全息元件、照明装置、投影机以及全息元件的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供对多个波长区域的光得到可靠的光学性能并适合于紧凑的构成的全息元件、使用该全息元件的照明装置、投影机以及全息元件的制造方法。本发明专利技术的全息元件通过使入射的光衍射而在被照射面上形成规定的照明图案的全息元件（１２），通过使第１波长区域的光在第１区域衍射而形成照明图案，并通过使与第１波长区域不同的第２波长区域的光在与第１区域相同平面上的第２区域衍射而形成照明图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全息元件、照明装置、投影机以及全息元件的制造方法，特别涉及在投影机的照明装置中使用的全息元件的技术。
技术介绍
近年，投影机的小型化在发展。随之，空间光调制装置，例如液晶显示装置的小型化也在进行。在使光透过的透过型液晶显示装置的情况下，随着小型化，作为像素彼此之间的遮光部的黑矩阵的比例增加，因此，开口率降低。与此相对，在使光反射的反射型液晶显示装置的情况下，每个像素的控制线被配置在反射电极的下面，因此，可以使像素彼此的间隔极其小。由于能够减小像素彼此的间隔，因此，能够降低开口率。此外，当使用反射型液晶显示装置时，由于采用利用与向反射型液晶显示装置入射的光相同的光路使光射出的构成，因此，光学系统的小型化也可以实现。由此，在投影机的小型化中，反射型液晶显示装置是适合的。使用反射型液晶显示装置的投影机的技术例如在专利文献1中提出。[专利文献1]特开2006-84820号公报近年，提出使用激光光源作为投影机的光源的技术。如果与以往作为投影机的光源使用的超高压水银灯(UHP灯)相比，则激光光源具有色再现性高、可以瞬时点亮、寿命长等优点。在使用激光光源的照明装置中能够使用全息元件。全息元件通过使激光衍射，可以同时进行照明区域的整形、放大以及照明区域的光量分布的均匀化。全息元件通过采用与所衍射的光的波长对应的构成，可以正确地进行照明区域的整形和光量分布的均匀化等。当利用多个色光显示图像时，为了得到可靠的光学性能，使用每-->个色光的全息元件。在组合了全息元件和反射型液晶显示装置的情况下，采用利用与向反射型液晶显示装置入射的光相同的光路使光射出的构成是困难的，从激光光源到反射型液晶显示装置的光路对于每个色光都需要。由于需要从激光光源到反射型液晶显示装置的每个色光的光路，因此，实现紧凑的光学系统变得困难。如上所述，如果采用以往的技术，则发生使得对多个波长区域的光的良好的光学性能和组装了全息元件的构成的小型化都实现是困难的问题。本专利技术正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供对多个波长区域的光得到可靠的光学性能、并且适合于紧凑的构成的全息元件、使用该全息元件的照明装置、投影机以及全息元件的制造方法。
技术实现思路
为了解决上述课题并实现目的，本专利技术的全息元件是通过使入射的光衍射而在被照射面上形成规定的照明图案的全息元件，其特征在于，通过使第1波长区域的光在第1区域衍射而形成照明图案，并且通过使与第1波长区域不同的第2波长区域的光在与第1区域相同平面上的第2区域衍射而形成照明图案。通过在相同平面上的第1区域和第2区域使第1波长区域的光、第2波长区域的光分别衍射，与对每个波长区域配置全息元件的情况相比，能够使照明装置实现少的零件个数，并且谋求节省空间。此外，通过采用使对每个区域不同的波长区域的光衍射的构成，可以对于多个波长区域的光得到可靠的光学性能。这样，对于多个波长区域的光，得到可靠的光学性能，并且得到适合于紧凑的构成的全息元件。此外，作为本专利技术的优选形式，具有在第1区域和第2区域形成的多个凸部；设置在第1区域的凸部以与第1波长区域对应的第1单位长度为单位，设定向着与平面大致正交的方向的长度；设置在第2区域的凸部以与第2波长区域对应的第2单位长度为单位，设定向着与平面大致正交的方向的长度。这样，采用使对每个区域不同的波长的光衍射的构成，对于-->多个波长的光，得到可靠的光学性能。进一步地，本专利技术的照明装置的特征在于，具有：提供相干光的光源部以及使相干光衍射的上述全息元件。通过使用上述全息元件，对于多个波长的光，得到可靠的光学性能，并且得到紧凑的构成。这样，得到高性能且紧凑的照明装置。此外，作为本专利技术的优选形式，光源部具备：提供第1波长区域的相干光的第1光源部以及提供与第1波长区域不同的第2波长区域的相干光的第2光源部；全息元件通过使第1波长区域的相干光在第1区域衍射而形成照明图案，并且通过使第2波长区域的相干光在与第1区域相同平面上的第2区域衍射而形成照明图案。这样，得到对于第1波长区域的相干光和第2波长区域的相干光具有可靠的光学性能的全息元件。此外，作为本专利技术的优选形式，具有使来自全息元件的第1波长区域的相干光和第2波长区域的相干光分离的光分离部。这样，能够使来自全息元件的第1波长区域的相干光和第2波长区域的相干光向不同的方向行进。此外，作为本专利技术的优选形式，第1光源部提供作为具有第1振动方向的第1偏振光的相干光，第2光源部提供作为具有与第1振动方向大致正交的第2振动方向的第2偏振光的相干光，光分离部具备使第1偏振光反射并使第2偏振光透过的偏振光分离部。这样，能够使第1波长区域的相干光和第2波长区域的相干光分离。此外，作为本专利技术的优选形式，光源部具备提供与第1波长区域和第2波长区域不同的第3波长区域的相干光的第3光源部；全息元件通过使第3波长区域的相干光在与第1区域和第2区域相同平面上的第3区域衍射而形成照明图案；光分离部具备：使第1波长区域的相干光、第3波长区域的相干光和第2波长区域的相干光分离的第1光分离部；以及使第1波长区域的相干光和第3波长区域的相干光分离的第2光分离部。通过能够提供3个波长区域的光，能够实现适于图像显示的用途的构成。通过采用对于3个波长区域的光使用1个全息元件的构成，与使用多个全息元件-->的情况相比，能够将照明装置实现为零件个数少的紧凑的构成。此外，作为本专利技术的优选形式，第2光分离部具备使第1波长区域的相干光透过并使第3波长区域的相干光反射的波长分离部。这样，能够使第1波长的相干光和第3波长的相干光分离。此外，作为本专利技术的优选形式，光源部具备提供与第1波长区域和第2波长区域不同的第3波长区域的相干光的第3光源部，全息元件具备使第1波长区域的相干光和第2波长区域的相干光衍射的第1全息元件，并进一步具有使第3波长区域的相干光衍射的第2全息元件。由于能够提供3个波长区域的光，因此，能够实现适于图像显示的用途的构成。通过采用对于3个波长区域的光使用2个全息元件的构成，与使用3个全息元件的情况相比，能够将照明装置实现为零件个数少的紧凑的构成。此外，与用1个全息元件使各波长区域的光衍射的情况相比，能够减少相对全息元件的光轴的衍射光的偏移量，提高衍射效率。此外，作为本专利技术的优选形式，全息元件使一次衍射光入射到被照射面。进一步地，全息元件只使一次衍射光入射到被照射面。在使一次衍射光和零次衍射光同时入射到被照射面的构成中，当与一次衍射光相比零次衍射光的光量大时，存在零次衍射光和一次衍射光重合、只有照明区域的一部分变得明亮的情况。通过采用只使一次衍射光入射的构成，可以使光量分布均匀化。这样，能够提供均匀化后的光量分布的光。此外，作为本专利技术的优选形式，第1光源部和第2光源部使向着沿平面的特定方向并列的第1波长区域的相干光和第2波长区域的相干光入射到全息元件，全息元件在与特定方向大致正交的平面内使从全息元件的光轴偏移的一次衍射光入射到被照射面。在这种情况下，对于第1波长区域、第2波长区域的各相干光，能够使来自全息元件的光轴的一次衍射光的偏移量相同。这样，对于第1波长区域、第2波长区域的各相干光，能够设置大致相同的衍射效率。进一步地，本专利技术的投影机的特征在于，具有：上述照明装置以及根据图像信号调制来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全息元件，是通过使入射的光衍射而在被照射面上形成规定的照明图案的全息元件，其特征在于，　　　　通过使第１波长区域的光在第１区域衍射而形成上述照明图案，并且通过使与上述第１波长区域不同的第２波长区域的光在与上述第１区域相同平面上的第２区域衍射而形成上述照明图案。

【技术特征摘要】
JP 2007-3-27 080869/2007;JP 2008-1-28 015876/20081.一种全息元件，是通过使入射的光衍射而在被照射面上形成规定的照明图案的全息元件，其特征在于，通过使第1波长区域的光在第1区域衍射而形成上述照明图案，并且通过使与上述第1波长区域不同的第2波长区域的光在与上述第1区域相同平面上的第2区域衍射而形成上述照明图案。2.根据权利要求1所述的全息元件，其特征在于，具有在上述第1区域和上述第2区域形成的多个凸部；在上述第1区域设置的上述凸部以与上述第1波长区域对应的第1单位长度为单位，设定向着与上述平面大致正交的方向的长度；在上述第2区域设置的上述凸部以与上述第2波长区域对应的第2单位长度为单位，设定向着与上述平面大致正交的方向的长度。3.一种照明装置，其特征在于，具有：提供相干光的光源部；以及使上述相干光衍射的权利要求1或2所述的全息元件。4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，上述光源部具备：提供第1波长区域的相干光的第1光源部；以及提供与上述第1波长区域不同的第2波长区域的相干光的第2光源部；上述全息元件通过使上述第1波长区域的相干光在第1区域衍射而形成上述照明图案，并且通过使上述第2波长区域的相干光在与上述第1区域相同平面上的第2区域衍射而形成上述照明图案。5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，具有：使来自上述全息元件的上述第1波长区域的相干光与来自上述第2波长区域的相干光分离的光分离部。6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，上述第1光源部提供作为具有第1振动方向的第1偏振光的相干光，上述第2光源部提供作为具有与上述第1振动方向大致正交的第2振动方向的第2偏振光的相干光；上述光分离部具备使上述第1偏振光反射并使上述第2偏振光透过的偏振光分离部。7.根据权利要求4～6的任意一项所述的照明装置，其特征在于，上述光源部具备提供与上述第1波长区域和上述第2波长区域不同的第3波长区域的相干光的第3光源部；上述全息元件通过使上述第3波长区域的相干光在与上述第1区域和上述第2区域相同平面上的第3区域衍射而形成上述照明图案；上述光分离部具备：使上述第1波长区域的相干光、上述第3波长区域的相干光与上述第2波长区域的相干光分离的第1光分离部；使上述第1波长区域的相干光与上述第3波长区域的相干光分离的第2光分离部。8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，上述第2光分离部具备使上述第1波长区域的相干光透过并使上述第3波长区域的相干光反射的波长分离部。9.根据权利要求4～6的任意一项所述的照明装置，其特征在于：上述光源部具备：提供与上述第1波长区域和上述第2波长区域不同的第3波长区域的相干光的第3光源部；上述全息元件具备使上述第1波长区域的相干光和上述第2波长区域的相干光衍射的第1全息元件，进而具有使上述第3波长区域的相干光衍射的第2全息元件。10.根据权利要求3～9的任意一项所述的照明装置，其特征在于，上述全息元件使一次衍射光入射到被照射面。11.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于，上述第1光源部和上述第2光源部使向着沿上述平面的特定方向并列的上述第1波长区域的相干光和上述第2波长区域的相干光向上述全息元件入射；上述全息元件在与上述特定方向大致正交的平面内，使从上述全息元件的光轴偏移的上述一次衍射光入射到上述被照射面。12.一种投影机，其特征在于，具有：权利要求3～11任意一项所述的照明装置；以及根据图像信号对来自上述照明装置的光进行调制的空间光调制装置。13.根据权利要求12所述的投影机，其特征在于，上述照明装置具备：提供第1波长区域的相干光的第1光源部；提供与上述第1波长区域不同的第2波长区域的相干光的第2光源部；通过使来自上述第1光源部和上...

【专利技术属性】
技术研发人员：山内泰介，武田高司，户谷贵洋，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]