(57)【要約】【課題】物体光と参照光の位置・角度関係を容易に調整することを可能にする治具を提供する。【解決手段】各３角プリズム２３、２４、２５は一体化した２階建て構造とされており、その２階部分の１面２３、２４ａ、２５ａは、擬似ホログラム受光素子２２の擬似ホログラム面２２ａと平行とされている。３角プリズム２３、２４、２５の１階部分の第１面２３ｂ、２４ｂ、２５ｂは、擬似ホログラム面２２ａが正規の露光状態に調整された状態で、物体光形成光学系が取り外されたとき、物体光用コリメータレンズよりの平行光が垂直入射するような角度とされている。又、３角プリズム２３、２４、２５の１階部分の第２面２３ｃ、２４ｃ、２５ｃは、擬似ホログラム面２２ａが正規の露光状態に調整された状態で、参照光用コリメータレンズからの平行光が垂直入射するような角度とされている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム露光装置において物体光と参照光の角度関係を調整するための治具であって、一体化された２階建ての３角プリズムを有しており、前記３角プリズムの第１の階の一つの面は、露光されるホログラム面と平行であり、前記３角プリズムの第２の階の第１の面は、前記物体光を作り出す物体光形成光学系が取り外されたときに、前記物体光を作り出す平行光が垂直に入射する角度とされ、前記３角プリズムの第２の階の第２の面は、前記参照光が垂直に入射する角度とされていることを特徴とするホログラム露光装置調整用治具。
【請求項２】
前記３角プリズムが、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色用に、それぞれ１個ずつ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のホログラム露光装置調整用治具。
【請求項３】
ホログラム露光装置の物体光形成用光学系を取り外し、請求項１又は請求項２に記載のホログラム露光装置調整用治具を、ホログラム露光装置のスライドステージに搭載し、当該スライドステージを駆動して、物体光を作り出す平行光と参照光を、それぞれ、前記３角プリズムの第２の階の第１の面、第２の面に照射し、各々の光が、前記第１の面、第２の面で正反射するように調整を行うことを特徴とするホログラム露光装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム露光装置調整用治具、及びホログラム露光装置の調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像表示装置の結像光学系にはホログラム素子（HOE：Holographic Optical Element）がコンバイナとして広く用いられている。このようなホログラムの作成は、参照光と物体光を感光フィルム上で干渉させ、その干渉縞を記録することで行う。Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色のレーザーを用いてそれぞれ対応するホログラムを作成すれば、再生の際、加法混色によりフルカラー再生するホログラムを作成することが可能である。その光学配置は例えば特開２０００−２１４７４７公報や特開２００２−２５８４８８公報に開示されているような方法で行うことができる。
【特許文献１】特開２０００−２１４７４７公報
【特許文献２】特開２００２−２５８４８８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなホログラム作成装置（ホログラム露光装置）において、物体光と参照光の角度関係を調整することは、熟練と時間を要する作業であった。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、物体光と参照光の角度関係を容易に調整することを可能にする治具、及びこの治具を用いたホログラム露光装置の調整方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するための第１の手段は、ホログラム露光装置において物体光と参照光の角度関係を調整するための治具であって、一体化された２階建ての３角プリズムを有しており、前記３角プリズムの第１の階の一つの面は、露光されるホログラム面と平行であり、前記３角プリズムの第２の階の第１の面は、前記物体光を作り出す物体光形成光学系が取り外されたときに、前記物体光を作り出す平行光が垂直に入射する角度とされ、前記３角プリズムの第２の階の第２の面は、前記参照光が垂直に入射する角度とされていることを特徴とするホログラム露光装置調整用治具である。
【０００５】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記３角プリズムが、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色用に、それぞれ１個ずつ設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
前記課題を解決するための第３の手段は、ホログラム露光装置の物体光形成用光学系を取り外し、前記第１の手段又は第２の手段のホログラム露光装置調整用治具を、ホログラム露光装置のスライドステージに搭載し、当該スライドステージを駆動して、物体光を作り出す平行光と参照光を、それぞれ、前記３角プリズムの第２の階の第１の面、第２の面に照射し、各々の光が、前記第１の面、第２の面で正反射するように調整を行うことを特徴とするホログラム露光装置の調整方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、物体光と参照光の角度関係を容易に調整することを可能にする治具、及びこの治具を用いたホログラム露光装置の調整方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明するが、それに先立ち、本発明を適用するためのホログラム露光装置の例を図１を用いて説明する。この例は、カラーホログラムを露光するカラー露光システムに関するものである。
【０００９】
所定の波長のレーザー光を射出するレーザー光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと、レーザー光源からのレーザー光の光軸上に配されたビームスプリッタ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂとを備えている。ビームスプリッタ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂはレーザー光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂから射出されたレーザー光を参照光と物体光に分離するためのものである。
【００１０】
ここでレーザー光源としては赤色光源として、レーザー光１Ｒである波長647nmのKrレーザー、レーザー光１Ｇである緑色光源として、レーザー光１Ｂである波長532nmのYAGレーザー、青色光源として波長476nmのArレーザーが用いられる。
【００１１】
各レーザー光は、シャッター２Ｒ、２Ｇ、２Ｂで照射タイミングを制御される。シャッター２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを通過したレーザー光は、反射ミラー３Ｒ、３Ｇ、３Ｂで反射され、それぞれのビームスプリッタ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂで参照光と物体光に分離される。
【００１２】
参照光は光量・偏光調整部材群５Ｒ、５Ｇ、５Ｂにより光量調整と偏光調整を受けた後、反射ミラー６Ｒ、６Ｇ、６Ｂで反射され、さらに対物レンズとピンホールを組み合わせたスペイシャルフィルタ付対物レンズ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂでノイズ光をカットされ、コリメータレンズ８Ｒ、８Ｇ、８Ｂにより平行光とされて、プリズム１４の感光面に照射される。
【００１３】
物体光は、反射ミラー９Ｒ、９Ｇ、９Ｂで反射された後、光量・偏光調整部材群１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂにより光量調整と偏光調整を受け、さらに対物レンズとピンホールを組み合わせたスペイシャルフィルタ付対物レンズ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂでノイズ光をカットされ、コリメータレンズ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂにより平行光とされる。そして各波長ごとに最適化された露光レンズ群１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂにより、所望の波面変換を受けた後、非球面波となって、プリズム１４の感光面に照射される。ここで、露光レンズ群１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂのことを、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段においては、「物体光形成光学系」と呼んでいる。すなわち、「物体光形成光学系」には、平行光が入射し、「物体光形成光学系」により所定の波面とされ、最終的にホログラム形成に用いられる物体光となる。
【００１４】
参照光、物体光の両光束はプリズム１４の感光部のホログラム感光材料内の感光層で干渉し、その結果生じる干渉縞が、感光層に屈折率や濃度の変化として記録される。
【００１５】
プリズム１４は、水平面内のスライドステージに搭載されており、矢印で示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂに対する所定の位置に、スムーズに移動することが可能である。移動量はステッピングモータ等で精密に制御される。
【００１６】
この構成において、光量・偏光調整部材群５Ｒ、５Ｇ、５Ｂにより参照光の光量調整と偏光調整が行われ、光量・偏光調整部材群１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂにより物体光の光量調整と偏光調整が行われる。また、露光レンズ群１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂにより、物体光の波面変換が行われる。この実施の形態においては、各レーザー１Ｒ、１Ｇ、１Ｂから出射するレーザー光の光路は異なっており、よって、これら光量・偏光調整部材群、露光レンズ群も各レーザー光毎に別々に設けられている。よって、光量・偏光の調整と、物体光の波面の調整を、各レーザー光毎に別々に行うことができる。
【００１７】
また、感光部を設けたプリズム１４は、スライドステージに搭載されて移動し、それぞれのレーザー光に対応する感光位置で露光を受ける。よって、光学系については、移動させる必要が無く、そのための調整は不要である。
【００１８】
露光の際は、プリズム１４を所定の位置にスライドし、赤色、緑色、青色を順次露光する。露光時間はシャッターによって制御され、適正にバランスされた露光量で感光材料に多重露光される。以上説明した露光装置による露光方法によって、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ個別に最適化された露光レンズを用い、最適な入射角でＨＯＥを露光することが可能になる。
【００１９】
また、露光レンズの色収差の問題を考慮せずに設計できるので、露光光学系を容易に製造することができ、ＨＯＥのコストダウンにつながる。さらに、反射ミラー３Ｒ、３Ｇ、３Ｂなども、それぞれの波長に最適化された高反射率のものを使用することが可能になる。
【００２０】
図２に、本発明の実施の形態の１例であるホログラム露光装置調整用治具の概要を示す。ホログラム露光装置調整用治具２１には、擬似ホログラム受光素子２２と、Ｒ光用３角プリズム２３、Ｇ光用３角プリズム２４、Ｂ光用３角プリズム２５が取り付けられている。各３角プリズム２３、２４、２５は図３に示すように（例として３角プリズム２３を示す）一体化した２階建て構造とされており、その２階部分の１面２３ａは、擬似ホログラム受光素子２２の擬似ホログラム面２２ａと平行とされている。同様、３角プリズム２４、２５の２階部分の１面２４ａ、２５ａは、擬似ホログラム受光素子２２の擬似ホログラム面２２ａと平行とされている。
【００２１】
３角プリズム２３、２４、２５の１階部分の第１面２３ｂ、２４ｂ、２５ｂは、擬似ホログラム面２２ａが正規の露光状態に調整された状態で、「物体光形成光学系」である露光レンズ群１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが取り外されたとき、コリメータレンズ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂよりの平行光が垂直入射するような角度とされている。
【００２２】
又、３角プリズム２３、２４、２５の１階部分の第２面２３ｃ、２４ｃ、２５ｃ（２階部分と共通である）は、擬似ホログラム面２２ａが正規の露光状態に調整された状態で、コリメータレンズ８Ｒ、８Ｇ、８Ｂよりの平行光が垂直入射するような角度とされている。
【００２３】
以下、このようなホログラム露光装置調整用治具２１を使用した、ホログラム露光装置の物体光と参照光の調整方法について説明する。まず、ホログラム露光装置調整用治具２１の３角プリズム２３、２４、２５の位置合わせを行う。例えば、擬似ホログラム受光素子２２の擬似ホログラム面２２ａに光を垂直入射させるようにホログラム露光装置調整用治具２１の位置を調整し、その状態で、３角プリズム２３、２４、２５の２階部分の１面、２３ａ、２４ａ、２５ａに同じ光が垂直入射するように、３角プリズム２３、２４、２５の位置を調整して、その位置で３角プリズム２３、２４、２５をホログラム露光装置調整用治具２１に固定する。
【００２４】
そして、「物体光形成光学系」である露光レンズ群１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを取り外し、ホログラム露光装置調整用治具２１をスライドステージ上に搭載して移動させ、コリメータレンズ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂよりの平行光が３角プリズム２３、２４、２５の１階部分の第１面２３ｂ、２４ｂ、２５ｂに垂直入射するように、反射ミラー９Ｒ〜９Ｂ、偏光調整部材群１０Ｒ〜１０Ｂ等の光学系を調整すると共に、コリメータレンズ８Ｒ、８Ｇ、８Ｂよりの平行光が３角プリズム２３、２４、２５の１階部分の第２面２３ｃ、２４ｃ、２５ｃに垂直入射するように、偏光調整部材群５Ｂ〜５Ｇ、反射ミラー６Ｒ〜６Ｇ等の光学系を調整する。このようにすることで、物体光と参照光の角度を容易に調整することが可能となる。
【００２５】
なお、各３角プリズム２３、２４、２５の１階部分と２階部分の構造を逆にしてもよい。特許請求の範囲及び発明を解決するための手段で言う、「第１の階」、「第２の階」は、どちらが１階部分で他方が２階部分であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用するためのホログラム露光装置の例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の１例であるホログラム露光装置調整用治具の概要を示す図である。
【図３】図２に示された３角プリズムの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１Ｒ、１Ｇ、１Ｒ：レーザー光源、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ：シャッター、３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ：反射ミラー、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ：ビームスプリッタ、５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ：光量・偏光調整部材群、６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ：反射ミラー、７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ：スペイシャルフィルタ付対物レンズ、８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ：コリメータレンズ、９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ：反射ミラー、１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ：光量・偏光調整部材群、１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ：スペイシャルフィルタ付対物レンズ、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ：コリメータレンズ、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ：露光レンズ群、２１…ホログラム露光装置調整用治具、２２…擬似ホログラム受光素子、２２ａ…擬似ホログラム面、２３…３角プリズム、２３ａ…３角プリズムの面、２３ｂ…３角プリズムの面、２３ｃ…３角プリズムの面、２４…３角プリズム、２４ａ…３角プリズムの面、２４ｂ…３角プリズムの面、２４ｃ…３角プリズムの面、２５…３角プリズム、２５ａ…３角プリズムの面、２５ｂ…３角プリズムの面、２５ｃ…３角プリズムの面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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