(57)【要約】【課題】光源と、レンズ機能部およびホログラム機能部とを備えた小型であり、かつレンズ機能部およびホログラム機能部の光軸合せの不要な画像投影装置を得る。【解決手段】半導体レーザ１を用いる光源と、集光するためのレンズ機能部および再生用の像が記録されているホログラム機能部とが光軸を合せて形成されているレンズ一体型ホログラム素子６とを備える画像投影装置であって、半導体レーザ１からのレーザ光をホログラム機能部に照射して再生像が得られる画像投影装置とする。【選択図】図１
2004347973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザを用いる光源と、集光するためのレンズ機能部および再生用の像が記録されているホログラム機能部とが光軸を合せて形成されている一つの光学部材とを備える画像投影装置であって、前記光源からのレーザ光を前記ホログラム機能部に照射して再生像が得られることを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記光学部材の面であって、前記光軸と平行な面に光吸収性または光散乱性の処理が施されている請求項１記載の画像投影装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像投影装置が搭載された撮影装置であって、画像投影装置のレーザ光がホログラム素子に照射されて得られた再生像が被写体に投影されることを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像投影装置および撮影装置に関し、画像投影装置はホログラムを搭載していてホログラム再生像を投影する画像投影装置であり、撮影装置はこの画像投影装置搭載した撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子スチルカメラを用いて暗闇中で撮影する場合、被写体を認知することが困難であるために、コントラスト検出方式のオートフォーカスカメラではフォーカスが合わない。またマニュアルにおいてもフォーカスを合わせることが困難である。このため、ＬＥＤなどの補助光源を用いて被写体を照らしてフォーカスを合わせる方法があるが、被写体のコントラストが小さい場合フォーカス合わせが困難となる。一方この問題に対しては、ＬＥＤ、電球などとスリットとを用いてスリット像を被写体に投影して実施している例もあるが、スリットにより遮られた光のロスがあるために、消費電力の点で、電子スチルカメラなどモバイル用途には内蔵電池で使用することが困難であった。
【０００３】
これに対して、半導体レーザの光源とレンズおよびホログラム素子を用いて任意の再生像を被写体に投影し、コントラスト高く投影されたその投影像にフォーカスを合わせる方式が提案されている。その画像投影装置として、例えば発散光を出射する半導体レーザとそれを集光して平行光とするレンズと画像を再生するためのホログラム素子とが組み合わされた画像投影装置のユニットが提案されている。図４は従来の画像投影装置の一例を示している。ホルダ２に固定された半導体レーザ１と、ホルダ５に一体化された光を集光するためのレンズ３とホログラム素子４とを光軸調整を行い所望の特性が得られる位置に接着により固定され、画像投影装置を構成している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２３７９９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記画像投影装置のユニットに関しては、以下のような問題があった。まず、集光のためのレンズ３と像を再生するためのホログラム素子４とを光学調整して固定する必要があり光学調整のためのコストが余分に必要であった。また、集光のためのレンズ３とホログラム素子４とが別部品となっていたため、ホログラム素子４のみ離脱した場合、高強度の平行光が直接被写体（特に人間の目）に照射されてしまい、眩しさのために不快感を与えることがあった。さらには個別部品となっているため素子サイズが大きくなり、特にモバイル用途における小型化に課題を有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、半導体レーザを用いる光源と、集光するためのレンズ機能部および再生用の像が記録されているホログラム機能部とが光軸を合せて形成されている一つの光学部材とを備える画像投影装置であって、前記光源からのレーザ光を前記ホログラム機能部に照射して再生像が得られることを特徴とする画像投影装置を提供する。
【０００７】
また、前記光学部材の面であって、前記光軸と平行な面に光吸収性または光散乱性の処理が施されている上記の画像投影装置を提供する。
【０００８】
さらに、上記の画像投影装置が搭載された撮影装置であって、画像投影装置のレーザ光がホログラム素子に照射されて得られた再生像が被写体に投影されることを特徴とする撮影装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像投影装置の一例を示概念的側面図である。半導体レーザ光源１と、光を集光するためのレンズ機能部と再生するための像が記録されているホログラム機能部とを光学部材からなる同一基板上に形成したレンズ一体型ホログラム素子６とがＵＶ接着剤７によって接着されて構成されている。ホログラム機能部に光照射することにより記録された像が投影される。ここで、光学部材とは、通常のガラス、石英ガラス、アクリル、ポリオレフィン等の光学樹脂を意味する。
【００１０】
本発明のレンズ一体型ホログラム素子の一例を図２に示す。光学部材からなるレンズ一体型ホログラム素子６の片面にはレンズ機能としての集光のために、平面レンズであるフレネルレンズ６ｂを形成し、もう一方の面には所望の投影像（図示せず）が記録され、投影できるようにされているホログラム６ａを、例えば計算により求めて形成する（ＣＧＨ）。この場合、ホログラムパターンにもレンズ機能を付与して、フレネルレンズとともに所望の投影像パターンとなるように設計してもよい。
【００１１】
フレネルレンズまたはホログラムパターンの形成は、同一の光学部材からなる透明基板に行ってもよいし、透明基板上に堆積された薄膜を加工することにより行ってもよい。樹脂などの同一の光学部材において射出成形等の加工技術によって形成してもよい。また、フレネルレンズ形状は鋸波状のブレーズド形状でもよいし、階段形状で近似した疑似ブレーズド形状でもよい。
【００１２】
フレネルレンズおよびホログラムパターンの形成は、例えば石英ガラスをフォトリソグラフィ法を用いてパターニングを行い、ドライエッチング法によって形成してもよいし、金型を作成して樹脂成形により作製してもよい。ドライエッチング法によりパターンを形成する場合は、フォトリソグラフィ法とエッチング法を繰り返して、例えば８レベル（７段）の階段を有する疑似ブレーズド形状にしてもよいし、または例えばグレースケールマスクを用いてフォトリソグラフィ法およびドライエッチング法により鋸歯状のブレーズド形状としてもよい。透明基板の両面には透過率向上のため、使用している半導体レーザの波長に対する無反射コーティングを施してもよい。
前記光学部材の面であって、前記光軸と平行な面に光吸収性または光散乱性の処理が施されていることが好ましい。
【００１３】
図３は、本発明のレンズ一体型ホログラム素子の他の例を示す概念斜視図である。迷光によるコントラスト低下抑制のために、図３（ａ）では光軸と平行な面を黒いインクなど光を吸収する材料を塗布して吸収面６ｃとしてあり、図３（ｂ）では光を散乱するように周辺を砂状に粗させて粗い面６ｄとしている。
【００１４】
ホログラムによる出射パターンが所望のパターン（図示せず）となるようにレンズ一体型ホログラム素子の位置を調整する。なお、位置調整については、装置に出射パターンを画像認識させるなどして自動化することもできる。
【００１５】
また、上記の画像投影装置が搭載された撮影装置であって、画像投影装置のレーザ光がホログラム素子に照射されて得られた再生像が被写体に投影されるようにすることが好ましい。このように構成することによって、被写体のコントラストが大きくなり、フォーカス合わせが容易となる。
【００１６】
【実施例】
本実施例を図１を用いて説明する。波長６５０ｎｍの光を出射する半導体レーザ１とレンズ一体型ホログラム素子６とを、出射パターンを投影させ所望のパターンとなるようレンズ一体型ホログラム素子６を調整し、ＵＶ接着剤７を用いて固定する。すなわち、ホログラム素子６は、図２に示すように光学部材である石英ガラス基板の半導体レーザ１に近い側に、フレネルレンズパターンを形成する。このフレネルレンズパターンは、厚さ２ｍｍの石英ガラス基板を疑似ブレーズ形状（鋸歯の斜め部分を階段形状で近似）、例えば８レベル（７段）の階段となるよう、３回のフォトリソグラフィ法およびドライエッチング法により形成する。
【００１７】
対向面のホログラムパターンは、像面において所望の像（図示せず）の強度が均一になるように反復フーリエ法を用いて設計を行う。なお、フレネルレンズ６ａとホログラム６ｂとの位置あわせは同一基板上に形成しているため、ホログラム６ｂを形成した面に形成した位置合せのためのアライメントマークによりフレネルレンズ６ａのパターンを０．５μｍ以内の位置精度で形成できる。
【００１８】
また両面にパターニングした基板をダイシングにより素子化し、光軸に平行な周辺の面を迷光除去のために黒色に塗り、半導体レーザ１の上にこの素子を載せ半導体レーザ１を発光させスクリーン上の投影像が所望の特性となるように位置調整を行い、ＵＶ接着剤を用いて固定する。
【００１９】
図４に示すような、従来の個別部品で構成するユニットに比べて、組立時間が短縮でき、また小型化を実現することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像投影装置においは、集光のためのレンズ機能部と像が記録され像を再生するホログラム機能部とを光学部材からなる同一基板に形成することによって、画像投影装置そのものを小さくできる。また、レンズ機能部とホログラム機能部とを同一基板上に一体に形成することによって、ホログラム機能部が離脱することがなく、平行光とされたレーザ光が直接被写体（特に人間の目）に入って眩しさによる不快感を与えることがない。
【００２１】
また、レンズ機能部とホログラム機能部とを一体に加工できるため、レンズ機能部とホログラム機能部との高精度な光軸の位置あわせができ、再度のアライメントが不要となりアライメントによるコストを低減できる。また、レンズ一体型ホログラム素子の光軸と平行な面を黒色化などすることにより迷光が減りコントラストの高い投影画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像投影装置の一例を示す概念的側面図。
【図２】本発明のレンズ一体型ホログラム素子の一例を示す概念的斜視図。
【図３】本発明のレンズ一体型ホログラム素子の他の例を示す概念斜視図、
（ａ）光軸と平行な面を黒いインクなど光を吸収する材料を塗布してあり、（ｂ）光を散乱するように周辺を砂状に粗させている。
【図４】従来の画像投影装置の一例を示す概念的断面図
【符号の説明】
１：半導体レーザ
２、５：ホルダ
３：レンズ
４：ホログラム素子
６：レンズ一体型ホログラム素子
６ａ：フレネルレンズ
６ｂ：ホログラム
７：ＵＶ接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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