(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面の各点に入射されたコヒーレント光にて被照明領域を重ねて照明する回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面に向けて、コヒーレント光を照射する照射装置と、
前記照射装置の温度を計測する第１温度計測部と、
前記回折光学素子の温度を計測する第２温度計測部と、
前記第１および第２温度計測部の温度計測結果に基づいて、前記照射装置が照射するコヒーレント光の中心波長のずれに応じて前記回折光学素子の回折中心波長を調整する回折波長調整器と、
前記第１温度計測部の温度計測結果に基づいて、前記照射装置が照射するコヒーレント光の中心波長を調整する光源波長調整器と、を備え、
前記回折波長調整器は、前記回折光学素子の回折中心波長が前記光源波長調整器で調整後のコヒーレント光の中心波長に一致するように、前記回折光学素子の温度を可変させて前記回折光学素子の回折中心波長を調整する温度調整部を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記回折波長調整器は、
前記照射装置の温度と、前記照射装置が照射するコヒーレント光の中心波長のシフト量との対応関係を示す第１テーブルを格納する第１テーブル格納部と、
前記回折光学素子の温度と、前記回折光学素子の回折中心波長のシフト量との対応関係を示す第２テーブルを格納する第２テーブル格納部と、を有し、
前記温度調整部は、前記第１および第２温度計測部の温度計測結果と、前記第１および第２テーブルとに基づいて、前記回折光学素子の温度を可変させて前記回折光学素子の回折中心波長を調整することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１テーブル格納部は、前記照射装置が照射するコヒーレント光の出力エネルギーと、前記照射装置の温度と、前記照射装置が照射するコヒーレント光の中心波長のシフト量との対応関係を示す前記第１テーブルを格納することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記温度調整部は、前記回折光学素子に直接接触されて、前記回折光学素子の加熱または冷却を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記温度調整部は、前記回折光学素子と物理的に離れて配置されて、暖気または冷気にて前記回折光学素子の加熱または冷却を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項６】
前記照射装置は、
コヒーレント光を放射する光源と、
前記光源から放射された前記コヒーレント光の進行方向を変化させて、該コヒーレント光を前記回折光学素子の表面上で走査させる走査デバイスと、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置と、
前記被照明領域と重なる位置に配置され、前記照明装置によって照明される光変調器と、を備えることを特徴とする投射装置。
【請求項８】
前記光変調器上に得られる変調画像をスクリーン上に投射する投射光学系を、さらに備える、請求項７に記載の投射装置。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置と、
前記被照明領域と重なる位置に配置され、前記照明装置によって照明される光変調器と、を備え、
前記光変調器で変調されたコヒーレント光は、感光媒体の表面に導光されることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
前記光変調器は、前記感光媒体に近接配置されることを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記光変調器で変調されたコヒーレント光を前記感光媒体の表面に結像させる結像光学系を備えることを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光を照明光として利用する照明装置、投射装置および露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置の中でも、ＬＥＤとレーザダイオード（ＬＤ）は、小型かつ低消費電力で、色再現性に優れるという利点を有し、また、ホログラムを初めとした各種回折光学素子の光源としての相性もよいと考えられている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、特許文献３には、レーザ光源から放射されたレーザビームを波長変換して、複数の波長のレーザビームを生成し、これらのレーザビームを物体に照射してその干渉パターンを感光性基板に記録する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２０８０８９号公報
【特許文献２】特開平６−３０１３２２号公報
【特許文献３】特開平１１−１１９６３４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、ＬＥＤやＬＤは、個体差による中心波長のばらつきが大きい傾向にあり、またＬＥＤやＬＤから放射されたレーザビームの出力エネルギーによっても、中心波長が変化することが知られている。さらには、ＬＥＤやＬＤの中心波長は、温度によっても変化する。
【０００６】
このため、従来は、ＬＥＤやＬＤの光源に、中心波長のずれを補償するための機構を設けたり、中心波長のずれが起きにくい高価な材料でＬＥＤやＬＤを作製したり、中心波長のずれが問題にならないような各種の光学部品を採用するなどの工夫を施していた。このため、装置全体が大型になったり、装置コストが上昇するなどの問題が生じていた。
【０００７】
一方、ＬＥＤやＬＤ等から放射されたレーザビームを用いて照明装置を構成する場合、レーザビームを回折して被照明領域を照射するための回折光学素子が必要となるが、この種の回折光学素子も、温度によって回折中心波長が変化することから、光源側の温度調整だけでは不十分であり、仮に、光源から放射されるレーザビームの中心波長を温度調整したとしても、回折光学素子の回折特性が温度で変化することから、被照明領域の照明品質は温度により変動してしまう。
【０００８】
本発明は、この種の問題点を考慮に入れてなされたものであり、コヒーレント光を照明光として用いる場合に、照明品質が温度の影響を受けないようにした照明装置、投射装置および露光装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、入射面の各点に入射されたコヒーレント光を所定の領域に重ねて拡散可能な回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面に向けて、コヒーレント光を照射する照射装置と、
前記照射装置の温度を計測する第１温度計測部と、
前記回折光学素子の温度を計測する第２温度計測部と、
前記第１および第２温度計測部の温度計測結果に基づいて、前記照射装置が照射するコヒーレント光の中心波長のずれに応じて前記回折光学素子の回折中心波長を調整する回折波長調整器と、を備えることを特徴とする照明装置が適用される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コヒーレント光を照明光として用いる場合に、照明品質が温度の影響を受けないように回折光学素子の回折中心波長を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置４０の概略構成を示す図。
【図２】回折波長調整器３の内部構成の一例を示すブロック図。
【図３】第２テーブルをグラフ化した一例を示す図。
【図４】レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長を調整する光源波長調整器８を図１の照明装置４０に追加した一例を示す図。
【図５】ホログラム記録媒体５５に散乱板の像を干渉縞として形成する様子を説明する図。
【図６】図５の露光工程を経て得られたホログラム記録媒体５５に形成された干渉縞を用いて散乱板の像を再生する様子を説明する図。
【図７】図４の照明装置４０内の照射装置６０に走査デバイス６５を追加した例を示す図。
【図８】走査デバイス６５の走査経路を説明する図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る投射装置２０の概略構成を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る露光装置１０の概略構成を示す図。
【図１１】図１０の一応用例の概略構成を示す図。
【図１２】ミラーデバイスが第１の回動軸線ＲＡ１と交差する第２の回動軸線ＲＡ２を中心としても回動可能な例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから適宜変更したり、誇張してある。
【００１３】
（第１の実施形態）
以下に説明する第１の実施形態は、回折光学素子としてホログラム記録媒体を用いた照明装置であり、レーザ光源が照射するコヒーレント光の中心波長に合わせて、ホログラム記録媒体の回折中心波長を調整するものである。
【００１４】
図１は本発明の第１の実施形態に係る照明装置４０の概略構成を示す図である。図１の照明装置４０は、ホログラム記録媒体５５と、照射装置６０と、第１温度計測部１と、第２温度計測部２と、回折波長調整器３とを備えている。
【００１５】
ホログラム記録媒体５５は、入射面の各点に入射されたコヒーレント光を少なくとも所定の領域（以下、被照明領域ＬＺと呼ぶ）に重ねて拡散可能な回折光学素子５０である。コヒーレント光が入射される入射面には、干渉縞が形成されており、この干渉縞により、コヒーレント光は回折されて拡散光となる。この拡散光は、被照明領域ＬＺにホログラム記録媒体５５に記録された回折像を再生する。このホログラム記録媒体５５の詳細については後述する。
【００１６】
照射装置６０は、ホログラム記録媒体５５の入射面に向けてコヒーレント光を照射するレーザ光源６１を有する。レーザ光源６１は、例えばＬＥＤやレーザダイオード（ＬＤ）である。レーザ光源６１は、波長帯域が狭いため、単一色の照明しかできないが、例えば波長帯域の異なる複数のレーザ光源６１を同時に、あるいは時分割で発光させて、被照明領域ＬＺを種々の色で照明することも可能である。以下では、簡略化のために、一つのレーザ光源６１を用いて単色で照明する例を説明する。
【００１７】
第１温度計測部１は、レーザ光源６１あるいはその近傍の温度を計測する。第２温度計測部２は、ホログラム記録媒体５５あるいはその近傍の温度を計測する。第１温度計測部１と第２温度計測部２は、例えば半導体温度センサを利用した温度センサを用いて構成される。センサとしては熱電対を用いることもできるし、放射温度計を利用してもよい。
【００１８】
回折波長調整器３は、第１および第２温度計測部１，２の計測結果に基づいて、レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長のずれに合わせて回折光学素子５０の回折中心波長を調整する。
【００１９】
図２は回折波長調整器３の内部構成の一例を示すブロック図である。図２の回折波長調整器３は、第１テーブル格納部１１と、第２テーブル格納部１２と、温度調整部１３とを有する。
【００２０】
第１テーブル格納部１１は、レーザ光源６１の温度と、レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長のシフト量との対応関係を示す第１テーブルを格納する。
【００２１】
第２テーブル格納部１２は、ホログラム記録媒体５５の温度と、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長のシフト量との対応関係を示す第２テーブルを格納する。
【００２２】
温度調整部１３は、第１および第２温度計測部１，２の温度計測結果に基づいて、第１および第２テーブルを参照して、レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長に一致するように回折光学素子５０の回折中心波長を調整する。より具体的には、温度調整部１３は、回折光学素子５０の温度を可変制御して、回折光学素子５０の回折中心波長を調整する。
【００２３】
レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長は、個々のレーザ光源６１の個体差、レーザ光源６１からのコヒーレント光の出力エネルギー、およびレーザ光源６１の温度により変化することが知られている。
【００２４】
このため、図１の照明装置４０を組み立てた段階で、各照明装置４０ごとに、レーザ光源６１の温度を種々変化させて、コヒーレント光の中心波長を計測し、その計測結果を第１テーブルに登録しておく。また、レーザ光源６１からのコヒーレント光の出力エネルギーを可変させる場合は、出力エネルギーとコヒーレント光の中心波長との対応関係も計測して、第１テーブルに登録しておく。
【００２５】
このような第１テーブルを予め作成して第１テーブル格納部１１に格納しておけば、その後に、第１温度計測部１でレーザ光源６１の温度を計測したときに、第１テーブルを参照することにより、レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長を正確に推測できる。
【００２６】
同様に、図１の照明装置４０を組み立てた段階で、ホログラム記録媒体５５の温度を種々変化させて、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長を計測し、その計測結果を第２テーブルに登録しておく。
【００２７】
図３は第２テーブルをグラフ化した一例を示す図であり、横軸はホログラム記録媒体５５の温度、縦軸はホログラム記録媒体５５の回折中心波長を示している。図３に示すように、ホログラム記録媒体５５の温度が変化すると、回折中心波長がシフトし、温度が高いほど回折中心波長が高くなる傾向にあることがわかる。
【００２８】
図３のグラフは、レーザ光源６１としてＤＰＳＳレーザ（中心波長５３２ｎｍ）を用いて、ホログラム記録媒体５５として特開平６−３０１３２２号公報の実施例１に開示されたフォトポリマーを用いた。
【００２９】
なお、図３は一例にすぎず、ホログラム記録媒体５５の材料や膜厚等によっては、異なる特性になる場合もありうるが、いずれにしても、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長は、温度により変動する。
【００３０】
第２テーブルを予め用意しておけば、第２温度計測部２で計測したホログラム記録媒体５５の温度に基づいて第２テーブルを参照することで、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長を正確に推測できる。
【００３１】
回折波長調整器３内の温度調整部１３は、第１温度計測部１で計測したレーザ光源６１の温度に基づいてレーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長を第１テーブルから取得し、第２テーブルを参照しながら、取得したコヒーレント光の中心波長に一致するように、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長を変化させる。ホログラム記録媒体５５の回折中心波長を変化させるには、図３からわかるように、ホログラム記録媒体５５の温度を変化させればよい。そこで、温度調整部１３は、レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長に合わせて、ホログラム記録媒体５５の温度を調整して、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長を変化させる。このとき、第２温度計測部２で計測したホログラム記録媒体５５の温度に基づいて第２テーブルを参照して、所望の回折中心波長になるように、ホログラム記録媒体５５の温度を調整する。
【００３２】
これにより、レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長とホログラム記録媒体５５の回折中心波長が一致し、レーザ光源６１からホログラム記録媒体５５に入射されたコヒーレント光は、当初設計した通りに拡散されて、被照明領域ＬＺを照明することになる。
【００３３】
回折波長調整器３内の温度調整部１３は、ホログラム記録媒体５５に直接接触するように密着配置するのが望ましい。密着配置させることにより、ホログラム記録媒体５５の温度を正確に測定でき、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長の調整精度が向上するためである。例えば、冷却をする場合、温度調整部１３をホログラム記録媒体５５から離隔させて空冷等の間接的な冷却を行うのでは精密な温度調節は不可能であり、温度調整部１３をホログラム記録媒体５５に密着配置させて、水冷やペルチェ素子等を用いて温度調節を行うのが望ましい。
【００３４】
図１の例では、ホログラム記録媒体５５に回折波長調整器３を接触させているが、ホログラム記録媒体５５の温度は、回折波長調整器３内の温度調整部１３をホログラム記録媒体５５に必ずしも密着させなくても調整可能である。例えば、ホログラム記録媒体５５と温度調整部１３との間に空気を介在させて、この空気を加熱または冷却することで、間接的にホログラム記録媒体５５の温度調整を行うことができる。より具体的には、高出力光なのに光吸収層の配置により発熱してしまう場合など、直接接触では温度変化を制御できない場合は、光を透過させつつ温度調節を行う必要があり、上述した間接的な温度調整が有効である。
【００３５】
もちろん、空気を介在させると、密着させた場合に比べれば熱の伝搬効率は落ちるが、照明装置４０の光学配置上、ホログラム記録媒体５５に温度調整部１３を密着配置できない場合は、両者を物理的に離隔させて、ファン等による暖気または冷気によりホログラム記録媒体５５の温度調整を行えばよい。例えば、透過型のホログラム記録媒体５５を用いる場合は、対向する両面がコヒーレント光の光学経路になるため、これら両面には温度調整部１３は密着配置できないことから、上述した手法で温度調整を行えばよい。
【００３６】
一方、ホログラム記録媒体５５に温度調整部１３を密着配置する場合は、電気抵抗熱、温水循環またはペルチェ素子等を用いて加熱し、冷媒気化熱、冷水循環またはペルチェ素子等を用いて冷却すればよい。
【００３７】
なお、透過型のホログラム記録媒体５５を用いる場合に、ホログラム記録媒体５５の側面に温度調整部１３を密着配置して、ホログラム記録媒体５５の加熱または冷却を行うことも考えられる。この場合、ホログラム記録媒体５５内の温度ばらつきを抑制したい場合は、対向する二側面あるいは四側面にそれぞれ温度調整部１３を配置すればよい。
【００３８】
図１の照明装置４０は、レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長を調整する手段を設けていないが、このような手段を設けてもよい。
【００３９】
図４はレーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長を調整する光源波長調整器８を図１の照明装置４０に追加した一例を示す図である。図４の光源波長調整器８は、第１温度計測部１で計測されたレーザ光源６１の温度変化によってレーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長がシフトした分だけ、中心波長を逆方向にシフトさせて中心波長のずれを補償する。
【００４０】
光源波長調整器８は、レーザ光源６１の温度とコヒーレント光の中心波長との対応関係を示す第３テーブルを内蔵しており、第１温度計測部１で計測されたレーザ光源６１の温度に基づいて、この第３テーブルを参照して、現在のコヒーレント光の中心波長を取得し、元の中心波長になるように波長制御を行う。波長制御の具体的手法は問わないが、例えばホログラム記録媒体５５と同様に、レーザ光源６１の温度を調整することにより、コヒーレント光の中心波長を調整してもよい。したがって、光源波長調整器８は、レーザ光源６１に密着配置されるか、あるいはレーザ光源６１の近傍に配置する必要がある。
【００４１】
図４の回折波長調整器３は、図２と同様の内部構成を有するが、第１テーブルは、光源波長調整器８がコヒーレント光の中心波長の調整を行うことを考慮に入れた上で作成される。
【００４２】
このように、光源波長調整器８を設けることにより、レーザ光源６１から照射されるコヒーレント光の波長を調整できるため、このコヒーレント光の波長が温度により変化しないような制御が可能となる。したがって、レーザ光源６１からのコヒーレント光の波長が温度により変動しなくなるため、回折波長調整器３での回折中心波長の調整精度も向上する。
【００４３】
回折光学素子５０を構成するホログラム記録媒体５５は、照射装置６０から放射されるコヒーレント光を再生照明光Ｌａとして受けて、当該コヒーレント光を高効率で回折することができる。とりわけ、ホログラム記録媒体５５は、その各位置、言い換えると、その各点とも呼ばれるべき各微小領域に入射するコヒーレント光を回折することによって、被照明領域ＬＺにホログラム記録媒体５５に記録された回折像５を再生することができるようになっている。
【００４４】
照射装置６０からホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、ホログラム記録媒体５５で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う所定の領域を照明する。とりわけここで説明する形態では、照射装置６０からホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、ホログラム記録媒体５５で回折されて同一の被照明領域ＬＺを照明するようになっている。
【００４５】
このようなコヒーレント光の回折作用を可能にするホログラム記録媒体５５として、図示する例では、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラムが用いられている。図５はホログラム記録媒体５５に散乱板の像を干渉縞として形成する様子を説明する図である。ここで、散乱板６とは、光を散乱させる参照部材であり、参照部材の具体的な形態は問わない。
【００４６】
図５に示すように、ホログラム記録媒体５５は、実物の散乱板６からの散乱光を物体光Ｌｏとして用いて作製されている。図５には、ホログラム記録媒体５５をなすようになる感光性を有したホログラム感光材料５８に、互いに干渉性を有するコヒーレント光からなる参照光Ｌｒと物体光Ｌｏとが露光されている状態が示されている。
【００４７】
参照光Ｌｒとしては、例えば、特定波長域のレーザ光を発振するレーザ光源６１からのレーザ光が用いられる。参照光Ｌｒは、レンズからなる集光素子７を透過してホログラム感光材料５８に入射する。図５に示す例では、参照光Ｌｒを形成するためのレーザ光が、集光素子７の光軸と平行な平行光束として、集光素子７へ入射する。参照光Ｌｒは、集光素子７を透過することによって、それまでの平行光束から収束光束に整形（変換）され、ホログラム感光材料５８へ入射する。この際、収束光束Ｌｒの焦点位置ＦＰは、ホログラム感光材料５８を通り過ぎた位置にある。すなわち、ホログラム感光材料５８は、集光素子７と、集光素子７によって集光された収束光束Ｌｒの焦点位置ＦＰと、の間に配置される。
【００４８】
次に、物体光Ｌｏは、例えばオパールガラスからなる散乱板６からの散乱光として、ホログラム感光材料５８に入射する。図５の例では、作製されるべきホログラム記録媒体５５が反射型であり、物体光Ｌｏは、参照光Ｌｒと反対側の面からホログラム感光材料５８へ入射する。物体光Ｌｏは、参照光Ｌｒと干渉性を有することが前提である。したがって、例えば、同一のレーザ光源６１から発振されたレーザ光を分割させて、分割された一方を上述の参照光Ｌｒとして利用し、他方を物体光Ｌｏとして使用することができる。
【００４９】
図５に示す例では、散乱板６の板面への法線方向と平行な平行光束が、散乱板６へ入射して散乱され、そして、散乱板６を透過した散乱光が物体光Ｌｏとしてホログラム感光材料５８へ入射している。この方法によれば、通常安価に入手可能な等方散乱板を散乱板６として用いた場合に、散乱板６からの物体光Ｌｏが、ホログラム感光材料５８に概ね均一な光量分布で入射することが可能となる。またこの方法によれば、散乱板６による散乱の度合いにも依存するが、ホログラム感光材料５８の各位置に、散乱板６の出射面６ａの全域から概ね均一な光量で物体光Ｌｏが入射しやすくなる。このような場合には、得られたホログラム記録媒体５５の各位置に入射した光が、それぞれ、散乱板６の像５を同様の明るさで再生し、かつ、再生された散乱板６の像５が概ね均一な明るさで観察されることが実現され得る。
【００５０】
以上のようにして、参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏがホログラム記録材料５８に露光されると、参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏが干渉してなる干渉縞が生成され、この光の干渉縞が、何らかのパターン（体積型ホログラムでは、一例として、屈折率変調パターン）として、ホログラム記録材料５８に記録される。その後、ホログラム記録材料５８の種類に対応した適切な後処理が施され、ホログラム記録材料５５が得られる。
【００５１】
図６は図５の露光工程を経て得られたホログラム記録媒体５５に形成された干渉縞を用いて散乱板の像を再生する様子を説明する図である。図６に示すように、図５のホログラム感光材料５８にて形成されたホログラム記録媒体５５は、露光工程で用いられたレーザ光と同一波長の光であって、露光工程における参照光Ｌｒの光路を逆向きに進む光によって、そのブラッグ条件が満たされるようになる。すなわち、図６に示すように、露光工程時におけるホログラム感光材料５８に対する焦点ＦＰの相対位置（図５参照）と同一の位置関係をなすようにしてホログラム記録媒体５５に対して位置する基準点ＳＰから発散し、露光工程時における参照光Ｌｒと同一の波長を有する発散光束は、再生照明光Ｌａとして、ホログラム記録媒体５５にて回折され、露光工程時におけるホログラム感光材料５８に対する散乱板６の相対位置（図５参照）と同一の位置関係をなすようになるホログラム記録媒体５５に対する特定の位置に、散乱板６の再生像５を生成する。
【００５２】
この際、散乱板６の再生像５を生成する再生光（再生照明光Ｌａをホログラム記録媒体５５で回折してなる光）Ｌｂは、露光工程時に散乱板６からホログラム感光材料５８へ向かって進んでいた物体光Ｌｏの光路を逆向きに進む光として散乱板６の像５の各点を再生する。ここで、図５に示したように、露光工程時に散乱板６の出射面６ａの各位置から出射する散乱光Ｌｏが、それぞれ、ホログラム感光材料５８の概ね全領域に入射するように拡散して、広がっている。すなわち、ホログラム感光材料５８上の各位置には、散乱板６の出射面６ａの全領域からの物体光Ｌｏが入射し、結果として、出射面６ａ全体の情報がホログラム記録媒体５５の各位置にそれぞれ記録されている。このため、図６に示された、再生照明光Ｌａとして機能する基準点ＳＰからの発散光束をなす各光は、それぞれ単独で、ホログラム記録媒体５５の各位置に入射して互いに同一の輪郭を有した散乱板６の像５を、互いに同一の位置、すなわち被照明領域ＬＺに再生することができる。
【００５３】
レーザを光源とした場合、コヒーレンスの高さに起因するスペックルが発生してしまう。スペックル（speckle）は、レーザ光などのコヒーレント光を散乱面に照射したときに現れる斑点状の模様であり、スクリーン上に発生すると斑点状の輝度ムラ（明るさのムラ）として観察され、観察者に対して生理的な悪影響を及ぼす要因になる。コヒーレント光を用いた場合にスペックルが発生する理由は、スクリーンなどの散乱反射面の各部で反射したコヒーレント光が、その極めて高い可干渉性ゆえに、互いに干渉し合うことによって生じるものとされている。
【００５４】
この種のスペックルを回避するために、照射装置６０に、レーザ光源６１から放射されたコヒーレント光を回折光学素子５０の表面上で走査させる走査デバイス６５を設けてもよい。走査デバイス６５を設けることにより、レーザ光源６１からのコヒーレント光がホログラム記録媒体５５の記録面上を走査し、ホログラム記録媒体５５で拡散されたコヒーレント光が被照明領域ＬＺに入射される方向も経時的に変化するため、被照明領域ＬＺ上に生じるスペックルのパターンも大きく変化し、無相関なスペックルパターンが重畳されることから、スペックルが視認されなくなる。
【００５５】
図７は図４の照明装置４０内の照射装置６０に走査デバイス６５を追加した例を示す図である。走査デバイス６５は、コヒーレント光の進行方向を経時的に変化させ、コヒーレント光の進行方向が一定とはならないよう種々の方向へ向ける。この結果、走査デバイス６５で進行方向を変化させられるコヒーレント光が、回折光学素子５０のホログラム記録媒体５５の入射面上を走査するようになる。
【００５６】
図８は走査デバイス６５の走査経路を説明する図である。
【００５７】
本実施形態に係る走査デバイス６５は、一つの軸線ＲＡ１を中心として回動可能な反射面６６ａを有する反射デバイス６６を含んでいる。反射デバイス６６は、一つの軸線ＲＡ１を中心として回動可能な反射面６６ａとしてのミラーを有したミラーデバイスを有する。このミラーデバイス６６は、ミラー６６ａの配向を変化させることによって、レーザ光源６１からのコヒーレント光の進行方向を変化させるようになっている。この際、図８に示すように、ミラーデバイス６６は、概ね、基準点ＳＰにおいてレーザ光源６１からコヒーレント光を受けるようになっている。
【００５８】
ミラーデバイス６６で進行方向を最終調整されたコヒーレント光は、基準点ＳＰからの発散光束の一光線をなし得る再生照明光Ｌａ（図６参照）として、回折光学素子５０のホログラム記録媒体５５へ入射し得る。結果として、照射装置６０からのコヒーレント光がホログラム記録媒体５５上を走査するようになり、且つ、ホログラム記録媒体５５上の各位置に入射したコヒーレント光が同一の輪郭を有した散乱板６の像５を同一の位置、すなわち被照明領域ＬＺに再生するようになる。
【００５９】
図８に示すように、反射デバイス６６は、一つの軸線ＲＡ１に沿ってミラー６６ａを回動させるように構成されている。図８に示された例では、ミラー６６ａの回動軸線ＲＡ１は、ホログラム記録媒体５５の板面上に定義されたＸＹ座標系、つまり、ＸＹ平面がホログラム記録媒体５５の板面と平行となるＸＹ座標系のＹ軸と、平行に延びている。そして、ミラー６６ａが、ホログラム記録媒体５５の板面上に定義されたＸＹ座標系のＹ軸と平行な軸線ＲＡ１を中心として回動するため、照射装置６０からのコヒーレント光の回折光学素子５０への入射点ＩＰは、ホログラム記録媒体５５の板面上に定義されたＸＹ座標系のＸ軸と平行な方向に往復動するようになる。すなわち、図８に示された例では、照射装置６０は、コヒーレント光がホログラム記録媒体５５上を直線経路に沿って走査するように、回折光学素子５０にコヒーレント光を照射する。
【００６０】
ミラーデバイス６６等で構成される走査デバイス６５は、上述したように、少なくとも軸線ＲＡ１回りに回動可能な部材であり、例えば、ＭＥＭＳなどを用いて構成される。走査デバイス６５は、周期的に回動運動を行うが、人間が直接観察する液晶表示装置などの用途では、１周期１／３０秒程度、表示したい画面の種類に応じてそれ以上に高速にコヒーレント光で走査できれば、その回動周波数には特に制限はない。
【００６１】
なお、実際上の問題として、ホログラム記録媒体５５を作成する際、ホログラム記録材料５８が収縮する場合がある。このような場合、ホログラム記録材料５８の収縮を考慮して、照射装置６０から回折光学素子５０に照射されるコヒーレント光の入出射角度が調整されることが好ましい。したがって、コヒーレント光源６１で生成するコヒーレント光の波長は、図５の露光工程で用いた光の波長と厳密に一致させる必要はなく、ほぼ同一となっていてもよい。
【００６２】
また、同様の理由から、回折光学素子５０のホログラム記録媒体５５へ入射する光の進行方向も、基準点ＳＰからの発散光束に含まれる一光線と厳密に同一の経路を取っていなくとも、被照明領域ＬＺに像５を再生することができる。実際に、図８に示す例では、走査デバイス６５をなすミラーデバイス６６のミラー（反射面）６６ａは、必然的に、その回動軸線ＲＡ１からずれる。したがって、基準点ＳＰを通過しない回動軸線ＲＡ１を中心としてミラー６６ａを回動させた場合、ホログラム記録媒体５５へ入射する光は、基準点ＳＰからの発散光束をなす一光線とはならないことがある。しかしながら、実際には、図示された構成の照射装置６０からのコヒーレント光によって、被照明領域ＬＺに重ねて像５を実質的に再生することができる。
【００６３】
ところで、走査デバイス６５は、必ずしもコヒーレント光を反射させる部材である必要はなく、反射ではなく、コヒーレント光を屈折や回折等を行わせて、コヒーレント光を回折光学素子５０上で走査させてもよい。
【００６４】
このように、第１の実施形態では、レーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長がレーザ光源６１の個体差、出力エネルギーおよび温度等により変化することを見込んで第１テーブルを事前に作成し、同様に、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長が温度により変化することを見込んで第２テーブルを事前に作成しておく。そして、レーザ光源６１の温度計測結果とホログラム記録媒体５５の温度計測結果に基づいて、第１および第２テーブルを参照して、ホログラム記録媒体５５の温度調整を行うため、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長をレーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長に一致させることができ、温度によらず、ホログラム記録媒体５５に入射されて拡散されたコヒーレント光で被照明領域ＬＺを設計通りに均一に照明でき、照明効率も向上する。
【００６５】
（第２の実施形態）
以下に説明する第２の実施形態は、上述した第１の実施形態に係る照明装置４０を用いて投射装置を構成したものである。
【００６６】
図９は本発明の第２の実施形態に係る投射装置２０の概略構成を示す図である。図９では、図７と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【００６７】
図９の投射装置２０は、図７の照明装置４０に加えて、光変調器３０と、投射光学系８０と、拡散スクリーン１５とを備えている。
【００６８】
光変調器３０は、被照明領域ＬＺと重なる位置に配置され、被変調領域の照明光を利用して変調画像を生成して、投射光学系８０に導光する。
【００６９】
光変調器３０としては、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子からなる反射型のマイクロディスプレイを用いることができる。上述した特許文献２に開示された装置でも、ＤＭＤが光変調器３０として利用されている。
【００７０】
この他、光変調器３０としては、反射型のＬＣＯＳや透過型の液晶パネルを用いることも可能である。
【００７１】
光変調器３０の入射面は、照明装置４０がコヒーレント光を照射する被照明領域ＬＺと同一の位置で、かつ同一の形状および大きさであることが好ましい。この場合、照明装置４０からのコヒーレント光を、拡散スクリーン１５への映像の表示に高い利用効率で利用することができるからである。
【００７２】
光変調器３０で生成された変調画像を拡散スクリーン１５に投射する投射光学系８０は、例えば複数枚のレンズ群で構成されたプロジェクションレンズ８１を有し、光変調器３０で生成された変調画像は、プロジェクションレンズ８１で屈折されて拡散スクリーン１５上に変調画像を投射する。プロジェクションレンズ８１の径や、プロジェクションレンズ８１と光変調器３０との距離や、プロジェクションレンズ８１と拡散スクリーン１５との距離によって、拡散スクリーン１５に投影される変調画像のサイズを調整することができる。図９の拡散スクリーン１５は、透過型であり、投射された変調画像光を拡散する。なお、拡散スクリーン１５は、反射型でもよい。
【００７３】
図９では省略しているが、拡散スクリーン１５で拡散された変調画像を、不図示のハーフミラーに入射して、このハーフミラーで、拡散スクリーン１５で拡散された変調画像光の一部を反射させて変調画像の虚像を形成して、この虚像を外光とともにハーフミラーを介して観察者が視認できるようにしてもよい。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置を実現できる。この場合、ハーフミラーとして、例えば、車両のフロントガラスを用いることができ、観察者は運転席に座って前方を向くことで、フロントガラスを通して車外の景色を見ながら、虚像を視認できる。あるいは、ハーフミラーの代わりに、ホログラム記録媒体５５やプリズムを用いてもよい。
【００７４】
光変調器３０では、種々の変調画像を生成可能であり、光変調器３０で変調画像を生成して、その変調画像を被照明領域ＬＺで照明することで、種々の変調画像を拡散スクリーン１５上に投射することができる。
【００７５】
第２の実施形態に係る投射装置２０においても、回折波長調整器３を設けることにより、レーザ光源６１の個体差、出力エネルギーおよび温度と、ホログラム記録媒体５５の温度によらずに、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長をレーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長と一致させることができるため、被照明領域ＬＺを均一に照明でき、拡散スクリーン１５に表示される映像の品質が向上する。
【００７６】
（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、上述した第１の実施形態に係る照明装置４０を用いて露光装置を構成したものである。
【００７７】
図１０は本発明の第３の実施形態に係る露光装置１０の概略構成を示す図である。図１０では、図７と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【００７８】
図１０の露光装置１０は、図７の照明装置４０に加えて、光変調器３０を備えている。光変調器３０で変調されたコヒーレント光は、感光媒体１５の表面に導光される。
【００７９】
光変調器３０は、例えば透過型または反射型のレチクル（マスク）である。この場合、レチクルパターンに応じた光像が感光媒体１５の表面上に形成され、半導体素子を作製するための露光装置１０として用いることができる。
【００８０】
あるいは、光変調器３０は、透過型の液晶マイクロディスプレイでもよい。この場合、照明装置４０によって面状に照明される光変調器３０が、画素毎にコヒーレント光を選択して透過させることにより、微細なパターンからなる変調画像（光像）を感光媒体１５上に形成できる。
【００８１】
また、光変調器３０の入射面は、照明装置４０がコヒーレント光を照射する被照明領域ＬＺと同一の形状および大きさであることが好ましい。この場合、照明装置４０からのコヒーレント光を、感光媒体１５の露光用に高効率で利用することができる。
【００８２】
感光媒体１５は、例えばレジストパターンが塗布された半導体ウエハである。ただし、感光媒体１５の種類には特に制限はなく、感光剤を塗布したフィルムでもよい。
【００８３】
感光媒体１５は、光変調器３０にできるだけ密接して配置される。以下、この理由を詳細に説明する。光変調器３０が例えばマスクである場合、マスクのエッジにコヒーレント光が入射すると、このエッジでコヒーレント光が回折され、回折像が得られる。回折像による影響は、光変調器３０と感光媒体１５との間隔が大きくなるほど大きくなり、マスクによる本来の光像がぼやけてしまう。そこで、本基本形態では、回折像による影響を軽減するために、感光媒体１５を光変調器３０にできるだけ密接して配置する。
【００８４】
このように、感光媒体１５を光変調器３０にできるだけ密接して配置しなければならないことから、光変調器３０は透過型の部材、例えば、レチクルや液晶マイクロディスプレイなどに制限され、反射型の部材は実装が困難である。
【００８５】
感光媒体１５は、光変調器３０にできるだけ密接して配置されるため、光変調器３０で変調された光像をできるだけ忠実に感光媒体１５の表面に導光することができる。
【００８６】
ところが、光変調器３０の表面がミラー面である場合は、このミラー面で、ホログラム記録媒体５５からのコヒーレント光が反射してしまう。この反射光を人間の目で見たり、あるいは撮像装置で撮像したりすると、ホログラム記録媒体５５自体を直接観察することとなるため、スペックルが視認されることになる。スペックルが視認される理由は、ミラー面では、ホログラム記録媒体５５からのコヒーレント光を拡散させ新たな複数のスペックルパターンを生成できないため、言い換えれば、各点が常に同じ波面を生成するホログラム記録媒体５５からの波面をミラー面で折り返してそのまま観察しているためである。
【００８７】
光変調器３０からスペックルを含む反射光が照射されるのは、あまり望ましいことではない。レーザ強度によっては、人間の目に悪影響を与える可能性があるためである。
【００８８】
そこで、このような反射光を回避するために、図１０に破線で示したように、ホログラム記録媒体５５と光変調器３０の間に、光拡散素子２１を配置してもよい。光拡散素子２１は、代表例としてはレリーフあるいは体積型ホログラム記録媒体５５であるが、表面が拡散面であれば、特に材料に制限はない。例えば、ガラスの片面をすりガラス状に不透明に加工したものでもよい。あるいは、光拡散素子２１は、オパールガラス、レリーフ拡散板、またはマイクロレンズアレイなどでもよい。
【００８９】
このような光拡散素子２１を設ければ、光変調器３０には、光拡散素子２１で拡散されたコヒーレント光が入射されることになり、光変調器３０や感光媒体１５の表面がミラー面であったとしても、これら表面上でスペックルが目立たなくなる。
【００９０】
図１０の応用例として結像光学系を設けてもよい。図１１は図１０の一応用例の概略構成を示す図である。図１１の露光装置１０は、図１０の構成に加えて、光変調器３０と感光媒体１５の間に配置される結像光学系２５と、照射装置６０と光変調器３０の間に配置される光拡散素子２１とを備えている。
【００９１】
結像光学系２５は、光変調器３０で変調されたコヒーレント光を感光媒体１５上に結像させるものである。結像光学系２５を設けることで、拡大露光あるいは縮小露光が可能となる。
【００９２】
図１０の露光装置１０では、光拡散素子２１は必ずしも必須ではなかったが、図１１の露光装置１０ａでは、光拡散素子２１は必須である。以下、この理由を詳細に説明する。
【００９３】
コヒーレント光はホログラム記録媒体５５上を連続的に走査するため、照射装置６０から被照明領域ＬＺへのコヒーレント光の入射角度も連続的に変化し、回折光学素子５０から感光媒体１５上に入射されるコヒーレント光の入射角度も連続的に変化する。したがって、離れた位置から人間が感光媒体１５の表面を視認した場合には、人間の目には、相関の無いコヒーレント光の散乱パターンが多重化されて視認されることになる。したがって、各散乱パターンに対応して生成されたスペックルが重畳して平均化されて観察者に観察されることになり、スペックルは視認されなくなる。
【００９４】
ところが、感光媒体１５は、スクリーンとは異なり、光変調器３０からの光像を記録するためのものである。感光媒体１５に光像を記録するということは、感光媒体１５からホログラム記録媒体５５側を望んだときに人間の目に入る像を記録することと等価である。感光媒体１５と光変調器３０の間には、結像光学系２５が存在し、結像された感光媒体１５上の各点は、結像光学系２５と光変調器３０を介してホログラム記録媒体５５上の各点に対応づけられている。上述したように、ホログラム記録媒体５５上の各点は、時間によらず常に一定の波面を持つコヒーレント光を照射するため、感光媒体１５上のある点からホログラム記録媒体５５側を望むと、常に一定の波面を持つコヒーレント光が見えることになり、無相関なスペックルパターンを発生させる要素がないため、スペックルが目立ってしまう。すなわち、感光媒体１５上には、スペックルを含んだ光像が記録されてしまう。
【００９５】
一方、ホログラム記録媒体５５と光変調器３０の間に光拡散素子２１を配置すると、光拡散素子２１の各点には経時的に入射角度の異なるコヒーレント光が入射し、経時的に異なる散乱特性の光、すなわち異なる波面を出射する。そして、光拡散素子２１の各点から照射されるコヒーレント光は経時的に波面が変化する結果、感光媒体１５上の各点から光拡散素子２１側を望んだ場合には、経時的に波面が変化するコヒーレント光が見えることになり、感光媒体１５上で無相関なスペックルパターンが重畳されることになり、スペックルは目立たなくなる。
【００９６】
以上の理由で、本応用形態では、ホログラム記録媒体５５と光変調器３０の間に光拡散素子２１を配置している。理想的には、回折光学素子５０で拡散されたコヒーレント光の被照明領域ＬＺが光拡散素子２１上に設けられるようにするのがよい。このようにすれば、自ずと、回折光学素子５０の各点からの拡散光が光拡散素子５０上で時間変化する入射光となり、感光媒体１５から回折光学素子５０側を望んだときに、スペックルが目立たなくなる。
【００９７】
第３の実施形態に係る露光装置１０においても、回折波長調整器３を設けることにより、レーザ光源６１の個体差、出力エネルギーおよび温度と、ホログラム記録媒体５５の温度によらずに、ホログラム記録媒体５５の回折中心波長をレーザ光源６１からのコヒーレント光の中心波長と一致させることができるため、被照明領域ＬＺを均一に照明でき、感光媒体１５に記録される光像の品質が向上する。
【００９８】
（照射装置６０の具体的形態）
上述した第１および第３の実施形態では、照射装置６０が、レーザ光源６１と走査デバイス６５とを有する例を説明した。走査デバイス６５は、コヒーレント光の進行方向を反射によって変化させる一軸回動型のミラーデバイス６６からなる例を示したが、これに限られない。走査デバイス６５は、図１２に示すように、ミラーデバイス６６のミラー（反射面６６ａ）が、第１の回動軸線ＲＡ１だけでなく、第１の回動軸線ＲＡ１と交差する第２の回動軸線ＲＡ２を中心としても回動可能となっていてもよい。図１２に示された例では、ミラー６６ａの第２の回動軸線ＲＡ２は、ホログラム記録媒体５５の板面上に定義されたＸＹ座標系のＹ軸と平行に延びる第１回動軸線ＲＡ１と、直交している。そして、ミラー６６ａが、第１軸線ＲＡ１および第２軸線ＲＡ２の両方を中心として回動可能なため、照射装置６０からのコヒーレント光の回折光学素子５０への入射点ＩＰは、ホログラム記録媒体５５の板面上で二次元方向に移動可能となる。このため、一例として図１２に示されているように、コヒーレント光の回折光学素子５０への入射点ＩＰが円周上を移動するようにすることもできる。
【００９９】
また、走査デバイス６５が、二以上のミラーデバイス６６を含んでいてもよい。この場合、ミラーデバイス６６のミラー６６ａが、単一の軸線を中心としてのみ回動可能であっても、照射装置６０からのコヒーレント光の回折光学素子５０への入射点ＩＰを、ホログラム記録媒体５５の板面上で二次元方向に移動させることができる。
【０１００】
なお、走査デバイス６５に含まれるミラーデバイス６６ａの具体例としては、ＭＥＭＳミラー、ポリゴンミラー、ガルバノスキャナ等を挙げることができる。
【０１０１】
また、走査デバイス６５は、反射によってコヒーレント光の進行方向を変化させる反射デバイス、すなわち、本実施形態において、一例として上述してきたミラーデバイス６６以外のデバイスを含んで構成されていてもよい。例えば、走査デバイス６５が、屈折プリズムやレンズ等を含んでいていてもよい。
【０１０２】
そもそも、走査デバイス６５は必須ではなく、照射装置６０の光源６１が、回折光学素子５０に対して移動、揺動、回転等の変位可能に構成され、光源６１の回折光学素子５０に対する変位によって、光源６１から照射されたコヒーレント光がホログラム記録媒体５５上を走査するようにしてもよい。
【０１０３】
さらに、照射装置６０の光源６１が、線状光線として整形されたレーザ光を発振する前提で説明してきたが、これに限られない。とりわけ、上述した形態では、回折光学素子５０の各位置に照射されたコヒーレント光は、回折光学素子５０によって、被照明領域ＬＺに入射するようになる光束に整形される。したがって、照射装置６０の光源６１から回折光学素子５０に照射されるコヒーレント光は精確に整形されていなくとも不都合は生じない。このため、光源６１から発生されるコヒーレント光は、発散光であってもよい。また、光源６１から発生されるコヒーレント光の断面形状は、円でなく、楕円等であってもよい。さらには、光源６１から発生されるコヒーレント光の横モードがマルチモードであってもよい。
【０１０４】
なお、光源６１が発散光束を発生させる場合、コヒーレント光は、回折光学素子５０のホログラム記録媒体５５に入射する際に、点ではなくある程度の面積を持った領域に入射することになる。この場合、ホログラム記録媒体５５で回折されて被照明領域ＬＺの各位置に入射する光は、角度を多重化されることになる。言い換えると、各瞬間において、被照明領域ＬＺの各位置には、或る程度の角度範囲の方向からコヒーレント光が入射する。このような角度の多重化によって、スペックルをさらに効果的に目立たなくさせることができる。
【０１０５】
さらに、図７等では、走査デバイス６５で反射されたコヒーレント光を直接に回折光学素子５０に入射させる例を示したが、走査デバイス６５と回折光学素子５０の間に集光レンズを設けて、この集光レンズでコヒーレント光を平行光束にして回折光学素子５０に入射するようにしてもよい。このような例では、ホログラム記録媒体５５を作製する際の露光工程において、参照光Ｌｒとして、上述した収束光束に代えて、平行光束を用いることになる。このようなホログラム記録媒体５５は、より簡単に作製および複製することができる。
【０１０６】
（回折光学素子５０の具体的形態）
上述した形態において、回折光学素子５０が、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラム５５からなる例を示したが、これに限られない。また、回折光学素子５０は、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラムを含んでもよい。さらに、回折光学素子５０は、透過型の体積型ホログラム記録媒体５５を含んでいてもよいし、レリーフ型（エンボス型）のホログラム記録媒体５５を含んでいてもよい。
【０１０７】
ただし、レリーフ（エンボス）型ホログラムは、表面の凹凸構造によってホログラム干渉縞の記録が行われる。しかしながら、このレリーフ型ホログラムの場合、表面の凹凸構造による散乱が、光量ロスの原因となるほか、意図しない新たなスペックル生成要因となる可能性があり、この点において体積型ホログラムの方が好ましい。体積型ホログラムでは、媒体内部の屈折率変調パターン（屈折率分布）としてホログラム干渉縞の記録が行われるため、表面の凹凸構造による散乱による影響を受けることはない。
【０１０８】
もっとも、体積型ホログラムでも、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプのものは、銀塩粒子による散乱が光量ロスの原因となるほか、意図しない新たなスペックル生成要因となる可能性がある。この点において、ホログラム記録媒体５５としては、フォトポリマーを用いた体積型ホログラムの方が好ましい。
【０１０９】
また、図５に示す記録工程では、いわゆるフレネルタイプのホログラム記録媒体５５が作成されることになるが、レンズを用いた記録を行うことにより得られるフーリエ変換タイプのホログラム記録媒体５５を作成してもかまわない。ただ、フーリエ変換タイプのホログラム記録媒体５５を用いる場合には、像再生時にもレンズを使用してもよい。
【０１１０】
また、ホログラム記録媒体５５に形成されるべき縞状パターン、例えば屈折率変調パターンや凹凸パターンは、現実の物体光Ｌｏおよび参照光Ｌｒを用いることなく、予定した再生照明光Ｌａの波長や入射方向、並びに、再生されるべき像の形状や位置等に基づき計算機を用いて設計されてもよい。このようにして得られたホログラム記録媒体５５は、計算機合成ホログラムとも呼ばれる。また上述した変形例のように波長域の互いに異なる複数のコヒーレント光が照射装置６０から照射される場合には、計算機合成ホログラムとしてのホログラム記録媒体５５は、各波長域のコヒーレント光にそれぞれ対応して設けられた複数の領域に平面的に区分けされ、各波長域のコヒーレント光は対応する領域で回折されて像を再生するようにしてもよい。
【０１１１】
（照明方法）
上述した形態において、照射装置６０が回折光学素子５０上でコヒーレント光を一次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、回折光学素子５０のホログラム記録媒体５５が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するように構成され、これにより、照明装置４０が二次元的な被照明領域ＬＺを照明する例を示した。ただし、既に説明してきたように、このような例に限定されることはなく、例えば、照射装置６０が回折光学素子５０上でコヒーレント光を二次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、回折光学素子５０のホログラム記録媒体５５が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するように構成され、これにより、図１２に示したように、照明装置４０が二次元的な被照明領域ＬＺを照明してもよい。
【０１１２】
また、既に言及しているように、照射装置６０が回折光学素子５０上でコヒーレント光を一次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、回折光学素子５０のホログラム記録媒体５５が各位置に照射されたコヒーレント光を一次元方向に拡散するように構成され、これにより、照明装置４０が一次元的な被照明領域ＬＺを照明するようにしてもよい。この態様において、照射装置６０によるコヒーレント光の走査方向と、回折光学素子５０のホログラム記録媒体５５の拡散方向と、が平行となるようにしてもよい。
【０１１３】
さらに、照射装置６０が回折光学素子５０上でコヒーレント光を一次元方向または二次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、回折光学素子５０のホログラム記録媒体５５が各位置に照射されたコヒーレント光を一次元方向に拡散するように構成されていてもよい。この態様において、回折光学素子５０が複数のホログラム記録媒体５５を有し、各ホログラム記録媒体５５に対応した被照明領域ＬＺを順に照明していくことによって、照明装置４０が二次元的な領域を照明するようにしてもよい。この際、各被照明領域ＬＺが、人間の目では同時に照明されているかのような速度で、順に照明されていってもよいし、あるいは、人間の目でも順番に照明していると認識できるような遅い速度で、順に照明されていってもよい。
【０１１４】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  第１温度計測部、２  第２温度計測部、３  回折波長調整器、１０  露光装置、１１  第１テーブル格納部、１２  第２テーブル格納部、１３  温度調整部、１５  感光媒体、２０  投射装置、２１  光拡散素子、３０  光変調器、４０  照明装置、５０  光学素子、５５  ホログラム記録媒体、５８  ホログラム感光材料、６０  照射装置、６１  レーザ光源、６５  走査デバイス、６６  ミラーデバイス（反射デバイス）、６６ａ  ミラー（反射面）、７０  結像光学系、８０  投射光学系、８１  プロジェクションレンズ、ＬＺ  被照明領域
【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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