JP4333760B2

JP4333760B2 - ホログラム素子、照明装置及びプロジェクタ

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Publication number: JP4333760B2
Application number: JP2007076115A
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Inventors: 泰介山内
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Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2009-09-16
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Description

本発明は、ホログラム素子、照明装置及びプロジェクタ、特に、レリーフ構造を有する表面レリーフ型ホログラム素子の技術に関する。

近年、プロジェクタの光源として、レーザ光源を用いる技術が提案されている。プロジェクタの光源として従来用いられている超高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）と比較すると、レーザ光源は、高い色再現性、瞬時点灯が可能、長寿命である等の利点がある。レーザ光源を用いる照明装置には、ホログラム素子を用いることができる。ホログラム素子は、レーザ光を回折させることにより、照明領域の整形、拡大、及び照明領域における光量分布の均一化を同時に行うことが可能である。ホログラム素子を用いることで、従来複数の素子によって分担されていた機能が１つの素子に複合化される。ホログラム素子を用いることで、少ない部品点数の構成にでき、容易に光学系の小型化、省スペース化が可能となる。特に、素子の表面にレリーフ構造が設けられた表面レリーフ型ホログラム素子は、レリーフ構造のみを用いて光の波面を変換させ、像を再生させるため、レンズ等と比較して小型にすることができる。従来、照明光学系においてホログラム素子を用いたプロジェクタの技術は、例えば、特許文献１に提案されている。

特開２００３−２７０５８５号公報

表面レリーフ型ホログラム素子は、型を用いた型転写により、複製物として量産することが可能である。表面レリーフ型ホログラム素子は、簡易な手法により量産可能である反面、既に流通した装置等から抜き取られた表面レリーフ型ホログラム素子を型として、さらに複製物を作成することも容易であるといえる。また、表面レリーフ型ホログラム素子の外観からは、他人により不当に作成されたコピー品であるか、或いは独自の設計による正当品であるかを判別することが極めて困難である。このため、従来のホログラム素子、特に表面レリーフ型ホログラム素子は、不当な手法により複製物が作成される危険性が高いという問題がある。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、不当な手法により作成された複製物を容易に判別可能とし、不当に複製物が作成される事態を有効に抑制可能とするホログラム素子、そのホログラム素子を用いる照明装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るホログラム素子は、入射する光を回折させることにより、被照射面において所定の照明パターンを形成させるレリーフ構造を有し、レリーフ構造は、被照射面において、第１照明パターンと、第１照明パターンに付随する特定マークを構成する第２照明パターンとを同時に形成させることを特徴とする。

ホログラム素子は、第１照明パターンを用いて、本来の目的である光の整形等を行う。第２照明パターンにより特定マークを表示させることで、不当な手法により作成された複製物であるか否かを特定マークの有無により容易に判別することが可能となる。特定マークを表示させることで不当に複製物を作成した者を容易に摘発可能とする他、不当に複製物が作成される事態を未然に抑止させることにもなる。第１照明パターン、第２照明パターンのいずれもホログラム素子のレリーフ構造全体を使用して形成されるものであるから、不当な手法により作成された複製物について第２照明パターンのみを表示させなくするような変形を施すことはほぼ不可能である。これにより、不当な手法により作成された複製物を容易に判別可能とし、不当に複製物が作成される事態を有効に抑制可能とするホログラム素子を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、第１照明パターンは、被照射面において整形、及び光量分布の均一化の少なくとも一方がなされた照明領域を構成することが望ましい。これにより、照明用途に利用可能なホログラム素子を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、特定マークが文字を含むことが望ましい。これにより、不当な手法により作成された複製物であるか否かを容易に判別可能にできる。特に、ホログラム素子の製造者の名称等を表示させることで、不当に複製物が作成される事態を効果的に抑制することが可能となる。

また、本発明の好ましい態様としては、レリーフ構造は、被照射面に第１照明パターンである照明領域を形成させ、かつ照明領域外に第２照明パターンを形成させることが望ましい。これにより、第１照明パターンにより照明領域の照明を行い、かつ第２照明パターンによる特定マークを表示することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、レリーフ構造は、第１照明パターンより低い照度で第２照明パターンを形成させることが望ましい。照明領域に対しては効率良く光を供給できることが望ましい一方、特定マークについては目視により識別可能であれば十分である。これにより、照明領域へ効率良く光を供給し、高効率な照明を行うことができる。

また、本発明の好ましい態様としては、レリーフ構造は、被照射面に第１照明パターンである照明領域を形成させ、かつ照明領域内に第２照明パターンを形成させることが望ましい。これにより、第１照明パターンにより照明領域の照明を行い、かつ第２照明パターンによる特定マークを表示することができる。

さらに、本発明に係る照明装置は、コヒーレント光を供給する光源部と、コヒーレント光を回折させる上記のホログラム素子と、を有することを特徴とする。上記のホログラム素子を用いることにより、不当に複製物が作成される事態を有効に抑制できる。これにより、不当に複製物が作成される事態を有効に抑止可能な照明装置を得られる。

さらに、本発明に係るプロジェクタは、上記の照明装置と、照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有することを特徴とする。上記の照明装置を用いることにより、不当に複製物が作成される事態を有効に抑制できる。これにより、不当に複製物が作成される事態を有効に抑止可能なプロジェクタを得られる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係るプロジェクタ１０の概略構成を示す。プロジェクタ１０は、スクリーン１８に光を供給し、スクリーン１８で反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。プロジェクタ１０は、赤色（Ｒ）光用照明装置１１Ｒ、緑色（Ｇ）光用照明装置１１Ｇ、及び青色（Ｂ）光用照明装置１１Ｂを有する。

図２は、Ｒ光用照明装置１１Ｒ及びＲ光用空間光変調装置１５Ｒを示す。Ｒ光用照明装置１１Ｒは、Ｒ光を供給する照明装置である。Ｒ光用照明装置１１Ｒは、Ｒ光を供給する５つのＲ光用光源部１２Ｒを有する。Ｒ光用光源部１２Ｒは、コヒーレント光であるレーザ光を供給する光源部であって、端面発光型の半導体レーザを備える。５つのＲ光用光源部１２Ｒは、一列に配置されている。５つのＲ光用ホログラム素子１３Ｒは、Ｒ光用光源部１２Ｒに対応して設けられている。Ｒ光用ホログラム素子１３Ｒは、表面レリーフ型ホログラムである。各Ｒ光用ホログラム素子１３Ｒは、支持部１９によって支持されている。

図３は、Ｒ光用ホログラム素子１３Ｒへ入射するレーザ光の光量分布の例、及びＲ光用ホログラム素子１３Ｒから射出されるレーザ光の光量分布の例を説明するものである。グラフの縦軸には光量、横軸には位置を表すものとし、２つのグラフは互いに異なる縮尺で表すものとする。Ｒ光用ホログラム素子１３Ｒへ入射するレーザ光は、中心から離れるに従い光量が低下するような光量分布を示す。これに対して、Ｒ光用ホログラム素子１３Ｒから射出されるレーザ光は、矩形の領域において略一定の光量分布を示す。Ｒ光用ホログラム素子１３Ｒは、Ｒ光用光源部１２Ｒからのレーザ光を回折させることにより、被照射面における照明領域の整形、拡大、照明領域におけるレーザ光の光量分布の均一化を行う。各Ｒ光用ホログラム素子１３Ｒからのレーザ光は、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒ上で重畳される。コヒーレント光であるレーザ光をＲ光用ホログラム素子１３Ｒへ入射させるため、Ｒ光用ホログラム素子１３Ｒにおいて良好な回折特性を得ることができる。

図２に戻って、フィールドレンズ１４は、Ｒ光用ホログラム素子１３Ｒからのレーザ光を平行化させ、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒへ入射させる。Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒは、Ｒ光用照明装置１１ＲからのＲ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。透過型液晶表示装置としては、例えば高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（High Temperature Polysilicon；ＨＴＰＳ）を用いることができる。図１に戻って、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１６へ入射する。

Ｇ光用照明装置１１Ｇは、Ｇ光を供給する照明装置である。Ｇ光用照明装置１１Ｇは、Ｇ光を供給する５つのＧ光用光源部１２Ｇを有する。Ｇ光用光源部１２Ｇは、コヒーレント光であるレーザ光を供給する光源部であって、半導体レーザを備える。５つのＧ光用光源部１２Ｇは、一列に配置されている。５つのＧ光用ホログラム素子１３Ｇは、Ｇ光用光源部１２Ｇに対応して設けられている。Ｇ光用ホログラム素子１３Ｇは、表面レリーフ型ホログラムである。各Ｇ光用ホログラム素子１３Ｇは、支持部１９によって支持されている。Ｇ光用ホログラム素子１３Ｇは、Ｇ光用光源部１２Ｇからのレーザ光を回折させることにより、照明領域の整形、拡大、照明領域におけるレーザ光の光量分布の均一化を行う。

フィールドレンズ１４は、Ｇ光用ホログラム素子１３Ｇからのレーザ光を平行化させ、Ｇ光用空間光変調装置１５Ｇへ入射させる。Ｇ光用空間光変調装置１５Ｇは、Ｇ光用照明装置１１ＧからのＧ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置１５Ｇで変調されたＧ光は、Ｒ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム１６へ入射する。

Ｂ光用照明装置１１Ｂは、Ｂ光を供給する照明装置である。Ｂ光用照明装置１１Ｂは、Ｂ光を供給する５つのＢ光用光源部１２Ｂを有する。Ｂ光用光源部１２Ｂは、コヒーレント光であるレーザ光を供給する光源部であって、半導体レーザを備える。５つのＢ光用光源部１２Ｂは、一列に配置されている。５つのＢ光用ホログラム素子１３Ｂは、Ｂ光用光源部１２Ｂに対応して設けられている。Ｂ光用ホログラム素子１３Ｂは、表面レリーフ型ホログラムである。各Ｂ光用ホログラム素子１３Ｂは、支持部１９によって支持されている。Ｂ光用ホログラム素子１３Ｂは、Ｂ光用光源部１２Ｂからのレーザ光を回折させることにより、照明領域の整形、拡大、照明領域におけるレーザ光の光量分布の均一化を行う。

フィールドレンズ１４は、Ｂ光用ホログラム素子１３Ｂからのレーザ光を平行化させ、Ｂ光用空間光変調装置１５Ｂへ入射させる。Ｂ光用空間光変調装置１５Ｂは、Ｂ光用照明装置１１ＢからのＢ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置１５Ｂで変調されたＢ光は、Ｒ光、Ｇ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム１６へ入射する。

クロスダイクロイックプリズム１６は、互いに略直交させて配置された２つのダイクロイック膜１６ａ、１６ｂを有する。第１ダイクロイック膜１６ａは、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜１６ｂは、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム１６は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ１７の方向へ出射させる。投写レンズ１７は、クロスダイクロイックプリズム１６で合成された光をスクリーン１８の方向へ投写する。

図４は、各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂのレリーフ構造２０を模式的に表したものである。図５は、図４のＡＡ断面構成を示す。レリーフ構造２０は、各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの表面であって、例えば光を射出させる射出面に設けられている。レリーフ構造２０は、矩形領域２１を単位として形成された複数の凹凸を備える。かかる凹凸は、図５に示す断面において矩形形状をなしている。図４において、各矩形領域２１の着色は、高低差を表している。ここでは、濃い黒色を付した部分ほど高いこと、即ち図４の紙面手前側にあることを表している。

各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、レリーフ構造２０において、矩形領域２１ごとにレーザ光の位相を変化させる。各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、レリーフ構造２０においてレーザ光の位相を空間的に変化させることにより、回折光を生じさせる。レリーフ構造２０について、矩形領域２１のピッチ及び凹凸の高さを含む表面条件を最適化することにより、各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂに所望の機能を持たせることができる。

図６は、本発明の比較例に係る従来の照明装置２２の概略構成を示す。照明装置２２は、ＵＨＰランプ２３を備える。第１インテグレータレンズ２４及び第２インテグレータレンズ２５は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子（不図示）を有する。第１インテグレータレンズ２４は、ＵＨＰランプ２３からの光束を複数に分割する。第２インテグレータレンズ２５のレンズ素子は、第１インテグレータレンズ２４のレンズ素子の像を照明領域上に形成する。

重畳レンズ２６は、第１インテグレータレンズ２４の各レンズ素子の像を照明領域上で重畳させる。照明装置２２は、第１インテグレータレンズ２４、第２インテグレータレンズ２５及び重畳レンズ２６の各光学素子によって、照明領域の整形、拡大、照明領域における光量分布の均一化を行う。これに対して本実施例では、各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ（図１参照）を用いることで、従来複数の素子によって分担されていた機能を１つの素子に複合化させることができる。各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、レリーフ構造２０による回折を用いてレーザ光の波面を変換させる。各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを用いることで、少ない部品点数の構成にでき、容易に光学系の小型化、省スペース化が可能となる。また、各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂとして比較的安価な光学素子を用いることができ、かつ少ない部品点数の構成にできることで、コストの低減も図れる。

図７は、レリーフ構造２０での回折によって形成される照明パターンを示す。レリーフ構造２０は、入射する光を回折させることにより、被照射面である各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ（図１参照）の入射面において所定の照明パターンを形成させる。レリーフ構造２０は、被照射面に第１照明パターンである照明領域ＬＡを形成させる。第１照明パターンは、被照射面において整形、拡大、及び光量分布の均一化がなされた照明領域ＬＡを構成する。各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、第１照明パターンを形成する光を変調する。

レリーフ構造２０は、第１照明パターンと同時に、第１照明パターンとは異なる第２照明パターンを形成させる。第２照明パターンは、第１照明パターンに付随する特定マークＭを構成する。本実施例において、特定マークＭは、「Ｂ」、「Ｐ」、「Ｓ」、「Ｏ」、「Ｎ」の各アルファベットを並列させた文字列とする。レリーフ構造２０は、照明領域ＬＡ外、例えば照明領域ＬＡに対して上側であって照明領域ＬＡの隅部近傍の位置に第２照明パターンを形成させる。特定マークＭは、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂのうち照明領域ＬＡに対して上側であって照明領域ＬＡの隅部近傍に表示される。レリーフ構造２０は、第１照明パターンと略同じ照度で第２照明パターンを形成させる。第２照明パターンを形成する光を各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂから射出させ、スクリーン１８上に特定マークＭを表示させることとしても良い。第１照明パターン及び第２照明パターンを形成させるために最適化されたレリーフ構造２０は、例えば反復フーリエ変換等、所定の演算手法（シミュレーション手法）を用いて設計することができる。

文字を含む特定マークＭは、ホログラム素子によって偶然に形成される場合は殆ど有り得ないといえる。このため、他人によって作成された製品から特定マークＭが表れることによって、かかる製品が不当に作成されたコピー品であることが示されることとなる。第２照明パターンにより特定マークＭを表示させることで、不当な手法により作成された複製物であるか否かを特定マークＭの有無により容易に判別することが可能となる。特定マークＭを表示させることで不当に複製物を作成した者を容易に摘発可能とする他、不当に複製物が作成される事態を未然に抑止させることにもなる。第１照明パターン、第２照明パターンのいずれも各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂのレリーフ構造２０全体を使用して形成されるものであるから、不当な手法により作成された複製物について第２照明パターンのみを表示させなくするような変形を施すことはほぼ不可能である。これにより、不当な手法により作成された複製物を容易に判別可能とし、不当に複製物が作成される事態を有効に抑制できるという効果を奏する。

第２照明パターンを形成させる位置は、照明領域ＬＡ外であれば良く、本実施例にて説明する位置とする場合に限られない。特定マークＭは、文字列である場合に限られず、例えば文字と記号との組合せや、記号であっても良い。特定マークＭとして記号を用いる場合も、偶然に形成される場合が殆ど有り得ないような複雑な形状とすることが望ましい。さらに、各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの製造者を表す標識を特定マークＭとすることにより、製品の出所を明示させ、不当な複製物が作成される事態を効果的に抑制させることもできる。

照明領域ＬＡ外に第２照明パターンを形成させる場合、レリーフ構造２０は、第１照明パターンより低い照度で第２照明パターンを形成させることとしても良い。各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、照明領域ＬＡへ効率良く光を供給することが望ましい一方、特定マークＭについては目視により識別可能であれば十分である。これにより、照明領域ＬＡへ効率良く光を供給し、高効率な照明を行うことができる。

レリーフ構造は、断面において矩形形状をなす凹凸を備えるものに限られない。レリーフ構造は、断面において三角形状をなす凹凸を備えるものであっても良い。この場合も、表面条件を最適化することにより、所望の照明パターンを形成させることができる。レリーフ構造は、断面において矩形形状をなす凹凸と、三角形状をなす凹凸とを備える構成としても良い。

図８は、レリーフ構造２０での回折によって形成される照明パターンの変形例を示す。本変形例において、レリーフ構造２０は、照明領域ＬＡ内、例えば照明領域ＬＡ上部の隅部近傍の位置に第２照明パターンを形成させる。第２照明パターンは、第１照明パターン内の一部について光の供給を停止させることにより形成される。図９に示すように、特定マークＭは、スクリーン１８のうち表示領域ＩＡ上部の隅部近傍の位置に表示される。特定マークＭは、表示領域ＩＡの一部を黒抜きした状態で、画像とともに表示される。

本変形例の場合も、不当な手法により作成された複製物について第２照明パターンのみを表示させなくするような変形を施すことはほぼ不可能である。本変形例の場合も、不当な手法により作成された複製物を容易に判別可能とし、不当に複製物が作成される事態を有効に抑制することが可能となる。画像表示中常に特定マークＭを表示可能であることから、特定マークＭとして製造者を表す標識を用いることで、宣伝・広告効果を得ることも可能である。第２照明パターンを形成させる位置は、照明領域ＬＡ内であれば良く、本変形例にて説明する位置とする場合に限られない。但し、特定マークＭによる画像表示の妨げを回避するために、第２照明パターンは、照明領域ＬＡの外縁近傍に形成させることが望ましい。

各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、例えば、型を用いた型転写によって製造することができる。まず、石英基板上にレジストを塗布した後、電子ビーム描画装置によりレジストに電子ビームを照射し、このレジストをパターニングする。次いで、エッチング処理することにより、石英からなるモールド（型）を形成する。そして、合成樹脂製のフィルム状部材など、各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを形成するための基板とモールドとを、基板のガラス転移温度以上にまで加熱する。基板とモールドとを押し付け一定時間保持した後、基板とモールドとを基板のガラス転移温度以下にまで冷却し、基板とモールドとを離す。これにより、基板に所望の形状が転写された各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが形成される。

このように、各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、モールド（型）を形成した後、そのモールドの形状を基板に熱転写させる、いわゆるナノインプリントの手法により形成することができる。なお、ここで説明した製造方法は一例であって、所望の形状を有する各色光用ホログラム素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを製造可能であれば、任意の手法を用いることができる。

各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、光源部として端面発光型の半導体レーザを備える構成に限られず、面発光型の半導体レーザを備える構成であっても良い。また、各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、５つの光源部を備える構成に限られず、１又は複数の光源部を備える構成であれば良い。各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、光源部に対応して１又は複数のホログラム素子を備える構成にできる。光源部は、複数の半導体レーザとする他、複数の発光部を備える半導体レーザとしても良い。

コヒーレント光であるレーザ光を拡散面に照射させると、明点及び暗点がランダムに分布するスペックルパターンと呼ばれる干渉模様が現れることがある。複数の光源部又は発光部を用いる場合、レーザ光のスペクトル幅を広くすることでコヒーレンス長を短くし、スペックルノイズを低減することが可能となる。また、複数の光源部又は発光部を用いることで、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂにおける光量を増大させ、明るく高コントラストな画像を得ることもできる。

各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、半導体レーザからのレーザ光の波長を変換する波長変換素子、例えば、第二高調波発生（Second-Harmonic Generation；ＳＨＧ）素子を用いる構成としても良い。各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、半導体レーザに代えて、半導体レーザ励起固体（Diode Pumped Solid State；ＤＰＳＳ）レーザや、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いても良い。

プロジェクタ１０は、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いても良い。プロジェクタ１０は、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクタ１０は、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクタ１０は、空間光変調装置を用いる構成の他、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクタであっても良い。プロジェクタは、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタであっても良い。

本発明に係る照明装置は、プロジェクタに適用する場合に限られない。例えば、投写光学系を用いず空間光変調装置の画像を直接観察する直視型の画像表示装置に適用しても良い。また、本発明に係る照明装置は、レーザ光による露光のための露光装置や、レーザ光により照明された像をモニタするモニタ装置に適用しても良い。本発明に係るホログラム素子は、照明領域の整形及び光量分布の均一化を行うものに限られない。照明領域の整形及び光量分布の均一化の少なくとも一方を行うものであれば良い。さらに、ホログラム素子は、照明領域の整形及び光量分布の均一化の少なくとも一方を行うものである場合に限られず、例えば、レーザ光の分岐や偏向等を行うものであっても良い。本発明に係るホログラム素子は、レーザ加工機の光学系、光ディスク再生装置における光ピックアップ用の光学系等、表面レリーフ型ホログラム素子が用いられるあらゆる分野にて適用可能である。

以上のように、本発明に係るホログラム素子は、プロジェクタの照明装置に用いる場合に適している。

本発明の実施例に係るプロジェクタの概略構成を示す図。Ｒ光用照明装置及びＲ光用空間光変調装置を示す図。レーザ光の光量分布の例を説明する図。レリーフ構造を模式的に表した図。図４のＡＡ断面構成を示す図。本発明の比較例に係る従来の照明装置の概略構成を示す図。レリーフ構造での回折によって形成される照明パターンを示す図。レリーフ構造での回折によって形成される照明パターンの変形例を示す図。スクリーンの表示領域及び特定マークを示す図。

符号の説明

１０プロジェクタ、１１ＲＲ光用照明装置、１１ＧＧ光用照明装置、１１ＢＢ光用照明装置、１２ＲＲ光用光源部、１２ＧＧ光用光源部、１２ＢＢ光用光源部、１３ＲＲ光用ホログラム素子、１３ＧＧ光用ホログラム素子、１３ＢＢ光用ホログラム素子、１４フィールドレンズ、１５ＲＲ光用空間光変調装置、１５ＧＧ光用空間光変調装置、１５ＢＢ光用空間光変調装置、１６クロスダイクロイックプリズム、１６ａ第１ダイクロイック膜、１６ｂ第２ダイクロイック膜、１７投写レンズ、１８スクリーン、１９支持部、２０レリーフ構造、２１矩形領域、２２照明装置、２３ＵＨＰランプ、２４第１インテグレータレンズ、２５第２インテグレータレンズ、２６重畳レンズ、ＬＡ照明領域、Ｍ特定マーク、ＩＡ表示領域

Claims

入射する光を回折させることにより、被照射面において所定の照明パターンを形成させるレリーフ構造を有し、
前記レリーフ構造は、前記被照射面において、第１照明パターンと、前記第１照明パターンに付随する特定マークを構成する第２照明パターンとを、前記レリーフ構造全体を使用して、同時に形成させることを特徴とするホログラム素子。
前記第１照明パターンは、前記被照射面において整形、及び光量分布の均一化の少なくとも一方がなされた照明領域を構成することを特徴とする請求項１に記載のホログラム素子。
前記特定マークが文字を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のホログラム素子。
前記レリーフ構造は、前記被照射面に前記第１照明パターンである照明領域を形成させ、かつ前記照明領域外に前記第２照明パターンを形成させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のホログラム素子。
前記レリーフ構造は、前記第１照明パターンより低い照度で前記第２照明パターンを形成させることを特徴とする請求項４に記載のホログラム素子。
前記レリーフ構造は、前記被照射面に前記第１照明パターンである照明領域を形成させ、かつ前記照明領域内に前記第２照明パターンを形成させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のホログラム素子。
コヒーレント光を供給する光源部と、
前記コヒーレント光を回折させる請求項１〜６のいずれか一項に記載のホログラム素子と、を有することを特徴とする照明装置。
請求項７に記載の照明装置と、
前記照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有することを特徴とするプロジェクタ。