにし、前記物体光の感光乾板への照射角度が異なる半透明鏡を用いて、同時に複数の干渉縞を記録するようにしたことを特徴とするホログラムの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホログラムの作製方法に係り、特に、ホログラムをスクリーンとして利用するスクリーンホログラムの作製方法として好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラムを利用した表示装置として、プロジェクタからスクリーンホログラムに像を投射して、この像を透過あるいは反射して観察できる装置が知られている。より詳しく説明すると、透過型スクリーンは、図２４に示すように、スクリーンホログラム４１の背面側においてプロジェクタ４２から表示像を投影して、観察者４３から表示像を見るものである。一方、反射型スクリーンは、図２５に示すように、スクリーンホログラム４４の前面側において、プロジェクタ４５から表示像を投影して、プロジェクタ４５と同方向にいる観察者４６から表示像を見るものである。
【０００３】
又、透過型スクリーンホログラムを作製する露光光学系（像の記録）として色むらを無くすための一手法として、図２６に示すように拡散体４７に光を当てて出力された物体光を感光乾板４８に照射するとともに参照光を感光乾板４８に照射して干渉縞を記録することにより行われる。一方、反射型スクリーンを作製する時の露光光学系（像の記録）は、図２７に示すように拡散体４９に光を当てて出力された物体光を感光乾板５０に照射するとともに参照光を感光乾板５０に照射して干渉縞を記録することにより行われる。
【０００４】
さらに、特開平４−２９８７１０号公報には、表面に結像した実像を所定方向に指向性をもって回折させる透明スクリーンホログラムが開示されている。これは、観察者の眼の近傍の複数個の点に向けて回折する複数個の干渉縞を記録することを特徴としている。これは、画面全体を色むら無く観察するためであるが、観察者と表示面の距離が近い場合には、ホログラムのレンズ作用として、短焦点が必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反射型ホログラムの場合は、作製時に、物体光と参照光は、感光乾板に対して反対側から入射するので、短焦点にすることは、容易であるが、透過型ホログラムでは、物体光の光束の中に、参照光の発散用レンズが入ってしまうので、作製できないという問題があった。
【０００６】
つまり、図２８において、スクリーンホログラム５１に結像している実像を、観察者５２が見る時、スクリーン全体の輝度のムラおよび色ムラをできるだけ少なくするには、スクリーンホログラム５１に視野レンズの機能を持たせればよい。つまり、プロジェクタ投影レンズ５３と、観察者５２の位置が共役関係になるようにスクリーンホログラム５１がレンズ作用を持てばよい。しかし、視野レンズとしての焦点距離はレンズの結像関係より図２８におけるプロジェクタ投影レンズ５３とスクリーンホログラム５１との間隔Ｓ１  よりも短いものとなる。短焦点の透過型ホログラムを作製するには、図２９に示すように対物レンズ５４が物体光の光束に入ってしまうので、作製不可能となる。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、短焦点のレンズ作用をもつ透過型ホログラム（例えばスクリーンホログラム）を容易に作製することができるホログラムの作製方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、感光乾板に近接して半透明鏡を配置し、物体光を半透明鏡で反射して感光乾板に照射するとともに、半透明鏡の背面側に近接して光発散体を配置し、参照光を光発散体および半透明鏡を透過して感光乾板に照射するようにし、可動型半透明鏡を用いて、物体光の感光乾板への照射角度を変えて複数回干渉縞を記録するようにしたので、図２９に示したように物体光の光束の中に対物レンズが配置されることなく、参照光の対物レンズと感光乾板との距離を短くして短焦点のホログラムが容易に作製される。また、作製されたホログラム（スクリーンホログラム）を用いた表示装置においては、像（プロジェクタ等で投影された種々の表示像）の輝度むらを、全面で少なくし、観察者が広い範囲で観察できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、感光乾板に近接して半透明鏡を配置し、光拡散体の通過後の物体光を半透明鏡で反射して感光乾板に照射するとともに、半透明鏡の背面側に近接して光発散体を配置し、参照光を光発散体および半透明鏡を透過して感光乾板に輝度むらを少なくし、照射するようにし、可動型半透明鏡を用いて、物体光の感光乾板への照射角度を変えて複数回干渉縞を記録するようにしたので、図２９に示したように物体光の光束の中に対物レンズが配置されることなく、参照光の対物レンズと感光乾板との距離を短くして短焦点のスクリーンホログラムが容易に作製される。また、作製されたホログラム（スクリーンホログラム）を用いた表示装置においては、像（プロジェクタ等で投影された種々の表示像）の輝度むらを、全面で少なくし、観察者が広い範囲で観察できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、感光乾板に近接して半透明鏡を配置し、物体光を半透明鏡で反射して感光乾板に照射するとともに、半透明鏡の背面側に近接して光発散体を配置し、参照光を光発散体および半透明鏡を透過して感光乾板に照射するようにし、物体光の感光乾板への照射角度が異なる半透明鏡を用いて、同時に複数の干渉縞を記録するようにしたので、図２９に示したように物体光の光束の中に対物レンズが配置されることなく、参照光の対物レンズと感光乾板との距離を短くして短焦点のホログラムが容易に作製される。また、作製されたホログラム（スクリーンホログラム）を用いた表示装置においては、像（プロジェクタ等で投影された種々の表示像）の輝度むらを、全面で少なくし、また、観察者が広い範囲で観察できる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、感光乾板に近接して半透明鏡を配置し、光拡散体の通過後の物体光を半透明鏡で反射して感光乾板に照射するとともに、半透明鏡の背面側に近接して光発散体を配置し、参照光を光発散体および半透明鏡を透過して感光乾板に輝度むらを少なくし、照射するようにし、物体光の感光乾板への照射角度が異なる半透明鏡を用いて、同時に複数の干渉縞を記録するようにしたので、図２９に示したように物体光の光束の中に対物レンズが配置されることなく、参照光の対物レンズと感光乾板との距離を短くして短焦点のスクリーンホログラムが容易に作製される。また、作製されたホログラム（スクリーンホログラム）を用いた表示装置においては、像（プロジェクタ等で投影された種々の表示像）の輝度むらを、全面で少なくし、また、観察者が広い範囲で観察できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、この発明の第１の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１４】
本発明のホログラムを組み込んだ表示装置の構成を図２に示す。この装置は透過型スクリーンを用いている。
プロジェクタ１は表示器１ａと投影レンズ１ｂとを備えている。プロジェクタ１から所定の距離だけ離間した位置にスクリーンマウント２によりスクリーンホログラム３が立設されている。又、プロジェクタ１に対しスクリーンマウント２よりも離間した位置に観察者４がいる。
【００１５】
プロジェクタ１の表示器１ａを出射した光は、投影レンズ１ｂによってスクリーンホログラム３に結像する。このとき、表示器１ａは光軸Ｌ１に対して傾いており、表示器１ａの表示像５がスクリーンホログラム３の全面でピントが合うようになっている。表示像５は、スクリーンホログラム３によって一部が回折光６となる。回折光６は、散乱光であるが、その指向性の中心は観察者４の眼に向かう。
【００１６】
図１には、スクリーンホログラム３を作製する露光光学系を示す。
レーザー発振器７に対しそのレーザー発射口に対向してミラー８が配置され、このミラー８により形成される光軸上には半透過鏡９が配置されている。さらに、ミラー８により形成される光軸上における半透過鏡９の延長線上にはミラー１０が配置されている。このミラー１０により形成される光軸上には対物レンズ１１を介して軸はずし放物面鏡１２が配置されている。対物レンズ１１により光が広がるが軸はずし放物面鏡１２により平行光となる。
【００１７】
軸はずし放物面鏡１２により形成される光軸Ｌ２上には拡散板（光拡散体）１３を介して半透過鏡１４が配置され、さらに、半透過鏡１４により形成される光軸（反射軸）Ｌ３上にはスクリーンホログラムとなる感光乾板（ホログラム乾板）１５が配置されている。拡散板１３は、すりガラスを用いている。感光乾板１５は重クロム酸ゼラチン（ＤＣＧ）を用いている。
【００１８】
又、半透過鏡１４は、特に表面処理等、何も施さなくてもよいが表面に誘電体多層膜による反射増加処理を施してもよい。この処理を施せば、反射光の強度を高めることで、光の利用率が上がるので（通常のガラスだけでは、透過率が高く無駄になる光が多い）露光時間が短くて済むので、露光中の振動による干渉縞のぶれが抑えられる。
【００１９】
前記半透過鏡９の反射により形成される光軸上にはミラー１６が配置され、そのミラー１６により形成される光軸上にはミラー１７が配置され、ミラー１７により形成される光軸上には対物レンズ（光発散体）１８および半透過鏡１４を介して感光乾板１５が配置されている。つまり、半透過鏡１４に対し正面側（図１において右側）には感光乾板１５が配置されるとともに背面側（図１においては左側）には対物レンズ１８が配置されている。又、半透過鏡１４と感光乾板１５とは接近して配置されるとともに、半透過鏡１４と対物レンズ１８とは接近して配置されている。よって、感光乾板１５と対物レンズ１８の距離Ｓ２  は小さく両者は接近配置されている。
【００２０】
半透過鏡１４は可動となっており、拡散板１３からの光を感光乾板１５に対し上下および左右方向に向きが変えられる。図１においては半透過鏡１４の下端部が回転軸１９となっており、回転軸１９を中心に回動して拡散板１３からの光を感光乾板１５に対し上下方向に向きを変えることができる。つまり、半透過鏡１４の角度θ１が調整され、拡散板１３を出射した物体光が感光乾板１５に入射する角度θを自由に調節できる。従って、この半透過鏡１４を５°傾けると（Δθ１＝５°）、感光乾板１５への入射角度θが１０°傾く。
【００２１】
尚、左右方向に光の向きを変えるための機構の説明は省略する。
次に、スクリーンホログラム３の作製の手順を説明する。
まず、半透過鏡１４を、図１中、実線で示す角度に固定する。そして、レーザー発振器７からレーザー光を発射させる。レーザー発振器７を出射したレーザー光は、半透過鏡９によって、２方向に分けられる。一方のレーザー光はミラー１０で方向を変えた後、対物レンズ１１で発散光に変えられる。次に、軸はずし放物面鏡１２で平行光にされて拡散板１３に入射して拡散光となる。これを半透過鏡１４で反射した後、感光乾板１５に物体光として入射する。他方、半透過鏡９で反射したレーザー光は、ミラー１６、ミラー１７を経て、対物レンズ１８で発散光に変えられる。次に、半透過鏡１４を透過した後、感光乾板１５に参照光として入射する。この光拡散板１３を通した物体光と、参照光とによる干渉縞が感光乾板１５に記録される。
【００２２】
その後、半透過鏡１４を、図１において破線で示すように、５°傾けて（Δθ１＝５°）、感光乾板１５への入射角度θを１０°傾ける。この状態でレーザー発振器７からレーザー光を発射させる。そして、拡散板１３を通した物体光と、参照光とによる干渉縞が感光乾板１５に記録される。これにより、半透過鏡１４を傾けずに記録した干渉縞と合わせると上下方向の視域が広がる。
【００２３】
同様にして、半透過鏡１４を左右に向き（角度）を変えてレーザー発振器７からレーザー光を発射させ、拡散板１３を通した物体光と、参照光とによる干渉縞を感光乾板１５に記録する。これにより、左右方向の視域が広がる。
【００２４】
又、半透過鏡１４を用いて感光乾板１５と対物レンズ１８とを接近して配置して短焦点としているので、プロジェクタで投影された種々の表示像の輝度むらをスクリーン全面で少なくできる。さらに、透過型スクリーンホログラムは、全面フルカラー再生が可能となる。
【００２５】
ここで、物体光を半透過鏡１４で反射することの有用性を述べる。
図２８において、スクリーンホログラム５１に結像している実像を、観察者５２が見る時、スクリーン全体の輝度のムラをできるだけ少なくするには、スクリーンホログラム５１に視野レンズの機能を持たせればよい。つまり、プロジェクタ投影レンズ５３と、観察者５２の位置が共役関係になるようにスクリーンホログラム５１がレンズ作用を持てばよい。しかし、視野レンズとしての焦点距離はレンズの結像関係より図２８におけるプロジェクタ投影レンズ５３とスクリーンホログラム５１との間隔Ｓ１  よりも短いものとなり、短焦点の透過型ホログラムを作成するには、図２９に示すように対物レンズ５４が物体光の光束に入ってしまうので、作成不可能となる。
【００２６】
しかし、本実施の形態においては、物体光の光路中に半透過鏡１４を配置して物体光を半透過鏡１４にて反射して感光乾板１５に照射するとともに半透過鏡１４を透過して参照光を感光乾板１５に照射することにより対物レンズ１８と感光乾板１５との距離間隔Ｓ２  を小さくして短焦点のホログラムが作製できる。尚、光路中に半透過鏡１４を配置しても、半透過鏡１４の表面と裏面の反射によって形成される干渉縞のコントラストは低いものとなり、支障はない。
【００２７】
又、図１において、拡散板１３を通過する光束の断面積が感光乾板１５の面積よりも大きくなっている。つまり、図３の模式図に示すように、拡散板２０は、感光乾板１５より大きいサイズである。図３において、拡散板２０に入射した物体光は散乱光となって出射するが、散乱光２１ａ，２１ｂ，２１ｃは感光乾板１５の一点から発散するように記録することになる。ここで、図４に示すように拡散板２２と感光乾板１５が同じ大きさだったとすると、散乱光２１ａに対応する方向の光が記録されていないので、図４の光学系で作製されたスクリーンホログラムを図２のように観察すると、スクリーンホログラム３の周辺部が暗く、また、色分散のために色付いて見えてしまう。これに対し、図３の方法で作製したホログラムであれば、色付きが無くなり周辺部の明るさも確保できる。
【００２８】
又、本実施の形態においては、物体光の強度を感光乾板１５の感度領域外とするとともに、物体光の強度を４０ｍＪ／ｃｍ２  以下とし、さらに、物体光の強度ＥＯ  に対する参照光の強度ＥＲ  の比ＥＲ  ／ＥＯ  を、「５」以上としている。即ち、透過型スクリーンホログラムを作製する露光光学系を示す図２６において、感光乾板４８として重クロム酸ゼラチン（ＤＣＧ）を利用し、拡散体４７として＃１０００の片面すりガラスを使用する。この時、図５に示すように、物体光の強度ＥＯ  に対する参照光の強度ＥＲ  の比ＥＲ  ／ＥＯ  を、「５」以上とすることによって、ノルズ率（白濁、くすみ）を２％以下とし、透明で、曇りのない透過型スクリーンホログラムを得た。ここで言うノイズ率について説明する。図２１に示すように、作製したスクリーンホログラム９９に対し、白色光１００（入射光強度Ｉ０  ）を投影する。次に、投影されてスクリーンホログラムで透過散乱する光１０２のうち入射光の垂直方向に透過してくる垂直透過光１０１の透過光強度Ｉ１  を測定する。この時、入射光強度Ｉ０  と垂直透過光強度Ｉ１  との比をとると図２２に示す結果となる。この時、図２２中の１１０の部分が透過率となり、１１１のハッチング部分がノイズ率とスクリーンホログラムの吸収の和になる。ＤＣＧの場合、吸収はほとんど０と考えてよいため、ハッチング部分をノイズ率と定義した。このノイズ率が増加するとスクリーンホログラムに白濁、くすみが生じて背景がくすみ明瞭に視認できない。
【００２９】
つまり、図１の感光乾板１５として重クロム酸ゼラチン（ＤＣＧ）を用いるとともに拡散板１３として＃１０００の片面すりガラスを使用した場合における、物体光の強度ＥＯ  に対する参照光の強度ＥＲ  の比ＥＲ  ／ＥＯ  を変えた時のノイズ率の測定結果を図５に示す。尚、物体光同士で形成される干渉縞のノイズ率の測定方法としては、そのスクリーンホログラムの露光光学系において、実際の撮影時と同量の物体光のみを露光し、次に硬膜のため参照光だけ照射した後現像して、そのノイズ率を測定する。
【００３０】
図５から、ＥＲ  ／ＥＯ  ＝「５」以上とすることによって、ノイズ率（白濁、くすみ）を２％以下とし、透明で、曇りのない透過型スクリーンホログラムを得ることができることが分かる。
【００３１】
ＥＲ  ／ＥＯ  を「５」以上とする方法として、より具体的には、図１に示すような光学系において物体光用レンズ１１の倍率ｎＯ  を大きくして参照光用レンズ１８の倍率ｎＲ  を小さくしている。物体光用レンズ１１の倍率ｎＯ  と参照光用レンズ１８の倍率ｎＲ  の比（ｎＯ  ／ｎＲ  ）としては、物体光用レンズ１１の倍率ｎＯ  ：参照光用レンズ１８の倍率ｎＲ  の倍率＝４：１〜８：１程度とすることが望ましく、また、それ以上の比でもよい。
【００３２】
つまり、レンズ倍率を大きくすることにより、レーザー光がより拡げられるため、中心に対して入射してくる光強度を小さくできる。
ここで、ＥＲ  ／ＥＯ  を「５」以上とすることにより、透明感が増し、ノイズ率が低減することについて述べる。
【００３３】
干渉縞を記録するためには、干渉する２つの光の強度がある程度必要である。図６に示すように、今、物体光Ｏ１  と物体光Ｏ２  の２つの光が感光乾板２３上で干渉縞を形成する場合を想定する。感光乾板２３の干渉縞の記録に必要となる露光量を示すグラフを図７に示す。物体光Ｏ１  と物体光Ｏ２  の光強度の和が大きい時（図７中、Ａ領域）は、物体光Ｏ１  と物体光Ｏ２  の干渉縞は記録できる。しかし、物体光Ｏ１  と物体光Ｏ２  の光強度の和が小さい時（図７中、Ｂ領域）は、干渉縞の記録は不可能である。そこで、感光乾板２３としてＤＣＧ乾板を用いた場合において、干渉縞の記録に必要な最低露光量の値Ｐｍｉｎ  を求めた。即ち、物体光Ｏ１  と物体光Ｏ２  の強度比を１：１とした時の結果を図８に示す。図８より感光乾板２３としてＤＣＧ乾板を用いた場合において、Ｐｍｉｎ  の値は１０ｍＪ／ｃｍ２  となった。
【００３４】
以上を考慮し、透明なスクリーンホログラムを作製する場合を考える。反射型スクリーンの場合を例にとると、その露光光学系の一例を図９に示す。今、拡散体２４のある一点Ｓから感光乾板２５のある一点Ｕにくる物体光をＯ１  とし、同様にある一点Ｔから点Ｕにくる物体光をＯ２  とする。又、点Ｕに入射する参照光をＲ１  とする。この時、感光乾板２５上の点Ｕで形成される干渉縞としては、図１０に示すように、Ｏ１  とＯ２  、Ｏ１  とＲ１  、Ｏ２  とＲ１  の３つがある。今回、透明なスクリーンホログラムを作製するに当たり、必要となる干渉縞はＯ１  とＲ１  、Ｏ２  とＲ１  の２つの干渉縞である。又、スクリーンホログラムの透明感を悪くし、ノイズ率を高くする原因となるのは、Ｏ１  とＯ２  の干渉縞であり、フレネルノイズと呼ばれるものである。よって、Ｏ１  とＲ１  、又はＯ２  とＲ１  の干渉縞のみを記録し、Ｏ１  とＯ２  の干渉縞を記録しなければ、白濁、くすみをなくし透明なスクリーンは作製可能である。
【００３５】
ここで、Ｏ１  とＯ２  の光強度の比は、一般的に１：１であると考えられる。感光乾板２３としてＤＣＧ乾板を用いた場合においては、前記の通りＯ１  とＯ２  の光強度の和を１０ｍＪ／ｃｍ２  以下すれば、Ｏ１  とＯ２  の干渉縞（フレネルノイズ）は記録されない。今、Ｏ１  とＲ１  、又はＯ２  とＲ１  の光強度の比を１：１（つまりＥＲ  ／ＥＯ  ＝１）とすると、Ｏ１  とＲ１  、又はＯ２  とＲ１  の光強度の和を１０ｍＪ／ｃｍ２  以上とすれば、本来必要な干渉縞は記録できるが、同時にフレネルノイズも記録されて、透明にはできない。
【００３６】
つまり、物体光Ｏ１  ，Ｏ２  により形成される干渉縞はたとえば重クロム酸ゼラチン（ＤＣＧ）ホログラム乾板を利用すると、図８に示すように、物体光の光量（Ｏ１  ，Ｏ２  の光を足した露光量）が１０ｍＪ／ｃｍ２  以下であれば記録されない。一方、本来スクリーンホログラムに必要な干渉縞（本来ほしい物体光のＯ１  又はＯ２  と参照光Ｒ１  との干渉縞）は、露光量を１０ｍＪ／ｃｍ２  以上とすれば記録できる。この時、物体光Ｏ１  ，Ｏ２  の光強度はほぼ１：１と考えられる。そのため、物体光Ｏと参照光Ｒの比ＥＲ  ／ＥＯ  を大きくすることにより、Ｏ１  （又はＯ２  ）とＲ１  との干渉縞は記録されて、白濁、曇りの原因であるＯ１  とＯ２  の干渉縞（拡散体のフレネルノイズ）は記録されずに、透明なスクリーンホログラムが作製可能である。
【００３７】
そこで、Ｏ１  とＲ１  、又はＯ２  とＲ１  の光強度の比ＥＲ  ／ＥＯ  を、例えば１：２０（ＥＲ  ／ＥＯ  ＝２０）とする。ここで、２つの光の強度比が１：２０の時に、感光乾板２３としてＤＣＧ乾板を用いた場合に干渉縞が記録可能となる露光量を示すグラフを図１１に示す。図１１より図９のＲ１  とＯ１  （又はＲ１  とＯ２  ）の光強度の和が２５ｍＪ／ｃｍ２  以上であれば、干渉縞の記録が可能である。
【００３８】
よって、図９においてＯ１  ＝Ｏ２  ＝３ｍＪ／ｃｍ２  、Ｒ１  ＝６０ｍＪ／ｃｍ２  （Ｏ１  ：Ｒ１  ＝１：２０）とすれば、上記両方の条件を満足し、フレネルノイズのない透明なスクリーンホログラムが作製可能となる。
【００３９】
以上より、ＥＲ  ／ＥＯ  を「５」以上とすることにより、ノイズ率の小さい、透明なスクリーンホログラムを得ることができる。これについては、透過型スクリーンホログラムにおいても、同様の効果を得ることができる。
【００４０】
さらに、図１２に示すように、スクリーンホログラムにおいてある程度のくすみ、白濁が許されるのは物体光Ｏ１  と物体光Ｏ２  の拡散光同士の干渉縞の発光強度を４０ｍＪ／ｃｍ２  以下としたときであり、４０ｍＪ／ｃｍ２  以下とすることによりスクリーンホログラムのノイズ率を２％以下にすることができることを確認している。
【００４１】
このように本実施の形態によれば、図１の感光乾板１５に近接して半透明鏡１４を配置し、拡散板１３の通過後の物体光を半透明鏡１４で反射して感光乾板１５に照射するとともに、半透明鏡１４の背面側に近接して対物レンズ１８を配置し、参照光を対物レンズ１８および半透明鏡１４を透過して感光乾板１５に照射するようにしたので、参照光の対物レンズ１８と感光乾板１５との距離Ｓ２  を短くして短焦点のスクリーンホログラムが容易に作製される。よって、透過型スクリーンホログラムで、かつ全面フルカラー再生が可能となった。又、プロジェクタで投影された種々の表示像の輝度むらを、スクリーン全面で少なくすることができる。
【００４２】
又、拡散板１３を透過する光束の断面積が感光乾板１５の面積よりも大きいので、感光乾板１５の周縁部にも多方向から拡散光が入り、そのため、作製されたスクリーンホログラムを用いた表示装置においては、プロジェクタで投影されたスクリーンホログラムの周辺部が暗くなったり色付いたりすることが防止できる。
【００４３】
又、可動型半透明鏡１４を用いて、物体光の感光乾板１５への照射角度θを変えて複数回干渉縞を記録するようにしたので、作製されたスクリーンホログラムを用いた表示装置においては、プロジェクタで投影された種々の表示像の輝度むらを、スクリーン全面で少なくし、また、観察者が広い範囲で観察できる。
（第２の実施の形態）
次に、この発明の第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４４】
第２の実施の形態を図１３に示す。本形態においては、２枚の半透過鏡２６，２７が傾きを異ならせて設けられている。そして、拡散板１３によって拡散光になった物体光は、傾きの異なる２枚の半透過鏡２６，２７で、それぞれ反射して感光乾板１５に入射する。そして、対物レンズ１８で発散光になった参照光と干渉して、感光乾板１５には干渉縞が形成される。
【００４５】
このように本実施の形態では、物体光の感光乾板１５への照射角度が異なる半透明鏡２６，２７を用いて、同時に複数の干渉縞を記録するようにしたので、作製されたスクリーンホログラムを用いた表示装置においては、プロジェクタで投影された種々の表示像の輝度むらを、スクリーン全面で少なくし、また、観察者が広い範囲で観察できる。
（第３の実施の形態）
次に、この発明の第３の実施の形態を、第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４６】
第３の実施の形態を、図１４に示す。これは、第２の実施の形態における２枚の半透過鏡２６，２７の代わりにくさび形のウェッヂプリズム２８を用いている。このウェッヂプリズム２８の表面と裏面での反射方向が異なるため、図１３のように半透過鏡２枚を角度を変えて配置したことと同じ効果がある。
（第４の実施の形態）
次に、この発明の第４の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４７】
図１５に示すように、本実施の形態においては、物体光の照射角度が異なるホログラム２９，３０をそれぞれ作製した後、当該各ホログラム２９，３０を重ねた状態で貼り合わせている。
【００４８】
このように、異なった方向に指向性を有するホログラムを別々に作製して、重ね合わせることで、全体として視域が広がり、表示輝度も上がることになる。
このように本実施の形態によれば、物体光の感光乾板への照射角度が異なるホログラム２９，３０を作製した後、当該各ホログラム２９，３０を重ねた状態で貼り合わせたので、作製されたスクリーンホログラムを用いた表示装置においては、プロジェクタで投影された種々の表示像の輝度むらを、スクリーン全面で少なくし、また、観察者が広い範囲で観察できる。
（第５の実施の形態）
次に、この発明の第５の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４９】
図１６に示すように、四角板状をなす拡散板３１の各辺には、反射鏡３２ａ〜３２ｄが配置されている。この反射鏡３２ａ〜３２ｄにより、拡散板の面積を大きくすることと同等の効果がある。
【００５０】
その原理を図１７に示す。入射光３３が、拡散板３１に入射し、拡散点Ｐ１において、拡散したとする。拡散光の中で、反射鏡３２ａに当たった光は、反射点Ｐ２で反射したとする。この反射光は、仮想拡散点Ｐ２’から拡散してきたことと同等であるので、拡散板３１の面積が小さくても、面積が大きな拡散板と同じ効果が得られる。
（第６の実施の形態）
次に、この発明の第６の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００５１】
本実施の形態においては、図１における拡散板１３として、拡散特性が異なる２種類以上の光拡散体を貼り合わせたものを用いている。具体的には、例えば、すりガラスとレンチキュラーレンズとオパールガラスとフライアイレンズ等の各材料のうちの「２」または「３」等を適宜組み合わせて貼り合わせたものを用いる（例えば、すりガラスとレンチキュラーレンズとを貼り合わせたもの）。他にも、番数の異なるすりガラスを貼り合わせてもよい。
【００５２】
そして、この拡散特性が異なる２種類以上の光拡散体を貼り合わせた拡散板１３を用いて、拡散板１３を通過した物体光と、参照光とによる干渉縞を感光乾板１５に記録する。このとき、感光乾板１５には拡散特性が異なる干渉縞が同時に記録される。
【００５３】
このように本実施の形態によれば、拡散板１３は、同軸上に拡散特性が異なる２種類以上の光拡散体を配置した（より詳しくは、拡散特性が異なる２種類以上の光拡散体を貼り合わせた）ものであるので、乾板には拡散特性に応じた干渉縞が記録され、作製されたスクリーンホログラムを用いた表示装置においては、プロジェクタで投影された種々の表示像の輝度むらを、スクリーン全面で少なくし、また、観察者が広い範囲で観察できる。
（第７の実施の形態）
次に、この発明の第７の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００５４】
本実施の形態においては、図１における拡散板１３に異なる角度の複数の物体光を照射し、図２３に示すように、例えば、３方向から平行な物体光を拡散板１３に所定の角度θだけずらして照射する。このようにすると、拡散板１３を通過した物体光はそれぞれの拡散角の重ね合わせの散乱光となり、この大きく散乱した物体光と参照光が干渉し、感光乾板１５に記録される。
【００５５】
このように本実施の形態によれば、拡散板１３（光拡散体）に対し異なる方向から光を照射することにより形成される照射角度の異なる複数の物体光を用い、同時に複数の干渉縞を記録するようにしたので、拡散板１３は各物体光による複数の異なる拡散特性を持ち、感光乾板１５には拡散特性に応じた干渉縞が記録され、作製されたスクリーンホログラムを用いた表示装置においては、プロジェクタで投影された種々の表示像の輝度むらを、スクリーン全面で少なくし、また、観察者が広い範囲で観察できる。更に、同時に複数の干渉縞を記録できる。
【００５６】
これまでに説明したものの他にも次のように実施してもよい。
ＥＲ  ／ＥＯ  を「５」以上とする方法として、図１８に示すように、感光乾板３４と拡散体３５の距離（図１８に示す距離Ｓ３  ）を大きくしてもよい。具体的には５ｍｍ以上離して配置する。拡散体３５に入射する物体光の強度を一定とすると、距離Ｓ３  を「５」から４００ｍｍまで変化することにより、ＥＲ  ／ＥＯ  を２〜８まで変化可能であり、４００ｍｍ以上離すことにより、ＥＲ  ／ＥＯ  を「８」以上も可能である。
【００５７】
又、ＥＲ  ／ＥＯ  を「５」以上とするため、図１９に示すように、物体光側にハーフミラー、フィルター等のレーザー強度減衰体３６を配置してもよい。これにより、物体光の強度を弱くして、ＥＲ  ／ＥＯ  を「５」以上が達成できる。
【００５８】
又、ＥＲ  ／ＥＯ  を「５」以上とするために、図２０に示すように、前述した３つの手法を同時に用いてもよい。つまり、（イ）参照光用レンズ１８の倍率ｎＲ  に対する物体光用レンズ１１の倍率ｎＯ  の比ｎＯ  ／ｎＲ  を「４」以上とし、（ロ）感光乾板３４と拡散体３５の距離Ｓ３  を大きくし、（ハ）レーザー強度減衰体３６を配置する。これは、レーザーのパワー、光路長等の条件によりその達成が困難である場合に有効である。又、（イ），（ロ），（ハ）の組み合わせにより、ＥＲ  ／ＥＯ  ≧５を達成するとともにＥＲ  ／ＥＯ  が「５」以上の領域で設定がより段階的で可変となる。
【００５９】
又、ホログラム特性を安定させるためには、ＤＣＧ乾板の膜厚を薄くすることが有効であり、厚さ１０ｍｍ程度とすることにより、安定的な特性を持つホログラムが作製できる。
【００６０】
又、感光乾板１５を色素増感重クロム酸ゼラチン、フォトポリマー等の感光材料としてもよい。
又、ホログラム記録（露光）時に、拡散体をいろいろな角度で透過してくる光の入射角度と強度を考慮に入れて、物体光、参照光の入射強度を計算し、ホログラム乾板全面でＥＲ  ／ＥＯ  を「５」以上とすることにより、作製したホログラム全面での透明性を確保してもよい。
【００６１】
又、図１においては拡散板１３（光発散体）として対物レンズ（凸レンズ）１８を用いたが、他にも、凹レンズや光発散機能を有するホログラムを用いてもよい。
【００６２】
又、図１においては光拡散体を通過した物体光と、参照光とによる干渉縞を感光乾板に記録するようにしたスクリーンホログラムを作製する場合について述べたが、その他のホログラムを作製する場合にも適用できる。例えば、図１において拡散板（光拡散体）１３を除去した光学系についても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるスクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図２】スクリーンホログラムを組み込んだ表示装置の構成図。
【図３】スクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図４】比較のためのスクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図５】ＥＲ  ／ＥＯ  とノイズ率との関係を示す図。
【図６】感光乾板を通過する物体光を示す図。
【図７】露光量と干渉縞の記録割合との関係を示す図。
【図８】露光量と回折効率との関係を示す図。
【図９】スクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図１０】スクリーンホログラムの断面図。
【図１１】露光量と回折効率との関係を示す図。
【図１２】物体光露光量とノイズ率との関係を示す図。
【図１３】第２の実施の形態におけるスクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図１４】第３の実施の形態におけるスクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図１５】第４の実施の形態におけるスクリーンホログラムの断面図。
【図１６】第５の実施の形態におけるスクリーンホログラムの作製の光学系を説明するための斜視図。
【図１７】スクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図１８】スクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図１９】スクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図２０】スクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図２１】ノイズ率の測定方法を説明するための図。
【図２２】ノイズ率の定義を説明するための図。
【図２３】第７の実施の形態におけるスクリーンホログラムの作製の光学系を説明するための図。
【図２４】透過型スクリーンを示す図。
【図２５】反射型スクリーンを示す図。
【図２６】透過型スクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図２７】反射型スクリーンホログラムの作製の光学系を示す図。
【図２８】光学系を示す図。
【図２９】光学系を示す図。
【符号の説明】
１３…光拡散体としての拡散板、１４…半透明鏡、１５…感光乾板、１８…光発散体としての対物レンズ、２６…半透明鏡、２７…半透明鏡。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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