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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024065977
(43)【公開日】2024-05-15
(54)【発明の名称】ホログラム画像再生装置及び光照射装置
(51)【国際特許分類】
G03H 1/22 20060101AFI20240508BHJP
G02B 5/18 20060101ALI20240508BHJP
G02B 5/32 20060101ALI20240508BHJP
G02B 5/00 20060101ALI20240508BHJP
【ＦＩ】
G03H1/22
G02B5/18
G02B5/32
G02B5/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022175130
(22)【出願日】2022-10-31
(71)【出願人】
【識別番号】513143537
【氏名又は名称】株式会社アーティエンス・ラボ
(74)【代理人】
【識別番号】100111659
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 聡
(72)【発明者】
【氏名】白倉 明
(72)【発明者】
【氏名】西川 博
【テーマコード（参考）】
2H042
2H249
2K008
【Ｆターム（参考）】
2H042AA03
2H042AA10
2H042AA21
2H249AA08
2H249AA14
2H249AA60
2H249AA62
2H249AA64
2H249AA65
2H249CA00
2H249CA04
2H249CA09
2H249CA22
2K008AA00
2K008AA10
2K008CC03
2K008HH03
2K008HH19
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ＬＥＤ素子から出射し透明基板に入射して複数の反射型のホログラフィック回折格子で偏光される平行光の光量の減少を抑え、明るいホログラム画像を再生する
【解決手段】基板２と、基板２の前面２Ｆ側に取り付けられたホログラフィック回折格子３ａ～３ｉと、基板２の後面２Ｒに取り付けられてホログラム画像を再生するホログラフィック光学素子と、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉを照射するＬＥＤ素子６ａ～６ｉとを備え、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉからの光を一定方向の平行光に偏向し、基板２内を伝搬させ、ホログラフィック光学素子を照射してホログラム画像を再生するようにし、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉとホログラフィック回折格子３ａ～３ｉとの間はＬＥＤ素子６ａ～６ｉからの拡散光の拡散角を増加させない非拡散層である封入樹脂層７ａ～７ｉで覆われたホログラム画像再生装置。
【選択図】図５
【解決手段】基板２と、基板２の前面２Ｆ側に取り付けられたホログラフィック回折格子３ａ～３ｉと、基板２の後面２Ｒに取り付けられてホログラム画像を再生するホログラフィック光学素子と、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉを照射するＬＥＤ素子６ａ～６ｉとを備え、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉからの光を一定方向の平行光に偏向し、基板２内を伝搬させ、ホログラフィック光学素子を照射してホログラム画像を再生するようにし、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉとホログラフィック回折格子３ａ～３ｉとの間はＬＥＤ素子６ａ～６ｉからの拡散光の拡散角を増加させない非拡散層である封入樹脂層７ａ～７ｉで覆われたホログラム画像再生装置。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部が透明で厚さ方向に直交する第１の面と第２の面を有する平板状の基板と、
一の方向に配置されて前記基板の第１の面側に取り付けられた複数のホログラフィック回折格子と、
前記基板の第１の面又は第２の面の前記ホログラフィック回折格子とは異なる位置に取り付けられ、ホログラム画像を再生するホログラフィック光学素子と、
前記基板の前記ホログラフィック回折格子と対向する位置に取り付けられ、前記ホログラフィック回折格子を照射する複数のＬＥＤ素子と
を備え、
前記ホログラフィック回折格子は、前記ＬＥＤ素子から出射して前記ホログラフィック回折格子に入射した光を一定方向の平行光に偏向し、該平行光が、前記基板の第１の面及び第２の面に当たって全反射して前記基板内を伝搬し、前記ホログラフィック光学素子を照射してホログラム画像を再生するようにしたホログラム画像再生装置であって、
前記ＬＥＤ素子は封入樹脂層で覆われ、
前記ＬＥＤ素子と前記ホログラフィック回折格子との間は前記ＬＥＤ素子から出射した拡散光が前記ホログラフィック回折格子に入射するまでに該拡散光の拡散角を増加させない非拡散層であることを特徴とするホログラム画像再生装置。
一の方向に配置されて前記基板の第１の面側に取り付けられた複数のホログラフィック回折格子と、
前記基板の第１の面又は第２の面の前記ホログラフィック回折格子とは異なる位置に取り付けられ、ホログラム画像を再生するホログラフィック光学素子と、
前記基板の前記ホログラフィック回折格子と対向する位置に取り付けられ、前記ホログラフィック回折格子を照射する複数のＬＥＤ素子と
を備え、
前記ホログラフィック回折格子は、前記ＬＥＤ素子から出射して前記ホログラフィック回折格子に入射した光を一定方向の平行光に偏向し、該平行光が、前記基板の第１の面及び第２の面に当たって全反射して前記基板内を伝搬し、前記ホログラフィック光学素子を照射してホログラム画像を再生するようにしたホログラム画像再生装置であって、
前記ＬＥＤ素子は封入樹脂層で覆われ、
前記ＬＥＤ素子と前記ホログラフィック回折格子との間は前記ＬＥＤ素子から出射した拡散光が前記ホログラフィック回折格子に入射するまでに該拡散光の拡散角を増加させない非拡散層であることを特徴とするホログラム画像再生装置。
【請求項2】
前記ＬＥＤ素子を前記封入樹脂層で覆うＬＥＤパッケージに前記ＬＥＤ素子が収納され、前記非拡散層は、前記ＬＥＤパッケージが空気層を介さずに前記基板の第２の面に取り付けられ、前記ホログラフィック回折格子が空気層を介さずに前記基板の第１の面に取り付けられることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のホログラム画像再生装置。
【請求項3】
前記非拡散層は、前記封入樹脂層と前記基板を一体化し、前記ホログラフィック回折格子が空気層を介さずに前記基板の第１の面に取り付けられることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のホログラム画像再生装置。
【請求項4】
前記基板には、前記ＬＥＤ素子から出射した光が前記ＬＥＤと対向する位置にある前記ホログラフィック回折格子以外のホログラフィック回折格子に入射しないようにする遮蔽手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のホログラム画像再生装置。
【請求項5】
前記遮蔽手段は、前記基板の第１の面と前記複数のホログラフィック回折格子の間に取り付けられたルーバーフィルムの遮光層であることを特徴とする請求項４記載のホログラム画像再生装置。
【請求項6】
内部が透明で厚さ方向に直交する第１の面と第２の面を有する平板状の基板と、
一の方向に配置されて前記基板の第１の面側に取り付けられた複数のホログラフィック回折格子と、
前記基板の第１の面又は第２の面の前記ホログラフィック回折格子とは異なる位置に取り付けられ、照射光を出射するホログラフィック光学素子と、
前記基板の前記ホログラフィック回折格子と対向する位置に取り付けられ、前記ホログラフィック回折格子を照射する複数のＬＥＤ素子と
を備え、
前記ホログラフィック回折格子は、前記ＬＥＤ素子から出射して前記ホログラフィック回折格子に入射した光を一定方向の平行光に偏向し、該平行光が、前記基板の第１の面及び第２の面に当たって全反射して前記基板内を伝搬して前記ホログラフィック光学素子を照射し、前記ホログラフィック光学素子から出射した光が対象物を照射する光照射装置であって、
前記ＬＥＤ素子は封入樹脂層で覆われ、
前記ＬＥＤ素子と前記ホログラフィック回折格子との間は前記ＬＥＤ素子から出射した拡散光が前記ホログラフィック回折格子に入射するまでに該拡散光の拡散角を増加させない非拡散層であることを特徴とする光照射装置。
一の方向に配置されて前記基板の第１の面側に取り付けられた複数のホログラフィック回折格子と、
前記基板の第１の面又は第２の面の前記ホログラフィック回折格子とは異なる位置に取り付けられ、照射光を出射するホログラフィック光学素子と、
前記基板の前記ホログラフィック回折格子と対向する位置に取り付けられ、前記ホログラフィック回折格子を照射する複数のＬＥＤ素子と
を備え、
前記ホログラフィック回折格子は、前記ＬＥＤ素子から出射して前記ホログラフィック回折格子に入射した光を一定方向の平行光に偏向し、該平行光が、前記基板の第１の面及び第２の面に当たって全反射して前記基板内を伝搬して前記ホログラフィック光学素子を照射し、前記ホログラフィック光学素子から出射した光が対象物を照射する光照射装置であって、
前記ＬＥＤ素子は封入樹脂層で覆われ、
前記ＬＥＤ素子と前記ホログラフィック回折格子との間は前記ＬＥＤ素子から出射した拡散光が前記ホログラフィック回折格子に入射するまでに該拡散光の拡散角を増加させない非拡散層であることを特徴とする光照射装置。
【請求項7】
前記ホログラフィック光学素子から出射した光は、平行光、収束光、発散光のいずれかであることを特徴とする請求項６記載の光照射装置。
【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（媒体）とホログラフィック回折格子を取り付けた基板のホログラフィック回折格子にＬＥＤ光源からの光を照射し、ホログラフィック光学素子からホログラム画像を再生するホログラム画像再生装置、及び、ホログラフィック光学素子から製品の表面検査等のための光を出射する光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
広告宣伝用の立体的な画像等を表示するホログラムは、物体を表す物体光と参照光を干渉させて生じる干渉縞を感光材料に記録したものであり、ホログラムによる画像を再生して視認するためには、ホログラムを記録する際に用いた参照光の照射方向と同じ方向、またはその共役の方向から照明光をホログラムに照射する必要がある。
このホログラムを再生するための照明光を照射する照明装置には、各種光源を使用した光学系が用いられるが、ホログラムが大きくなると照明装置も大型となることから、大サイズのホログラム用の照明装置をコンパクトにするため、光学系にＬＥＤ光源と導光板を使用した照明装置の提案がなされている。
このホログラムを再生するための照明光を照射する照明装置には、各種光源を使用した光学系が用いられるが、ホログラムが大きくなると照明装置も大型となることから、大サイズのホログラム用の照明装置をコンパクトにするため、光学系にＬＥＤ光源と導光板を使用した照明装置の提案がなされている。
【0003】
例えば、特許文献１（国際公開ＷＯ２０１８／２２１０９１号公報）には、透明基板の一方の面に多数の反射型のホログラフィック回折格子が光の伝搬方向と直交方向に隙間なく配置され、透明基板の他方の面側の各ホログラフィック回折格子に対向する位置には、所定の距離を保って近接するようにＬＥＤが配置され、各ＬＥＤからの拡散光を対向するホログラフィック回折格子で所定角度の平行光として透明基板内を全反射させながら伝搬させ、この平行光を透明基板に貼り付けられた体積型ホログラフィック記録材料に照射して立体画像ホログラムを表示（再生）させる画像表示装置が開示されている。
この特許文献１の画像表示装置では、各ＬＥＤからの拡散光が対向するホログラフィック回折格子と隣接するホログラフィック回折格子に照射されないように、隣接するホログラフィック回折格子の間に隔壁（黒い材料の壁）を設けたり、透明基板にルーバーフィルムを配置したりすることも開示されている（特許文献１の段落［００８６］、図９、図１０）。
この特許文献１の画像表示装置では、各ＬＥＤからの拡散光が対向するホログラフィック回折格子と隣接するホログラフィック回折格子に照射されないように、隣接するホログラフィック回折格子の間に隔壁（黒い材料の壁）を設けたり、透明基板にルーバーフィルムを配置したりすることも開示されている（特許文献１の段落［００８６］、図９、図１０）。
【0004】
しかしながら、特許文献１の画像表示装置において、光源となるＬＥＤは、通常、ＬＥＤ素子にワイヤーで電極をつないだものを封止樹脂層で覆ったＬＥＤパッケージとなっており、このＬＥＤパッケージを使用した場合、ＬＥＤパッケージの封止樹脂層と透明基板の間に空気が存在し、ＬＥＤ素子で発光した拡散光が封止樹脂層から出射する際に屈折してさらに拡散して拡がることとなる。
このため、各ＬＥＤパッケージから出射して対向するホログラフィック回折格子に照射される拡散光の光量が減少し、各ホログラフィック回折格子で偏光されて透明基板内を全反射しながら伝搬して体積型ホログラフィック記録材料を照射する平行光の光量も減少し、体積型ホログラフィック記録材料から明るい画像を再生できないという問題がある。
このため、各ＬＥＤパッケージから出射して対向するホログラフィック回折格子に照射される拡散光の光量が減少し、各ホログラフィック回折格子で偏光されて透明基板内を全反射しながら伝搬して体積型ホログラフィック記録材料を照射する平行光の光量も減少し、体積型ホログラフィック記録材料から明るい画像を再生できないという問題がある。
【0005】
ところで、特許文献２（特開２０１０－７２１４８号公報）には、光源モジュール１０とホログラム基板２０とを有する光源ユニット１であって、光源モジュール１０は、筐体１１内にＬＥＤで構成される光源１２を有し、筐体１１内部は樹脂モールドされており、ホログラム基板２０は、透明な基板２１上に体積位相型の透過型ホログラム光学素子２２を有して構成され、このホログラム基板２０は、基板２１に対してホログラム光学素子２２が光源１２側となるように、光源モジュール１０の表面に粘着層を介して接着された光源ユニット１が開示されている（特許文献２の段落［００３１］～［００３３］、図２）。
この特許文献２の光源ユニット１では、ホログラム基板２０と光源モジュール１０との間に空気が存在せず、光源モジュール１０から出射した発散光は、拡散されずにホログラム光学素子２２に入射する。
しかしながら、特許文献２の光源ユニットは、光源１２から出射された発散光をホログラム光学素子２２で回折、偏光して基板２１から外部に出射させ、基板２１の外部に配置された表示素子３を照射するものであって（特許文献２の段落［００３４］、［００３７］、［００３８］、図４、図５）、特許文献１の画像表示装置のようなＬＥＤ光源からの拡散光を、透明基板内を全反射しながら伝搬する平行光に偏向するものではない。
この特許文献２の光源ユニット１では、ホログラム基板２０と光源モジュール１０との間に空気が存在せず、光源モジュール１０から出射した発散光は、拡散されずにホログラム光学素子２２に入射する。
しかしながら、特許文献２の光源ユニットは、光源１２から出射された発散光をホログラム光学素子２２で回折、偏光して基板２１から外部に出射させ、基板２１の外部に配置された表示素子３を照射するものであって（特許文献２の段落［００３４］、［００３７］、［００３８］、図４、図５）、特許文献１の画像表示装置のようなＬＥＤ光源からの拡散光を、透明基板内を全反射しながら伝搬する平行光に偏向するものではない。
【0006】
次に、製品の表面検査等においては、製品などの対象物（ワーク）に対し、その全方位から可及的に一様な光を照射して検査できるようした光照射装置が使用され、光照射装置には、高さや寸法が大きいドーム型の他、平板状の導光板を用いて薄型にした平板型全方位光照射装置がある。
そして、平板型全方位光照射装置においては、導光板から観察手段側に漏れ出る漏れ光を減少させるために種々の提案がなされている。
例えば、特許文献３（国際公開ＷＯ２０２０／０４５５５７号公報）には、正方形状の平板状をなす導光板と、該導光板の側周面からその内部に光を導入する光源体（ＬＥＤ）とを備えるとともに、前記導光板の一方の板面に複数の凹部が形成されており、前記導光板に入射した光が前記凹部で拡がるように反射し、該導光板の他方の板面から外部に射出されて、所定の対象物に照射されるとともに、該対象物を、該導光板の一方の板面側から該導光板を通じて観察できるように構成したものであって、前記凹部の表面が滑らかな凹曲面で形成されており、前記凹部を前記板面に垂直にかつその中心を通るように切った断面形状において、該凹部の開口縁での接線と前記板面とのなす角度である接線角が、５０°以上８５°以下である光照射装置が開示されている。
そして、平板型全方位光照射装置においては、導光板から観察手段側に漏れ出る漏れ光を減少させるために種々の提案がなされている。
例えば、特許文献３（国際公開ＷＯ２０２０／０４５５５７号公報）には、正方形状の平板状をなす導光板と、該導光板の側周面からその内部に光を導入する光源体（ＬＥＤ）とを備えるとともに、前記導光板の一方の板面に複数の凹部が形成されており、前記導光板に入射した光が前記凹部で拡がるように反射し、該導光板の他方の板面から外部に射出されて、所定の対象物に照射されるとともに、該対象物を、該導光板の一方の板面側から該導光板を通じて観察できるように構成したものであって、前記凹部の表面が滑らかな凹曲面で形成されており、前記凹部を前記板面に垂直にかつその中心を通るように切った断面形状において、該凹部の開口縁での接線と前記板面とのなす角度である接線角が、５０°以上８５°以下である光照射装置が開示されている。
【0007】
特許文献３の光照射装置において、導光板の一方の板面に形成された複数の凹部で反射した光が他方の板面（ワーク側の面）から出射されることから、ワークを照射するのは拡散光である。
しかしながら、検査の対象となるワークの種類によっては、拡散光より平行光、収束光、発散光を照射した方がワークの欠陥等を正確に検出でき、特許文献３の光照射装置では、検査に適した平行光、収束光、発散光をワークに照射できないという問題がある。
また、特許文献３の光照射装置では、正方形状の導光板の４つの側周面に光源体（ＬＥＤ）が配置されることから、特許文献１のような導光板の１つの側周面にＬＥＤを配置するものに比べて、４倍の数のＬＥＤが必要となる。
その上、特許文献３の光照射装置では、導光板の１つの側周面に配置されたＬＥＤから出射した光の一部は、対向する側周面まで到達して、一方の板面（カメラ側の面）から出射されず、光の利用効率が悪い。
さらに、特許文献３の光照射装置では、一方の板面（カメラ側の面）から漏れる光を完全になくすことができず、その漏れる光がノイズ成分となり、カメラによる検査精度が悪くなる。
しかしながら、検査の対象となるワークの種類によっては、拡散光より平行光、収束光、発散光を照射した方がワークの欠陥等を正確に検出でき、特許文献３の光照射装置では、検査に適した平行光、収束光、発散光をワークに照射できないという問題がある。
また、特許文献３の光照射装置では、正方形状の導光板の４つの側周面に光源体（ＬＥＤ）が配置されることから、特許文献１のような導光板の１つの側周面にＬＥＤを配置するものに比べて、４倍の数のＬＥＤが必要となる。
その上、特許文献３の光照射装置では、導光板の１つの側周面に配置されたＬＥＤから出射した光の一部は、対向する側周面まで到達して、一方の板面（カメラ側の面）から出射されず、光の利用効率が悪い。
さらに、特許文献３の光照射装置では、一方の板面（カメラ側の面）から漏れる光を完全になくすことができず、その漏れる光がノイズ成分となり、カメラによる検査精度が悪くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】国際公開ＷＯ２０１８／２２１０９１号公報
【特許文献2】特開２０１０－７２１４８号公報公報
【特許文献3】国際公開ＷＯ２０２０／０４５５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明が解決しようとする課題は、樹脂で覆われたＬＥＤ素子から出射して透明基板に入射した拡散光を、透明基板の拡散光が入射しない側の面に一方向に隙間なく配置された複数の反射型のホログラフィック回折格子で回折させ、透明基板内を全反射しながら伝搬する平行光に偏向し、この平行光をホログラフィック光学素子に照射してホログラム画像を再生したり、製品の表面検査等のための光を出射したりする場合に、ＬＥＤ素子から出射し透明基板に入射して複数の反射型のホログラフィック回折格子を照射する拡散光の光量の減少を抑えることにより、複数の反射型のホログラフィック回折格子で偏光される平行光の光量の減少を抑え、ホログラフィック光学素子から明るいホログラム画像が再生されるようにし、また、ホログラフィック光学素子から製品の表面検査等のためにより明るい光をカメラ側に出射せずに拡散光以外の平行光、収束光、発散光としても出射できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項１の発明は、内部が透明で厚さ方向に直交する第１の面と第２の面を有する平板状の基板と、一の方向に配置されて前記基板の第１の面側に取り付けられた複数のホログラフィック回折格子と、前記基板の第１の面又は第２の面の前記ホログラフィック回折格子とは異なる位置に取り付けられ、ホログラム画像を再生するホログラフィック光学素子と、前記基板の前記ホログラフィック回折格子と対向する位置に取り付けられ、前記ホログラフィック回折格子を照射する複数のＬＥＤ素子とを備え、前記ホログラフィック回折格子は、前記ＬＥＤ素子から出射して前記ホログラフィック回折格子に入射した光を一定方向の平行光に偏向し、該平行光が、前記基板の第１の面及び第２の面に当たって全反射して前記基板内を伝搬し、前記ホログラフィック光学素子を照射してホログラム画像を再生するようにしたホログラム画像再生装置であって、前記ＬＥＤ素子は封入樹脂層で覆われ、前記ＬＥＤ素子と前記ホログラフィック回折格子との間は前記ＬＥＤ素子から出射した拡散光が前記ホログラフィック回折格子に入射するまでに該拡散光の拡散角を増加させない非拡散層であるホログラム画像再生装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0011】
請求項２の発明は、前記ＬＥＤ素子を前記封入樹脂層で覆うＬＥＤパッケージに前記ＬＥＤ素子が収納され、前記非拡散層は、前記ＬＥＤパッケージが空気層を介さずに前記基板の第２の面に取り付けられ、前記ホログラフィック回折格子が空気層を介さずに前記基板の第１の面に取り付けられることにより形成されているホログラム画像再生装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0012】
請求項３の発明は、前記非拡散層は、前記封入樹脂層と前記基板を一体化し、前記ホログラフィック回折格子が空気層を介さずに前記基板の第１の面に取り付けられることにより形成されているホログラム画像再生装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0013】
請求項４の発明は、前記基板には、前記ＬＥＤ素子から出射した光が前記ＬＥＤと対向する位置にある前記ホログラフィック回折格子以外のホログラフィック回折格子に入射しないようにする遮蔽手段が設けられているホログラム画像再生装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0014】
請求項５の発明は、前記遮蔽手段は、前記一の方向に一定の間隔で遮光層が設けられたルーバーフィルムであるホログラム画像再生装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0015】
請求項６の発明は、内部が透明で厚さ方向に直交する第１の面と第２の面を有する平板状の基板と、一の方向に配置されて前記基板の第１の面側に取り付けられた複数のホログラフィック回折格子と、前記基板の第１の面又は第２の面の前記ホログラフィック回折格子とは異なる位置に取り付けられ、照射光を出射するホログラフィック光学素子と、前記基板の前記ホログラフィック回折格子と対向する位置に取り付けられ、前記ホログラフィック回折格子を照射する複数のＬＥＤ素子とを備え、前記ホログラフィック回折格子は、前記ＬＥＤ素子から出射して前記ホログラフィック回折格子に入射した光を一定方向の平行光に偏向し、該平行光が、前記基板の第１の面及び第２の面に当たって全反射して前記基板内を伝搬して前記ホログラフィック光学素子を照射し、前記ホログラフィック光学素子から出射した光が対象物を照射する光照射装置であって、前記ＬＥＤ素子は封入樹脂層で覆われ、前記ＬＥＤ素子と前記ホログラフィック回折格子との間は前記ＬＥＤ素子から出射した拡散光が前記ホログラフィック回折格子に入射するまでに該拡散光の拡散角を増加させない非拡散層である光照射装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【0016】
請求項７の発明は、前記ホログラフィック光学素子から出射した光は、平行光、収束光、発散光のいずれかであるの光照射装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【0017】
請求項１に記載の発明のホログラム画像再生装置においては、ＬＥＤ素子とホログラフィック回折格子との間は前記ＬＥＤ素子から出射した拡散光の拡散角を増加させない非拡散層であるため、ＬＥＤ素子から出射し基板に入射して複数の反射型のホログラフィック回折格子を照射する拡散光の光量の減少が抑えられて、複数の反射型のホログラフィック回折格子で偏光される平行光の光量の減少が抑えられ、ホログラフィック光学素子から明るいホログラム画像が再生されるという効果を奏する。
【0018】
請求項２に記載の発明のホログラム画像再生装置においては、さらに、前記非拡散層は前記ＬＥＤパッケージが空気層を介さずに前記基板の第２の面に取り付けられ、前記ホログラフィック回折格子が空気層を介さずに前記基板の第１の面に取り付けられることにより形成されていることから、前記非拡散層を容易に形成できるという効果を奏する。
【0019】
請求項３に記載の発明のホログラム画像再生装置においては、さらに、前記非拡散層は、前記封入樹脂層と前記基板を一体化し、前記ホログラフィック回折格子が空気層を介さずに前記基板の第１の面に取り付けられることにより形成されていることから、前記基板から突出物がなく、装置全体を薄くできると共に、前記ＬＥＤパッケージを前記基板に貼り付ける必要がなく、製造工程を簡素化できるという効果を奏する。
【0020】
請求項４に記載の発明のホログラム画像再生装置においては、さらに、遮蔽手段があることにより、ＬＥＤから出射した拡散光は、ホログラフィック回折格子のうち対向する位置にあるホログラフィック回折格子のみに入射し、その隣にあるホログラフィック回折格子には入射せず、ホログラフィック回折格子から所定の角度の平行光以外の光が出射して前記基板内を伝搬して前記ホログラフィック光学素子を照射し、再生されるホログラム像のコントラスが悪くなったり多重像が再生されたりするのを防止できるという効果を奏する。
【0021】
請求項５に記載の発明のホログラム画像再生装置においては、さらに、前記基板の第１の面と前記複数のホログラフィック回折格子の間にルーバーフィルムを取り付けるだけで容易に前記遮蔽手段を形成できるという効果を奏する。
【0022】
請求項６に記載の発明の光照射装置においては、ＬＥＤ素子とホログラフィック回折格子との間は前記ＬＥＤ素子から出射した拡散光の拡散角を増加させない非拡散層であるため、ＬＥＤ素子から出射し基板に入射して多数の反射型のホログラフィック回折格子を照射する拡散光の光量の減少を抑えられて、複数の反射型のホログラフィック回折格子で偏光される平行光の光量の減少が抑えられ、ホログラフィック光学素子から製品の表面検査等のためにより明るい照明光をカメラ側に出射せずに製品側に出射できるという効果を奏する。
【0023】
請求項７に記載の発明の光照射装置においては、さらに、製品の表面検査等のために照明光を拡散光以外の平行光、収束光、発散光にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明のホログラム画像再生装置の正面側からの斜視図と背面側からの斜視図である。
【図6】ルーバーフィルムの拡大斜視図である。
【図7】ＬＥＤ素子から出射した拡散光がホログラフィック回折格子を照射する状態を説明するためのＬＥＤパッケージ列５の中央部分付近の拡大平面図である。
【図8】薄膜マスクの背面側からの斜視図である。
【図9】ルーバーフィルム８に代えて薄膜マスクを使用したホログラム画像再生装置１のＢ－Ｂ拡大断面図とその一部拡大図である。
【図10】５番目のＬＥＤ素子６ｅから出射した拡散光が基板２内を伝搬する状態を説明する説明図である。
【図11】他のホログラム画像再生装置の左側面図、正面図、背面図、底面図である。
【図13】本発明の光照射装置を使用した検査システムの斜視図である。
【図16】５番目のＬＥＤ素子１６ｅから出射した拡散光が基板１２内を伝搬する状態を説明するための基板１２の左側面から見た説明図である。
【図17】５番目のＬＥＤ素子１６ｅから出射した拡散光が基板１２内を伝搬して、基板１２から外側に拡散光として出射して検査対象物２１を照射する状態を説明する説明図である。
【図18】ホログラフィック光学素子１４から平行光、収束光、発散光を出射して検査対象物２１を照射する状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
［ホログラム画像再生装置の構成］
図１（ａ）は、本発明のホログラム画像再生装置の正面側からの斜視図、図１（ｂ）は、本発明のホログラム画像再生装置の背面側からの斜視図、図２（ａ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の左側面図、図２（ｂ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の正面図、図３（ａ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の背面図、図３（ａ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の底面図、図４は、図２（ｂ）のＡ－Ａ拡大断面図、図５は、図２（ｂ）のＢ－Ｂ拡大断面図、図６は、ルーバーフィルムの拡大斜視図である。
図中、１はホログラム画像再生装置、２は基板、２Ｆは前面、２Ｒは後面、３はホログラフィック回折格子列、３ａ～３ｉはホログラフィック回折格子、４はホログラフィック光学素子、５はＬＥＤパッケージ列、５ａ～５ｉはＬＥＤパッケージ、６ａ～６ｉはＬＥＤ素子、７ａ～７ｉは封入樹脂層、８はルーバーフィルム、８ａは透明層、９は遮光層であり、図において、Ｘは基板２を前面２Ｆが正面を向くように置いた場合の前面２Ｆにおける水平方向（左右方向）、Ｙは前面２ＦにおけるＸ方向と垂直な方向（上下方向）、Ｚは前面２Ｆ（ＸＹ面）と垂直な方向（上下方向、基板２の厚み方向）である。
図に示すように、ホログラム画像再生装置１は、基板２、ホログラフィック回折格子列３、ホログラフィック光学素子４、ＬＥＤパッケージ列５及びルーバーフィルム８を備えている。
基板２は、光学的屈折率が１．３～１．７の平板状の無色透明な板であり、第１の面となる前面２Ｆ、第２の面となる後面２Ｒを備え、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリアミド、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のプラスチック材料、あるいは、ガラス等からなる。
本実施形態の基板２は、光学的屈折率が約１．５で、厚さが５ｍｍの無色透明のアクリル板からなる。
図１（ａ）は、本発明のホログラム画像再生装置の正面側からの斜視図、図１（ｂ）は、本発明のホログラム画像再生装置の背面側からの斜視図、図２（ａ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の左側面図、図２（ｂ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の正面図、図３（ａ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の背面図、図３（ａ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の底面図、図４は、図２（ｂ）のＡ－Ａ拡大断面図、図５は、図２（ｂ）のＢ－Ｂ拡大断面図、図６は、ルーバーフィルムの拡大斜視図である。
図中、１はホログラム画像再生装置、２は基板、２Ｆは前面、２Ｒは後面、３はホログラフィック回折格子列、３ａ～３ｉはホログラフィック回折格子、４はホログラフィック光学素子、５はＬＥＤパッケージ列、５ａ～５ｉはＬＥＤパッケージ、６ａ～６ｉはＬＥＤ素子、７ａ～７ｉは封入樹脂層、８はルーバーフィルム、８ａは透明層、９は遮光層であり、図において、Ｘは基板２を前面２Ｆが正面を向くように置いた場合の前面２Ｆにおける水平方向（左右方向）、Ｙは前面２ＦにおけるＸ方向と垂直な方向（上下方向）、Ｚは前面２Ｆ（ＸＹ面）と垂直な方向（上下方向、基板２の厚み方向）である。
図に示すように、ホログラム画像再生装置１は、基板２、ホログラフィック回折格子列３、ホログラフィック光学素子４、ＬＥＤパッケージ列５及びルーバーフィルム８を備えている。
基板２は、光学的屈折率が１．３～１．７の平板状の無色透明な板であり、第１の面となる前面２Ｆ、第２の面となる後面２Ｒを備え、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリアミド、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のプラスチック材料、あるいは、ガラス等からなる。
本実施形態の基板２は、光学的屈折率が約１．５で、厚さが５ｍｍの無色透明のアクリル板からなる。
【0026】
ホログラフィック回折格子列３は、Ｘ方向（左右方向）に配置された９個のホログラフィック回折格子３ａ～３ｉからなり、基板２の前面２Ｆの下部にルーバーフィルム８（後述する）を介して取り付けられている。
ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、それぞれ矩形の体積型ホログラフィック記録材料からなり、反射型であり、前面２Ｆに対して後面２Ｒ側から法線方向（Ｚ方向）に所定の拡散角をもった所定の波長の拡散光が照射されたとき、拡散光をＹＺ方向にＸＹ面（前面２Ｆ）に対して所定の角度の平行光に偏向するように回折する干渉縞が記録されている。
各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで回折される平行光は、基板２の前面２Ｆと後面２Ｒに当たって全反射しながら基板２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４（後述する）を照射してホログラム画像を再生させる。
ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、Ｘ方向（左右方向）に隙間なく配置されることがぼやけのないホログラム画像を再生させる上で望ましいが、ホログラム画像に目立たないぼやけ等を生じさせる程度の隙間や重なりがホログラフィック回折格子３ａ～３ｉにあってもよい。
本実施形態のホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、それぞれ１辺の長さが１７．３ｍｍの正方形状で光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、このホログラフィック回折格子３ａ～３ｉには、裏面２Ｒ側からＸＹ面（前面２Ｆ）の法線方向（Ｚ方向）に、５３２ｎｍを中心とした緑色の拡散光が照射されたとき、ＸＹ面（前面２Ｆ）の法線に対して角度６０度の平行光をＹＺ方向後面２Ｒ側に回折する干渉縞が記録されている。
なお、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、渉縞を微細な凹凸で記録したエンボス型ホログラフィック光学素子や回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）等であってもよい。
ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、それぞれ矩形の体積型ホログラフィック記録材料からなり、反射型であり、前面２Ｆに対して後面２Ｒ側から法線方向（Ｚ方向）に所定の拡散角をもった所定の波長の拡散光が照射されたとき、拡散光をＹＺ方向にＸＹ面（前面２Ｆ）に対して所定の角度の平行光に偏向するように回折する干渉縞が記録されている。
各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで回折される平行光は、基板２の前面２Ｆと後面２Ｒに当たって全反射しながら基板２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４（後述する）を照射してホログラム画像を再生させる。
ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、Ｘ方向（左右方向）に隙間なく配置されることがぼやけのないホログラム画像を再生させる上で望ましいが、ホログラム画像に目立たないぼやけ等を生じさせる程度の隙間や重なりがホログラフィック回折格子３ａ～３ｉにあってもよい。
本実施形態のホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、それぞれ１辺の長さが１７．３ｍｍの正方形状で光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、このホログラフィック回折格子３ａ～３ｉには、裏面２Ｒ側からＸＹ面（前面２Ｆ）の法線方向（Ｚ方向）に、５３２ｎｍを中心とした緑色の拡散光が照射されたとき、ＸＹ面（前面２Ｆ）の法線に対して角度６０度の平行光をＹＺ方向後面２Ｒ側に回折する干渉縞が記録されている。
なお、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、渉縞を微細な凹凸で記録したエンボス型ホログラフィック光学素子や回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）等であってもよい。
【0027】
ホログラフィック光学素子４は、体積型ホログラム素子であり、感光性材料である体積型ホログラフィック記録材料からなり、基板２の後面２Ｒに空気を介さずに貼り合わされている。
このホログラフィック光学素子４には、その前面（後面２Ｒ）に対して所定の方向・角度から、所定の波長の平行光が照射されたとき、所定の視野角をもつホログラム画像が再生される干渉縞が記録されている。
本実施形態のホログラフィック光学素子４は、ホログラフィック回折格子３ａ等と同様に、反射型であり、光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、このホログラフィック光学素子４には、ＹＺ方向前面２Ｆ側からＸＹ面（後面２Ｒ）の法線に対して約６０度の角度で、５３２ｎｍを中心とした緑色の平行光が照射されたときＸＹ面（後面２Ｒ）の法線に対してＹ方向（上下方向）に±２０度、Ｘ方向（左右方向）に±４５度の視野角をもつホログラム画像が前面２Ｆ側に再生される干渉縞が記録されている。
なお、ホログラフィック光学素子４は、透過型でもよく、その場合は、基板２の前面２Ｆに透過型のホログラフィック光学素子４が貼り付けられ、ＹＺ方向後面２Ｒ側からＸＹ面の法線に対して所定角度で所定波長の平行光が照射され、前面２Ｆ側にホログラム画像が再生される。
また、ホログラフィック光学素子４は、ホログラフィック回折格子３ａ等と同様に、干渉縞を微細な凹凸で記録したエンボス型ホログラフィック光学素子や回折光学素子等であってもよい。
このホログラフィック光学素子４には、その前面（後面２Ｒ）に対して所定の方向・角度から、所定の波長の平行光が照射されたとき、所定の視野角をもつホログラム画像が再生される干渉縞が記録されている。
本実施形態のホログラフィック光学素子４は、ホログラフィック回折格子３ａ等と同様に、反射型であり、光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、このホログラフィック光学素子４には、ＹＺ方向前面２Ｆ側からＸＹ面（後面２Ｒ）の法線に対して約６０度の角度で、５３２ｎｍを中心とした緑色の平行光が照射されたときＸＹ面（後面２Ｒ）の法線に対してＹ方向（上下方向）に±２０度、Ｘ方向（左右方向）に±４５度の視野角をもつホログラム画像が前面２Ｆ側に再生される干渉縞が記録されている。
なお、ホログラフィック光学素子４は、透過型でもよく、その場合は、基板２の前面２Ｆに透過型のホログラフィック光学素子４が貼り付けられ、ＹＺ方向後面２Ｒ側からＸＹ面の法線に対して所定角度で所定波長の平行光が照射され、前面２Ｆ側にホログラム画像が再生される。
また、ホログラフィック光学素子４は、ホログラフィック回折格子３ａ等と同様に、干渉縞を微細な凹凸で記録したエンボス型ホログラフィック光学素子や回折光学素子等であってもよい。
【0028】
ＬＥＤパッケージ列５は、Ｘ方向（左右方向）に配置された９個のＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉからなり、基板２の後面２Ｒのホログラフィック回折格子列３に対向する位置に配置される。
ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉは、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉ、封入樹脂層７ａ～７ｉの他、土台となるパッケージ基板、電極、ボンディングワイヤー（いずれも図示せず）等を備えている。
ＬＥＤ素子６ａ～６ｉは、それぞれ大きさが例えば０．３ｍｍ角の微小な発光ダイオード（ＬＥＤ）チップであり、パッケージ基板に取り付けられ、ボンディングワイヤーにより電極に接合され、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップが発光して拡散光を出射する。
封入樹脂層７ａ～７ｉは、光学的屈折率が基板２と同じかそれに近いシリコンやエポキシ樹脂等からなり、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉを覆っている。
そして、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉの中心が各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの中心と対向する位置にくるようにして、各ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉの各封入樹脂層７ａ～７ｉの一面が、光学的屈折率が基板２と同じかそれに近いエポキシ樹脂系等の接着剤乃至粘着剤（図示せず、以下「接着剤等」という）により、基板２の後面２Ｒに貼り付けられ、これにより、各ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉが基板２の後面２Ｒに取り付けられる（以下、このとき形成される接着剤等の層を「接着剤層１」という）。
なお、基板２と封入樹脂層７ａ～７ｉと接着剤層１の光学的屈折率は同じであることがＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板２と封入樹脂層７ａ～７ｉと接着剤層１の相互間にあってもよい。
また、ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉを基板２に固定する手段として、封入樹脂層７ａ～７ｉを基板２の後面２Ｒに接着剤等より貼り付けることに代えて、封入樹脂層７ａ～７ｉを直接基板２の後面２Ｒに密着させるようにして接着剤等以外の手段（例えばネジ）でＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉを基板２に固定してもよい。
このように封入樹脂層７ａ～７ｉを基板２の後面２Ｒに密着させると、封入樹脂層７ａ～７ｉと基板２の後面２Ｒの間に空気層が介在するが、この空気層は極めて薄く、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射する拡散光の拡散角を増加させるものではない。
ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉは、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉ、封入樹脂層７ａ～７ｉの他、土台となるパッケージ基板、電極、ボンディングワイヤー（いずれも図示せず）等を備えている。
ＬＥＤ素子６ａ～６ｉは、それぞれ大きさが例えば０．３ｍｍ角の微小な発光ダイオード（ＬＥＤ）チップであり、パッケージ基板に取り付けられ、ボンディングワイヤーにより電極に接合され、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップが発光して拡散光を出射する。
封入樹脂層７ａ～７ｉは、光学的屈折率が基板２と同じかそれに近いシリコンやエポキシ樹脂等からなり、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉを覆っている。
そして、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉの中心が各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの中心と対向する位置にくるようにして、各ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉの各封入樹脂層７ａ～７ｉの一面が、光学的屈折率が基板２と同じかそれに近いエポキシ樹脂系等の接着剤乃至粘着剤（図示せず、以下「接着剤等」という）により、基板２の後面２Ｒに貼り付けられ、これにより、各ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉが基板２の後面２Ｒに取り付けられる（以下、このとき形成される接着剤等の層を「接着剤層１」という）。
なお、基板２と封入樹脂層７ａ～７ｉと接着剤層１の光学的屈折率は同じであることがＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板２と封入樹脂層７ａ～７ｉと接着剤層１の相互間にあってもよい。
また、ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉを基板２に固定する手段として、封入樹脂層７ａ～７ｉを基板２の後面２Ｒに接着剤等より貼り付けることに代えて、封入樹脂層７ａ～７ｉを直接基板２の後面２Ｒに密着させるようにして接着剤等以外の手段（例えばネジ）でＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉを基板２に固定してもよい。
このように封入樹脂層７ａ～７ｉを基板２の後面２Ｒに密着させると、封入樹脂層７ａ～７ｉと基板２の後面２Ｒの間に空気層が介在するが、この空気層は極めて薄く、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射する拡散光の拡散角を増加させるものではない。
【0029】
ルーバーフィルム８は、図６に示すように多数の透明層８ａと遮光層９を備え、透明層８ａと遮光層９のＺ方向（前後方向）の厚さは同じである。
透明層８ａは、光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い透明シリコンゴム等の透明樹脂からなり、遮光層９は、黒色シリコンゴム等の黒色樹脂からなり、透明層８ａと遮光層９が交互に一定間隔で配置され、隣り合う遮光層９の間隔は、各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの幅（Ｘ方向の長さ）より短くなっている。
そして、ルーバーフィルム８の背面が、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、基板２の前面２Ｆの下部に貼り付けられる（以下、このとき形成される接着剤等の層を「接着剤層２」という。）。
また、図５に示すようにエポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、ホログラフィック回折格子列３がルーバーフィルム８の前面に貼り付けられる（以下、このとき形成される接着剤等の層を「接着剤層３」という。）。
なお、基板２、ルーバーフィルム８、接着剤層２、接着剤層３の光学的屈折率は同じであることがホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板２とルーバーフィルム８と接着剤層２・３の相互間にあってもよい。
透明層８ａは、光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い透明シリコンゴム等の透明樹脂からなり、遮光層９は、黒色シリコンゴム等の黒色樹脂からなり、透明層８ａと遮光層９が交互に一定間隔で配置され、隣り合う遮光層９の間隔は、各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの幅（Ｘ方向の長さ）より短くなっている。
そして、ルーバーフィルム８の背面が、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、基板２の前面２Ｆの下部に貼り付けられる（以下、このとき形成される接着剤等の層を「接着剤層２」という。）。
また、図５に示すようにエポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、ホログラフィック回折格子列３がルーバーフィルム８の前面に貼り付けられる（以下、このとき形成される接着剤等の層を「接着剤層３」という。）。
なお、基板２、ルーバーフィルム８、接着剤層２、接着剤層３の光学的屈折率は同じであることがホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板２とルーバーフィルム８と接着剤層２・３の相互間にあってもよい。
【0030】
［ＬＥＤ素子から出射した拡散光によるホログラフィック回折格子の照射］
図７は、ＬＥＤ素子から出射した拡散光がホログラフィック回折格子を照射する状態を説明するためのＬＥＤパッケージ列５の中央部分付近の拡大平面図であり、図中、６ｅＢ、６ｅＢ’、６ｅＢ”は拡散光である。
図７に示すように、中央のＬＥＤパッケージ５ｅのＬＥＤ素子６ｅが発光するとＬＥＤ素子６ｅの基板２側の面から拡散光が出射する。
今、ＬＥＤ素子６ｅは微小であるからこれを点光源とみなし、ＬＥＤ素子６ｅの指向角（最も強く光る中心部（中心軸）の明るさから１／２の明るさになる角度の２倍、半値角ともいう）を２φ、ＬＥＤ素子６ｅと対向する位置にあるホログラフィック回折格子３ｅが正方形状であるとしてその１辺の長さをｗ、ＬＥＤ素子６ｅからホログラフィック回折格子３ｅまでの距離をｈとすると、ＬＥＤ素子６ｅから出射した指向角２φ内の拡散光６ｅＢが途中で拡散しないでホログラフィック回折格子３ｅの全域を照射するためには、ｔａｎφ＞＝ｗ／（２ｈ）を満たす必要があり、ｔａｎφ＝ｗ／（２ｈ）のとき、拡散光６ｅＢのすべてがＬＥＤ素子６ｅを照射し、ＬＥＤ素子６ｅに入射する拡散光６ｅＢの光量が最大となる。
ＬＥＤ素子６ｅの指向角２φは、ＬＥＤ素子６ｅの種類よって異なるが、おおよそ約１２０度であることから、ｔａｎ６０°＝ｗ／（２ｈ）を満たすようにｗとｈを設定することにより、ＬＥＤ素子６ｅに入射する指向角２φ内の拡散光６ｅＢの光量を最大にすることができる。
図７は、ＬＥＤ素子から出射した拡散光がホログラフィック回折格子を照射する状態を説明するためのＬＥＤパッケージ列５の中央部分付近の拡大平面図であり、図中、６ｅＢ、６ｅＢ’、６ｅＢ”は拡散光である。
図７に示すように、中央のＬＥＤパッケージ５ｅのＬＥＤ素子６ｅが発光するとＬＥＤ素子６ｅの基板２側の面から拡散光が出射する。
今、ＬＥＤ素子６ｅは微小であるからこれを点光源とみなし、ＬＥＤ素子６ｅの指向角（最も強く光る中心部（中心軸）の明るさから１／２の明るさになる角度の２倍、半値角ともいう）を２φ、ＬＥＤ素子６ｅと対向する位置にあるホログラフィック回折格子３ｅが正方形状であるとしてその１辺の長さをｗ、ＬＥＤ素子６ｅからホログラフィック回折格子３ｅまでの距離をｈとすると、ＬＥＤ素子６ｅから出射した指向角２φ内の拡散光６ｅＢが途中で拡散しないでホログラフィック回折格子３ｅの全域を照射するためには、ｔａｎφ＞＝ｗ／（２ｈ）を満たす必要があり、ｔａｎφ＝ｗ／（２ｈ）のとき、拡散光６ｅＢのすべてがＬＥＤ素子６ｅを照射し、ＬＥＤ素子６ｅに入射する拡散光６ｅＢの光量が最大となる。
ＬＥＤ素子６ｅの指向角２φは、ＬＥＤ素子６ｅの種類よって異なるが、おおよそ約１２０度であることから、ｔａｎ６０°＝ｗ／（２ｈ）を満たすようにｗとｈを設定することにより、ＬＥＤ素子６ｅに入射する指向角２φ内の拡散光６ｅＢの光量を最大にすることができる。
【0031】
ここで、ＬＥＤ素子６ｅから指向角２φで出射した拡散光６ｅＢは、封入樹脂層７ｅ、接着剤層１を通って後面２Ｒから基板２内に入射する。
このとき、基板２の後面２Ｒと封入樹脂層７ｅの間には空気層が介在せず、基板２、接着剤層１及び封入樹脂層７ｅの光学的屈折率は、例えば約１．５と同じかそれに近いことから、ＬＥＤ素子６ｅから出射した拡散光６ｅＢは、拡散角を増加させることなく、すなわち、さらに拡散して拡がることなく基板２内に入射する。
次に、基板２内に入射した拡散光６ｅＢは、前面２Ｆから出射して、接着剤層２、ルーバーフィルム８の透明層８ｅ及び接着剤層３を介して、ホログラフィック回折格子３ｅを照射する。
このとき、基板２の前面２Ｆと透明層８ｅの間には空気層が介在せず、透明層８ｅとホログラフィック回折格子３ｅとの間にも空気層が介在せず、基板２、接着剤層２、透明層８ｅ、接着剤層３及びホログラフィック回折格子３ｅの屈折率は、例えば約１．５と同じかそれに近いことから、基板２から出射した拡散光６ｅＢは、拡散角を増加させることなく、すなわち、さらに拡散して拡がることなくホログラフィック回折格子３ｅを照射する。
同様に、ＬＥＤパッケージ５ｅ以外のＬＥＤパッケージにおいても、ＬＥＤ素子から出射した拡散光は、拡散光６ｄＢと同様にさらに拡散して拡がることなく基板２内に入射し、基板２から出射した拡散光は、さらに拡散して拡がることなくホログラフィック回折格子を照射する。
なお、封入樹脂層７ａ～７ｉを直接基板２の後面２Ｒに密着させた場合、接着剤層１がなく封入樹脂層７ａ～７ｉと基板２の後面２Ｒとの間には空気層が介在するが、この空気層は極めて薄いことから、ＬＥＤ素子６ｅから出射した拡散光６ｅＢはさらに拡散して拡がることなく基板２内に入射する。
このとき、基板２の後面２Ｒと封入樹脂層７ｅの間には空気層が介在せず、基板２、接着剤層１及び封入樹脂層７ｅの光学的屈折率は、例えば約１．５と同じかそれに近いことから、ＬＥＤ素子６ｅから出射した拡散光６ｅＢは、拡散角を増加させることなく、すなわち、さらに拡散して拡がることなく基板２内に入射する。
次に、基板２内に入射した拡散光６ｅＢは、前面２Ｆから出射して、接着剤層２、ルーバーフィルム８の透明層８ｅ及び接着剤層３を介して、ホログラフィック回折格子３ｅを照射する。
このとき、基板２の前面２Ｆと透明層８ｅの間には空気層が介在せず、透明層８ｅとホログラフィック回折格子３ｅとの間にも空気層が介在せず、基板２、接着剤層２、透明層８ｅ、接着剤層３及びホログラフィック回折格子３ｅの屈折率は、例えば約１．５と同じかそれに近いことから、基板２から出射した拡散光６ｅＢは、拡散角を増加させることなく、すなわち、さらに拡散して拡がることなくホログラフィック回折格子３ｅを照射する。
同様に、ＬＥＤパッケージ５ｅ以外のＬＥＤパッケージにおいても、ＬＥＤ素子から出射した拡散光は、拡散光６ｄＢと同様にさらに拡散して拡がることなく基板２内に入射し、基板２から出射した拡散光は、さらに拡散して拡がることなくホログラフィック回折格子を照射する。
なお、封入樹脂層７ａ～７ｉを直接基板２の後面２Ｒに密着させた場合、接着剤層１がなく封入樹脂層７ａ～７ｉと基板２の後面２Ｒとの間には空気層が介在するが、この空気層は極めて薄いことから、ＬＥＤ素子６ｅから出射した拡散光６ｅＢはさらに拡散して拡がることなく基板２内に入射する。
【0032】
ところで、発光によりＬＥＤ素子６ｅから指向角２φで出射する拡散光は、指向角２φの外側にも存在し、ＬＥＤ素子６ｅから出射する拡散光は、図７に示すように拡散光６ｅＢよりも外に広がった拡散光６ｅＢ’、６ｅＢ”（図７に二点鎖線で示す。）等も存在する。
この拡散光６ｅＢ’ 、６ｅＢ”等は、ルーバーフィルム８がすべて透明層であると、ホログラフィック回折格子３ｅの両隣にあるホログラフィック回折格子３ｄ、３ｆにも入射し、ホログラフィック回折格子３ｄ、３ｆから所定の角度の平行光以外の光が出射して基板２内を伝搬してホログラフィック光学素子４を照射し、ホログラフィック光学素子４で再生されるホログラム像のコントラスが悪くなったりホログラフィック光学素子４から多重像が再生されたりすることとなる。
しかしながら、ルーバーフィルム８には、ホログラフィック回折格子３ｅ等の幅（Ｘ方向の長さ）より短い間隔で遮光層９が設けられており、図７に示すように拡散光６ｅＢの外側部分の拡散光（拡散光６ｅＢ’ 、６ｅＢ”等）は、遮光層９で吸収されてホログラフィック回折格子３ｄ、３ｆには入射しないこととなる。
同様に、ＬＥＤ素子６ｅ以外のＬＥＤ素子から出射した拡散光のうち指向角２φの外側部分の光は、遮光層９で吸収されて隣のホログラフィック回折格子には入射しないこととなる。
これにより、各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉから所定の角度の平行光以外の光が出射して基板２内を伝搬してホログラフィック光学素子４を照射し、ホログラフィック光学素子４で再生されるホログラム像のコントラスが悪くなったりホログラフィック光学素子４から多重像が再生されたりすることを防止できる。
この拡散光６ｅＢ’ 、６ｅＢ”等は、ルーバーフィルム８がすべて透明層であると、ホログラフィック回折格子３ｅの両隣にあるホログラフィック回折格子３ｄ、３ｆにも入射し、ホログラフィック回折格子３ｄ、３ｆから所定の角度の平行光以外の光が出射して基板２内を伝搬してホログラフィック光学素子４を照射し、ホログラフィック光学素子４で再生されるホログラム像のコントラスが悪くなったりホログラフィック光学素子４から多重像が再生されたりすることとなる。
しかしながら、ルーバーフィルム８には、ホログラフィック回折格子３ｅ等の幅（Ｘ方向の長さ）より短い間隔で遮光層９が設けられており、図７に示すように拡散光６ｅＢの外側部分の拡散光（拡散光６ｅＢ’ 、６ｅＢ”等）は、遮光層９で吸収されてホログラフィック回折格子３ｄ、３ｆには入射しないこととなる。
同様に、ＬＥＤ素子６ｅ以外のＬＥＤ素子から出射した拡散光のうち指向角２φの外側部分の光は、遮光層９で吸収されて隣のホログラフィック回折格子には入射しないこととなる。
これにより、各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉから所定の角度の平行光以外の光が出射して基板２内を伝搬してホログラフィック光学素子４を照射し、ホログラフィック光学素子４で再生されるホログラム像のコントラスが悪くなったりホログラフィック光学素子４から多重像が再生されたりすることを防止できる。
【0033】
このようにＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、さらに拡散せずに基板２内に入射し、さらに拡散せずに基板２から出射してルーバーフィルム８を介してホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射することから、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉとホログラフィック回折格子３ａ～３ｉとの間は、拡散光の拡散角を増加させない非拡散層となる。
よって、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉが発光して生成された拡散光は、途中でさらに拡散することなくホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉを照射する拡散光の光量の減少が抑制される。
また、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光のうちＸ方向（左右方向）の指向角２φの外側部分の光は、ルーバーフィルム８の遮光層９によって吸収され、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉのうち対向する位置にあるホログラフィック回折格子のみに入射し、その隣にあるホログラフィック回折格子には入射しない。
よって、ホログラム画像再生装置１においては、ｔａｎφ＝ｗ／（２ｈ）を満たすように各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの一辺の長さｗと、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから対向するホログラフィック回折格子までの距離ｈを設定することにより、指向角２φ（φは約６０度）で各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、途中でさらに拡散ことなく、ルーバーフィルム８の遮光層９によって吸収されるわずかな光量以外に減少せずに、対向する各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで回折されて出射する平行光の光量の減少を最小限に抑えることができる。
よって、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉが発光して生成された拡散光は、途中でさらに拡散することなくホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉを照射する拡散光の光量の減少が抑制される。
また、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光のうちＸ方向（左右方向）の指向角２φの外側部分の光は、ルーバーフィルム８の遮光層９によって吸収され、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉのうち対向する位置にあるホログラフィック回折格子のみに入射し、その隣にあるホログラフィック回折格子には入射しない。
よって、ホログラム画像再生装置１においては、ｔａｎφ＝ｗ／（２ｈ）を満たすように各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの一辺の長さｗと、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから対向するホログラフィック回折格子までの距離ｈを設定することにより、指向角２φ（φは約６０度）で各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、途中でさらに拡散ことなく、ルーバーフィルム８の遮光層９によって吸収されるわずかな光量以外に減少せずに、対向する各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで回折されて出射する平行光の光量の減少を最小限に抑えることができる。
【0034】
ホログラム画像再生装置１おいては、ルーバーフィルム８に代えて薄膜マスクを使用することができる。
図８は、薄膜マスクの背面側からの斜視図、図９（ａ）は、ルーバーフィルム８に代えて薄膜マスクを使用したホログラム画像再生装置１のＢ－Ｂ拡大断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部拡大図であり、図中、８’は薄膜マスク、８’ｋはマスク基材、９’は遮光層であり、図９において、薄膜マスクの断面を網点で表す。
図８に示すように、薄膜マスク８’は、マスク基材８’ｋの基板２側の面に遮光層９’を設けたものである。
マスク基材８’ｋは、光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い透明シリコンゴム等の透明樹脂からなり、遮光層９’は、黒色シリコンゴム等の黒色樹脂からなり、隣り合う遮光層９’の間隔は、各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの幅（Ｘ方向の長さ）より短くなっている。
そして、図９に示すように薄膜マスク８’の背面が、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、基板２の前面２Ｆの下部に貼り付けられ、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉが、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、薄膜マスク８’の前面に貼り付けられる。
なお、基板２、薄膜マスク８’、接着剤等の光学的屈折率は同じであることがホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板２と薄膜マスク８’と接着剤等の相互間にあってもよい。
図８は、薄膜マスクの背面側からの斜視図、図９（ａ）は、ルーバーフィルム８に代えて薄膜マスクを使用したホログラム画像再生装置１のＢ－Ｂ拡大断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部拡大図であり、図中、８’は薄膜マスク、８’ｋはマスク基材、９’は遮光層であり、図９において、薄膜マスクの断面を網点で表す。
図８に示すように、薄膜マスク８’は、マスク基材８’ｋの基板２側の面に遮光層９’を設けたものである。
マスク基材８’ｋは、光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い透明シリコンゴム等の透明樹脂からなり、遮光層９’は、黒色シリコンゴム等の黒色樹脂からなり、隣り合う遮光層９’の間隔は、各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの幅（Ｘ方向の長さ）より短くなっている。
そして、図９に示すように薄膜マスク８’の背面が、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、基板２の前面２Ｆの下部に貼り付けられ、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉが、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、薄膜マスク８’の前面に貼り付けられる。
なお、基板２、薄膜マスク８’、接着剤等の光学的屈折率は同じであることがホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板２と薄膜マスク８’と接着剤等の相互間にあってもよい。
【0035】
［ホログラフィック光学素子によるホログラム画像の再生表示］
ホログラム画像再生装置１おいては、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光が、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉを照射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで平行光に偏向するように回折され、この平行光が基板２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４を照射してホログラム画像を再生表示させる。
図１０は、５番目のＬＥＤ素子６ｅから出射した拡散光が基板２内を伝搬する状態を説明する説明図であり、同図（ａ）は、基板２の左側面から見た図、同図（ｂ）は、基板２の正面から見た図であり、図中、４Ｓはホログラフィック光学素子の後面である。
図１０（ａ）において、ＬＥＤ素子６ｅから出射される拡散光ａｂを一点鎖線で表し、ＬＥＤ素子６ｅと対向するホログラフィック回折格子３ｅで回折されて基板２の前面２Ｆ、後面２Ｒで全反射しながら伝搬する平行光ａ１～ａ６、ｂ１～ｂ５を二点鎖線で表し、図１０（ｂ）において、ホログラフィック回折格子３ｅで回折された平行光が伝搬する部分（領域）を灰色で表す。
ホログラム画像再生装置１おいては、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光が、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉを照射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで平行光に偏向するように回折され、この平行光が基板２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４を照射してホログラム画像を再生表示させる。
図１０は、５番目のＬＥＤ素子６ｅから出射した拡散光が基板２内を伝搬する状態を説明する説明図であり、同図（ａ）は、基板２の左側面から見た図、同図（ｂ）は、基板２の正面から見た図であり、図中、４Ｓはホログラフィック光学素子の後面である。
図１０（ａ）において、ＬＥＤ素子６ｅから出射される拡散光ａｂを一点鎖線で表し、ＬＥＤ素子６ｅと対向するホログラフィック回折格子３ｅで回折されて基板２の前面２Ｆ、後面２Ｒで全反射しながら伝搬する平行光ａ１～ａ６、ｂ１～ｂ５を二点鎖線で表し、図１０（ｂ）において、ホログラフィック回折格子３ｅで回折された平行光が伝搬する部分（領域）を灰色で表す。
【0036】
ＬＥＤ素子６ｅから出射される発散角２φの拡散光ａｂは、ルーバーフィルム８の透明層８ｅを介してホログラフィック回折格子３ｅに入射して伝搬角θの平行光ａ１に回折され、平行光ａ１は、基板２の後面２Ｒの領域Ａ１に当たって全反射して平行光ｂ１となり、平行光ｂ１は、前面２Ｆの領域Ｂ１に当たって全反射して平行光ａ２となり、平行光ａ２は、ホログラフィック光学素子４に入って一部の光が透過して後面４Ｓの領域Ａ２に当たって全反射して平行光ｂ２となり、平行光ｂ２は、基板２内に入って前面２Ｆの領域Ｂ２に当たって全反射して平行光ａ３となり、平行光ａ３は、ホログラフィック光学素子４に入って一部の光が透過して後面４Ｓの領域Ａ３に当たって全反射して平行光ｂ３となり、平行光ｂ３は、基板２内に入って前面２Ｆの領域Ｂ３に当たって全反射し、これを繰り返して基板２内を平行光ａ４、ｂ４、ａ５、ｂ５、ａ６が伝搬して行く。
この場合、ホログラフィック回折格子３ｅで回折され、後面２Ｒ、後面４Ｓ、前面３Ｆで全反射される平行光（ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３・・・）は、図８（ｂ）に示すように伝搬方向に直交し基板２の厚み方向に直交する方向に拡散せず平行であり（図８（ｂ）に示されている灰色の帯状領域）、その伝搬方向の長さｙは、基板２の厚さをｔとすると、ｙ＝２ｔ×ｔａｎθとなり、平行光（ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３・・・）が、後面３Ｒ、後面４Ｓ、前面３Ｆに伝搬方向に隙間なく当たるためには、ホログラフィック回折格子３ｅの光の伝搬方向の長さＭｙと長さｙを等しくする必要がある。例えば、θ＝６０度、ｔ＝５ｍｍの場合、Ｍｙ＝ｙ＝２×５×ｔａｎ６０°＝１７．３ｍｍとなる。
また、他のＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子６ａ～６ｄ、６ｆ～６ｉ）から出射される発散角２φの拡散光も、同様にして対向する位置にあるホログラフィック回折格子で伝搬角θの平行光に回折され、基板２内を伝搬していく。
この場合、ホログラフィック回折格子３ｅで回折され、後面２Ｒ、後面４Ｓ、前面３Ｆで全反射される平行光（ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３・・・）は、図８（ｂ）に示すように伝搬方向に直交し基板２の厚み方向に直交する方向に拡散せず平行であり（図８（ｂ）に示されている灰色の帯状領域）、その伝搬方向の長さｙは、基板２の厚さをｔとすると、ｙ＝２ｔ×ｔａｎθとなり、平行光（ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３・・・）が、後面３Ｒ、後面４Ｓ、前面３Ｆに伝搬方向に隙間なく当たるためには、ホログラフィック回折格子３ｅの光の伝搬方向の長さＭｙと長さｙを等しくする必要がある。例えば、θ＝６０度、ｔ＝５ｍｍの場合、Ｍｙ＝ｙ＝２×５×ｔａｎ６０°＝１７．３ｍｍとなる。
また、他のＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子６ａ～６ｄ、６ｆ～６ｉ）から出射される発散角２φの拡散光も、同様にして対向する位置にあるホログラフィック回折格子で伝搬角θの平行光に回折され、基板２内を伝搬していく。
【0037】
ここで、ホログラフィック光学素子４には、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉからの平行光（Ｚ方向のＸＹ面に対して角度θの平行光）が照射されたとき、ホログラム画像が再生される干渉縞が記録されている。
よって、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで回折され、基板２の前面２Ｆで全反射しホログラフィック光学素子４に入った平行光の一部は、ホログラフィック光学素子４の干渉縞により回折して、基板２から外側（正面側）に出て、これによってホログラム画像が再生され、正面側のホログラフィック光学素子４と対向する位置にいる観察者は、再生されたホログラム画像を視認することができる。
すなわち、基板２の前面２Ｆで全反射しホログラフィック光学素子４に入った平行光のうち、一部はホログラム画像を表す画像光として基板２の外側（正面側）に出て、残りは平行光のままホログラフィック光学素子４の後面４Ｓで全反射することとなる。
この場合、ホログラフィック光学素子４が貼り付けられた基板２内において、ホログラフィック光学素子４の後面４Ｓ又は基板２の前面２Ｆに当たった平行光が前面２Ｆ又は後面４Ｓに当たるまでに進む距離Ｓ’は、ホログラフィック光学素子４の厚みをδとすると、Ｓ’＝（ｄ＋δ）ｔａｎθとなり、ホログラフィック光学素子４が貼り付けられていない基板２内を平行光が進む距離Ｓ（＝ｄｔａｎθ）より大きくなる。 δが基板２の厚みｄに比べて小さい場合（例えば、δはｄの５％以下）は、Ｓ’とＳはほぼ等しく、δは無視してよいが、δがｄに比べて無視できないほど大きい場合（例えば、δはｄの１０％以上）は、ＬｙとＳ’が同じになるに、すなわち、Ｌｙ＝（ｄ＋δ）ｔａｎθとなるように設定し、基板２内を伝搬する平行光がホログラフィック光学素子４を照射するようにするのが望ましい。
よって、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで回折され、基板２の前面２Ｆで全反射しホログラフィック光学素子４に入った平行光の一部は、ホログラフィック光学素子４の干渉縞により回折して、基板２から外側（正面側）に出て、これによってホログラム画像が再生され、正面側のホログラフィック光学素子４と対向する位置にいる観察者は、再生されたホログラム画像を視認することができる。
すなわち、基板２の前面２Ｆで全反射しホログラフィック光学素子４に入った平行光のうち、一部はホログラム画像を表す画像光として基板２の外側（正面側）に出て、残りは平行光のままホログラフィック光学素子４の後面４Ｓで全反射することとなる。
この場合、ホログラフィック光学素子４が貼り付けられた基板２内において、ホログラフィック光学素子４の後面４Ｓ又は基板２の前面２Ｆに当たった平行光が前面２Ｆ又は後面４Ｓに当たるまでに進む距離Ｓ’は、ホログラフィック光学素子４の厚みをδとすると、Ｓ’＝（ｄ＋δ）ｔａｎθとなり、ホログラフィック光学素子４が貼り付けられていない基板２内を平行光が進む距離Ｓ（＝ｄｔａｎθ）より大きくなる。 δが基板２の厚みｄに比べて小さい場合（例えば、δはｄの５％以下）は、Ｓ’とＳはほぼ等しく、δは無視してよいが、δがｄに比べて無視できないほど大きい場合（例えば、δはｄの１０％以上）は、ＬｙとＳ’が同じになるに、すなわち、Ｌｙ＝（ｄ＋δ）ｔａｎθとなるように設定し、基板２内を伝搬する平行光がホログラフィック光学素子４を照射するようにするのが望ましい。
【0038】
以上のようにホログラム画像再生装置１は、基板２、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉ、ホログラフィック光学素子４、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉと封入樹脂層７ａ～７ｉを有するＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉ及び遮光層９ａ～９ｈを有するルーバーフィルム８を備え、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉとホログラフィック回折格子３ａ～３ｉとの間は、拡散光の拡散角を増加させない非拡散層となり、所定の指向角で各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、途中でさらに拡散ことなく、ルーバーフィルム８の遮光層９ａ～９ｈによって吸収されるわずかな光量以外に減少せずに、対向する各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで回折されて出射する平行光の光量の減少を最小限に抑えることができる。
そして、ホログラム画像再生装置１おいては、このように光量の減少が最小限に抑えられた平行光が基板２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４を照射することから、明るいホログラム画像を再生表示させることができる。
そして、ホログラム画像再生装置１おいては、このように光量の減少が最小限に抑えられた平行光が基板２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４を照射することから、明るいホログラム画像を再生表示させることができる。
【0039】
［他のホログラム画像再生装置］
本発明のホログラム画像再生装置は、図１～図１０に示すホログラム画像再生装置１に限定されるものではなく、種々の形態をとることができる。
図１１（ａ）は、他のホログラム画像再生装置の左側面図、図１１（ｂ）は、他のホログラム画像再生装置の正面図、図１１ｃ）は、他のホログラム画像再生装置の背面図、図１１（ｄ）は、他の示すホログラム画像再生装置の底面図、図１２（ａ）は、図１１（ｂ）のＣ－Ｃ拡大断面図、図１２（ｂ）は、図１１（ｂ）のＤ－Ｄ拡大断面図、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）の一部拡大図である。
図中、１’はホログラム画像再生装置、２’は基板、２’Ｆは前面、２’Ｒは後面、９”ａ～９”ｈは遮光層であり、図１～図１０に示すホログラム画像再生装置１の構成部分と同一のものには同一の符号を付し、図において、Ｘは基板２’を前面２’Ｆが正面を向くように置いた場合の前面２’Ｆにおける水平方向（左右方向）、Ｙは前面２’ＦにおけるＸ方向と垂直な方向（上下方向）、Ｚは前面２’Ｆ（ＸＹ面）と垂直な方向（上下方向、基板２’の厚み方向）である。
図に示すように、ホログラム画像再生装置１’は、基板２’、ホログラフィック回折格子列３、ホログラフィック光学素子４、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉ、は遮光層９”ａ～９”ｈを備えている。
基板２’は、基板２と同じ光学的屈折率の平板状の無色透明な板であり、第１の面となる前面２’Ｆ、第２の面となる後面２’Ｒを備え、基板２と同じ材料からなる。
基板２’においては、後面２’Ｒ側にＬＥＤ素子６ａ～６ｉ等が埋め込まれることから、基板２’は、基板２より若干厚くなっている。
本発明のホログラム画像再生装置は、図１～図１０に示すホログラム画像再生装置１に限定されるものではなく、種々の形態をとることができる。
図１１（ａ）は、他のホログラム画像再生装置の左側面図、図１１（ｂ）は、他のホログラム画像再生装置の正面図、図１１ｃ）は、他のホログラム画像再生装置の背面図、図１１（ｄ）は、他の示すホログラム画像再生装置の底面図、図１２（ａ）は、図１１（ｂ）のＣ－Ｃ拡大断面図、図１２（ｂ）は、図１１（ｂ）のＤ－Ｄ拡大断面図、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）の一部拡大図である。
図中、１’はホログラム画像再生装置、２’は基板、２’Ｆは前面、２’Ｒは後面、９”ａ～９”ｈは遮光層であり、図１～図１０に示すホログラム画像再生装置１の構成部分と同一のものには同一の符号を付し、図において、Ｘは基板２’を前面２’Ｆが正面を向くように置いた場合の前面２’Ｆにおける水平方向（左右方向）、Ｙは前面２’ＦにおけるＸ方向と垂直な方向（上下方向）、Ｚは前面２’Ｆ（ＸＹ面）と垂直な方向（上下方向、基板２’の厚み方向）である。
図に示すように、ホログラム画像再生装置１’は、基板２’、ホログラフィック回折格子列３、ホログラフィック光学素子４、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉ、は遮光層９”ａ～９”ｈを備えている。
基板２’は、基板２と同じ光学的屈折率の平板状の無色透明な板であり、第１の面となる前面２’Ｆ、第２の面となる後面２’Ｒを備え、基板２と同じ材料からなる。
基板２’においては、後面２’Ｒ側にＬＥＤ素子６ａ～６ｉ等が埋め込まれることから、基板２’は、基板２より若干厚くなっている。
【0040】
ホログラフィック回折格子列３、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉは、ホログラム画像再生装置１に取り付けられたものと同じであるが、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１と異なり、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉがルーバーフィルム８を介さずに基板２’の前面２’Ｆの下部に取り付けられている。
ホログラフィック光学素子４は、画像再生装置１に取り付けられたものと同じであり、基板２’の後面２’Ｒに空気を介さずに貼り合わされている。
ＬＥＤ素子６ａ～６ｉは、ホログラム画像再生装置１のＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉに収納されたものと同じであるが、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１と異なり、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉ、パッケージ基板、電極、ボンディングワイヤー等がＬＥＤパッケージではなく、基板２’の後面２’Ｒ側に埋め込まれている。
すなわち、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１のようにＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉを基板２の後面２に貼り付けることに代えて、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉ等を基板２’の後面２’Ｒ側に埋め込んでいる。
これにより、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１のような基板２の後面２から突出物（ＬＥＤパッケージ）がなく、装置全体を薄くできると共に、ＬＥＤパッケージを基板に貼り付ける必要がなく、製造工程を簡素化できる。
ホログラフィック光学素子４は、画像再生装置１に取り付けられたものと同じであり、基板２’の後面２’Ｒに空気を介さずに貼り合わされている。
ＬＥＤ素子６ａ～６ｉは、ホログラム画像再生装置１のＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉに収納されたものと同じであるが、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１と異なり、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉ、パッケージ基板、電極、ボンディングワイヤー等がＬＥＤパッケージではなく、基板２’の後面２’Ｒ側に埋め込まれている。
すなわち、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１のようにＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉを基板２の後面２に貼り付けることに代えて、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉ等を基板２’の後面２’Ｒ側に埋め込んでいる。
これにより、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１のような基板２の後面２から突出物（ＬＥＤパッケージ）がなく、装置全体を薄くできると共に、ＬＥＤパッケージを基板に貼り付ける必要がなく、製造工程を簡素化できる。
【0041】
遮光層９”ａ～９”ｈは、ルーバーフィルム８の遮光層９や薄膜マスク８’の遮光層９’と同様に黒色シリコンゴム等の黒色樹脂からなり、図１２（ｃ）に示すうようにＸＺ断面がくさび形状をしており、その先端はＬＥＤ素子６ａ～６ｉが埋め込まれた深さまで延びている。
この遮光層９”ａ～９”ｈは、基板２’の前面２’Ｆのホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの境界部分にくさび形状の溝を形成し、その溝に黒色樹脂を充填することにより形成される。
すなわち、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１のルーバーフィルム８や薄膜マスク８’を使用せず、隣り合うホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの境界部分が各遮光層９”ａ～９”ｈに重なるようにして、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２’と同じになる接着剤等（図示せず）により、ホログラフィック回折格子列３が基板２’の前面２’Ｆに直接貼り付けられる。
これにより、ホログラム画像再生装置１’においては、隣り合うホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの境界部分以外に遮光層がなく、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した指向角内の拡散光のすべてが対向するホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射し、ホログラム画像再生装置１のようにルーバーフィルム８や薄膜マスク８’を基板２に貼り付ける必要がなく、製造工程を簡素化できる。
この遮光層９”ａ～９”ｈは、基板２’の前面２’Ｆのホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの境界部分にくさび形状の溝を形成し、その溝に黒色樹脂を充填することにより形成される。
すなわち、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１のルーバーフィルム８や薄膜マスク８’を使用せず、隣り合うホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの境界部分が各遮光層９”ａ～９”ｈに重なるようにして、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板２’と同じになる接着剤等（図示せず）により、ホログラフィック回折格子列３が基板２’の前面２’Ｆに直接貼り付けられる。
これにより、ホログラム画像再生装置１’においては、隣り合うホログラフィック回折格子３ａ～３ｉの境界部分以外に遮光層がなく、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した指向角内の拡散光のすべてが対向するホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射し、ホログラム画像再生装置１のようにルーバーフィルム８や薄膜マスク８’を基板２に貼り付ける必要がなく、製造工程を簡素化できる。
【0042】
ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１と同様に、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉとホログラフィック回折格子３ａ～３ｉとの間は、拡散光の拡散角を増加させない非拡散層となり、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した光は、さらに拡散せずに基板２’から出射して直接ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射する。
また、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光のうちＸ方向（左右方向）の指向角２φの外側部分の光は、遮光層９”ａ～９”ｈによって吸収され、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉのうち対向する位置にあるホログラフィック回折格子のみに入射し、その隣にあるホログラフィック回折格子には入射しないこととなる。
よって、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１と同様に、指向角２φ（φは約６０度）で各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、途中でさらに拡散ことなく、遮光層９”ａ～９”ｈによって吸収されるわずかな光量以外に減少せずに、対向する各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで回折されて出射する平行光の光量の減少を最小限に抑えることができる。
また、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光のうちＸ方向（左右方向）の指向角２φの外側部分の光は、遮光層９”ａ～９”ｈによって吸収され、各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉのうち対向する位置にあるホログラフィック回折格子のみに入射し、その隣にあるホログラフィック回折格子には入射しないこととなる。
よって、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１と同様に、指向角２φ（φは約６０度）で各ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射した拡散光は、途中でさらに拡散ことなく、遮光層９”ａ～９”ｈによって吸収されるわずかな光量以外に減少せずに、対向する各ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで回折されて出射する平行光の光量の減少を最小限に抑えることができる。
【0043】
そして、ホログラム画像再生装置１’においては、ホログラム画像再生装置１と同様に、ＬＥＤ素子６ａ～６ｉから出射される指向角２φの拡散光は、対向する位置にあるホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで伝搬角θの平行光に回折され、基板２’の前面２’Ｆで全反射しホログラフィック光学素子４に入った平行光の一部は、ホログラフィック光学素子４の干渉縞により回折して、基板２’から外側（正面側）に出て、これによってホログラム画像が再生され、正面側のホログラフィック光学素子４と対向する位置にいる観察者は、再生されたホログラム画像を視認することができる。
よって、ホログラム画像再生装置１’においても、ホログラム画像再生装置１と同様に、光量の減少が最小限に抑えられた平行光が基板２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４を照射することから、明るいホログラム画像を再生表示させることができる。
よって、ホログラム画像再生装置１’においても、ホログラム画像再生装置１と同様に、光量の減少が最小限に抑えられた平行光が基板２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４を照射することから、明るいホログラム画像を再生表示させることができる。
【0044】
［光照射装置］
図１３は、本発明の光照射装置を使用した検査システムの斜視図、図１４（ａ）は、図１３に示す光照射装置の平面図、図１４（ｂ）は、図１３に示す光照射装置の底面図、図１４（ａ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の背面図、図１４（ｃ）は、図１３に示す光照射装置の正面図、図１４（ｄ）は、図１３に示す光照射装置の左側面図、図１５（ａ）は、図１４（ａ）のＥ－Ｅ拡大断面図、図１５（ｂ）は、図１４（ａ）のＦ－Ｆ拡大断面図である。
図中、１０は検査システム、１１は光照射装置、１２は基板、１２Ｕは上面、１２Ｌは下面、１３はホログラフィック回折格子列、１３ａ～１３ｉはホログラフィック回折格子、１４はホログラフィック光学素子、１５はＬＥＤパッケージ列、１５ａ～１５ｉはＬＥＤパッケージ、１６ａ～１６ｉはＬＥＤ素子、１７ａ～１７ｉは封入樹脂層、１８はルーバーフィルム、１８ａは透明層、１９は遮光層、２０はカメラ、２１は検査対象物、２２は検査台であり、図において、Ｘは水平方向（左右方向）、ＹはＸ方向と垂直な方向（上下方向）、ＺはＸＹ面と垂直な方向（上下方向）である。
図に示すように、検査システム１０は、光照射装置１１、カメラ２０、検査台２２、検査制御装置（図示せず）を備え、検査台２２に載置された検査対象物２１に対して、光照射装置１１から照明光を照射し、カメラ２０で検査対象物２１を撮影し、検査制御装置から撮影画像に基づく検査結果を出力する。
光照射装置１１は、基板１２、ホログラフィック回折格子列１３、ホログラフィック光学素子１４、ＬＥＤパッケージ列１５及びルーバーフィルム１８を備えている。
基板１２は、ホログラム画像再生装置１の基板２と同じものであるが、ホログラム画像再生装置では、厚さ方向が前後方向（Ｚ方向）となるように基板２が配置されるのに対し、光照射装置１１では、厚さ方向が上下方向（Ｙ方向）となるように基板１２が配置される。
これより、基板１２の下面１２Ｌが第１の面となり、基板１２の上面１２Ｕが第２の面となる。
図１３は、本発明の光照射装置を使用した検査システムの斜視図、図１４（ａ）は、図１３に示す光照射装置の平面図、図１４（ｂ）は、図１３に示す光照射装置の底面図、図１４（ａ）は、図１に示すホログラム画像再生装置の背面図、図１４（ｃ）は、図１３に示す光照射装置の正面図、図１４（ｄ）は、図１３に示す光照射装置の左側面図、図１５（ａ）は、図１４（ａ）のＥ－Ｅ拡大断面図、図１５（ｂ）は、図１４（ａ）のＦ－Ｆ拡大断面図である。
図中、１０は検査システム、１１は光照射装置、１２は基板、１２Ｕは上面、１２Ｌは下面、１３はホログラフィック回折格子列、１３ａ～１３ｉはホログラフィック回折格子、１４はホログラフィック光学素子、１５はＬＥＤパッケージ列、１５ａ～１５ｉはＬＥＤパッケージ、１６ａ～１６ｉはＬＥＤ素子、１７ａ～１７ｉは封入樹脂層、１８はルーバーフィルム、１８ａは透明層、１９は遮光層、２０はカメラ、２１は検査対象物、２２は検査台であり、図において、Ｘは水平方向（左右方向）、ＹはＸ方向と垂直な方向（上下方向）、ＺはＸＹ面と垂直な方向（上下方向）である。
図に示すように、検査システム１０は、光照射装置１１、カメラ２０、検査台２２、検査制御装置（図示せず）を備え、検査台２２に載置された検査対象物２１に対して、光照射装置１１から照明光を照射し、カメラ２０で検査対象物２１を撮影し、検査制御装置から撮影画像に基づく検査結果を出力する。
光照射装置１１は、基板１２、ホログラフィック回折格子列１３、ホログラフィック光学素子１４、ＬＥＤパッケージ列１５及びルーバーフィルム１８を備えている。
基板１２は、ホログラム画像再生装置１の基板２と同じものであるが、ホログラム画像再生装置では、厚さ方向が前後方向（Ｚ方向）となるように基板２が配置されるのに対し、光照射装置１１では、厚さ方向が上下方向（Ｙ方向）となるように基板１２が配置される。
これより、基板１２の下面１２Ｌが第１の面となり、基板１２の上面１２Ｕが第２の面となる。
【0045】
ホログラフィック回折格子列１３は、ホログラム画像再生装置１のホログラフィック回折格子列３と同じものであり、Ｘ方向（左右方向）に隙間なく配置された９個のホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉからなり、基板１２の下面１２Ｌの手前側にルーバーフィルム１８（後述する）を介して取り付けられている。
ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉは、ホログラフィック回折格子列３のホログラフィック回折格子３ａ～３ｉと同じものであり、下面１２Ｌに対して上面１２Ｕ側から法線方向（Ｙ方向）に所定の拡散角をもった所定の波長の拡散光が照射されたとき、拡散光をＹＺ方向にＸＺ面（下面１２Ｌ）に対して所定の角度の平行光に偏向するように回折する干渉縞が記録されている。
各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉで回折される平行光は、基板１２の下面１２Ｌと上面１２Ｕに当たって全反射しながら基板１２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４（後述する）に入射して照明光となって出射する。
ホログラフィック光学素子１４は、ホログラム画像再生装置１のホログラフィック光学素子４と同じ体積型ホログラム素子であり、感光性材料である体積型ホログラフィック記録材料からなり、基板１２の上面１２Ｕに空気を介さずに貼り合わされている。
このホログラフィック光学素子１４には、その上面（上面１２Ｕ）に対して所定の方向・角度から、所定の波長の平行光が入射されたとき、検査対象物２１を照射する拡散光、平行光、収束光、発散光等の照明光を出射する干渉縞が記録されている。
本実施形態のホログラフィック光学素子１４は、ホログラフィック回折格子１３ａ等と同様に、反射型であり、光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、このホログラフィック光学素子１４には、下面１２Ｌ側から上面１２Ｕの法線に対して約６０度の角度で、白色の平行光が照射されたとき、平行光を下面１２の法線に対して前後方向に±１５度、左右方向に±１５度の拡散光として下面１２Ｌ側に回折する干渉縞が記録されている。
なお、ホログラフィック光学素子１４は、透過型でもよく、その場合は、基板１２の下面１２Ｌに透過型のホログラフィック光学素子１４が貼り付けられ、ＹＺ方向上面１２Ｕ側からＸＺ面の法線に対して所定角度で所定波長の平行光が照射され、下面１２Ｌ側に検査対象物２１を照射する照明光が出射される。
ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉは、ホログラフィック回折格子列３のホログラフィック回折格子３ａ～３ｉと同じものであり、下面１２Ｌに対して上面１２Ｕ側から法線方向（Ｙ方向）に所定の拡散角をもった所定の波長の拡散光が照射されたとき、拡散光をＹＺ方向にＸＺ面（下面１２Ｌ）に対して所定の角度の平行光に偏向するように回折する干渉縞が記録されている。
各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉで回折される平行光は、基板１２の下面１２Ｌと上面１２Ｕに当たって全反射しながら基板１２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子４（後述する）に入射して照明光となって出射する。
ホログラフィック光学素子１４は、ホログラム画像再生装置１のホログラフィック光学素子４と同じ体積型ホログラム素子であり、感光性材料である体積型ホログラフィック記録材料からなり、基板１２の上面１２Ｕに空気を介さずに貼り合わされている。
このホログラフィック光学素子１４には、その上面（上面１２Ｕ）に対して所定の方向・角度から、所定の波長の平行光が入射されたとき、検査対象物２１を照射する拡散光、平行光、収束光、発散光等の照明光を出射する干渉縞が記録されている。
本実施形態のホログラフィック光学素子１４は、ホログラフィック回折格子１３ａ等と同様に、反射型であり、光学的屈折率が約１．５の体積型ホログラフィック記録材料からなり、このホログラフィック光学素子１４には、下面１２Ｌ側から上面１２Ｕの法線に対して約６０度の角度で、白色の平行光が照射されたとき、平行光を下面１２の法線に対して前後方向に±１５度、左右方向に±１５度の拡散光として下面１２Ｌ側に回折する干渉縞が記録されている。
なお、ホログラフィック光学素子１４は、透過型でもよく、その場合は、基板１２の下面１２Ｌに透過型のホログラフィック光学素子１４が貼り付けられ、ＹＺ方向上面１２Ｕ側からＸＺ面の法線に対して所定角度で所定波長の平行光が照射され、下面１２Ｌ側に検査対象物２１を照射する照明光が出射される。
【0046】
ＬＥＤパッケージ列１５は、ホログラム画像再生装置１のＬＥＤパッケージ列５と同じものであり、Ｘ方向（左右方向）に配置された９個のＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉからなり、基板１２の上面１２Ｕのホログラフィック回折格子列１３に対向する位置に配置される。
ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉは、ＬＥＤパッケージ列５のＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉと同じものであり、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉ、封入樹脂層１７ａ～１７ｉの他、土台となるパッケージ基板、電極、ボンディングワイヤー（いずれも図示せず）等を備えている。
ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉは、ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉのＬＥＤ素子６ａ～６ｉと同じものであり、パッケージ基板に取り付けられ、ボンディングワイヤーにより電極に接合され、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップが発光して拡散光を出射する。
封入樹脂層１７ａ～１７ｉは、ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉの封入樹脂層７ａ～７ｉと同じものであり、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉを覆っている。
そして、各ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉの中心が各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉの中心と対向する位置にくるようにして、各ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉの各封入樹脂層１７ａ～１７ｉの一面が、光学的屈折率が基板１２と同じかそれに近いエポキシ樹脂系等の接着剤等により、基板１２の上面１２Ｕに貼り付けられ、これにより、各ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉが基板１２の上面１２Ｕに取り付けられる。
なお、基板１２と封入樹脂層１７ａ～１７ｉと接着剤等の光学的屈折率は同じであることがＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子１３ａ１～３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板１２と封入樹脂層１７ａ～７ｉと接着剤等の相互間にあってもよい。
また、ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉを基板１２に固定する手段として、封入樹脂層１７ａ～１７ｉを基板１２の上面１２Ｕに接着剤等より貼り付けることに代えて、封入樹脂層１７ａ～１７ｉを直接基板１２の上面１２Ｕに密着させるようにして接着剤等以外の手段（例えばネジ）でＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉを基板１２に固定してもよい。
ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉは、ＬＥＤパッケージ列５のＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉと同じものであり、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉ、封入樹脂層１７ａ～１７ｉの他、土台となるパッケージ基板、電極、ボンディングワイヤー（いずれも図示せず）等を備えている。
ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉは、ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉのＬＥＤ素子６ａ～６ｉと同じものであり、パッケージ基板に取り付けられ、ボンディングワイヤーにより電極に接合され、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップが発光して拡散光を出射する。
封入樹脂層１７ａ～１７ｉは、ＬＥＤパッケージ５ａ～５ｉの封入樹脂層７ａ～７ｉと同じものであり、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉを覆っている。
そして、各ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉの中心が各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉの中心と対向する位置にくるようにして、各ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉの各封入樹脂層１７ａ～１７ｉの一面が、光学的屈折率が基板１２と同じかそれに近いエポキシ樹脂系等の接着剤等により、基板１２の上面１２Ｕに貼り付けられ、これにより、各ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉが基板１２の上面１２Ｕに取り付けられる。
なお、基板１２と封入樹脂層１７ａ～１７ｉと接着剤等の光学的屈折率は同じであることがＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子１３ａ１～３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板１２と封入樹脂層１７ａ～７ｉと接着剤等の相互間にあってもよい。
また、ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉを基板１２に固定する手段として、封入樹脂層１７ａ～１７ｉを基板１２の上面１２Ｕに接着剤等より貼り付けることに代えて、封入樹脂層１７ａ～１７ｉを直接基板１２の上面１２Ｕに密着させるようにして接着剤等以外の手段（例えばネジ）でＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉを基板１２に固定してもよい。
【0047】
ルーバーフィルム１８は、ホログラム画像再生装置１のルーバーフィルム８と同じものであり、透明層１８ａと遮光層１９を備え、透明層１８ａ～１８ｉと遮光層１９ａ～１９ｈのＹ方向（上下方向）の厚さは同じである（図６参照）。
透明層１８ａは、ルーバーフィルム８の透明層８ａと同じものであり、遮光層１９は、ルーバーフィルム８の遮光層９と同じものであり、透明層１８ａと遮光層１９が交互に一定間隔で配置され、隣り合う遮光層１９の間隔は、各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉの幅（Ｘ方向の長さ）より短くなっている。
そして、ルーバーフィルム１８の背面が、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板１２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、基板１２の下面１２Ｌの下部に貼り付けられる。
また、図１５に示すようにエポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板１２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、ホログラフィック回折格子列１３がルーバーフィルム１８の下面に貼り付けられる。
なお、基板１２、ルーバーフィルム１８、接着剤等の光学的屈折率は同じであることがホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板１２とルーバーフィルム１８と接着剤等の相互間にあってもよい。
また、光照射装置１１においても、ホログラム画像再生装置１と同様にルーバーフィルム１８に代えて図８に示す薄膜マスク８’を使用することができる。
透明層１８ａは、ルーバーフィルム８の透明層８ａと同じものであり、遮光層１９は、ルーバーフィルム８の遮光層９と同じものであり、透明層１８ａと遮光層１９が交互に一定間隔で配置され、隣り合う遮光層１９の間隔は、各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉの幅（Ｘ方向の長さ）より短くなっている。
そして、ルーバーフィルム１８の背面が、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板１２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、基板１２の下面１２Ｌの下部に貼り付けられる。
また、図１５に示すようにエポキシ樹脂系、シリコン樹脂系等の光学的屈折率が基板１２と同じかそれに近い接着剤等（図示せず）により、ホログラフィック回折格子列１３がルーバーフィルム１８の下面に貼り付けられる。
なお、基板１２、ルーバーフィルム１８、接着剤等の光学的屈折率は同じであることがホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射する拡散光の拡散角を増加させない上で望ましいが、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射する光（拡散光）の光量をそれほど減少させない程度の拡散角の増加を生じさせる屈折率差、例えば０．１～０．２程度の屈折率差が、基板１２とルーバーフィルム１８と接着剤等の相互間にあってもよい。
また、光照射装置１１においても、ホログラム画像再生装置１と同様にルーバーフィルム１８に代えて図８に示す薄膜マスク８’を使用することができる。
【0048】
光照射装置１１においてはＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉとホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉとの間は、拡散光の拡散角を増加させない非拡散層となり、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射した光は、さらに拡散せずに基板２内に入射し、拡散せずに基板１２から出射してルーバーフィルム１８を介してホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射する。
よって、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉが発光して生成された拡散光は、途中でさらに拡散することなくホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉを照射する拡散光の光量の減少が抑制される。
また、各ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射した拡散光のうちＸ方向（左右方向）の指向角２φの外側部分の光は、ルーバーフィルム１８の遮光層１９によって吸収され、各ＬＥＤ素子１６ａ１～６ｉから出射した拡散光は、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉのうち対向する位置にあるホログラフィック回折格子のみに入射し、その隣にあるホログラフィック回折格子には入射しない。
よって、光照射装置１１においては、ホログラム画像再生装置１と同様に、ｔａｎφ＝ｗ／（２ｈ）を満たすように各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉの一辺の長さｗと、各ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから対向するホログラフィック回折格子までの距離ｈを設定することにより、発散角２φ（φは約６０度）で各ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射した拡散光は、途中でさらに拡散ことなく、ルーバーフィルム１８の遮光層１９ａ～９ｈによって吸収されるわずかな光量以外に減少せずに、対向する各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉで回折されて出射する平行光の光量の減少を最小限に抑えることができる。
なお、光照射装置１１においては、ホログラム画像再生装置１のようなホログラム像を再生するものではないため、ホログラム像のコントラス等を考慮する必要がなく、ルーバーフィルム１８をなくして、各ＬＥＤ素子１６ａ１～６ｉから出射した拡散光の一部が対向する位置にあるホログラフィック回折格子の隣にあるホログラフィック回折格子に入射することとなってもよい。
よって、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉが発光して生成された拡散光は、途中でさらに拡散することなくホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉを照射する拡散光の光量の減少が抑制される。
また、各ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射した拡散光のうちＸ方向（左右方向）の指向角２φの外側部分の光は、ルーバーフィルム１８の遮光層１９によって吸収され、各ＬＥＤ素子１６ａ１～６ｉから出射した拡散光は、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉのうち対向する位置にあるホログラフィック回折格子のみに入射し、その隣にあるホログラフィック回折格子には入射しない。
よって、光照射装置１１においては、ホログラム画像再生装置１と同様に、ｔａｎφ＝ｗ／（２ｈ）を満たすように各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉの一辺の長さｗと、各ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから対向するホログラフィック回折格子までの距離ｈを設定することにより、発散角２φ（φは約６０度）で各ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射した拡散光は、途中でさらに拡散ことなく、ルーバーフィルム１８の遮光層１９ａ～９ｈによって吸収されるわずかな光量以外に減少せずに、対向する各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射し、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉで回折されて出射する平行光の光量の減少を最小限に抑えることができる。
なお、光照射装置１１においては、ホログラム画像再生装置１のようなホログラム像を再生するものではないため、ホログラム像のコントラス等を考慮する必要がなく、ルーバーフィルム１８をなくして、各ＬＥＤ素子１６ａ１～６ｉから出射した拡散光の一部が対向する位置にあるホログラフィック回折格子の隣にあるホログラフィック回折格子に入射することとなってもよい。
【0049】
［光照射装置による検査対象物の照射］
光照射装置１１においては、ホログラム画像再生装置１と同様に、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射した拡散光が、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉを照射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで平行光に偏向するように回折され、この平行光が基板１２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子１４を照射する。
図１６は、５番目のＬＥＤ素子１６ｅから出射した拡散光が基板１２内を伝搬する状態を説明するための基板１２の左側面から見た説明図であり、図中、１４Ｕはホログラフィック光学素子の上面である。
図１６において、ＬＥＤ素子１６ｅから出射される拡散光ａｂ’を一点鎖線で表し、ＬＥＤ素子１６ｅと対向するホログラフィック回折格子１３ｅで回折されて基板１２の上面１２Ｕ、下面１２Ｌで全反射しながら伝搬する平行光ａ１’～ａ６ ’、ｂ１’～ｂ５ ’を二点鎖線で表す。
ＬＥＤ素子１６ｅから出射される発散角２φの拡散光ａｂ’は、ルーバーフィルム１８の透明層を介してホログラフィック回折格子１３ｅに入射して伝搬角θの平行光ａ１’に回折され、平行光ａ１’は、基板１２の上面１２Ｕの領域Ａ１’に当たって全反射して平行光ｂ１’となり、平行光ｂ１’は、下面１２Ｌの領域Ｂ１’に当たって全反射して平行光ａ２’となり、平行光ａ２’は、ホログラフィック光学素子１４に入って一部の光が透過して上面１４Ｕの領域Ａ２’に当たって全反射して平行光ｂ２’となり、平行光ｂ２’は、基板１２内に入って下面１２Ｌの領域Ｂ２’に当たって全反射して平行光ａ３’となり、平行光ａ３’は、ホログラフィック光学素子１４に入って一部の光が透過して上面１４Ｕの領域Ａ３’に当たって全反射して平行光ｂ３’となり、平行光ｂ３’は、基板１２内に入って下面１２Ｌの領域Ｂ３’に当たって全反射し、これを繰り返して基板１２内を平行光ａ４’、ｂ４’、ａ５’、ｂ５’、ａ６’が伝搬して行く。
また、他のＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｄ、１６ｆ～１６ｉ）から出射される発散角２φの拡散光も、同様にして対向する位置にあるホログラフィック回折格子で伝搬角θの平行光に回折され、基板１２内を伝搬していく。
光照射装置１１においては、ホログラム画像再生装置１と同様に、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射した拡散光が、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉを照射し、ホログラフィック回折格子３ａ～３ｉで平行光に偏向するように回折され、この平行光が基板１２内を伝搬し、ホログラフィック光学素子１４を照射する。
図１６は、５番目のＬＥＤ素子１６ｅから出射した拡散光が基板１２内を伝搬する状態を説明するための基板１２の左側面から見た説明図であり、図中、１４Ｕはホログラフィック光学素子の上面である。
図１６において、ＬＥＤ素子１６ｅから出射される拡散光ａｂ’を一点鎖線で表し、ＬＥＤ素子１６ｅと対向するホログラフィック回折格子１３ｅで回折されて基板１２の上面１２Ｕ、下面１２Ｌで全反射しながら伝搬する平行光ａ１’～ａ６ ’、ｂ１’～ｂ５ ’を二点鎖線で表す。
ＬＥＤ素子１６ｅから出射される発散角２φの拡散光ａｂ’は、ルーバーフィルム１８の透明層を介してホログラフィック回折格子１３ｅに入射して伝搬角θの平行光ａ１’に回折され、平行光ａ１’は、基板１２の上面１２Ｕの領域Ａ１’に当たって全反射して平行光ｂ１’となり、平行光ｂ１’は、下面１２Ｌの領域Ｂ１’に当たって全反射して平行光ａ２’となり、平行光ａ２’は、ホログラフィック光学素子１４に入って一部の光が透過して上面１４Ｕの領域Ａ２’に当たって全反射して平行光ｂ２’となり、平行光ｂ２’は、基板１２内に入って下面１２Ｌの領域Ｂ２’に当たって全反射して平行光ａ３’となり、平行光ａ３’は、ホログラフィック光学素子１４に入って一部の光が透過して上面１４Ｕの領域Ａ３’に当たって全反射して平行光ｂ３’となり、平行光ｂ３’は、基板１２内に入って下面１２Ｌの領域Ｂ３’に当たって全反射し、これを繰り返して基板１２内を平行光ａ４’、ｂ４’、ａ５’、ｂ５’、ａ６’が伝搬して行く。
また、他のＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｄ、１６ｆ～１６ｉ）から出射される発散角２φの拡散光も、同様にして対向する位置にあるホログラフィック回折格子で伝搬角θの平行光に回折され、基板１２内を伝搬していく。
【0050】
ここで、ホログラフィック光学素子１４には、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉからの平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、検査対象物２１を照射するためのＺ方向（前後方向）に±１５度、Ｘ方向（左右方向）に±１５度の拡散光を出射する干渉縞が記録されている。
図１７は、５番目のＬＥＤ素子１６ｅから出射した拡散光が基板１２内を伝搬しながら、ホログラフィック光学素子１４の干渉縞により回折して、基板１２から外側（下面側）に拡散光として出射して検査対象物２１を照射する状態を説明する説明図である。
ホログラフィック光学素子１４に入った平行光ａ２’、ａ３’、ａ４’、ａ５’、ａ６’のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子１４で上面１２Ｕの法線に対して上下方向に±１５度、左右方向に±１５度の拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５として下面１２Ｌ側に回折され、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５が検査台２２に載置された検査対象物２１を照射する。
この場合、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の強さが均一になるように、ホログラフィック光学素子１４の回折効率を変化させ、例えば、ホログラフィック光学素子１４に最初に入る平行光ａ２’の回折効率を２０％、次の平行光ａ３’の回折効率を２５％、次の平行光ａ４’の回折効率を３３．３％、次の平行光ａ５’の回折効率を５０％、最後の平行光ａ６’の回折効率を１００％とすると、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の強さが均一になる。
また、基板１２と検査対象物２１（検査台２２）の間に空気が介在するため、基板１２を出た拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５は、収束するように屈折して検査対象物２１（検査台２２を照射することから、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の拡散角を、検査対象物２１（検査台２２）を照射する光が均一となるように調整する。
よって、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉで回折され、基板１２の下面１２Ｌで全反射しホログラフィック光学素子１４に入った平行光の一部は、ホログラフィック光学素子１４の干渉縞により回折して、基板１２から外側（下面側）に拡散光として出射して検査対象物２１を照射し、この拡散光が照射された検査対象物２１をカメラ２０が撮像する。
図１７は、５番目のＬＥＤ素子１６ｅから出射した拡散光が基板１２内を伝搬しながら、ホログラフィック光学素子１４の干渉縞により回折して、基板１２から外側（下面側）に拡散光として出射して検査対象物２１を照射する状態を説明する説明図である。
ホログラフィック光学素子１４に入った平行光ａ２’、ａ３’、ａ４’、ａ５’、ａ６’のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子１４で上面１２Ｕの法線に対して上下方向に±１５度、左右方向に±１５度の拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５として下面１２Ｌ側に回折され、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５が検査台２２に載置された検査対象物２１を照射する。
この場合、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の強さが均一になるように、ホログラフィック光学素子１４の回折効率を変化させ、例えば、ホログラフィック光学素子１４に最初に入る平行光ａ２’の回折効率を２０％、次の平行光ａ３’の回折効率を２５％、次の平行光ａ４’の回折効率を３３．３％、次の平行光ａ５’の回折効率を５０％、最後の平行光ａ６’の回折効率を１００％とすると、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の強さが均一になる。
また、基板１２と検査対象物２１（検査台２２）の間に空気が介在するため、基板１２を出た拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５は、収束するように屈折して検査対象物２１（検査台２２を照射することから、拡散光ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の拡散角を、検査対象物２１（検査台２２）を照射する光が均一となるように調整する。
よって、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉで回折され、基板１２の下面１２Ｌで全反射しホログラフィック光学素子１４に入った平行光の一部は、ホログラフィック光学素子１４の干渉縞により回折して、基板１２から外側（下面側）に拡散光として出射して検査対象物２１を照射し、この拡散光が照射された検査対象物２１をカメラ２０が撮像する。
【0051】
図１８は、ホログラフィック光学素子１４にホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉから平行光が入射したとき、ホログラフィック光学素子１４から拡散光以外の照明光を出射して検査対象物２１を照射する状態を説明する説明図であり、同図（ａ）は、照明光として平行光を出射する場合、同図（ｂ）は、照明光として収束光を出射する場合、同図（ｃ）は、照明光として発散光を出射する場合を示している。
図１８（ａ）に示すようにホログラフィック光学素子１４から照明光として平行光を出射する場合、ホログラフィック光学素子１４には、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉからの平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、上面１２Ｕ（ＸＺ面）に対して垂直な平行光を出射する干渉縞が記録されている。
この場合、ホログラフィック光学素子１４に入った平行光ａ２’、ａ３’、ａ４’、ａ５’、ａ６’のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子１４で上面１２Ｕに垂直な平行光ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５として下面１２Ｌ側に回折され、平行光ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５が検査台２２に載置された検査対象物２１を照射する。
図１８（ｂ）に示すようにホログラフィック光学素子１４から照明光として収束光を出射する場合、ホログラフィック光学素子１４には、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉからの平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、微小な検査対象物２１’のやや下方の点Ｐに収束する収束光を出射する干渉縞が記録されている。
この場合、ホログラフィック光学素子１４に入った平行光ａ２’、ａ３’、ａ４’、ａ５’、ａ６’のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子１４で収束光ｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４、ｅ５として下面１２Ｌ側に回折され、収束光ｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４、ｅ５が検査台２２に載置された微小な検査対象物２１’を照射する。
図１８（ｃ）に示すようにホログラフィック光学素子１４から照明光として発散光を出射する場合、ホログラフィック光学素子１４には、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉからの平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、基板１２の上方の点Ｑから発散する発散光を出射する干渉縞が記録されている。
この場合、ホログラフィック光学素子１４に入った平行光ａ２’、ａ３’、ａ４’、ａ５’、ａ６’のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子１４で発散光ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５として下面１２Ｌ側に回折され、発散光ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５とが検査台２２に載置された検査対象物２１を照射する。
図１８（ａ）に示すようにホログラフィック光学素子１４から照明光として平行光を出射する場合、ホログラフィック光学素子１４には、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉからの平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、上面１２Ｕ（ＸＺ面）に対して垂直な平行光を出射する干渉縞が記録されている。
この場合、ホログラフィック光学素子１４に入った平行光ａ２’、ａ３’、ａ４’、ａ５’、ａ６’のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子１４で上面１２Ｕに垂直な平行光ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５として下面１２Ｌ側に回折され、平行光ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５が検査台２２に載置された検査対象物２１を照射する。
図１８（ｂ）に示すようにホログラフィック光学素子１４から照明光として収束光を出射する場合、ホログラフィック光学素子１４には、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉからの平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、微小な検査対象物２１’のやや下方の点Ｐに収束する収束光を出射する干渉縞が記録されている。
この場合、ホログラフィック光学素子１４に入った平行光ａ２’、ａ３’、ａ４’、ａ５’、ａ６’のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子１４で収束光ｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４、ｅ５として下面１２Ｌ側に回折され、収束光ｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４、ｅ５が検査台２２に載置された微小な検査対象物２１’を照射する。
図１８（ｃ）に示すようにホログラフィック光学素子１４から照明光として発散光を出射する場合、ホログラフィック光学素子１４には、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉからの平行光（ＸＺ面に対して角度θの平行光）が入射したとき、基板１２の上方の点Ｑから発散する発散光を出射する干渉縞が記録されている。
この場合、ホログラフィック光学素子１４に入った平行光ａ２’、ａ３’、ａ４’、ａ５’、ａ６’のうち透過しない光は、ホログラフィック光学素子１４で発散光ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５として下面１２Ｌ側に回折され、発散光ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５とが検査台２２に載置された検査対象物２１を照射する。
【0052】
以上のように光照射装置１１は、基板１２、ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉ、ホログラフィック光学素子１４、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉと封入樹脂層１７ａ～１７ｉを有するＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉ及び遮光層１９ａ～１９ｈを有するルーバーフィルム１８を備え、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉとホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉとの間は、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射した拡散光の拡散角を増加させない非拡散層となり、所定の発散角で各ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉから出射した拡散光は、途中でさらに拡散ことなく、ルーバーフィルム８１の遮光層１９ａ～１９ｈによって吸収されるわずかな光量以外に減少せずに、対向する各ホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉに入射し、ホログラフィック回折格１子３ａ～１３ｉで回折されて出射する平行光の光量の減少を最小限に抑えることができる。
そして、光照射装置１１おいては、このように光量の減少が最小限に抑えられた平行光が基板１２内を伝搬してホログラフィック光学素子１４を照射し、ホログラフィック光学素子１４から、検査対象物２１を照射するための明るい照射光を拡散光のみならず平行光、収束光、発散光としても出射することができる。
なお、本発明の光照射装置は、図１３～図１８に示す光照射装置１１に限定されるものではなく、種々の形態をとることができ、ホログラム画像再生装置１’と同じように、ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉを基板１２の上面１２Ｕに貼り付けることに代えて、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉ等を基板１２の上面１２Ｕ側に埋め込んでもよく、また、ルーバーフィルム１８を使用せず、基板１２の下面１２Ｌのホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉの境界部分にくさび形状の溝を形成し、その溝に黒色樹脂を充填することにより遮光層を形成し、ホログラフィック回折格子列１３を基板１２の下面１２Ｌに直接貼り付けてもよい。
そして、光照射装置１１おいては、このように光量の減少が最小限に抑えられた平行光が基板１２内を伝搬してホログラフィック光学素子１４を照射し、ホログラフィック光学素子１４から、検査対象物２１を照射するための明るい照射光を拡散光のみならず平行光、収束光、発散光としても出射することができる。
なお、本発明の光照射装置は、図１３～図１８に示す光照射装置１１に限定されるものではなく、種々の形態をとることができ、ホログラム画像再生装置１’と同じように、ＬＥＤパッケージ１５ａ～１５ｉを基板１２の上面１２Ｕに貼り付けることに代えて、ＬＥＤ素子１６ａ～１６ｉ等を基板１２の上面１２Ｕ側に埋め込んでもよく、また、ルーバーフィルム１８を使用せず、基板１２の下面１２Ｌのホログラフィック回折格子１３ａ～１３ｉの境界部分にくさび形状の溝を形成し、その溝に黒色樹脂を充填することにより遮光層を形成し、ホログラフィック回折格子列１３を基板１２の下面１２Ｌに直接貼り付けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0053】
本発明のホログラム画像再生装置及び光照射装置は、ＬＥＤ素子から出射し透明基板に入射して複数の反射型のホログラフィック回折格子を照射する拡散光の光量の減少を抑えることにより、複数の反射型のホログラフィック回折格子で偏光される平行光の光量の減少を抑え、ホログラフィック光学素子から明るいホログラム画像が再生されるようにし、また、ホログラフィック光学素子からより明るい光を拡散光以外の平行光、収束光、発散光としても出射でき、樹脂で覆われたＬＥＤ素子から出射して透明基板に入射した拡散光を、透明基板の拡散光が入射しない側の面に一方向に隙間なく配置された複数の反射型のホログラフィック回折格子で回折させ、透明基板内を全反射しながら伝搬する平行光に偏向し、この平行光をホログラフィック光学素子に照射してホログラム画像を再生するホログラム画像再生装置、及び、製品の表面検査等のための光を出射する光照射装置に利用できる。
【符号の説明】
【0054】
１、１’ ホログラム画像再生装置
２、２’ 基板
２Ｆ、２’Ｆ 前面
２Ｒ、２’Ｒ 後面
３ ホログラフィック回折格子列
３ａ～３ｉ ホログラフィック回折格子
４ ホログラフィック光学素子
５ ＬＥＤパッケージ列
５ａ～５ｉ ＬＥＤパッケージ
６ａ～６ｉ ＬＥＤ素子
６ｅＢ、６ｅＢ’ 拡散光
７ａ～７ｉ 封入樹脂層
８ ルーバーフィルム
８ａ 透明層
８’は薄膜マスク
８’ｋはマスク基材
９、９’、９”ａ～９”ｈ 遮光層
１０ 検査システム
１１ 光照射装置
１２ 基板
１２Ｕ 上面
１２Ｌ 下面
１３ ホログラフィック回折格子列
１３ａ～１３ｉ ホログラフィック回折格子
１４ ホログラフィック光学素子
１５ ＬＥＤパッケージ列
１５ａ～１５ｉ ＬＥＤパッケージ
１６ａ～１６ｉ ＬＥＤ素子
１７ａ～１７ｉ 封入樹脂層
１８ ルーバーフィルム
１８ａ 透明層
１９ 遮光層
２０ カメラ
２１ 検査対象物
２２ 検査台
２、２’ 基板
２Ｆ、２’Ｆ 前面
２Ｒ、２’Ｒ 後面
３ ホログラフィック回折格子列
３ａ～３ｉ ホログラフィック回折格子
４ ホログラフィック光学素子
５ ＬＥＤパッケージ列
５ａ～５ｉ ＬＥＤパッケージ
６ａ～６ｉ ＬＥＤ素子
６ｅＢ、６ｅＢ’ 拡散光
７ａ～７ｉ 封入樹脂層
８ ルーバーフィルム
８ａ 透明層
８’は薄膜マスク
８’ｋはマスク基材
９、９’、９”ａ～９”ｈ 遮光層
１０ 検査システム
１１ 光照射装置
１２ 基板
１２Ｕ 上面
１２Ｌ 下面
１３ ホログラフィック回折格子列
１３ａ～１３ｉ ホログラフィック回折格子
１４ ホログラフィック光学素子
１５ ＬＥＤパッケージ列
１５ａ～１５ｉ ＬＥＤパッケージ
１６ａ～１６ｉ ＬＥＤ素子
１７ａ～１７ｉ 封入樹脂層
１８ ルーバーフィルム
１８ａ 透明層
１９ 遮光層
２０ カメラ
２１ 検査対象物
２２ 検査台
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
