專利名稱：全息元件、照明裝置、投影機以及全息元件的制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及全息元件、照明裝置、投影機以及全息元件的制造方法，特別渉;Me投影機的照明裝置中使用的全息元件的技術(shù)。
技術(shù)背景近年，投影機的小型化在t艮。隨之，空間光調(diào)制裝置，例如液晶顯 示裝置的小型化也在進行。在使光透過的透過型液晶顯示裝置的情況下， 隨著小型化，作為像素彼此之間的遮光部的黑矩陣的比例增加，因此，開 口率降低。與此相對，在使光反射的反射型液晶顯示裝置的情況下，每個 像素的控制線被配置在反射電極的下面，因此，可以使像素彼此的間隔極 其小。由于能夠減小像素彼此的間隔，因此，能夠降低開口率。此外，當 4吏用反射型液晶顯示裝置時，由于采用利用與向反射型液晶顯示裝置入射 的光相同的光路4吏光射出的構(gòu)成，因此，光學系統(tǒng)的小型化也可以實現(xiàn)。 由此，在投影機的小型化中，反射型液晶顯示裝置是適合的。使用反射型 液晶顯示裝置的投影機的技術(shù)例如在專利文獻i中提出。[專利文獻l]特開2006-84820號^^艮近年，提出使用激光光源作為投影機的光源的技術(shù)。如果與以往作為 投影機的光源使用的超高壓水銀燈(UHP燈)相比，則激光光源具有色再 現(xiàn)性高、可以瞬時點亮、壽命長等優(yōu)點。在使用激光光源的照明裝置中能 夠使用全息元件。全息元件通過使激光衍射，可以同時進行照明區(qū)域的整 形、放大以及照明區(qū)域的光量分布的均勻化。全息元件通過采用與所衍射 的光的波長對應的構(gòu)成，可以正確地進行照明區(qū)域的整形和光量分布的均 勻化等。當利用多個色光顯示圖像時，為了得到可靠的光學性能，使用每個色光的全息元件。在組合了全息元件和反射型液晶顯示裝置的情況下，采用利用與向反 射型液晶顯示裝置入射的光相同的光路使光射出的構(gòu)成是困難的，從激光 光源到反射型液晶顯示裝置的光路對于每個色光都需要。由于需要從激光 光源到反射型液晶顯示裝置的每個色光的光路，因此，實現(xiàn)緊湊的光學系 統(tǒng)變得困難。如上所述，如果采用以往的技術(shù)，則發(fā)生使得對多個波長區(qū) 域的光的良好的光學性能和組裝了全息元件的構(gòu)成的小型化都實現(xiàn)是困難 的問題。本發(fā)明正是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供對多個波長 區(qū)域的光得到可靠的光學性能、并且適合于緊湊的構(gòu)成的全息元件、使用 該全息元件的照明裝置、投影機以及全息元件的制造方法。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述課題并實現(xiàn)目的，本發(fā)明的全息元件是通過使入射的光 衍射而在被照射面上形成規(guī)定的照明圖案的全息元件，其特征在于，通過 使笫1波長區(qū)域的光在第1區(qū)域衍射而形成照明圖案，并且通過使與第1波長區(qū)域不同的第2波長區(qū)域的光在與第1區(qū)域相同平面上的第2區(qū)域衍 射而形成照明圖案。通過在相同平面上的笫1區(qū)域和笫2區(qū)域^f吏第1波長區(qū)域的光、第2 波長區(qū)域的光分別衍射，與對每個波長區(qū)域配置全息元件的情況相比，能 夠使照明裝置實現(xiàn)少的零件個數(shù)，并且謀求節(jié)省空間。此外，通過采用使 對每個區(qū)域不同的波長區(qū)域的光衍射的構(gòu)成，可以對于多個波長區(qū)域的光 得到可靠的光學性能。這樣，對于多個波長區(qū)域的光，得到可靠的光學性能，并且得到適合于緊湊的構(gòu)成的全息元件。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，具有在第1區(qū)域和第2區(qū)域形成的多 個凸部；設置在第1區(qū)域的凸部以與第1波長區(qū)域?qū)捏?單位長度為 單位，設定向著與平面大致正交的方向的長度；設置在第2區(qū)域的凸部以 與笫2波長區(qū)域?qū)牡?單位長度為單位，設定向著與平面大致正交的 方向的長度。這樣，采用使對每個區(qū)域不同的波長的光衍射的構(gòu)成，對于多個波長的光，得到可靠的光學性能。進一步地，本發(fā)明的照明裝置的特征在于，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。通過使用上述全息元件，對于多個 波長的光，得到可靠的光學性能，并且得到緊湊的構(gòu)成。這樣，得到高性 能且緊湊的照明裝置。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，光源部具備提供第l波長區(qū)域的相 干光的第1光源部以及提供與第1波長區(qū)域不同的第2波長區(qū)域的相干光 的第2光源部；全息元件通過使第1波長區(qū)域的相干光在第1區(qū)域衍射而 形成照明圖案，并且通過使第2波長區(qū)域的相干光在與第1區(qū)域相同平面 上的第2區(qū)域衍射而形成照明圖案。這樣，得到對于第1波長區(qū)域的相干 光和笫2波長區(qū)域的相干光具有可靠的光學性能的全息元件。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，具有使來自全息元件的第1波長區(qū)域 的相千光和第2波長區(qū)域的相干光分離的光分離部。這樣，能夠使來自全 息元件的第1波長區(qū)域的相干光和第2波長區(qū)域的相干光向不同的方向行 進。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，第1光源部提供作為具有第1振動方 向的第1偏振光的相干光，第2光源部提供作為具有與笫1振動方向大致 正交的第2振動方向的第2偏振光的相干光，光分離部具備使第1偏振光 反射并使第2偏振光透過的偏振光分離部。這樣，能夠使第1波長區(qū)域的 相干光和笫2波長區(qū)域的相干光分離。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，光源部具^^提供與第1波長區(qū)域和第 2波長區(qū)域不同的笫3波長區(qū)域的相干光的笫3光源部；全息元件通過使 第3波長區(qū)域的相干光在與第1區(qū)域和第2區(qū)域相同平面上的笫3區(qū)域衍 射而形成照明圖案；光分離部具備使第l波長區(qū)域的相干光、笫3波長 區(qū)域的相干光和第2波長區(qū)域的相干光分離的第1光分離部；以及使第1 波長區(qū)域的相干光和第3波長區(qū)域的相干光分離的第2光分離部。通過能 夠提供3個波長區(qū)域的光，能夠?qū)崿F(xiàn)適于圖像顯示的用途的構(gòu)成。通過采 用對于3個波長區(qū)域的光使用l個全息元件的構(gòu)成，與使用多個全息元件的情況相比，能夠?qū)⒄彰餮b置實現(xiàn)為零件個數(shù)少的緊湊的構(gòu)成。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，第2光分離部具名"使第1波長區(qū)域的 相干光透過并使第3波長區(qū)域的相干光反射的波長分離部。這樣，能夠使 第1波長的相干光和笫3波長的相干光分離。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，光源部具備提供與笫1波長區(qū)域和第 2波長區(qū)域不同的第3波長區(qū)域的相干光的第3光源部，全息元件具備使 第1波長區(qū)域的相干光和第2波長區(qū)域的相干光衍射的第1全息元件，并 進一步具有使第3波長區(qū)域的相干光衍射的第2全息元件。由于能夠提供 3個波長區(qū)域的光，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)適于圖像顯示的用途的構(gòu)成。通過采 用對于3個波長區(qū)域的光使用2個全息元件的構(gòu)成，與使用3個全息元件 的情況相比，能夠?qū)⒄彰餮b置實現(xiàn)為零件個數(shù)少的緊湊的構(gòu)成，此外，與 用1個全息元件4吏各波長區(qū)域的光衍射的情況相比，能夠減少相對全息元 件的光軸的衍射光的偏移量，提高衍射效率。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，全息元件使一次衍射光入射到被照射 面。進一步地，全息元件只使一次衍射光入射到被照射面。在使一次衍射 光和零次衍射光同時入射到被照射面的構(gòu)成中，當與一次衍射光相比零次 衍射光的光量大時，存在零次衍射光和一次衍射光重合、只有照明區(qū)域的 一部分變得明亮的情況。通過采用只使一次衍射光入射的構(gòu)成，可以使光 量分布均勻化。這樣，能夠提供均勻化后的光量分布的光。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，第1光源部和第2光源部使向著沿平 面的特定方向并列的第1波長區(qū)域的相干光和第2波長區(qū)域的相千光入射 到全息元件，全息元件在與特定方向大致正交的平面內(nèi)使從全息元件的光 軸偏移的一次衍射光入射到被照射面。在這種情況下，對于笫1波長區(qū)域、 第2波長區(qū)域的各相干光，能夠使來自全息元件的光軸的一次衍射光的偏 移量相同。這樣，對于第l波長區(qū)域、第2波長區(qū)域的各相干光，能夠設 置大致相同的衍射效率。進一步地，本發(fā)明的投影機的特征在于，具有上述照明裝置以及根 據(jù)圖像信號調(diào)制來自照明裝置的光的空間光調(diào)制裝置。通過使用上述照明裝置，能夠得到高性能并且緊湊的構(gòu)成。這樣，能夠顯示明亮且高品質(zhì)的 圖像，并且得到緊湊的投影機。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，照明裝置具備提供第1波長區(qū)域的 相干光的笫1光源部；提供與第1波長區(qū)域不同的第2波長區(qū)域的相干光 的第2光源部；通過使來自第1光源部和第2光源部的相干光衍射而在被 照射面上形成規(guī)定的照明圖案的全息元件；以及使來自全息元件的笫1波 長區(qū)域的相干光和第2波長區(qū)域的相干光分離的光分離部；空間光調(diào)制裝 置具備根據(jù)圖傳 fr號調(diào)制第1波長區(qū)域的相干光的笫1空間光調(diào)制裝置； 以及根據(jù)圖^象信號調(diào)制第2波長區(qū)域的相干光的第2空間光調(diào)制裝置；第 1空間光調(diào)制裝置對來自光分離部的第1波長區(qū)域的相干光進4亍調(diào)制并向 光分離部入射；第2空間光調(diào)制裝置對來自光分離部的第2波長區(qū)域的相 干光進行調(diào)制并向光分離部入射；光分離部使來自第1空間光調(diào)制裝置的 第1波長區(qū)域的相千光和來自第2空間光調(diào)制裝置的第2波長區(qū)域的相干 光合成并向被投影面的方向行進。在這種情況下，對于第1波長區(qū)域的相 干光以及第2波長區(qū)域的相千光，能夠采用利用與向空間光調(diào)制裝置入射 時相同的光路以射出的構(gòu)成。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的構(gòu)成。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，照明裝置具備提供與第1波長區(qū)域和 第2波長區(qū)域不同的第3波長區(qū)域的相干光的第3光源部；全息元件通過 使來自第3光源部的相干光衍射而形成照明圖案；空間光調(diào)制裝置具名—艮 據(jù)圖像信號調(diào)制第3波長區(qū)域的相干光的第3空間光調(diào)制裝置；光分離部 具備使笫1波長區(qū)域的相干光、第3波長區(qū)域的相干光和第2波長區(qū)域 的相干光分離的第1光分離部；以及使第1波長區(qū)域的相干光和第3波長 區(qū)域的相千光分離的笫2光分離部；第1空間光調(diào)制裝置對來自第2光分 離部的第1波長區(qū)域的相千光進行調(diào)制并向第2光分離部入射，第3空間 光調(diào)制裝置對來自笫2光分離部的第3波長區(qū)域的相千光進行調(diào)制并向第 2光分離部入射，第2光分離部使來自笫1空間光調(diào)制裝置的第1波長區(qū) 域的相干光和來自第3空間光調(diào)制裝置的第3波長區(qū)域的相干光合成并向 第1光分離部的方向行進，第2空間光調(diào)制裝置對來自第1光分離部的笫2波長區(qū)域的相干光進行調(diào)制并向第1光分離部入射，第1光分離部使來 自笫2光分離部的第1波長區(qū)域的相干光、第3波長區(qū)域的相千光和來自 第2空間光調(diào)制裝置的第2波長區(qū)域的相干光合成并向被投影面的方向行 進。這樣，對于第1波長區(qū)域的相干光、第2波長區(qū)域的相干光、第3波 長區(qū)域的相干光，能夠?qū)崿F(xiàn)利用與向空間光調(diào)制裝置入射時相同的光路以 射出的構(gòu)成。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選形式，照明裝置具備提供與第1波長區(qū)域和 第2波區(qū)域不同的笫3波長區(qū)域的相干光的第3光源部；全息元件具^f吏 第1波長區(qū)域的相干光和第2波長區(qū)域的相干光衍射的第1全息元件，并 進一步具備使第3波長區(qū)域的相干光衍射的第2全息元件以及在來自第2 全息元件的第3波長區(qū)域的相干光入射的位置設置的光合成部；空間光調(diào) 制裝置具^^艮據(jù)圖像信號調(diào)制來自光合成部的第3波長區(qū)域的相干光的第 3空間光調(diào)制裝置；光分離部使來自笫1全息元件的第1波長區(qū)域的相干 光和第2波長區(qū)域的相干光分離；第3空間光調(diào)制裝置調(diào)制來自光合成部 的笫3波長區(qū)域的相干光并向光合成部入射；光合成部使來自光分離部的 第1波長區(qū)域的相千光、第2波長區(qū)域的相干光和來自笫3空間光調(diào)制裝 置的第3波長區(qū)域的相干光合成并向被投影面的方向行進。這樣，對于第 1波長區(qū)域的相干光、笫2波長區(qū)域的相干光、第3波長區(qū)域的相千光， 能夠?qū)崿F(xiàn)利用與向空間光調(diào)制裝置入射時相同的光路以射出的構(gòu)成。進一步地，本發(fā)明的全息元件的制造方法是通過^7v射的光衍射而在 被照射面上形成規(guī)定的照明圖案的全息元件的制造方法，其特征在于，包 含形成在第l平面上形成多個凸部的笫l模型的第l模型形成工序，其 中上述多個凸部以與笫1波長區(qū)域?qū)牡趌單位長度為單位，設定向著 與第l平面大致正交的方向的長度；形成在第2平面上形成多個凸部的第 2模型的第2模型形成工序，其中上述多個凸部以與和第1波長區(qū)域不同 的笫2波長區(qū)域?qū)牡?單位長度為單位，設定向著與笫2平面大致正 交的方向的長度；使第l模型和第2模型并列的并列工序；以及將在并列 工序中并列的第l模型和第2模型的形狀向材料部件復制的復制工序。這樣，可以簡易地制造能夠使對每個區(qū)域不同的波長的光衍射的全息元件。


圖1是示出本發(fā)明的實施例1的投影機的概略構(gòu)成的圖。圖2是示出全息元件的構(gòu)成的圖。圖3是模式化表示全息元件的表面構(gòu)成的圖。圖4是示出圖3的AA剖面構(gòu)成的圖。圖5是說明在Z方向的凸部的長度的設定的圖。圖6是說明各色光的分離和合成的圖。圖7是示出本發(fā)明的實施例2的投影機的概略構(gòu)成的圖。圖8是說明各色光的分離和合成的圖。圖9是示出本發(fā)明的實施例3的投影機的概略構(gòu)成的圖。圖IO是示出與B光有關(guān)的M素的YZ平面構(gòu)成的圖。圖ll是示出與G光有關(guān)的M素的YZ平面構(gòu)成的圖。圖12是示出實施例3的比較例子的圖。圖13是說明利用本發(fā)明的實施例4制造全息元件的順序的圖。 圖14是說明利用本發(fā)明的實施例4制造全息元件的順序的圖。 符號說明10:投影機；11R: R光用光源部；11G: G光用光源部；11B: B光 用光源部；12:全息元件；13:支持部；14:場透鏡；15:偏振光分離部； 16:偏振光分離膜；17:波長分離部；18:波長分離膜；19:棱鏡；20R: R光用空間光調(diào)制裝置；20G: G光用空間光調(diào)制裝置；20B: B光用空間 光調(diào)制裝置；21:投影透鏡；AR1:第1區(qū)域；AR2:第2區(qū)域；AR3: 第3區(qū)域；25:凸部；30:投影機；31R: R光用光源部；31B: B光用光 源部；31G: G光用光源部；32:第1全息元件；33:第2全息元件；34: 偏振光分離部；35:偏振光分離膜；36:波長選擇偏振光變換部；37:光 合成部；38:偏振光分離部；40:投影機；41:笫1全息元件；42:笫2 全息元件；AX1、 AX2:光軸；51:全息元件；52:空間光調(diào)制裝置；53:交叉分色棱鏡；61:第l模具；62:凸部；Sl:第l平面；63:第2模具； 64:凸部；S2:第2平面；65:材料部件；66:全息元件具體實施方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。 [實施例1]圖1示出本發(fā)明的實施例1的投影機10的概略構(gòu)成。投影機10是向 屏幕(未圖示)提供光、并通過觀察在屏幕上反射的光來欣賞圖像的正投 影型的投影機。投影機10具有紅色(R)光用光源部IIR、綠色(G)光 用光源部11G以及藍色(B)光用光源部IIB。 R光用光源部11R、 G光 用光源部IIG、 B光用光源部IIB是提供作為相干光的激光的光源部。R光用光源部IIR是提供作為第1波長區(qū)域的激光的R光的第1光源 部。G光用光源部11G是提供作為與第l波長區(qū)域不同的笫2波長區(qū)域的 激光的G光的第2光源部。B光用光源部11B是提供作為與第1波長區(qū)域 和笫2波長區(qū)域不同的第3波長區(qū)域的激光的B光的第3光源部。R光用 光源部11R、 G光用光源部11G、 B光用光源部11B具備半導體激光器。 R光用光源部11R和B光用光源部IIB提供具有第l振動方向的第l偏振 光。第1偏振光例如是s偏振光。G光用光源部11G提供具有第2振動方 向的第2偏振光。第2偏振光例如是p偏振光。來自各色光用光源部11R、 IIG、 11B的激光向全息元件12入射。全 息元件12通過使來自各色光用光源部IIR、 IIG、 IIB的相干光衍射而在 被照射面上形成規(guī)定的照明圖案。被照射面是各色光用空間光調(diào)制裝置 20R、 20G、 20B的入射面。向全息元件12入射的激光成為形成大致圓形 狀的點的光束形狀。此外，向全息元件12入射的激光表示在點的中心光量 成為最大并隨著離開點的中心光量降低那樣的光量分布。與此相對，全息 元件12在被照射面形成矩形形狀且均勻化后的光量分布的照明圖案。全息 元件12進行照明區(qū)域的整形、放大、以及照明區(qū)域的光量分布的均勻化。來自全息元件12的激光在經(jīng)過了場透鏡14后，向偏振光分離部15入射。場透鏡14使來自全息元件12的激光平行化。偏振光分離部15是使 R光、B光和G光分離的第1光分離部。偏振光分離部15粘合2個直角 棱鏡而構(gòu)成。在2個直角棱鏡之間涂有偏振光分離膜16。偏振光分離膜16 例如是電介質(zhì)多層膜。偏振光分離部15在偏振光分離膜16使作為笫1偏 振光的s偏振光反射，并使作為第2偏振光的p偏振光透過。偏振光分離 部15除了是立方體型之外也可以是板狀。波長分離部17相對偏振光分離部15設置在與投影透鏡21的一側(cè)相反 的一側(cè)。波長分離部17是使R光和B光分離的第2光分離部。波長分離 部17粘合2個直角棱鏡而構(gòu)成。在2個直角棱鏡之間涂有波長分離膜18。 波長分離膜18例如是電介質(zhì)多層膜。波長分離部17在波長分離膜18 4吏作 為第1波長區(qū)域的激光的R光透過，并使作為第3波長區(qū)域的激光的B光 反射。波長分離部17除了立方體型之外也可以是板狀。各色光用光源部 IIR、 IIG、 IIB、全息元件12、場透鏡14、偏振光分離部15、波長分離 部17和棱鏡19構(gòu)成照明裝置。R光用空間光調(diào)制裝置20R設置在波長分離部17中與偏振光分離部 15的一側(cè)相反的一側(cè)的面，B光用空間光調(diào)制裝置20B相對波長分離膜18 ^沒置在與R光用空間光調(diào)制裝置20R對稱的位置。R光用空間光調(diào)制裝置 20R是根據(jù)圖像信號調(diào)制來自照明裝置的R光的第1空間光調(diào)制裝置。R 光用空間光調(diào)制裝置20R對來自波長分離部17的R光進行調(diào)制并向波長 分離部17入射。B光用空間光調(diào)制裝置20B是凈艮據(jù)圖〗象信號調(diào)制來自照明 裝置的B光的笫3空間光調(diào)制裝置。B光用空間光調(diào)制裝置20B對來自波 長分離部17的B光進行調(diào)制并向波長分離部17入射。棱鏡19相對偏振光分離部15設置在與場透鏡14的一側(cè)相反的一側(cè)。 G光用空間光調(diào)制裝置20G設置在棱鏡19中與偏振光分離部15的一側(cè)相 反的一側(cè)的面。G光用空間光調(diào)制裝置20G是根據(jù)圖像信號調(diào)制來自照明 裝置的G光的第2空間光調(diào)制裝置。G光用空間光調(diào)制裝置20G對經(jīng)過棱 鏡19的來自偏振光分離部15的G光進行調(diào)制，并經(jīng)過棱鏡19向偏振光 分離部15入射。R光用空間光調(diào)制裝置20R、 B光用空間光調(diào)制裝置20B、G光用空間光調(diào)制裝置20G是^^射型液晶顯示裝置(LCOS)。另外，投 影機10也可以省略棱鏡19，在相當于棱鏡19的部分設置空隙。投影透鏡 21投影在各色光用空間光調(diào)制裝置20R、 20G、 20B中進賴制的各色光。圖2示出全息元件12的構(gòu)成。全息元件12由支持部13支持。全息元 件12具備第1區(qū)域AR1、第2區(qū)域AR2和第3區(qū)域AR3。第1區(qū)域AR1、 第2區(qū)域AR2和第3區(qū)域AR3在作為同一平面的XY面上。Z方向是與 該平面大致正交的方向。R光用光源部11R (參照圖1)使R光向第1區(qū) 域AR1入射。全息元件12在第1區(qū)域AR1使R光衍射。G光用光源部 11G (參照圖1)使G光向第2區(qū)域AR2入射。全息元件12在第2區(qū)域 AR2使G光衍射。B光用光源部IIB(參照圖1)使B光向第3區(qū)域AR3 入射。全息元件12在第3區(qū)域AR3使B光衍射。圖3是模式化地表示全息元件12的表面構(gòu)成的圖。圖4示出圖3的 AA剖面構(gòu)成。在第1區(qū)域AR1、笫2區(qū)域AR2、第3區(qū)域AR3上形成有 多個凸部25。凸部25是全息元件12的表面，例如設置在使光射出的射出 面。凸部25在XY面內(nèi)具有矩形形狀。在圖3中，凸部25的著色表示高 低差。在此，越是附著濃的黑色的部分表示形成得越高，換句話說，表示 在圖3的紙面跟前側(cè)。凸部25在圖4所示的剖面，呈矩形形狀。全息元件 12對每個凸部25使激光的初始相位變化。全息元件12通過使激光的相位 在空間上變化，4吏其產(chǎn)生衍射光。由于使作為相干光的激光向全息元件12 入射，因此，能夠得到良好的衍射特性。圖5對在Z方向上的凸部25的長度的設定進行說明。在第1區(qū)域AR1 設置的凸部25以第l單位長度dl為單位，設定向著Z方向的長度。第l 單位長度dl與第1波長區(qū)域?qū)?。在?區(qū)域AR2設置的凸部25以第2 單位長度d2為單位，^沒定向著Z方向的長度。第2單位長度tO與第2波 長區(qū)域?qū)?。在?區(qū)域AR3設置的凸部25以第3單位長度d3為單位， 設定向著Z方向的長度。笫3單位長度d3與第3波長區(qū)域?qū)?。全息?件12通過對包含在Z方向上的凸部25的長度、在XY面內(nèi)的凸部25的 間距和圖案的表面M進行最佳化，能夠得到具備所希望的功能的構(gòu)成。通it^相同平面上的笫1區(qū)域AR1、第2區(qū)域AR2和第3區(qū)域AR3 使R光、G光、B光分別衍射，與對每個波長區(qū)域配置全息元件的情;;U目 比，能夠采用少的零件個數(shù)，并且;某求節(jié)省空間。此外，通過采用^f吏對每 個區(qū)域不同的波長區(qū)域的光衍射的構(gòu)成，可以對多個波長區(qū)域的光得到可 靠的光學性能。通過采用對3個波長區(qū)域的光^f吏用1個全息元件12的構(gòu)成， 與4吏用多個全息元件的情況相比，能夠得到零件個數(shù)少的緊湊的構(gòu)成。此 外，在光學系統(tǒng)中能夠?qū)⑺璧钠窆夥蛛x膜16設置為l個。圖6對偏振光分離部15和波長分離部17的各色光的分離和合成進行 說明。來自全息元件12的R光L1、 G光L3、 B光L5向偏振光分離部15 入射。作為s偏振光的R光Ll通過在偏振光分離膜16的反射而折彎光路， 向波長分離部17入射。向波長分離部17入射的R光Ll透過波長分離膜 18，并向R光用空間光調(diào)制裝置20R入射。通過R光用空間光調(diào)制裝置 20R的調(diào)制而從s偏振光向p偏振光變換的R光L2，透過波長分離部17 并向偏振光分離部15入射。向偏振光分離部15入射的R光L2透過偏振 光分離膜16，向投影透鏡21 (參照圖1)的方向行進。作為p偏振光的G光L3透過偏振光分離膜16，向棱鏡19入射。透 過棱鏡19的G光L3向G光用空間光調(diào)制裝置20G入射。通過G光用空 間光調(diào)制裝置20G的調(diào)制而從p偏振光向s偏振光變換的G光L4透過棱 鏡19，向偏振光分離部15入射。通過設置棱鏡19，能夠使G光的光路長 度與R光、B光的光路長度相等。向偏振光分離部15入射的G光L4通過 偏振光分離膜16的反射而折彎光路，向投影透鏡21的方向行進。作為s偏振光的B光L5通過在偏振光分離膜16的反射而折彎光路， 并向波長分離部17入射。向波長分離部17入射的B光L5通過在波長分 離膜18的^Jt而折彎光路，并向B光用空間光調(diào)制裝置20B入射。通過 B光用空間光調(diào)制裝置20B的調(diào)制而從s偏振光向p偏振光變換的B光 L6通過波長分離膜18的反射而折彎光路，并向偏振光分離部15入射。波 長分離部17 ^f吏來自R光用空間光調(diào)制裝置20R的R光L2和來自B光用 空間光調(diào)制裝置20B的B光L6合成，并向偏振光分離部15的方向行進。向偏振光分離部15入射的B光L6透過偏振光分離膜16，向投影透鏡21 的方向行進。偏振光分離部15使來自R光用空間光調(diào)制裝置20R的R光 L2、來自B光用空間光調(diào)制裝置20B的B光L6和來自G光用空間光調(diào) 制裝置20G的G光L4合成，并向作為被投影面的屏幕(未圖示)的方向 行進。通過^f吏用上述的全息元件12，能夠得到對多個波長的光得到可靠的光 學性能，并且使照明裝置緊湊的構(gòu)成。此外，對于各色光，能夠得到利用 與向空間光調(diào)制裝置入射時相同的光路而使光射出的構(gòu)成。這樣，達到利 用高性能且緊湊的構(gòu)成顯示明亮且高品質(zhì)的圖像的效果。投影機10只要是可以利用與向空間光調(diào)制裝置入射時相同的光路而 使光射出的構(gòu)成即可，并不限于在本實施例中說明的構(gòu)成。例如，以在本 實施例中說明的構(gòu)成為基準，也可以更換R、 G、 B。偏振光分離部15并 不限于使s偏振光反射并使p偏振光透過，可以根據(jù)投影機10的構(gòu)成任意 設定偏振光特性。波長分離部17并不限于使R光透過并使B光反射，可 以根據(jù)投影機10的構(gòu)成任意設定波長特性。各色光用光源部IIR、 IIG、 11B也可以采用使用變換來自半導體激 光器的激光的波長的波長變換元件，例如第二諧波發(fā)生(SHG)元件的構(gòu) 成。各色光用光源部IIR、 IIG、 11B也可以使用半導體激光泵浦固體 (DPSS)激光器、固體激光器、液體激光器、氣體激光器等，以代替半導 體激光器。全息元件12可以例如利用使用模型的模型復制來制造。首先，在石英 !41上涂抹抗蝕劑后，利用電子波束描畫裝置在抗蝕劑上照射電子波束， 進行該抗蝕劑的圖案形成。接著，通過蝕刻處理形成由石英構(gòu)成的模具(模 型)。然后，將合成樹脂制的薄膜形部件等用于形成全息元件12的M和 模具加熱到大于等于基板的玻璃轉(zhuǎn)移溫度。在按壓基敗和模具并保持一定 時間后，將基板和模具冷卻到小于等于基板的玻璃轉(zhuǎn)移溫度，分離1^1和 模具。這樣，形成了在M上復制了所希望的形狀的全息元件12。這樣，全息元件12可以通過在形成了模具(模型)后使該模具的形狀在M上熱復制的所謂納米壓印方法形成。另外，在此*沈明的制造方法是一個例子，如果可以制造具有所希望的形狀的全息元件12，則可以使用任 意的方法。實施例2]圖7示出本發(fā)明的實施例2的投影機30的概略構(gòu)成。本實施例的投影 機30具有第1全息元件32和第2全息元件33。對與上述實施例1相同的 部分付與相同的符號，并省略重復的說明。R光用光源部31R是提供作為第1波長區(qū)域的激光的R光的第1光源 部。B光用光源部31B是提供作為與第l波長區(qū)域不同的第2波長區(qū)域的 激光的B光的第2光源部。G光用光源部31G是提供作為與第1波長區(qū)域 和第2波長區(qū)域不同的第3波長區(qū)域的激光的G光的笫3光源部。R光用 光源部31R、 B光用光源部31B、 G光用光源部31G具備半導體激光器。 R光用光源部31R提供具有第1振動方向的第1偏振光。第1偏振光例如 是s偏振光。B光用光源部31B和G光用光源部31G提供具有第2振動方 向的第2偏振光。笫2偏振光例如是p偏振光。來自R光用光源部31R的R光和來自B光用光源部31B的B光向笫 1全息元件32入射。第1全息元件32通過使來自R光用光源部31R的R 光和來自B光用光源部31B的B光衍射，在被照射面上形成規(guī)定的照明圖 案。第l全息元件32進行照明區(qū)域的整形、放大以及照明區(qū)域的光量分布 的均勻化。第1全息元件32在第1區(qū)域使R光f汙射。此外，第1全息元 件32在與第1區(qū)域相同平面上的第2區(qū)域使B光衍射。來自第l全息元 件32的R光和B光在經(jīng)過場透鏡14后，向偏振光分離部34入射。偏振 光分離部34被j殳置在經(jīng)過場透鏡14的來自第1全息元件32的R光和B 光入射的位置。來自G光用光源部31G的G光向第2全息元件33入射。第2全息元 件33進行照明區(qū)域的整形、放大、以及照明區(qū)域的光量分布的均勻化。第 2全息元件33使G光衍射。來自第2全息元件33的G光在經(jīng)過場透鏡14 后，向光合成部37入射。光合成部37被設置在經(jīng)過場透鏡14的來自第2全息元件33的G光入射的位置。偏振光分離部34是使來自第1全息元件32的R光和B光分離的光分 離部。偏振光分離部34粘合2個直角棱鏡而構(gòu)成。在2個直角棱鏡之間涂 有偏振光分離膜35。偏振光分離膜35例如是電介質(zhì)多層膜。偏振光分離 部34在偏振光分離膜35使作為第1偏振光的s偏振光反射，使作為第2 偏振光的p偏振光透過。光合成部37使R光、B光和G光合成。光合成 部37粘合2個直角棱鏡而構(gòu)成。在2個直角棱鏡之間涂有偏振光分離膜 38。偏振光分離膜38例如是電介質(zhì)多層膜。光合成部37在偏振光分離膜 38使作為第1偏振光的s偏振光反射，使作為第2偏振光的p偏振光透過. 偏振光分離部34、光合成部37除了立方體型之外，也可以是板狀。在偏振光分離部34和光合成部37之間設置有波長選擇偏振光變換部 36。波長選擇偏振光變換部36使作為s偏振光的B光變換為p偏振光， 使作為p偏振光的R光直接通過。作為波長選擇偏振光變換部36，可以使 用ColorLink公司(美國)的色彩選擇器。各色光用光源部31R、 31B、 31G、第1全息元件32、第2全息元件33、 2個場透鏡14、偏振光分離部 34、波長選擇偏振光變換部36、光合成部37以及棱鏡19構(gòu)成照明裝置。R光用空間光調(diào)制裝置20R設置在偏振光分離部34中與波長選擇偏 振光變換部36的一側(cè)相反的一側(cè)。R光用空間光調(diào)制裝置20R是根據(jù)圖 4象信號調(diào)制來自照明裝置的R光的第1空間光調(diào)制裝置。R光用空間光調(diào) 制裝置20R對來自偏振光分離部34的R光進行調(diào)制并向偏振光分離部34 入射。B光用空間光調(diào)制裝置20B相對偏振光分離膜35設置在與R光用 空間光調(diào)制裝置20R對稱的位置。B光用空間光調(diào)制裝置20B是根據(jù)圖像 信號調(diào)制來自照明裝置的B光的第2空間光調(diào)制裝置。B光用空間光調(diào)制 裝置20B對來自偏振光分離部34的B光進行調(diào)制，并向偏振光分離部34 入射。棱鏡19相對光合成部37設置在與場透鏡14的一側(cè)相反的一側(cè)。G光 用空間光調(diào)制裝置20G設置在棱鏡19中與光合成部37的一側(cè)相反的一側(cè) 的面上。G光用空間光調(diào)制裝置20G是根據(jù)圖傳4t號調(diào)制來自照明裝置的G光的第3空間光調(diào)制裝置。G光用空間光調(diào)制裝置20G對經(jīng)過棱鏡19 的來自光合成部37的G光進行調(diào)制，并經(jīng)由棱鏡19向光合成部37入射。 通過采用對于3個波長區(qū)域的光使用2個全息元件32、 33的構(gòu)成，與 使用3個全息元件的情況相比，能夠得到零件個數(shù)少的緊湊的構(gòu)成。此夕卜， 與用1個全息元件使3個波長區(qū)域的光衍射的情況相比，第1全息元件32 能夠減少相對第1全息元件32的光軸AX1的衍射光的偏移量，提高衍射 效率。圖8對偏振光分離部34和光合成部37的各色光的分離和合成進行說 明。來自第l全息元件32的R光L11、B光L13向偏振光分離部34入射。 作為s偏振光的R光Lll通過在偏振光分離膜35的反射而折彎光路，向 R光用空間光調(diào)制裝置20R入射。通過R光用空間光調(diào)制裝置20R的調(diào) 制而從s偏振光變換為p偏振光的R光L12透過偏振光分離膜35。從偏振 光分離部34射出的R光L12透過波長選擇偏振光變換部36,向光合成部 37入射。向光合成部37入射的R光L12透過偏振光分離膜38,向投影透 鏡21 (參照圖7)的方向行進。作為p偏振光的B光L13透過偏振光分離膜35，向B光用空間光調(diào) 制裝置20B入射。通過B光用空間光調(diào)制裝置20B的調(diào)制而從p偏振光向 s偏振光變換的B光L14，通過在偏振光分離膜35的反射而折彎光路，向 波長選擇偏振光變換部36入射。向波長選擇偏振光變換部36入射的B光 L14從s偏振光向p偏振光變換。向p偏振光變換的B光L14透過偏振光 分離膜38，向投影透鏡21的方向行進。偏振光分離部34使來自R光用空 間光調(diào)制裝置20R的R光L12和來自B光用空間光調(diào)制裝置20B的B光 L14合成，向光合成部37的方向行進。來自第2全息元件33的G光L15向光合成部37入射。作為p偏振光 的G光L15透過偏振光分離膜38，向棱鏡19入射。透過棱鏡19的G光 L15向G光用空間光調(diào)制裝置20G入射。通過G光用空間光調(diào)制裝置20G 的調(diào)制而從p偏振光向s偏振光變換的G光L16透過棱鏡19，向光合成 部27入射。向光合成部37入射的G光L16通過在偏振光分離膜38的反射而折彎光路，向投影透鏡21的方向行進。光合成部37使來自R光用空 間光調(diào)制裝置20R的R光L12、來自B光用空間光調(diào)制裝置20B的B光 L14和來自G光用空間光調(diào)制裝置20G的G光L16合成，向作為被投影 面的屏幕(未圖示)的方向行進。通過使用上述的全息元件32、 33,對多個波長的光能夠得到可靠的光 學性能，并能夠?qū)⒄彰餮b置設置成緊湊的構(gòu)成。此外，對于各色光，能夠 采用利用與向空間光調(diào)制裝置入射時相同的光路而使光射出的構(gòu)成。在本 實施例的情況下，也能夠通過高性能且緊湊的構(gòu)成顯示明亮且高品質(zhì)的圖 像。在本實施例的情況下，也可以例如以在本實施例說明的構(gòu)成為基準來 改換R、 G、 B。偏振光分離部34和光合成部37并不限于使s偏振光反射 并使p偏振光透過，能夠根據(jù)投影機30的構(gòu)成任意設定偏振光特性。波長能夠根據(jù)投影機30的構(gòu)成任意設定波長特性和偏振光特性。 [實施例3圖9示出本發(fā)明的實施例3的投影機40的概略構(gòu)成。本實施例的投影 機40的特征在于，通過全息元件41、 42使一次衍射光入射到被照射面。 對與上述實施例2相同的部分付與相同的符號，并省略重復的說明。圖10示出從B光用光源部31到B光用空間光調(diào)制裝置20B的光路中 的^素的YZ平面構(gòu)成圖。R光用光源部31R在B光用光源部31B的紙 面內(nèi)側(cè)(負X側(cè))。R光用空間光調(diào)制裝置20R在偏振光分離部34的紙 面內(nèi)側(cè)(負X側(cè))。R光用光源部31R和B光用光源部31B使向X方向 并列的R光和B光向笫1全息元件41入射。X方向是沿著作為平面的XY 面的特定方向。在YZ面內(nèi)，B光用光源部31B和R光用光源部31R配置在笫1全息 元件41的光軸AX1上。B光用光源部31B、 R光用光源部31R和第l全 息元件41使光軸AX1偏移偏振光分離部34地進行配置。第1全息元件 41在YZ面內(nèi)只使偏移光軸AX1的一次衍射光入射到被照射面。YZ平面 是與作為特定方向的X方向大致正交的平面。圖11示出從G光用光源部31G到G光用空間光調(diào)制裝置20G的光 路中的M素的YZ平面構(gòu)成。在YZ面內(nèi)，G光用光源部31G配置在第 2全息元件42的光軸AX2上。G光用光源部31G和第2全息元件42使光 軸AX2偏移光合成部37地進行配置。第2全息元件42YZ面內(nèi)只使偏移 光軸AX2的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 時入射到被照射面的構(gòu)成中，當與一次衍射光比較零次衍射光的光量大時， 存在零次衍射光和一次衍射光重合，只有照明區(qū)域的一部分變得明亮的情 況。通過采用只使一次衍射光入射的構(gòu)成，可以使光量分布均勻化。這樣， 能夠提供均勻化后的光量分布的光。圖12是本實施例的比較例子，示出使用透過型的空間光調(diào)制裝置52 時的構(gòu)成例子。來自全息元件51的一次衍射光經(jīng)過場透鏡14向空間光調(diào) 制裝置52入射。在空間光調(diào)制裝置52調(diào)制的G光在交叉分色棱鏡53與 R光、B光合成，向投影透鏡21行進。在這種情況下，能夠得到在使R 光、G光、B光并列的XZ面內(nèi)使一次衍射光偏移光軸的構(gòu)成。與此相對，在圖9所示的本實施例的投影機40的情況下，如果采用在 XZ面內(nèi)使一次衍射光偏移光軸AX1 、 AX2的構(gòu)成，則來自光軸AX1 、 AX2 的一次衍射光的偏移量對每個色光不同。當 一次衍射光的偏移量對每個色 光不同時，對各色光得到同等的衍射效率變得困難。如本實施例所述，通 過采用在YZ平面內(nèi)使一次衍射光偏移光軸AX1、 AX2的構(gòu)成，能夠使來 自光軸AX1、 AX2的一次衍射光的偏移量相同。這樣，能夠?qū)Ω魃獾玫?大致相同的衍射效率。在上述各實施例的投影機中，當代替激光光源使用UHP燈等燈時， 需要用于對每個色光使偏振光方向一致的波長選擇偏振光變換部(色彩選 擇器)。波長選擇偏振光變換部設置在偏振光分離部的前面。例如，在圖 1的構(gòu)成的情況下，波長選擇偏振光變換部可以設置在場透鏡14和偏振光 分離部15之間。在圖7的構(gòu)成的情況下，波長選擇偏振光變換部設置在場 透鏡14和偏振光分離部34之間，并且根據(jù)需要設置在場透鏡14和光合成 部37之間。當使用激光光源時，由于可以對每個色光提皿定的偏振光，因此，具有能夠不需要這種波長選擇偏振光變換部的優(yōu)點。
上述各實施例的投影機也可以在各色光用光源部和全息元件之間設置 預偏振光板。預偏振光板可以采用對于射出笫1偏振光的光源部使第1偏
振光透過的構(gòu)成、對于射出笫2偏振光的光源部使第2偏振光透過的構(gòu)成， 并使用與各自的波長區(qū)域?qū)臉?gòu)成。通過使用預偏振光板，可以進一步 提高對比度。
上述各實施例的投影機也可以采用作為空間光調(diào)制裝置除了反射型液 晶顯示裝置之外，使用DMD (數(shù)字微鏡設備等的構(gòu)成。投影機只要是利 用與向空間光調(diào)制裝置入射的光相同的光路使光射出的構(gòu)成即可，也可以 是使用反射型的空間光調(diào)制裝置以外的構(gòu)成。投影機并不限于對每個色光 具備空間光調(diào)制裝置的構(gòu)成。投影機也可以采用通過一個空間光調(diào)制裝置 調(diào)制2個或3個以上的色光的構(gòu)成。投影機除了使用空間光調(diào)制裝置的構(gòu) 成以外，也可以是使用具有圖像信息的幻燈片的幻燈片投影機。投影機也 可以是向屏幕的一面提供光并通過觀察從屏幕的另一面射出的光來欣賞圖 像的所謂背投影機。
本發(fā)明的照明裝置并不限于適用于投影機。也可以適用于例如不使用 投影光學系統(tǒng)而直接觀察空間光調(diào)制裝置的圖像的直視型的圖像顯示裝 置。此外，本發(fā)明的照明裝置也可以適用于用于通過激光進行曝光的曝光 裝置、或監(jiān)視通過激光來照明的圖像的監(jiān)視裝置。本發(fā)明的照明裝置并不 限于提供3個色光，只要是提供相互不同的波長區(qū)域的多個激光的構(gòu)成即 可。本發(fā)明的全息元件并不限于進行照明區(qū)域的整形和光量分布的均勻化。 只要進行照明區(qū)域的整形和光量分布的均勻化的至少一方即可。進一步地， 全息元件并不限于進行照明區(qū)域的整形和光量分布的均勻化的至少一方的 情況，也可以進行例如激光的分支和偏向等。本發(fā)明的全息元件可以在激 光加工機的光學系統(tǒng)、光盤再生裝置的光拾取器用的光學系統(tǒng)等，使用表 面雕刻型全息元件的所有的領域中適用。
[實施例4
圖13和圖14說明利用本發(fā)明的實施例4的全息元件的制造方法制造全息元件66的過程。圖13所示的工序a是形成作為笫1模型的第1模具 61的第l模型形成工序。第1模具61具有在第1平面S1上形成的多個凸 部62。假設第1平面Sl是第1模具61中與形成凸部62的面的相反側(cè)的 面。凸部62以第1單位長度dl為單位，設定向著與第1平面Sl大致正 交的方向的長度。第l單位長度dl與第l波長區(qū)域?qū)?br> 第1模具61可以經(jīng)由例如曝光和蝕刻形成。例如，在石英M上涂抹 了抗蝕劑后，通過電子波束描畫裝置在抗蝕劑上照射電子波束，對抗蝕劑 進行圖案形成，接著，通過實施蝕刻處理，能夠得到由石英構(gòu)成的笫l模 具61。
工序b是形成作為第2模型的第2模具63的第2模型形成工序。第2 模具63具有在第2平面S2上形成的多個凸部64。假設第2平面S2是第 2模具63中與形成凸部64的面相反的一側(cè)的面。凸部64以第2單位長度 d2為單位，設定向著與第2平面S2大致正交的方向的長度。第2單位長 度d2與笫2波長區(qū)域?qū)?。?模具63可以與第l模具61同樣地形成。 第1模具61和第2模具63通過相互獨立的工序形成。
以下，在作為并列工序的工序c中，使第1模具61和第2模具63并 列。第1模具61和第2模具63以在大致相同的平面上并列凸部62、 64 的方式配置。在本實施例中，第1模具61和第2模具63以在大致相同的 平面上并列第1平面Sl和第2平面S2的方式配置。第1模具61和第2 模具63也可以使用例如共用的支持部件來支持。
在作為復制工序的工序d中，將在工序c中并列的第1模具61和第2 模具63的形狀向材料部件65復制。在工序d中，可以使用例如采用熱復 制的納米壓印方法。材料部件65例如是熱可塑性樹脂部件。第1才莫具61、 第2模具63、材料部件65被加熱到大于等于材料部件65的玻璃轉(zhuǎn)移溫度。 在通過加熱軟化的材料部件65上按壓第1模具61和第2模具63，并保持 一定時間。第1模具61、第2模具63、材料部件65在冷卻到小于等于材 料部件65的玻璃轉(zhuǎn)移溫度之后，分離第1模具61、第2模具63和材料部 件65。這樣，如工序e所示的，復制了第1模具61和笫2模具63的形狀的全息元件66就完成了。
在相互獨立的工序中形成的第1模具61和第2模具63,與一并形成 具備多個以單位長度為單位的凸部的模型(模具)的情況相比，能夠簡易 地制造。通過能夠簡易地制造在復制工序中使用的模型，可以簡易地制造 具備多個以單位長度為單位的凸部25的全息元件66。這樣，達到可以簡 易地制造能夠衍射對每個區(qū)域不同的波長的光的全息元件的效果。使對每 個區(qū)域不同的波長的光衍射的上述各實施例的全息元件，通過使用在本實 施例中說明的制造方法，能夠簡易地制造。
另外，在復制工序中也可以使用熱復制以外的方法。在復制工序中， 也可以使用例如采用光復制的納米壓印方法。在光復制的情況下，作為材 料部件65,使用例如光硬化性樹脂。通過利用紫外線的照射使按壓了第1 模具61和第2模具63的材料部件65硬化，能夠復制第1模具61和第2 模具63的形狀。進一步地，在復制工序中，也可以通過注射成型的方法復 制笫1模具61和第2模具63的形狀。
工業(yè)上的利用可能性
如以上所述，本發(fā)明的全息元件和照明裝置適用于使用投影機的情況。
權(quán)利要求
1.一種全息元件，是通過使入射的光衍射而在被照射面上形成規(guī)定的照明圖案的全息元件，其特征在于，通過使第1波長區(qū)域的光在第1區(qū)域衍射而形成上述照明圖案，并且通過使與上述第1波長區(qū)域不同的第2波長區(qū)域的光在與上述第1區(qū)域相同平面上的第2區(qū)域衍射而形成上述照明圖案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所迷的全息元件，其特征在于， 具有在上述第1區(qū)域和上述第2區(qū)域形成的多個凸部；在上述笫1區(qū)域i殳置的上述凸部以與上述第1波長區(qū)域?qū)牡趌單 位長度為單位，設定向著與上述平面大致正交的方向的長度；在上述笫2區(qū)域設置的上述凸部以與上述第2波長區(qū)域?qū)牡?單 位長度為單位，設定向著與上述平面大致正交的方向的長度。
3. —種照明裝置，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權(quán)利要求1或2所述的全息元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于， 上述光源部具備提供笫1波長區(qū)域的相干光的第1光源部；以及提供與上述第1波長區(qū)域不同的笫2波長區(qū)域的相干光的第2光源部；上述全息元件通過使上述笫1波長區(qū)域的相干光在第1區(qū)域衍射而形 成上述照明圖案，并且通過^f吏上述第2波長區(qū)域的相干光在與上述第1區(qū) 域相同平面上的第2區(qū)域衍射而形成上述照明圖案。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于，具有使來自上述 全息元件的上述第1波長區(qū)域的相干光與來自上述第2波長區(qū)域的相干光 分離的光分離部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明裝置，其特征在于，上述第1光源部提供作為具有笫1振動方向的第1偏振光的相干光， 上述第2光源部提供作為具有與上述笫1振動方向大致正交的第2振動方向的第2偏振光的相干光；上述光分離部具備使上述第1偏振光反射并使上述第2偏振光透過的 偏振光分離部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4 6的任意一項所述的照明裝置，其特征在于， 上述光源部具^^1供與上述第1波長區(qū)域和上述第2波長區(qū)域不同的第3波長區(qū)域的相干光的第3光源部；上述全息元件通過使上述第3波長區(qū)域的相千光在與上述第1區(qū)域和 上述第2區(qū)域相同平面上的第3區(qū)域衍射而形成上述照明圖案；上述光分離部具備使上述笫1波長區(qū)域的相干光、上述第3波長區(qū) 域的相干光與上述第2波長區(qū)域的相干光分離的第1光分離部；使上述笫 1波長區(qū)域的相干光與上述第3波長區(qū)域的相干光分離的第2光分離部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，上述第2光分離部 具備使上述第1波長區(qū)域的相干光透過并使上述第3波長區(qū)域的相干光反 射的波長分離部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4 6的任意一項所述的照明裝置，其特征在于 上述光源部具備提供與上述第1波長區(qū)域和上述第2波長區(qū)域不同的第3波長區(qū)域的相干光的第3光源部；上述全息元件具備使上述第1波長區(qū)域的相千光和上述第2波長區(qū)域 的相干光衍射的第1全息元件，進而具有^f吏上述笫3波長區(qū)域的相干光衍 射的第2全息元件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3 9的任意一項所迷的照明裝置，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. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明裝置，其特征在于，上述第1光源部和上述笫2光源部使向著沿上述平面的特定方向并列 的上述第1波長區(qū)域的相干光和上述第2波長區(qū)域的相干光向上述全息元 件入射；上述全息元件在與上述特定方向大致正交的平面內(nèi)，〗吏從上述全息元 件的光軸偏移的上述一次衍射光入射到上述被照射面。
12. —種投影機，其特征在于，具有 權(quán)利要求3 11任意一項所述的照明裝置；以及根據(jù)圖像信號對來自上述照明裝置的光進行調(diào)制的空間光調(diào)制裝置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的投影機，其特征在于， 上述照明裝置具備提供第1波長區(qū)域的相干光的第1光源部；提供與上迷第1波長區(qū)域不同的第2波長區(qū)域的相干光的第2光源部；通過使來自上述第1光源部和上述第2光源部的上述相干光衍射 而在被照射面上形成規(guī)定的照明圖案的全息元件；以及使來自上述全息元件的上述第1波長區(qū)域的相干光和上述第2波 長區(qū)域的相干光分離的光分離部； 上述空間光調(diào)制裝置具備根據(jù)圖像信號對上述第1波長區(qū)域的相干光進行調(diào)制的第1空間 光調(diào)制裝置；以及根據(jù)圖像信號對上述第2波長區(qū)域的相千光進行調(diào)制的第2空間 光調(diào)制裝置；上述第1空間光調(diào)制裝置對來自上述光分離部的上述第1波長區(qū)域的 相千光進行調(diào)制并向上述光分離部入射；上述第2空間光調(diào)制裝置對來自上述光分離部的上述第2波長區(qū)域的 相干光進行調(diào)制并向上述光分離部入射；上述光分離部使來自上述第l空間光調(diào)制裝置的上述第l波長區(qū)域的 相千光和來自上述第2空間光調(diào)制裝置的上述笫2波長區(qū)域的相千光合成， 并向被投影面的方向行進。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的投影機，其特征在于， 上述照明裝置具備提供與上述第1波長區(qū)域和上述第2波長區(qū)域不同的第3波長區(qū)域的相干光的第3光源部；上述全息元件通過使來自上述笫3光源部的上述相干光衍射而形成上述照明圖案；上述空間光調(diào)制裝置具備根據(jù)圖像信號對上述第3波長區(qū)域的相干 光進行調(diào)制的第3空間光調(diào)制裝置；上述光分離部具備使上述第1波長區(qū)域的相干光、上述第3波長區(qū) 域的相干光與上述第2波長區(qū)域的相干光分離的第1光分離部；以及4吏上 述第1波長區(qū)域的相干光與上述第3波長區(qū)域的相干光分離的笫2光分離 部；上述第1空間光調(diào)制裝置對來自上述第2光分離部的上述笫1波長區(qū) 域的相干光進行調(diào)制并向上述第2光分離部入射；上述第3空間光調(diào)制裝置對來自上述第2光分離部的上述笫3波長區(qū) 域的相干光進行調(diào)制并向上述第2光分離部入射；上述第2光分離部使來自上述第1空間光調(diào)制裝置的上述第1波長區(qū) 域的相千光和來自上述第3空間光調(diào)制裝置的上述第3波長區(qū)域的相干光 合成，并向上述笫1光分離部的方向行進；上述第2空間光調(diào)制裝置對來自上迷第1光分離部的上述第2波長區(qū) 域的相干光進行調(diào)制并向上述第1光分離部入射；上述第1光分離部使來自上述第2光分離部的上述第1波長區(qū)域的相 千光、上述第3波長區(qū)域的相干光和來自上述第2空間光調(diào)制裝置的上述 第2波長區(qū)域的相干光合成，并向上述被投影面的方向行進。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的投影機，其特征在于，上述照明裝置具備提供與上述第1波長區(qū)域和上述笫2波長區(qū)域不 同的第3波長區(qū)域的相干光的第3光源部；上述全息元件具備使上述第1波長區(qū)域的相干光和上述第2波長區(qū)域 的相干光衍射的第1全息元件，進而具備使上述第3波長區(qū)域的相干光 衍射的第2全息元件；以及在來自上述第2全息元件的上述笫3波長區(qū)域 的相千光入射的位置設置的光合成部；上述空間光調(diào)制裝置具備根據(jù)圖像信號對來自上迷光合成部的上迷 第3波長區(qū)域的相干光進行調(diào)制的第3空間光調(diào)制裝置；上述光分離部使來自上述笫1全息元件的上述第1波長區(qū)域的相千光和上述第2波長區(qū)域的相干光分離；上述笫3空間光調(diào)制裝置對來自上述光合成部的上述第3波長區(qū)域的 相干光進行調(diào)制并向上述光合成部入射；上述光合成部使來自上述光分離部的上述第1波長區(qū)域的相干光、上 述第2波長區(qū)域的相千光和來自上述第3空間光調(diào)制裝置的上述第3波長 區(qū)域的相干光合成，并向上述被投影面的方向行進。
16. —種全息元件的制造方法，是通過^7v射的光衍射而在被照射面 上形成規(guī)定的照明圖案的全息元件的制造方法，其特征在于，包括形成在第l平面上形成多個凸部的第l模型的第l模型形成工序，其 中上述多個凸部，以與第1波長區(qū)域?qū)牡?單位長度為單位，設定向 著與上述第1平面大致正交的方向的長度；形成在第2平面上形成多個凸部的第2模型的第2模型形成工序，其 中上述多個凸部，以與和上述笫1波長區(qū)域不同的第2波長區(qū)域?qū)牡?2單位長度為單位，設定向著與上述第2平面大致正交的方向的長度；使上述第i模型和上述第2模型并列的并列工序；以及將在上述并列工序中并列的上述第l模型和上述第2模型的形狀向材 料部件復制的復制工序。
全文摘要
本發(fā)明提供對多個波長區(qū)域的光得到可靠的光學性能并適合于緊湊的構(gòu)成的全息元件、使用該全息元件的照明裝置、投影機以及全息元件的制造方法。本發(fā)明的全息元件通過使入射的光衍射而在被照射面上形成規(guī)定的照明圖案的全息元件(12)，通過使第1波長區(qū)域的光在第1區(qū)域衍射而形成照明圖案，并通過使與第1波長區(qū)域不同的第2波長區(qū)域的光在與第1區(qū)域相同平面上的第2區(qū)域衍射而形成照明圖案。
文檔編號G03B21/14GK101276017SQ20081008786
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者山內(nèi)泰介, 戶谷貴洋, 武田高司 申請人:精工愛普生株式會社