JPH05224018A

JPH05224018A - 導光装置

Info

Publication number: JPH05224018A
Application number: JP4160703A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ando; 浩安藤; Shinji Nanba; 晋治難波
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1993-09-03
Also published as: US5268985A

Abstract

(57)【要約】【目的】凸レンズや凹面鏡のみを用いて光を導光する
方式とは異なる方式で、かつ厚み方向において薄型化す
ること。【構成】所定の波長をもつ光（赤外線・赤外系可視・
紫外線）を角度θで回折する干渉縞が形成された重クロ
ム酸ゼラチン製のホログラム層１、ホログラム層１に接
着されたガラス製の基板２、ホログラム層１に接着され
たカバー３、および受光素子６で構成されている。そし
て、基板２の入光面２ａから入射された光はホログラム
層１で角度θ回折反射し、基板２の全反射面２０に臨界
角を越える入射角度で入射して全反射し、カバー３の全
反射面３０に臨界角を越える入射角度で入射して全反射
し、出光面４から出て、受光素子６で受光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導光装置に関するもので
あり、例えば車間距離を測定するレーザレーダ機構に使
用する受光装置に用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、計測等で用いられる導光装置とし
て、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、焦点距離ｆを
もつ凸レンズ１００と受光素子１０１とからなるレンズ
系、焦点距離ｆをもつ凹面鏡１０５と受光素子１０６と
からなる凹面鏡系が知られている。前者では、凸レンズ
１００で集光した光を受光素子１０１で受光し、後者で
は凹面鏡１０５で集光した光を受光素子１０６で受光し
ている。

【０００３】また、車両のレーザレーダ装置で用いられ
る導光装置としては、実開昭３−１４４７８号公報に開
示されているように、送受光系凸レンズを介してレーザ
光を物体に発射する半導体レーザ素子と、物体で反射し
たレーザ光を送受光系凸レンズを介して受ける受光素子
と、発射されたレーザ光や物体で反射したレーザ光を反
射させる反射面をもつ反射板とからなるものが知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
の導光装置では、凸レンズ１００や凹面鏡１０６を用い
て光を導光する関係上、凸レンズ１００や凹面鏡１０５
の焦点距離ｆに対応する空間を必要とするとため、厚み
方向における大型化が避けられないという問題がある。
これは、実開昭３−１４４７８号公報にかかる導光装置
についても同様である。

【０００５】また、上記問題を解決すべく、口径に比べ
て短焦点の凸レンズ１００を用いることも考えられる
が、この場合には、収差の影響が大きく有効に光を集め
ることができないという問題がある。

【０００６】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、凸レンズや凹面鏡のみを用いて光を導光
する方式とは異なる方式で、かつ厚み方向において薄型
化を可能とする導光装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、入光
面から入光された光を特定方向に回折して光路を変える
回折格子として機能する干渉縞が形成されたホログラム
層と、このホログラム層の少なくとも一方の面に対面し
て配置され、前記ホログラム層で回折した光を臨界角を
越える入射角度で入射させて全反射させる全反射面をも
つ全反射層と、を備え、前記ホログラム層による回折反
射と前記全反射層による全反射とで、入光された光を出
光面に導くようにしたことを特徴とする導光装置を採用
するものである。

【０００８】

【作用】上記構成により、入光面から入光した光は、ホ
ログラム層による回折反射と全反射層による全反射とで
出光面に導かれることになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。この第１実施例では、本発明を、受光する機能
をもつ受光装置に適用した場合について説明する。

【００１０】図１において、本実施例における導光装置
は、ホログラム層１と、全反射層としてのガラス製（ポ
リメチルメタクリレート等の樹脂板でもよい）の基板２
と、全反射層としてのガラス製のカバー３とで構成され
ている。そして、ホログラム層１は基板２に塗布されて
形成され、カバー３はホログラム層１の他方の片面側に
接着剤を介して接着され、このようにホログラム層１、
基板２およびカバー３は接着剤で接着することによって
一体形成されている。

【００１１】基板２は図示上面（図１）が入光面２ａと
されている。ホログラム層１で回折された光は図１にお
いて基板２の図示上面で全反射されるので、図示上面が
全反射面２０とされている。カバー３では、ホログラム
層１を透過した光は図１においてカバー３の図示下面で
全反射されるので、図示下面（図１）が全反射面３０と
されている。なお、本実施例の導光装置では、長さ方向
における基板２およびカバー３の端面が出光面４とされ
ている。

【００１２】ここで、ホログラム層１の屈折率ｎは１．
５５付近のものを、基板２の屈折率ｎは１．５２のもの
を、カバー３の屈折率ｎは１．５２のものを採用してお
り、接着剤も上記値に近い屈折率をもつものを採用して
いる。具体的には、接着剤は紫外線硬化型光学接着剤
（ノーランド社ＮＯＡ−６１）を用いた。

【００１３】ホログラム層１は、透光性に優れかつ解像
度が高い重クロム酸ゼラチンを主成分として形成されて
いる。ホログラム層１の全体には、入光面２ａからほぼ
垂直に入光された特定波長（８８０ｎｍ）の光つまり赤
外線を特定方向に角度θだけ回折反射して光路を変える
回折格子として機能する干渉縞が形成されている。ホロ
グラム層１の面に対する干渉縞の角度はαとされてい
る。ここで本実施例の場合、角度θは４１．２〜１３
８．８度とされている。

【００１４】また、ホログラム層１の干渉縞の間隔はμ
ｍオーダーであるのが通常であり、例えば０．１〜２μ
ｍ程度とすることができる。ホログラム層１の干渉縞に
よる回折反射特性は、基本的にはホログラム層に入射す
る光の波長に影響される。

【００１５】さらに、ホログラム層１は、特定波長をも
つ光のみを特定方向に所定角度で回折反射するが、この
角度は、ホログラム層で回折反射した光が全反射面に臨
界角（屈折率の異なる２つの物質の界面において光の全
反射を生じせしめる最小の入射角度）を越える角度で入
射する値とする必要がある。光としては赤外線、可視
光、場合によっては紫外線を採用でき、コヒーレント性
に優れたレーザ光、あるいはコヒーレント性をもたない
太陽光及び人工光であっても良い。

【００１６】また、ホログラム層１は一般的にホログラ
ム用感光材料で形成されている。ホログラム用感光材料
としては、干渉縞の間隔はμｍオーダー（例えば０．１
〜２μｍ程度）と短いために、分解能の高い重クロム酸
ゼラチン、ハロゲン化銀、場合によってはフォトポリマ
ー、フォトレジスト等を採用できる。重クロム酸ゼラチ
ンを使用する場合には、一般的には、基板にゼラチンを
塗布し、重クロム酸アンモニウム溶液に浸漬した後、暗
所で乾燥させ、その後に露光系により干渉縞の光強度分
布に対応した屈折率変化を生じさせ、これにより干渉縞
を重クロム酸ゼラチンに記録する。ハロゲン化銀、フォ
トポリマーを使用する場合にも、干渉縞の光強度分布に
対応した屈折率変化として干渉縞を記録する。

【００１７】次に、ホログラム層１おける回折反射の様
子を図３に示す。図３に示すように、ホログラム層１の
面に垂直な光路Ｓ１０を通る波長λの光をホログラム層
１で角度θで回折反射するには、干渉縞の法線Ｃに対し
て光を入射角度（θ／２）で入射すれば良い。従って、
光路Ｓ１０で光が入射するときには、干渉縞の角度αは
（θ／２）である。

【００１８】また、ホログラム層１の干渉縞のピッチｄ
は、２ｄ・ｃｏｓ（θ／２）＝λの関係を満足している
とき、波長λの入射光はホログラム層１で効率よく回折
反射されるので、上記関係を満足するように光の波長
λ、干渉縞のピッチｄ、角度θを設定することが好まし
い。

【００１９】上記した角度αの干渉縞をもつホログラム
層１を波長λ₀のレーザ光で作製する場合の一例を図４
に示す。図４に示すように、ホログラム層１を構成する
ホログラム用感光材料を塗布した基板２にプリズム７０
をあてがい、凸レンズ７１、ミラー７２、７３、ハーフ
ミラー７４、レーザ素子７５（具体的にはアルゴンレー
ザ、波長５１４ｎｍ、又はクリプトンレーザ、波長６４
７ｎｍ）、対物レンズ７７、７８を用い、レーザ素子７
５からのコヒーレントなレーザ光の一部をハーフミラー
７４で反射させ、ミラー７２、対物レンズ７７、凸レン
ズ７１を介して基板２上のホログラム用感光材料に入射
させると共に、レーザ素子７５からのレーザ光の一部を
ハーフミラー７４を透過させてミラー７３、対物レンズ
７８、プリズム７０を介して基板２上のホログラム用感
光材料に入射させ、所定時間を露光して干渉縞を撮影す
る。

【００２０】干渉縞のパターンは図２に破線で示すよう
に円弧をおびる。このとき、図４に示す干渉縞の法線Ｃ
に対する光の入射角ψとθとの関係は、｛λ₀／ｃｏｓ
ψ｝＝｛λ／ｃｏｓ（θ／２）｝となるように行う。こ
こで、λは干渉縞を形成したホログラム層１に入射する
光の波長である。

【００２１】なお、上記したように撮影した後、現像
し、露光に伴う重クロム酸ゼラチンの膨潤収縮の効果を
利用して屈折率分布で干渉縞パターンを記録し、ホログ
ラム層１を得る。

【００２２】ところで本実施例では、図１，２に示すよ
うに導光装置の長さはＬで示され、導光装置の厚みはｔ
で示され、導光装置の巾はＤで示されている。ここで、
長さＬは１４０ｍｍであり、巾Ｄは４０ｍｍであり、ホ
ログラム層１の厚みはせいぜい３０〜１００μｍ程度で
あり極めて薄く、また、基板２の厚みは２ｍｍ程度であ
り、カバー３の厚みは１ｍｍ程度である。したがって本
実施例の導光装置は、長さが長くて巾があり、従って、
受光面積はかなり大面積であるものの、その厚みｔは３
ｍｍ程度と薄いものである。

【００２３】また、上記基板２は、ホログラム層１の少
なくとも一方の面に対面して配置されていれば、ホログ
ラム層１の片方の面のみに対面して配置されていても、
ホログラム層１の両方の面に対面して配置されていても
よい。ここで、基板２がホログラム層１の両方の面に対
面して配置され、２個の基板２でホログラム層１を挟持
する場合には、ホログラム層１の補強、ホログラム層１
の耐湿性の向上に有利であり、ホログラム層１の長寿命
化に有利である。

【００２４】さらに、基板２は、光の反射や屈折をでき
るだけ回避するために、ホログラム層１に密着している
ことが好ましい。この場合、ホログラム層１を基板２に
接着剤層で接着する手段、ホログラム層１を構成する感
光材料を基板２に塗布する手段、物理的に貼け付ける手
段を採用できる。接着剤層を構成する接着剤は、接着剤
に起因する光の屈折をできるだけ回避するために、屈折
率がホログラム層１や基板２の屈折率に一致している
か、または近いものが好ましい。

【００２５】そして、基板２とホログラム層１との境界
面における反射や屈折をできるだけ回避するために、基
板２の屈折率とホログラム層１の屈折率とは、一致また
は近い値であることが好ましい。また基板２は、導光性
を確保するために、透過する光の透過率が高い方が好ま
しいが、導光路の距離が短い場合、あるいは、受光量が
少なくても済む場合には、透過率は必ずしも高くなくて
も良い。

【００２６】そして、本実施例では図１に示すように、
出光面４に近接して対面する位置に受光面６０をもつ受
光素子６が配置されている。受光素子６は具体的にはフ
ォトダイオードである。受光素子６からの信号は信号線
６１を介して信号処理回路６２に送られる。

【００２７】次に、上記構成における作動を説明する。
図１〜図４において、基板２の入光面２ａからほぼ垂直
に入射した光は基板２を透過し、ホログラム層１に入射
する。すると、特定の波長をもつ光は、ホログラム層１
の干渉縞により、角度θだけ基板２側へ回折反射され
る。この回折された光は基板２の全反射面２０に対して
臨界角を越える入射角度で入射するので、光は基板２の
全反射面２０で全反射される。また、ホログラム層１を
透過した光は、カバー３の全反射面３０に対して臨界角
を越える入射角度で入射するので、光はカバー３の全反
射面３０で全反射される。

【００２８】これにより、ホログラム層１に入射した光
は出光面１ａから光が出て、受光素子６で受光され、そ
の受光素子６の信号は信号処理回路６２に送られ、受光
が検知される。なお、特定の波長をもたない光は、ホロ
グラム層１の干渉縞で回折されない。

【００２９】図１を用いて具体的に説明すると、光路Ｓ
１０の光はホログラム層１で角度θ回折反射されて光路
Ｓ１１となる。さらに、光路Ｓ１１の光は基板２の全反
射面２０の法線Ｃ５に対して角度θで全反射面２０に入
射する。ここで、θは前述したように４１．２〜１３
８．５度に設定されて臨界角を越える値なので、光路Ｓ
１１の光は全反射面２０で全反射され光路Ｓ１２とな
る。光路Ｓ１２の光はホログラム層１による回折反射の
関係を満たさないので、ホログラム層１をそのまま透過
する。

【００３０】さらに、ホログラム層１を透過した光路Ｓ
１２の光は、カバー３の全反射面３０の法線Ｃ６に対し
て角度θでカバー３の全反射面３０に入射する。従っ
て、光路Ｓ１２の光はカバー３の全反射面３０で全反射
されて光路Ｓ１３となり、出光面６０から出て、受光素
子６で受光される。

【００３１】また図１において、光路Ｓ２０の光はホロ
グラム層１で角度θだけ回折反射されて光路Ｓ２１とな
る。さらに、光路Ｓ２１の光は基板２の全反射面２０の
法線Ｃ７に対して角度θで全反射面２０に入射する。

【００３２】ここで、θは前述したように臨界角を越え
る値なので、光路Ｓ２１の光は前述同様に基板２の全反
射面２０で全反射されて光路Ｓ２２となる。光路Ｓ２２
の光はホログラム層１による回折反射の関係を満たさな
いので、ホログラム層１をそのまま透過し、出光面４か
ら出る。

【００３３】また図１において、光路Ｓ３０の光はホロ
グラム層１で同様に角度θだけ回折反射されて光路Ｓ３
１となり、基板２の全反射面２０で全反射されて光路Ｓ
３２となり、出光面４から出る。

【００３４】以上述べたように上記第１実施例では、受
光面積（Ｌ×Ｄ）が大きいものの、導光装置の厚みｔは
極めて小さく、殊に、厚みｔは図１０（Ａ），（Ｂ）に
示す従来の導光装置の焦点距離ｆに比較して遙かに小さ
く（ｔ≪ｆ）することができる。

【００３５】従って、上記第１実施例の導光装置では、
図１０（Ａ），（Ｂ）に示す従来の導光装置に比較し
て、受光面積を同じとした場合、厚み方向における薄型
化を大いに図ることができ、例えば、薄いシート状また
はプレート状の導光装置を提供することができる。

【００３６】ここで本実施例の導光装置の受光面積をＡ
とし、導光装置の厚みをｔとし、導光装置の体積をＶ_H
とした場合、Ｖ_H∝ｔ・Ａ∝Ａとなる。これに対して図
１０（Ａ）に示す凸レンズ系の導光装置では、その装置
の体積をＶ_Lとし、凸レンズ１００の焦点距離をｆとし
た場合、Ｖ_L∝f ・Ａ∝Ａ^3/2（凸レンズ１００の面積
に関係なく集光性能を得るには、Ａの増加につれてｆも
増加し、ｆ∝Ａ^1/2の関係が成立するため）となる。

【００３７】従って、従来より使用されている凸レンズ
系や凹面鏡系の導光装置では受光面積が大きい程、装置
の体積が増加し大型化するのに対して、本実施例の導光
装置によれば、受光面積が大きくても装置の体積を抑制
できるので、受光面積の大型化に有利である。

【００３８】また、上記第１実施例では、図２の破線で
示すようにホログラム層１における干渉縞の形態は円弧
をもつので、回折した各光は、図２に示す矢印のように
受光素子６に向かう。そのため受光素子６の巾寸法Ｄ４
を基板２の巾寸法Ｄよりもかなり小さくしても受光で
き、受光素子６の小型化に有利であり、従って受光素子
６を含む装置全体の小型化に有利である。

【００３９】また、ホログラム層１は一般的に湿気に対
して耐久性が低いが、この点、上記第１実施例ではホロ
グラム層１を基板２とカバー３とで挟持して被覆してい
るので、ホログラム層１の吸湿面積がほとんどなくな
り、ホログラム層１の耐久性を向上できる。

【００４０】なお、上記第１実施例ではホログラム層１
を基板２とカバー３とでその両面を挟持しているが、こ
れに限らず、例えば、ホログラム層１が比較的強度をも
つ場合、耐久性をもつ場合には、また使用条件（温度、
湿気、紫外線等の条件）が緩やか場合には、カバー３を
廃止することもできる。この場合にはホログラム層１に
よる回折反射と基板２の全反射面２０による全反射とに
より、導光作用を行うものである。

【００４１】また、図１に示す導光装置において、受光
効率を一層向上させるために、基板２の入光面２ａに反
射防止膜を積層することできる。さらに、図１に示す導
光装置において、特定の波長の光のみを透過させる干渉
フィルター設けることもできる。この場合にはホログラ
ム層１内で吸収されたり、回折されない光が減少するの
で、回折効率が向上する。

【００４２】また上述した実施例では本発明を受光装置
に適用した場合であるが、これに限らず、発光装置に適
用してもよい。この際には、上述した入光面２ａ、出光
面４のうちのいずれか一方を、光を放射する発光面とす
ることができる。なお、基板２の入光面２ａを、光を放
射する発光面とする場合には、受光素子６の位置に半導
体レーザ素子、発光ダイオード等の発光素子を設置する
ことができる。

【００４３】ここで、回折効率を向上するための光の選
択について説明する。図１２は回折効率の測定方法を説
明するための説明図である。図１２に示すように、投光
器１０と受光器１１とを導光型の全反射角ホログラム１
２を境にして所定の角度傾けて配置し、投光器１０より
全反射角ホログラム１２に光を入射させ、透過してきた
光を受光器１１により測定する。なお、この受光器１２
としては、分光光度計を用いる。

【００４４】測定手順としては、まずホログラム基板と
同じ厚さのガラスでリファレンスを取り、受光器１１に
て透過率（ホログラムには波長依存性があるので、最も
低くなる値を採用）を測定し、１００（％）−透過率
（％）≒回折効率（％）の式に代入することより回折効
率が求められる。なお、図中のθはホログラム内部での
入射光と反射光のなす角度である。

【００４５】この測定結果は、図１３の反射角−回折効
率特性図に示されている。図１３の特性図から明らかな
ように、Ｓ偏向（入光面に垂直な偏向方向）の光に対し
ては上記θに関係なく高い回折効率が得られているが、
Ｐ偏向（入光面に平行な偏向方向）の光に対しては９０
°付近で効率が得られなくなってしまう。

【００４６】このため、この導光型のホログラムを用い
て高い効率を得るためには、Ｓ偏向の光を用いるか、あ
るいは上記θを９０°近辺にせず±２０°程度離して用
いることが有効な手段となる。

【００４７】次に、上記第１実施例の適用例について説
明する。上記第１実施例の導光装置は、例えば車間距離
を測定するレーザレーダ機構の受光装置に適用すること
ができる。これは車両に装備した半導体レーザ素子から
レーザ光を相手側の車両に発射し、そこで反射してきた
レーザ光を基板２の入光面２ａで受光し、発射時の時刻
と受光時の時刻との時間差を、信号処理回路６２を含む
制御装置で測定し、これにより車間距離を測定するもの
である。従って、ホログラム層１はホログラフィー像の
再現性とは関係がなく、受光機能さえ備えればよい。

【００４８】このように上記実施例における導光装置
は、光を受光する受光装置として適用可能なだけでな
く、光を発光する発光装置としても適用可能である。そ
のため、入光面，出光面を設ける位置は、受光装置とし
て利用するのか、発光装置として利用するのかを考慮し
て選択する必要がある。

【００４９】次に、他の実施例について説明する。図５
は本発明の第２実施例となる導光装置を示すものであ
る。この第２実施例は、上記第１実施例におけるホログ
ラム層１を構成する重クロム酸ゼラチンは湿気に弱く、
湿気を含むと屈折率差が小さくなる傾向にあるという問
題を解決したものである。

【００５０】図５に示すように、ホログラム層１の長さ
は基板２の長さよりも多少短く、ホログラム層１の長さ
方向の両端側には接着剤成分からなるシール部７０ａ、
７０ｂが形成されている。これにより湿度に弱いホログ
ラム層１は、基板２、カバー３で覆われる以外に、接着
剤成分からなるシール部７０ａ、７０ｂでシールされる
ので、ホログラム層１の耐湿性は一層確保される。な
お、シール部７０ａ、７０ｂを構成する接着剤成分は、
透光性をもち、基板２やカバー３と屈折率が一致または
近いものが好ましい。

【００５１】図６は本発明の第３実施例となる導光装置
を示すものである。この第３実施例では、出光面４より
出射される光を集光させる光学系を配置して、受光素子
６を小型化を図ろうとするものである。

【００５２】図６に示すように、受光素子６と出光面４
との間には、集光用の凸レンズ８０が介在しており、こ
の凸レンズ８０は平坦面８０ａと凸面８０ｂとを有す
る。そして、領域Ｗ４〜Ｗ６で全反射された光は、出光
面４より出射され、凸レンズ８０を介して受光素子６の
受光面６０に集光される。これにより、受光素子６を出
光面４に接近させることができない場合であっても、前
述したように出光面４からの光を凸レンズ８０を介して
集光して受光素子６の受光面６０に確実に光を当てるこ
とができ、光学系の設計の自由度を高めることができ
る。また、凸レンズ８０で集光するので、受光素子６の
受光面６０の小面積化を図ることができ、受光素子６の
小型化に有利である。

【００５３】図７は本発明の第４実施例となる導光装置
を示すものである。この第４実施例も上記第３実施例と
同様に、受光素子６と出光面４との間に集光用のレンズ
８２が介在している。

【００５４】すなわち、図７に示すように、レンズ８２
は平坦面８２ａと反射面８２ｂと凸面８２ｃとを備えて
いる。なお、この例ではカバー３は設けられていない。
そして、領域Ｗ８で全反射された光は、出光面４より出
射され、レンズ８２を介して受光素子６の受光面６０に
集光される。この場合には、受光素子６を出光面４に接
近させ得ない場合であっても、また、受光素子６の受光
面６０を出光面４に直接対面させ得ない場合であって
も、レンズ８２を介して出光面４からの光を曲げて確実
に集束できるので、受光素子６の受光面６０に確実に光
を当てることができ、さらに光学系の設計の自由度を高
めることができる。

【００５５】図９は本発明の第５実施例となる導光装置
を示すものである。この第５実施例は、以下に説明する
問題点を解決したものである。すなわち、図８に示すよ
うに、ホログラム層１の干渉縞の角度が全体的に同一値
αである時、導光装置の長さＬが長い場合、光路Ｓ５０
の光はホログラム層１で回折反射されて光路Ｓ５１とな
り、基板２の全反射面２０の領域Ｗ１で１回目の全反射
を行い光路Ｓ５２となる。そして、ホログラム層１を透
過し、カバー３の全反射面３０の域Ｗ２で２回目の全反
射を行い光路Ｓ５３となり、ホログラム層１に再入射す
るが、この時、回折反射により光路Ｓ５４となって、一
部の光がカバー３の外に逃げてしまうという問題があ
る。

【００５６】そこで、図９に示す第５実施例のように、
ホログラム層１の干渉縞の角度を全体的に同じαとする
のではなく、出光面４側の干渉縞を角度βとすれば、領
域Ｗ２で全反射した光路Ｓ５３の光がホログラム層１に
再入射するところで、回折反射の関係を満足しないの
で、そのまま光は透過し光路Ｓ５６となり、光の逃げを
防止でき、受光率の低下を防止し、上記不具合を回避で
き得る。また、上記不具合を回避するために、ホログラ
ム層１において光が回折反射する角度θを大きくして全
反射の回数を減らし、全反射を２回した光は、ホログラ
ム層１に再入射しないようにすることもできる。

【００５７】図１１は本発明の第６実施例となる導光装
置を示すものである。この第６実施例では、出光面４よ
り出射される光の損失を極力低減させたものである。す
なわち、図１１に示すように、受光素子６（樹脂モール
ドセンサ）を出光面４に直接貼り付けることにより、出
光面４と受光素子６（内部の受光面）との間の界面（空
気層）を除去して、光の損失を極力抑えることができ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来のような焦点距離に対応する空間を必要とする凸レン
ズ系、凹面鏡系の導光装置とは異なる方式の導光装置を
提供することができる。

【００５９】すなわち、本発明の導光装置によれば、ホ
ログラム層による回折反射と全反射層による全反射と
で、入光された光を出光面に導く構成であるため、従来
の導光装置に比較して焦点距離に対応する空間を必要と
せず、厚み方向における薄型化を図ることができる。こ
れによって、必要な光量を得るための受光面積を備えて
受光性能を良好ならしめつつ、薄型化を図ることができ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。

【図２】上記第１実施例の導光装置を模式的に示す平面
図である。

【図３】上記第１実施例のホログラム層における回折反
射を説明するための説明図である。

【図４】上記第１実施例における干渉縞を形成する露光
光学系を模式的に示した構成図である。

【図５】本発明の第２実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。

【図６】本発明の第３実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。

【図７】本発明の第４実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。

【図８】２回全反射した場合の光路を説明するための説
明図である。

【図９】本発明の第５実施例の導光装置を模式的に示す
側面図である。

【図１０】従来の導光装置を模式的に示す構成図であ
る。

【図１１】本発明の第６実施例の導光装置を模式的に示
す側面図である。

【図１２】回折効率の測定方法を説明するための説明図
である。

【図１３】上記測定方法により測定した結果を示す特性
図である。

【符号の説明】

１ホログラム層２基板（全反射層）２ａ入光面３カバー（全反射層）４出光面２０，３０全反射面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入光面から入光された光を特定方向に回
折して光路を変える回折格子として機能する干渉縞が形
成されたホログラム層と、このホログラム層の少なくとも一方の面に対面して配置
され、前記ホログラム層で回折した光を臨界角を越える
入射角度で入射させて全反射させる全反射面をもつ全反
射層と、を備え、前記ホログラム層による回折反射と前記全反射
層による全反射とで、入光された光を出光面に導くよう
にしたことを特徴とする導光装置。