(57)【要約】【課題】観察画角や撮影画角の画角両端での表示映像や撮影映像の輝度差を低減し、良好な映像観察や映像撮影を可能にする。【解決手段】映像表示素子の表示領域の中心と設計観察瞳の中心とを結ぶ光路を光軸とする。観察時に、ホログラフィック光学素子と光軸との交点Ｍに入射する光軸上の光線と、交点Ｍから出射される光軸上の光線とをそれぞれ観察光線Ｒ１・Ｒ２とする。露光時に、ホログラム感光材料３ａと光軸との交点Ｎに入射する２つの光線をそれぞれ露光光線Ｓ１・Ｓ２とする。ホログラフィック光学素子は、２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２の少なくとも一方が観察光線Ｒ１・Ｒ２とはずれてホログラム感光材料３ａに照射されることによって作製されている。これにより、観察画角の画角両端に対応する方向についての回折効率の差が小さくなるように、ホログラフィック光学素子に干渉縞を記録することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示素子からの映像光をホログラフィック光学素子にて瞳方向に回折反射させて、観察者に映像を観察させる映像表示装置であって、
ホログラフィック光学素子は、ホログラム感光材料を２光束で干渉露光することによって作製されており、
映像表示素子の表示領域の中心と設計観察瞳の中心とを結ぶ光路を光軸とし、
観察時に、ホログラフィック光学素子と光軸との交点に入射する光軸上の光線と、上記交点から出射される光軸上の光線とをそれぞれ観察光線とし、
露光時に、ホログラム感光材料と光軸との交点に入射する２つの光線をそれぞれ露光光線とすると、
上記ホログラフィック光学素子は、２つの露光光線の少なくとも一方が観察光線とはずれてホログラム感光材料に照射されることによって作製されていることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
２つの観察光線のなす角度を第１の角度とし、
２つの露光光線のなす角度であって、ホログラム感光材料と光軸との交点に入射する一方の露光光線と、上記交点から出射される他方の露光光線とのなす角度を第２の角度とすると、
上記ホログラフィック光学素子は、第２の角度が第１の角度よりも大きくなるような２つの露光光線を有する２光束でホログラム感光材料を露光することによって作製されていることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
ホログラム感光材料を露光する２光束は、それぞれ平行光であることを特徴とする請求項１または２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
互いに平行な平面を有する導光部材を備え、
ホログラフィック光学素子は、導光部材の平面上に保持されており、導光部材内を全反射しながら導光されてきた映像表示素子からの映像光を瞳方向に回折反射させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項５】
ホログラフィック光学素子は、入射プリズムを介して入射し、ホログラム感光材料を露光した後に不要光取出プリズムを介して外部に抜ける露光光線と、他の露光光線とを有する２光束でホログラム感光材料を露光することによって作製されており、
露光時には、入射プリズムは、ホログラム感光材料面上、または導光部材におけるホログラム感光材料の保持側とは反対側の面上に、空気層を介さずに密着配置されており、不要光取出プリズムは、導光部材におけるホログラム感光材料の保持側とは反対側の面上、またはホログラム感光材料面上に、空気層を介さずに密着配置されていることを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
【請求項６】
導光部材の平面上に保持される他のホログラフィック光学素子をさらに備え、
他のホログラフィック光学素子は、映像表示素子から導光部材内に入射した映像光を、導光部材内で全反射するように回折反射させることを特徴とする請求項４または５に記載の映像表示装置。
【請求項７】
ホログラフィック光学素子は、回折効率がピークとなる回折ピーク波長が複数存在する回折特性を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項８】
被写体像の光をホログラフィック光学素子にて回折反射させて撮像素子に導くことにより、撮像素子にて被写体像を撮影する映像撮影装置であって、
ホログラフィック光学素子は、ホログラム感光材料を２光束で干渉露光することによって作製されており、
撮像素子の撮像領域の中心と被写体像の中心とを結ぶ光路を光軸とし、
撮影時に、ホログラフィック光学素子と光軸との交点に入射する光軸上の光線と、上記交点から出射される光軸上の光線とをそれぞれ撮影光線とし、
露光時に、ホログラム感光材料と光軸との交点に入射する２つの光線をそれぞれ露光光線とすると、
上記ホログラフィック光学素子は、２つの露光光線の少なくとも一方が撮影光線とはずれてホログラム感光材料に照射されることによって作製されていることを特徴とする映像撮影装置。
【請求項９】
２つの撮影光線のなす角度を第１の角度とし、
２つの露光光線のなす角度であって、ホログラム感光材料と光軸との交点に入射する一方の露光光線と、上記交点から出射される他方の露光光線とのなす角度を第２の角度とすると、
上記ホログラフィック光学素子は、第２の角度が第１の角度よりも大きくなるような２つの露光光線を有する２光束でホログラム感光材料を露光することによって作製されていることを特徴とする請求項８に記載の映像撮影装置。
【請求項１０】
ホログラム感光材料を露光する２光束は、それぞれ平行光であることを特徴とする請求項８または９に記載の映像撮影装置。
【請求項１１】
互いに平行な平面を有する導光部材を備え、
ホログラフィック光学素子は、導光部材の平面上に保持されており、導光部材内を全反射しながら導光されてきた被写体像の光を回折反射させて撮像素子に導くことを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の映像撮影装置。
【請求項１２】
ホログラフィック光学素子は、入射プリズムを介して入射し、ホログラム感光材料を露光した後に不要光取出プリズムを介して外部に抜ける露光光線と、他の露光光線とを有する２光束でホログラム感光材料を露光することによって作製されており、
露光時には、入射プリズムは、ホログラム感光材料面上、または導光部材におけるホログラム感光材料の保持側とは反対側の面上に、空気層を介さずに密着配置されており、不要光取出プリズムは、導光部材におけるホログラム感光材料の保持側とは反対側の面上、またはホログラム感光材料面上に、空気層を介さずに密着配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の映像撮影装置。
【請求項１３】
導光部材の平面上に保持される他のホログラフィック光学素子を備え、
他のホログラフィック光学素子は、外部から導光部材内に入射した被写体像の光を、導光部材内で全反射するように回折反射させることを特徴とする請求項１１または１２に記載の映像撮影装置。
【請求項１４】
ホログラフィック光学素子は、回折効率がピークとなる回折ピーク波長が複数存在する回折特性を有していることを特徴とする請求項８から１３のいずれかに記載の映像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック光学素子を備えた映像表示装置と、ホログラフィック光学素子を備えた映像撮影装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィック光学素子は、干渉性を有する２光束でホログラム感光材料を干渉露光することによって作製される（例えば非特許文献１参照）。このようなホログラフィック光学素子は、入射光束を任意の方向に回折反射させることが可能であることから、従来から映像表示装置や映像撮影装置に用いる検討がなされている。
【０００３】
ホログラフィック光学素子は、作製時に使用した２つの露光光束のうちの一方の光束と同じ入射角の光が入射すると、他方の光が再生するという特性を有している。したがって、使用時（再生時）に必要とする光束を得るためには、作製時には使用時と同じ入射角度の２光束で露光することが一般的である。
【０００４】
【非特許文献１】辻内順平著、「ホログラフィー」、（株）裳華房、１９９７年１１月５日  第１版発行、第１１章  ホログラフィー光学素子、ｐ２９５〜ｐ２９８、ＩＳＢＮ  ４−７８５３−２３２３−Ｘ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、映像表示装置や映像撮影装置では、表示画角（観察画角）や撮影画角と呼ばれる、ある特定の画角に対応する光を取り扱う必要がある。このため、上記した従来の一般的な露光方法でホログラフィック光学素子を作製し、このホログラフィック光学素子を映像表示装置や映像撮影装置に適用した場合には、観察時や撮影時に、画角両端での観察映像または撮影映像の輝度が異なり、良好な映像観察や映像撮影ができなくなるという問題が生ずる。この問題点について、映像表示装置を例に挙げて説明すれば、以下の通りである。
【０００６】
図１０は、従来の映像表示装置の構成を模式的に示す説明図である。この映像表示装置では、映像表示素子１０１にて表示された映像の光（以下、映像光と称する）は、導光部材１０２内に入射して内部を導光され、ホログラフィック光学素子１０３にて回折反射されて観察者の瞳に導かれる。したがって、観察者は、映像表示素子１０１に表示された映像の拡大虚像を観察することが可能となる。
【０００７】
ここで、映像表示素子１０１の表示領域の中心Ｐと設計観察瞳の中心Ｑとを結ぶ光路を光軸と定義する。また、図１１に示すように、映像の観察時に、ホログラフィック光学素子１０３と光軸との交点（ホログラフィック光学素子１０３上で光軸が折れ曲がる点）Ｍに入射する光軸上の光線を観察光線Ｒ１とし、交点Ｍから出射される光軸上の光線を観察光線Ｒ２とする。
【０００８】
さらに、図１２に示すように、ホログラフィック光学素子１０３の構成材料となるホログラム感光材料１０３ａの露光時に、ホログラム感光材料１０３ａと光軸との交点Ｎに入射する２つの光線を、それぞれ露光光線Ｓ１・Ｓ２とする。なお、交点Ｎは、交点Ｍと実質的に同じ点と考えればよい。また、露光光線Ｓ１・Ｓ２を有する２光束でホログラム感光材料１０３ａを干渉露光し、ホログラフィック光学素子１０３を作製した場合、そこに記録される干渉縞の向きは、露光光線Ｓ１・Ｓ２のなす角の２等分線Ｔに対して垂直方向となる。
【０００９】
従来は、２光束の干渉露光によりホログラフィック光学素子１０３を作製する際に、露光光線Ｓ１・Ｓ２を観察光線Ｒ１・Ｒ２とそれぞれ同じ方向としていた。この場合、図１０において、観察者は、光軸上の方向であるＡ1方向において回折効率が最大となる波長λの映像光を見ることになり、Ａ1方向に見える映像を最も明るく観察することができる。
【００１０】
しかし、Ａ1方向から上下に同一画角θで映像を観察したときには、画角両端の方向（Ｂ1方向およびＣ1方向）では、中心から同一画角θであるにもかかわらず、Ｂ1方向の観察映像のほうがＣ1方向の観察映像よりも明るくなり、良好な映像観察ができなくなる。以下、この理由について説明する。
【００１１】
図１３（ａ）は、体積位相型で反射型のホログラフィック光学素子２０１の断面図である。このホログラフィック光学素子２０１は、素子表面に対して平行に記録された干渉縞（縞間隔；ｄｎｍ）に対して、波長λの光が入射角０度で入射（Ａ2方向から入射）したときに、回折効率が最大になるように作製されている。したがって、ホログラフィック光学素子２０１は、干渉縞に対して垂直な方向（Ａ2方向）から光が入射すると、その光をＡ2方向とは１８０度逆方向に反射する正反射ミラーの作用を持つホログラムとして機能する。
【００１２】
ここで、ホログラフィック光学素子２０１に対して、入射光がＢ2方向およびＣ2方向と、Ａ2方向を基準にしてそれぞれ左右に同じ角度θだけ傾いて入射する場合を考える。図１３（ｂ）は、ホログラフィック光学素子２０１における回折特性、すなわち、入射角と回折効率との関係を示すグラフである。なお、図１３（ｂ）のＡ2、Ｂ2、Ｃ2は、それぞれＡ2方向、Ｂ2方向、Ｃ2方向の入射角を示すものとする。図１３（ａ）では、干渉縞への入射角の絶対値は、Ｂ2方向およびＣ2方向で同じであるので、図１３（ｂ）のように、Ｂ2方向およびＣ2方向の入射角で回折効率は同じとなる。すなわち、入射角と回折効率との関係は、最大回折効率を示すＡ2方向の入射角０度に対して、左右対称なグラフとなる。
【００１３】
一方、図１４（ａ）は、体積位相型で反射型のホログラフィック光学素子３０１の断面図である。このホログラフィック光学素子３０１は、素子表面に平行に記録された干渉縞（縞間隔；ｄｎｍ）に対して、波長λの光が０度でない入射角で入射（Ａ3方向から入射）したときに、回折効率が最大になるように作製されている。このホログラフィック光学素子３０１は、干渉縞に対して垂直な方向（Ｂ3方向）から光が入射すると、その光をＢ3方向とは１８０度逆方向に反射する正反射ミラーの作用を持つホログラムとして機能する。
【００１４】
ここで、上記と同様に、ホログラフィック光学素子３０１に対して、入射光がＢ3方向およびＣ3方向と、Ａ3方向を基準にしてそれぞれ左右に同じ角度θだけ傾いて入射する場合を考える。図１４（ｂ）は、ホログラフィック光学素子３０１における回折特性、すなわち、入射角と回折効率との関係を示すグラフである。なお、図１４（ｂ）のＡ3、Ｂ3、Ｃ3は、それぞれＡ3方向、Ｂ3方向、Ｃ3方向の入射角を示すものとする。図１４（ａ）では、干渉縞への入射角は、Ｂ3方向で０度であり、Ｃ3方向で２θであるので、Ｂ3方向とＣ3方向とで異なる。
【００１５】
このとき、入射光の最大回折波長は、媒質の屈折率をｎ、干渉縞の間隔をｄとすると、Ａ3方向から入射した場合は２ｎｄcosθ、Ｂ3方向から入射した場合は２ｎｄ、Ｃ3方向から入射した場合は２ｎｄcos２θとなる。したがって、ホログラフィック光学素子３０１の干渉縞への入射角が大きくなればなるほど、上記のcos関数の影響で、最大回折波長のシフト量が大きくなる。つまり、このことは、ある一定波長λの光が干渉縞に入射したとき、干渉縞への入射角が大きくなる方向は、干渉縞への入射角が小さくなる方向に比べて、同じ入射角シフトに対する回折効率の低下量が大きいことを意味する。
【００１６】
したがって、図１４（ｂ）に示すように、入射角と回折効率との関係は、最大回折効率を示すＡ3方向の入射角に対して左右対称なグラフとはならず、Ａ3方向を基準とした角度ずれ（絶対値）がＢ3方向とＣ3方向とで同じであっても、干渉縞への入射角がより大きいＣ3方向では、干渉縞への入射角がより小さいＢ3方向よりも回折効率は低くなる。反射型のホログラフィック光学素子は、波長選択性および角度選択性が高いので、上記の現象は特に反射型のホログラフィック光学素子にて顕著に発生する。
【００１７】
以上のように、ホログラフィック光学素子の干渉縞に対しての入射角がより大きくなる方向では、干渉縞に対しての入射角がより小さくなる方向に比べて回折効率が低くなるので、図１０においては、観察者がＡ1方向から上下に同一画角θで映像を観察すると、画角両端のＢ1方向およびＣ1方向のうち、上記入射角に対応する角度、すなわち、干渉縞の法線方向と観察方向とのなす角度がより大きくなるＣ1方向で観察される映像の輝度が、上記角度がより小さくなるＢ1方向で観察される映像の輝度よりも低くなる（暗くなる）。
【００１８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、観察画角や撮影画角の画角両端での表示映像や撮影映像の輝度差を低減することができ、これによって良好な映像観察や映像撮影が可能となる映像表示装置と映像撮影装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の映像表示装置は、映像表示素子からの映像光をホログラフィック光学素子にて瞳方向に回折反射させて、観察者に映像を観察させる映像表示装置であって、ホログラフィック光学素子は、ホログラム感光材料を２光束で干渉露光することによって作製されており、映像表示素子の表示領域の中心と設計観察瞳の中心とを結ぶ光路を光軸とし、観察時に、ホログラフィック光学素子と光軸との交点に入射する光軸上の光線と、上記交点から出射される光軸上の光線とをそれぞれ観察光線とし、露光時に、ホログラム感光材料と光軸との交点に入射する２つの光線をそれぞれ露光光線とすると、上記ホログラフィック光学素子は、２つの露光光線の少なくとも一方が観察光線とはずれてホログラム感光材料に照射されることによって作製されていることを特徴としている。
【００２０】
上記の構成によれば、映像表示素子からの映像光は、ホログラフィック光学素子にて瞳方向に回折反射されることにより、観察者は、設計観察瞳の位置にて、ある観察画角で映像を観察することが可能となる。
【００２１】
このとき、ホログラフィック光学素子は、２つの露光光線の少なくとも一方が観察光線とはずれてホログラム感光材料に照射されることによって作製されている。このような露光の仕方でホログラフィック光学素子が作製されているので、２つの露光光線を両方とも観察光線と一致させてホログラフィック光学素子が作製されている場合に比べて、観察画角の画角両端に対応する方向についての回折効率の差が小さくなるように、ホログラフィック光学素子に干渉縞を記録することが可能となる。これにより、観察画角の画角両端での観察映像の輝度差を小さくすることができ、良好な映像観察が可能となる。
【００２２】
また、本発明においては、２つの観察光線のなす角度を第１の角度とし、２つの露光光線のなす角度であって、ホログラム感光材料と光軸との交点に入射する一方の露光光線と、上記交点から出射される他方の露光光線とのなす角度を第２の角度とすると、上記ホログラフィック光学素子は、第２の角度が第１の角度よりも大きくなるような２つの露光光線を有する２光束でホログラム感光材料を露光することによって作製されていてもよい。
【００２３】
第２の角度を第１の角度よりも大きくしてホログラム感光材料を露光することにより、２つの露光光線を両方とも観察光線と一致させてホログラム感光材料を露光する場合とは、記録される干渉縞の傾きを確実に異ならせることができる。これにより、観察画角の画角両端に対応する方向についての回折効率の差が小さくなるような傾きで、ホログラフィック光学素子に干渉縞を記録することができる。したがって、観察画角の画角両端での観察映像の輝度差を確実に小さくすることができ、良好な映像観察が確実に可能となる。
【００２４】
また、本発明においては、ホログラム感光材料を露光する２光束は、それぞれ平行光であることが望ましい。
【００２５】
上記２光束は、例えば平行光と発散光であってもよいが、この場合は、作製されたホログラフィック光学素子にて回折された光の集光位置が、解像度がとれている設計領域（明るさ、歪曲、収差等を良好にする領域）からずれて、設計観察瞳にて観察される映像の解像度が落ちる場合がある。上記２光束をともに平行光とした場合は、そのような集光位置のずれが生じることはないので、観察映像の解像度の低下を回避しながら、観察画角の画角両端での観察映像の輝度差を小さくすることができる。
【００２６】
また、本発明の映像表示装置は、互いに平行な平面を有する導光部材を備え、ホログラフィック光学素子は、導光部材の平面上に保持されており、導光部材内を全反射しながら導光されてきた映像表示素子からの映像光を瞳方向に回折反射させる構成であってもよい。
【００２７】
この構成では、映像表示素子からの映像光は、導光部材内を全反射しながら導光され、ホログラフィック光学素子にて回折反射されて観察者の瞳に導かれる。したがって、薄い導光部材を用いることが可能となり、これによって映像表示装置を薄型でコンパクトに構成することができる。
【００２８】
また、本発明においては、ホログラフィック光学素子は、入射プリズムを介して入射し、ホログラム感光材料を露光した後に不要光取出プリズムを介して外部に抜ける露光光線と、他の露光光線とを有する２光束でホログラム感光材料を露光することによって作製されており、露光時には、入射プリズムは、ホログラム感光材料面上、または導光部材におけるホログラム感光材料の保持側とは反対側の面上に、空気層を介さずに密着配置されており、不要光取出プリズムは、導光部材におけるホログラム感光材料の保持側とは反対側の面上、またはホログラム感光材料面上に、空気層を介さずに密着配置されていることが望ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、ホログラム感光材料の露光時には、一方の露光光線は、入射プリズム、ホログラム感光材料、導光部材および不要光取出プリズムをこの順で透過するか、あるいは、入射プリズム、導光部材、ホログラム感光材料および不要光取出プリズムをこの順で透過する。
【００３０】
このように、いずれも、入射プリズムを介して一方の露光光線を導光部材内に入射させることにより、導光部材内を全反射する角度で上記露光光線を導光部材内に入射させることができる。
【００３１】
また、上記露光光線は、ホログラム感光材料を露光した後、不要光取出プリズムを介して外部に抜けるので、上記露光光線が導光部材と空気との界面、またはホログラム感光材料と空気との界面で全反射して再度ホログラム感光材料に照射されるということがない。したがって、高効率でホログラフィック光学素子を作製することができる。また、不要光による観察映像のゴーストが少なく、明るい観察映像を得ることができる。
【００３２】
また、本発明の映像表示装置は、導光部材の平面上に保持される他のホログラフィック光学素子をさらに備え、他のホログラフィック光学素子は、映像表示素子から導光部材内に入射した映像光を、導光部材内で全反射するように回折反射させる構成であってもよい。
【００３３】
この構成によれば、導光部材に対する映像表示素子からの映像光の入射方向（入射角度）に関係なく、上記映像光を他のホログラム感光材料にて回折反射させ、導光部材内で全反射するように導光させることができる。したがって、映像表示素子の配置の自由度を増大させることができる。
【００３４】
また、本発明においては、ホログラフィック光学素子は、回折効率がピークとなる回折ピーク波長が複数存在する回折特性を有していてもよい。この場合、観察者はカラー映像を観察することが可能となる。
【００３５】
本発明の映像撮影装置は、被写体像の光をホログラフィック光学素子にて回折反射させて撮像素子に導くことにより、撮像素子にて被写体像を撮影する映像撮影装置であって、ホログラフィック光学素子は、ホログラム感光材料を２光束で干渉露光することによって作製されており、撮像素子の撮像領域の中心と被写体像の中心とを結ぶ光路を光軸とし、撮影時に、ホログラフィック光学素子と光軸との交点に入射する光軸上の光線と、上記交点から出射される光軸上の光線とをそれぞれ撮影光線とし、露光時に、ホログラム感光材料と光軸との交点に入射する２つの光線をそれぞれ露光光線とすると、上記ホログラフィック光学素子は、２つの露光光線の少なくとも一方が撮影光線とはずれてホログラム感光材料に照射されることによって作製されていることを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、被写体像の光は、ホログラフィック光学素子にて回折反射され、撮像素子に導かれる。これにより、ある撮影画角の被写体像を撮像素子にて撮影することが可能となる。
【００３７】
このとき、ホログラフィック光学素子は、２つの露光光線の少なくとも一方が撮影光線とはずれてホログラム感光材料に照射されることによって作製されている。このような露光の仕方でホログラフィック光学素子が作製されているので、２つの露光光線を両方とも撮影光線と一致させてホログラフィック光学素子が作製されている場合に比べて、撮影画角の画角両端に対応する方向についての回折効率の差が小さくなるように、ホログラフィック光学素子に干渉縞を記録することが可能となる。これにより、撮影画角の画角両端での撮影映像の輝度差を小さくすることができ、良好な映像撮影が可能となる。
【００３８】
また、本発明においては、２つの撮影光線のなす角度を第１の角度とし、２つの露光光線のなす角度であって、ホログラム感光材料と光軸との交点に入射する一方の露光光線と、上記交点から出射される他方の露光光線とのなす角度を第２の角度とすると、上記ホログラフィック光学素子は、第２の角度が第１の角度よりも大きくなるような２つの露光光線を有する２光束でホログラム感光材料を露光することによって作製されていてもよい。
【００３９】
第２の角度を第１の角度よりも大きくしてホログラム感光材料を露光することにより、２つの露光光線を両方とも撮影光線と一致させてホログラム感光材料を露光する場合とは、記録される干渉縞の傾きを確実に異ならせることができる。これにより、撮影画角の画角両端に対応する方向についての回折効率の差が小さくなるような傾きで、ホログラフィック光学素子に干渉縞を記録することができる。したがって、撮影画角の画角両端での撮影映像の輝度差を確実に小さくすることができ、良好な映像撮影が確実に可能となる。
【００４０】
また、本発明においては、ホログラム感光材料を露光する２光束は、それぞれ平行光であることが望ましい。
【００４１】
上記２光束は、例えば平行光と発散光であってもよいが、この場合は、作製されたホログラフィック光学素子にて回折された光の集光位置が、解像度がとれている設計領域（明るさ、歪曲、収差等を良好にする領域）からずれて、撮影映像の解像度が落ちる場合がある。上記２光束をともに平行光とした場合は、そのような集光位置のずれが生じることはないので、撮影映像の解像度の低下を回避しながら、撮影画角の画角両端での撮影映像の輝度差を小さくすることができる。
【００４２】
また、本発明の映像撮影装置は、互いに平行な平面を有する導光部材を備え、ホログラフィック光学素子は、導光部材の平面上に保持されており、導光部材内を全反射しながら導光されてきた被写体像の光を回折反射させて撮像素子に導く構成であってもよい。
【００４３】
この構成では、被写体像の光は、導光部材内を全反射しながら導光され、ホログラフィック光学素子にて回折反射されて撮像素子に導かれる。したがって、薄い導光部材を用いることが可能となり、これによって映像撮影装置を薄型でコンパクトに構成することができる。
【００４４】
また、本発明においては、ホログラフィック光学素子は、入射プリズムを介して入射し、ホログラム感光材料を露光した後に不要光取出プリズムを介して外部に抜ける露光光線と、他の露光光線とを有する２光束でホログラム感光材料を露光することによって作製されており、露光時には、入射プリズムは、ホログラム感光材料面上、または導光部材におけるホログラム感光材料の保持側とは反対側の面上に、空気層を介さずに密着配置されており、不要光取出プリズムは、導光部材におけるホログラム感光材料の保持側とは反対側の面上、またはホログラム感光材料面上に、空気層を介さずに密着配置されていることが望ましい。
【００４５】
上記の構成によれば、ホログラム感光材料の露光時には、一方の露光光線は、入射プリズム、ホログラム感光材料、導光部材および不要光取出プリズムをこの順で透過するか、あるいは、入射プリズム、導光部材、ホログラム感光材料および不要光取出プリズムをこの順で透過する。
【００４６】
このように、いずれも、入射プリズムを介して一方の露光光線を導光部材内に入射させることにより、導光部材内を全反射する角度で上記露光光線を導光部材内に入射させることができる。
【００４７】
また、上記露光光線は、ホログラム感光材料を露光した後、不要光取出プリズムを介して外部に抜けるので、上記露光光線が導光部材と空気との界面、またはホログラム感光材料と空気との界面で全反射して再度ホログラム感光材料に照射されるということがない。したがって、高効率でホログラフィック光学素子を作製することができる。また、不要光による撮影映像のゴーストが少なく、明るい撮影映像を得ることができる。
【００４８】
また、本発明の映像撮影装置は、導光部材の平面上に保持される他のホログラフィック光学素子を備え、他のホログラフィック光学素子は、外部から導光部材内に入射した被写体像の光を、導光部材内で全反射するように回折反射させる構成であってもよい。
【００４９】
この構成によれば、導光部材に対する被写体像の光の入射方向（入射角度）に関係なく、上記被写体像の光を他のホログラム感光材料にて回折反射させ、導光部材内で全反射するように導光させることができる。したがって、撮像素子の配置の自由度を増大させることができる。
【００５０】
また、本発明においては、ホログラフィック光学素子は、回折効率がピークとなる回折ピーク波長が複数存在する回折特性を有していてもよい。この場合、撮像素子にてカラー映像を撮影することが可能となる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、ホログラフィック光学素子は、２つの露光光線の少なくとも一方が観察光線（または撮影光線）とはずれてホログラム感光材料に照射されることによって作製されている。これにより、観察画角（または撮影画角）の画角両端に対応する方向についての回折効率の差が小さくなるように、ホログラフィック光学素子に干渉縞を記録することが可能となる。したがって、観察画角（または撮影画角）の画角両端での観察映像（または撮影映像）の輝度差を小さくすることができ、良好な映像観察（または映像撮影）が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図２は、本発明の映像表示装置の構成を模式的に示す説明図である。この映像表示装置は、映像表示素子１と、導光部材２と、ホログラフィック光学素子３とを有している。
【００５３】
映像表示素子１は、画像データに応じて光を変調することにより、映像を表示するものであり、例えば光源を有する液晶表示素子（ＬＣＤ）で構成されている。導光部材２は、映像表示素子１からの映像光を内部で導光してホログラフィック光学素子３に導く。ホログラフィック光学素子３は、体積位相型で反射型の回折光学素子であり、入射光を回折反射させるものである。ホログラフィック光学素子３は、その構成材料であるホログラム感光材料３ａ（図１参照）を２光束で干渉露光することによって作製されており、導光部材２の下端面（傾斜面）に保持されている。
【００５４】
この構成では、映像表示素子１からの映像光は、導光部材２内にその上端面から入射し、導光部材２内を導光され、ホログラフィック光学素子３にて瞳方向に回折反射される。これにより、観察者は、設計観察瞳の位置にて、ある観察画角で映像（映像表示素子１の表示映像の虚像）を観察することが可能となる。
【００５５】
ところで、本実施形態では、図２のホログラフィック光学素子３に記録されている干渉縞の向きが、図１０のホログラフィック光学素子１０３に記録されている干渉縞の向きとは異なっている。このように干渉縞が記録されたホログラフィック光学素子３を用いた点で、本発明の映像表示装置は従来のものとは異なっている。以下、この点について詳細に説明する。
【００５６】
なお、以下での説明の便宜上、映像表示素子１の表示領域の中心Ｐと設計観察瞳の中心Ｑとを結ぶ光路を光軸と定義する。また、図３に示すように、映像の観察時に、ホログラフィック光学素子３と上記光軸との交点（ホログラフィック光学素子３上で光軸が折れ曲がる点）Ｍに入射する光軸上の光線を観察光線Ｒ１とし、交点Ｍから出射される光軸上の光線を観察光線Ｒ２とする。つまり、観察光線Ｒ２は、映像表示素子１からの観察光線Ｒ１がホログラフィック光学素子３にて回折反射されて交点Ｍから出射される光軸上の光線とも言える。
【００５７】
さらに、図１に示すように、ホログラム感光材料３ａの露光時に、ホログラム感光材料３ａと光軸との交点Ｎに入射する２つの光線を、それぞれ露光光線Ｓ１・Ｓ２とする。なお、交点Ｎは、交点Ｍと実質的に同じ点と考えればよい。また、露光光線Ｓ１・Ｓ２を有する２光束でホログラム感光材料３ａを干渉露光し、ホログラフィック光学素子３を作製した場合、そこに記録される干渉縞の向きは、露光光線Ｓ１・Ｓ２のなす角の２等分線Ｔに対して垂直方向となる。
【００５８】
なお、図１では、後述する説明の理解がしやすいように、観察光線Ｒ１・Ｒ２も併せて図示している。また、観察光線Ｒ１は露光光線Ｓ１と離れて図示されているが、実際には重なっているものとする。
【００５９】
本実施形態では、図１に示すように、露光光線Ｓ１は観察光線Ｒ１と同じ光路でホログラム感光材料３ａに照射される一方、露光光線Ｓ２は交点Ｎを通りながら観察光線Ｒ２とはずれて（観察光線Ｒ２とは異なる方向で）ホログラム感光材料３ａに照射されることにより、ホログラフィック光学素子３が作製されている。特に、本実施形態では、２つの観察光線Ｒ１・Ｒ２のなす角度を第１の角度θ１（図３参照）とし、２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２のなす角度であって、ホログラム感光材料３ａと光軸との交点Ｎに入射する一方の露光光線Ｓ１と、交点Ｎから出射される他方の露光光線Ｓ２とのなす角度を第２の角度θ２（図１参照）としたとき、ホログラフィック光学素子３は、第２の角度θ２が第１の角度θ１よりも大きくなるような２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２を有する２光束でホログラム感光材料３ａを露光することによって作製されている。
【００６０】
このような露光の仕方でホログラフィック光学素子３が作製されているので、２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２の方向を両方とも観察光線Ｒ１・Ｒ２の方向と一致させて露光を行う場合に比べて、図２に示す、観察画角の画角両端に対応するＢ方向およびＣ方向についての回折効率の差が小さくなるように、ホログラフィック光学素子３に干渉縞を記録することが可能となる。以下、この点について詳細に説明する。
【００６１】
図４は、観察画角と映像輝度との関係を示すグラフである。特に、同図中の破線ａ１は、露光光線Ｓ１・Ｓ２を観察光線Ｒ１・Ｒ２と同じ方向とした従来の露光方法で作製したホログラフィック光学素子における観察画角と映像輝度との関係を示し、実線ａ２は、露光光線Ｓ２を観察光線Ｒ２とずらした本実施形態の露光方法で作製したホログラフィック光学素子３における観察画角と映像輝度との関係を示している。
【００６２】
なお、横軸の観察画角Ａ、Ｂ、Ｃは、図２の光軸方向であるＡ方向、観察時の画角両端のＢ方向およびＣ方向の、Ａ方向を基準（０度）としたときの画角を示し、それぞれ０度、−θ度、＋θ度である。なお、ホログラフィック光学素子の干渉縞への入射角（ここでは干渉縞の法線方向と観察方向とのなす角を指す）の絶対値は、Ｂ方向、Ａ方向、Ｃ方向の順に大きくなるものとする。また、縦軸の映像輝度は、最大輝度を１としたときの相対値で示している。この映像輝度は、ある観察方向についてのホログラフィック光学素子の回折効率によって決まるので、縦軸の映像輝度は、ホログラフィック光学素子の回折効率とも読み替えることもできる。
【００６３】
前述したように、ホログラフィック光学素子の回折効率は、干渉縞への入射角が大きい方向ほど、同じ角度ずれに対して回折効率の低下量が大きいため、従来の露光方法で作製したホログラフィック光学素子では、観察画角の画角両端に対応するＢ方向およびＣ方向のうち、干渉縞への入射角がより大きいＣ方向で、干渉縞への入射角がより小さいＢ方向に比べて、回折効率の低下量が大きくなる。したがって、ホログラフィック光学素子の回折効率は、Ｂ方向よりもＣ方向のほうが小さく、観察画角の画角両端での映像輝度は、Ｂ方向よりもＣ方向のほうが低くなる。すなわち、従来の映像表示装置では、Ｂ方向で観察される映像が明るくなり、Ｃ方向で観察される映像が暗くなる（破線ａ１参照）。
【００６４】
ところが、本実施形態の露光方法でホログラフィック光学素子３を作製することにより、図１に示すように、ホログラフィック光学素子３の干渉縞の法線方向が設計観察瞳の方向により近づくように、干渉縞を傾けて記録したホログラフィック光学素子３を得ることができる。これにより、観察画角の画角両端での干渉縞への入射角が変化するので、破線ａ１が実線ａ２にシフトした特性を持つホログラフィック光学素子３を得ることができる。つまり、観察画角の画角両端のＢ方向とＣ方向とで映像輝度の差（回折効率の差）がほとんどなくなるような特性のホログラフィック光学素子３を得ることができる。このように観察画角の画角両端での観察映像の輝度差が小さくなるので、観察者は良好な映像観察が可能となる。
【００６５】
特に、本実施形態では、ホログラフィック光学素子３は、第２の角度θ２が第１の角度θ１よりも大きくなるような２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２を有する２光束でホログラム感光材料３ａを露光することによって作製されている。これにより、Ｂ方向およびＣ方向についての回折効率の差が小さくなるような傾きで、ホログラフィック光学素子３に干渉縞を確実に記録することができるので、良好な映像観察が可能になる本発明の効果を確実に得ることができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、露光光線Ｓ１を観察光線Ｒ１と等しくし、露光光線Ｓ２を観察光線Ｒ２とずらしているが、第２の角度θ２が第１の角度θ１よりも大きくなるのであれば、露光光線Ｓ２を観察光線Ｒ２と等しくし、露光光線Ｓ１を観察光線Ｒ１とずらすようにしてもよく、また、露光光線Ｓ１・Ｓ２の両方を観察光線Ｒ１・Ｒ２とずらすようにしてもよい。
【００６７】
また、２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２の少なくとも一方を観察光線Ｒ１・Ｒ２とずらす場合、露光時に用いる光の波長と観察時の映像光の波長とが似通っているとすれば、θ２−θ１は、以下の条件式を満足することが望ましい。
０°＜θ２−θ１≦２０°
これは、露光光線Ｓ１・Ｓ２の少なくとも一方を観察光線Ｒ１・Ｒ２と大きくずらせすぎると、露光波長と回折される映像光の波長とが大きくずれてしまい、観察される映像が暗くなるからである。
【００６８】
なお、θ２−θ１の範囲は、使用画角（観察時にどの角度まで使いたいか）と、ホログラム感光材料３ａとして用いる材料との２点で大きく決まるので、これらの要因を考慮して適宜設定されればよい。例えば、使用画角が広い場合には、θ２−θ１を大きくする必要がある。
【００６９】
また、ホログラフィック光学素子３において、回折効率ピークの半値波長幅が広ければ広いほど、波長ずれに対して許容があることになるので、回折効率は落ちにくい（逆に、半値波長幅が狭いほど、回折効率が低下しやすい）。このとき、干渉縞において屈折率が高い部分と低い部分との差をΔｎｄとすると、Δｎｄが大きいほど、回折効率が出やすくなるので、半値波長幅は狭くなる。また、ホログラム感光材料３ａの膜厚が厚くなっても、半値波長幅は狭くなる。
【００７０】
以上のことから、ホログラム感光材料３ａが回折効率ピークの半値波長幅が狭い特性（膜厚が厚い、Δｎｄが大きい）を有しており、かつ、広画角で使用したい場合が、最も補正をしないといけない場合（θ２−θ１を最も大きくする必要がある場合）であり、その逆（Δｎｄが小さい、膜厚が薄い、狭い画角の場合）が、あまり補正をしなくて済む場合と言える。
【００７１】
なお、本実施形態で説明した露光方法によって作製したホログラフィック光学素子３を用いても、光軸より大きくずれた画角（Ｂ方向、Ｃ方向よりもさらに大きい画角）では、両方向の映像輝度差は、改善はされるが、ある程度は依然残存する。しかし、実際には、観察時に使用する画角（映像が実際に観察される画角）は、設計によりある範囲（例えば光軸より±１０度）に限定されるので、その範囲内で観察画角による輝度差が小さくなるようにすればよい。つまり、画角両端での明るさの大きな差が目立つ場合でも、本実施形態で説明した手法により、全体として見れば、最も明るい画角と最も暗い画角とで映像輝度の差を小さくすることができるので、良好に映像を観察することができる。
【００７２】
このように、２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２の少なくとも一方を観察光線Ｒ１・Ｒ２とずらしてホログラム感光材料３ａを露光することで、観察画角の画角両端での輝度差を小さくする手法は、実際には、ホログラフィック光学素子３が、入射光を単なる任意の角度に反射するミラーのように、平行光を平行光で反射する特性（光学的パワーを持たない特性）を有する場合に、上述した本発明の効果を強く発揮する。これは、ホログラフィック光学素子３が多少の弱い光学的パワーを有している場合でもある程度効果は発揮されるが、光学的パワー（レンズ作用）が強い場合に入射角度を変えて露光してしまうと、光線の結像位置そのものの設計値からのズレが大きくなるため、映像解像度の低下などの悪影響が生じるためである。
【００７３】
つまり、ホログラム感光材料３ａを露光する２光束は、例えば平行光と発散光であってもよいが、この場合は、作製されたホログラフィック光学素子３にて回折された光の集光位置が、解像度がとれている設計領域（明るさ、歪曲、収差等を良好にする領域）からずれて、設計観察瞳にて観察される映像の解像度が落ちる場合がある。したがって、ホログラム感光材料３ａを露光する２光束をそれぞれ平行光とし、光学的パワーをほとんど持たないホログラフィック光学素子３を作製することにより、そのような集光位置のずれが生じることはないので、観察映像の解像度の低下を回避しながら、観察画角の画角両端での観察映像の輝度差を小さくすることができる。
【００７４】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００７５】
図５は、本実施形態の映像表示装置の概略の構成を示す説明図である。この映像表示装置は、映像表示素子１と、導光部材２と、ホログラフィック光学素子３・４とを備えている。
【００７６】
映像表示素子１は、光源１１と、光変調素子１２と、接眼光学系１３とを有している。光源１１は、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長の光を出射するＬＥＤで構成されている。光変調素子１２は、光源１１からの光を画像データに応じて変調することにより、映像を表示するものであり、例えばＬＣＤで構成されている。接眼光学系１３は、光変調素子１２からの映像光を平行光に変換して導光部材２に導く。
【００７７】
導光部材２は、映像表示素子１からの映像光を内部で導光する透明基板であり、互いに対向する平行な面２ａ・２ｂを有している。
【００７８】
ホログラフィック光学素子３は、体積位相型で反射型の回折光学素子であり、その構成材料であるホログラム感光材料３ａを２光束で干渉露光することによって作製されている。ホログラフィック光学素子３は、導光部材２の映像表示素子１側の面２ｂとは反対側の面２ａ上に保持されており、映像表示素子１から導光部材２内に入射した映像光を、導光部材２内で全反射するように回折反射させる。
【００７９】
ホログラフィック光学素子４は、体積位相型で反射型の回折光学素子であり、その構成材料であるホログラム感光材料４ａを２光束で干渉露光することによって作製されている。ホログラフィック光学素子４は、導光部材２の映像表示素子１側の面２ｂ上に保持されており、ホログラフィック光学素子３にて回折反射されて導光部材２内を全反射しながら導光されてきた映像表示素子１からの映像光を瞳方向に回折反射させる。
【００８０】
上記の構成によれば、映像表示素子１の光源１１からの光は光変調素子１２にて変調され、映像光として接眼光学系１３に入射し、そこで拡大されて平行光の状態で導光部材２の内部に面２ｂ側から入射する。この映像光は、ホログラフィック光学素子３にて回折反射され、導光部材２内を全反射しながらホログラフィック光学素子４まで導光される。ホログラフィック光学素子４では、入射した映像光が回折反射され、観察者の瞳に導かれる。なお、ホログラフィック光学素子３・４は、導光部材２の同一面上（例えば面２ａ上）にともにあってもよい。この場合、導光部材２内で光が全反射する回数は奇数回となる。
【００８１】
本実施形態では、導光部材２の面２ａ・２ｂ上に保持されているホログラフィック光学素子３・４が、両方とも、実施の形態１で示したような露光方法によって作製されている。すなわち、ホログラフィック光学素子３・４は、２つの露光光線の少なくとも一方が観察光線とはずれてホログラム感光材料３ａ・４ａに照射されることによって作製されている。
【００８２】
例えば、図６は、ホログラフィック光学素子４を作製するときの露光方法を模式的に示す説明図である。同図に示すように、ホログラフィック光学素子４は、２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２のうち、例えば露光光線Ｓ１が観察光線Ｒ１と同一光路でホログラム感光材料４ａに照射される一方、露光光線Ｓ２が観察光線Ｒ２とはずれてホログラム感光材料４ａに照射されることによって作製されている。このとき、ホログラム感光材料４ａは、第２の角度θ２＞第１の角度θ１となるように露光されている。なお、露光光線Ｓ２を観察光線Ｒ２と等しくし、露光光線Ｓ１を観察光線Ｒ１とずらすようにしてもよく、また、露光光線Ｓ１・Ｓ２の両方を観察光線Ｒ１・Ｒ２とずらすようにしてもよい。また、ホログラフィック光学素子３の作製についても同様である。
【００８３】
このように、ホログラフィック光学素子３・４は、２つの露光光線の少なくとも一方が観察光線とはずれてホログラム感光材料３ａ・４ａに照射されることによって作製されているので、実施の形態１と同様に、観察画角の画角両端に対応する方向についての回折効率の差が小さくなるように、ホログラフィック光学素子３・４に干渉縞をそれぞれ記録することができる。その結果、本実施形態のように複数のホログラフィック光学素子３・４を用いて映像観察装置を構成した場合でも、画角両端での観察映像の輝度差を小さくすることができ、良好な映像観察が可能となる。
【００８４】
また、ホログラフィック光学素子４は、導光部材２内を全反射しながら導光されてきた映像表示素子１からの映像光を瞳方向に回折反射させるので、導光部材２を薄く構成することができ、映像表示装置を薄型でコンパクトに構成することができる。
【００８５】
さらに、ホログラフィック光学素子３は、映像表示素子１から導光部材２内に入射した映像光を、導光部材２内で全反射するように回折反射させるので、導光部材２に対する映像光の入射方向（入射角度）に関係なく、上記映像光をホログラム感光材料３にて回折反射させ、導光部材２内で全反射するように導光させることができる。したがって、映像表示素子１の各構成要素の配置の自由度を増大させることができる。
【００８６】
ところで、本実施形態のように、映像光を導光部材２内で全反射により導光する構成の場合、露光光線Ｓ１は、導光部材２内で全反射する角度で入射させる必要があるが、空気中からはそのままでは上記角度で入射させることができない。このため、図６に示すように、導光部材２と同等の屈折率を有する入射プリズム２１を、空気層を介さずに（マッチングオイルなどを介して）導光部材２の面２ａに密着配置し、界面での全反射を防いで、露光光線Ｓ１を導光部材２に入射させる。
【００８７】
また、そのままでは、露光光線Ｓ１は、ホログラム感光材料４ａを通過後、ホログラム感光材料４ａと空気との界面で全反射し、再びホログラム感光材料４ａの内部へ反射されてしまう。この不要光を取り除くために、導光部材２と同等の屈折率を有する不要光取出プリズム２２を、空気層を介さずに（マッチングオイルなどを介して）ホログラム感光材料４ａ上に密着配置し、外部へ取り除く。これにより、全反射で導光されてきた映像光を瞳方向に回折反射させる特性のホログラフィック光学素子４を確実に作製できるとともに、回折効率のよいホログラフィック光学素子４を作製することができる。
【００８８】
なお、ここでは、導光部材２の面２ａ側に入射プリズム２１を配置し、ホログラム感光材料４ａの表面側に不要光取出プリズム２２を配置したが、２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２の向きを１８０度逆にし、ホログラム感光材料４ａ側に入射プリズム２１を配置し、導光部材２の面２ａ側に不要光取出プリズム２２を配置してホログラフィック光学素子４を作製してもよい。
【００８９】
したがって、２つの露光光線Ｓ１・Ｓ２のうち、一方の露光光線（例えばＳ１）が入射プリズム２１を介して入射し、ホログラム感光材料４ａを露光した後に不要光取出プリズム２２を介して外部に抜ける光線であり、この露光光線と他の露光光線（例えばＳ２）とを有する２光束でホログラム感光材料４ａを露光することにより、ホログラフィック光学素子４を作製する場合、入射プリズム２１および不要光取出プリズム２２は、以下のように配置されていればよいと言える。
【００９０】
すなわち、露光時には、入射プリズム２１は、導光部材２におけるホログラム感光材料４ａの保持側とは反対側の面２ａ上に、空気層を介さずに密着配置されており、不要光取出プリズム２２は、ホログラム感光材料４ａの表面上に、空気層を介さずに密着配置されていればよい。また、露光時には、入射プリズム２１は、ホログラム感光材料４ａの表面上に、空気層を介さずに密着配置されており、不要光取出プリズム２２は、導光部材２におけるホログラム感光材料４ａの保持側とは反対側の面２ａ上に、空気層を介さずに密着配置されていてもよい。
【００９１】
ところで、図７は、ホログラフィック光学素子３・４の回折特性、すなわち、入射光の波長と回折効率との関係を示すグラフである。同図に示すように、ホログラフィック光学素子３・４は、回折効率がピークとなる回折ピーク波長が複数存在する回折特性を有している。より具体的には、ホログラフィック光学素子３・４は、光源１１から出射されるＲＧＢの光と対応するＲＧＢの各波長域に回折ピーク波長が存在する特性を有している。ホログラフィック光学素子３・４がこのような特性を有していることにより、映像表示素子１からＲＧＢの各映像光を観察者の瞳に導くことができるので、観察者はカラー映像を観察することが可能となる。
【００９２】
なお、図７の特性を有するホログラフィック光学素子３・４を作製するためには、ホログラム感光材料３ａ・４ａをＲＧＢの３色の光で露光する必要があるが、この場合は、レーザー光源から出射されるＲＧＢの各色の光を１本の光束に束ね、これらを分岐させて露光光線Ｓ１・Ｓ２を含む２光束とし、２光束のそれぞれについて３色の光を同一の光路で同時にまたは順にホログラム感光材料３ａ・４ａに照射すればよい。
【００９３】
なお、高効率でホログラフィック光学素子３・４を作製するためには、露光光線Ｓ１・Ｓ２の光の偏光方向は、露光光線Ｓ１・Ｓ２を含む平面（導光部材２内で光が導光されるときの進行断面）に対して垂直な方向（例えばＳ偏光）であることが望ましい。
【００９４】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１または２と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００９５】
図８は、本実施形態の映像撮影装置の概略の構成を示す説明図である。この映像撮影装置は、撮像素子３１（例えばＣＣＤやＣＭＯＳ）と、撮影光学系３２と、導光部材２と、ホログラフィック光学素子３・４とを有している。すなわち、本実施形態の映像撮影装置は、実施の形態２の映像観察装置の光源１１および光変調素子１２を撮像素子３１に置き換え、接眼光学系１３を撮影光学系３２に置き換え、設計観察瞳を被写体像に置き換え、ホログラフィック光学素子３・４の配置位置を逆にした以外は、実施の形態２と全く同様の構成である。つまり、ホログラフィック光学素子３・４の作製方法（ホログラム感光材料３ａ・４ａの露光方法）や特性などは、全て、実施の形態２の映像表示装置と同様である。
【００９６】
この構成では、被写体像の光は、ホログラフィック光学素子３にて回折反射され、導光部材２内を全反射で導光されてホログラフィック光学素子４に導かれる。ホログラフィック光学素子４では、入射光が回折反射され、外部からホログラフィック光学素子３に入射した光と平行に、導光部材２の面２ｂから出射され、撮影光学系３２を介して撮像素子３１に導かれる。これにより、ある撮影画角の被写体像を撮像素子３１にて撮影することが可能となる。
【００９７】
なお、映像撮影装置における撮影画角は、図９に示すように、例えば破線の光Ｌ１、実線の光Ｌ２、一点鎖線の光Ｌ３にそれぞれ対応する。映像撮影装置では、個々の撮影画角の光Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３は、撮影光学系３２によって撮像素子３１の撮像面上のＸ１・Ｘ２・Ｘ３の位置にそれぞれ集光される。つまり、個々の撮影画角の光Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３ごとに、撮像素子３１の撮像面上での集光位置が異なっている。したがって、撮影画角の画角両端での輝度差は、集光位置Ｘ１・Ｘ３に集光される光に基づいて得られる撮影映像の輝度差に相当することになる。
【００９８】
また、実施の形態１および２における観察光線は、本実施形態では撮影光線に相当する。ここで、撮影光線とは、撮影時に、ホログラフィック光学素子と光軸との交点に入射する光軸上の光線と、上記交点から出射される光軸上の光線とを指す。また、本実施形態における光軸とは、撮像素子３１の撮像領域の中心と被写体像の中心とを結ぶ光路を指す。
【００９９】
上述したように、本実施形態の映像撮影装置においても、ホログラフィック光学素子３・４の作製方法は、実施の形態１および２と同様である。つまり、ホログラフィック光学素子３・４は、２つの露光光線の少なくとも一方が撮影光線とはずれてホログラム感光材料３ａ・４ａに照射されることによって作製されている。これにより、２つの露光光線を両方とも撮影光線と一致させてホログラフィック光学素子が作製されている場合に比べて、撮影画角の画角両端に対応する方向についての回折効率の差が小さくなるように、ホログラフィック光学素子３・４に干渉縞を記録することができる。したがって、映像撮影装置においても、撮影画角の画角両端での撮影映像の輝度差を小さくすることができ、良好な映像撮影が可能となる。
【０１００】
なお、映像表示装置に関する実施の形態１および２で述べた構成や手法は、全て本実施形態の映像撮影装置にも適用することができる。したがって、この場合は、実施の形態１および２で述べた効果と対応する効果を映像撮影装置にて得ることができる。
【０１０１】
なお、各実施の形態で説明した構成や手法を適宜組み合わせて映像表示装置や映像観察装置を構成することも勿論可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の映像表示装置は、例えばヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイに利用可能であり、本発明の映像撮影装置は、例えばデジタルカメラに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の一形態に係る映像表示装置に用いられるホログラフィック光学素子を作製するときの露光方法を模式的に示す説明図である。
【図２】上記映像表示装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図３】上記映像表示装置において、映像観察時の観察光線を示す説明図である。
【図４】観察画角と映像輝度との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る映像表示装置の概略の構成を示す説明図である。
【図６】上記映像表示装置に用いられるホログラフィック光学素子を作製するときの露光方法を模式的に示す説明図である。
【図７】上記ホログラフィック光学素子の回折特性を示すグラフである
【図８】本発明のさらに他の実施の形態に係る映像撮影装置の概略の構成を示す説明図である。
【図９】上記映像撮影装置における撮影画角に対応する光の光路を模式的に示す説明図である。
【図１０】従来の映像表示装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図１１】上記映像表示装置において、映像観察時の観察光線を示す説明図である。
【図１２】上記映像表示装置において、ホログラム感光材料の露光時の露光光線を示す説明図である。
【図１３】（ａ）は、干渉縞に対して入射角０度で光が入射したときに回折効率が最大になるように作製されたホログラフィック光学素子の断面図である。（ｂ）は、上記ホログラフィック光学素子の回折特性を示すグラフである。
【図１４】（ａ）は、干渉縞に対して０度でない入射角で光が入射したときに回折効率が最大になるように作製されたホログラフィック光学素子の断面図である。（ｂ）は、上記ホログラフィック光学素子の回折特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０４】
１      映像表示素子
２      導光部材
２ａ    面
２ｂ    面
３      ホログラフィック光学素子
３ａ    ホログラム感光材料
４      ホログラフィック光学素子
４ａ    ホログラム感光材料
２１      入射プリズム
２２      不要光取出プリズム
３１      撮像素子
Ｒ１      観察光線
Ｒ２      観察光線
Ｓ１      露光光線
Ｓ２      露光光線
θ１      第１の角度
θ２      第２の角度
【図１】
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【図２】
2007304227.tif 000004
【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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