光学元件、光源装置和投影式显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种被来自光学元件（10）的光照射的全息图层（13）。全息图层（13）设置有第一全息图（14），其从来自光学元件（10）的入射光中，在预定方向中衍射偏振分量在特定方向中的X偏振光，并且将该光作为第一相位状态（P1）的X偏振光出射；和第二全息图（15），其从在来自光学元件（10）的入射光中，在与第一相位状态（P1）的X偏振光相同的方向并且进而以相等的辐射角衍射偏振分量在与X偏振光的偏振分量正交的方向中的Y偏振光，并且将其转换成X偏振光，并且作为不同于第一相位状态（P1）的第二相位状态（P2）的X偏振光出射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用全息图(hologram)来出射光的光学元件，并且涉及一种光 源装置和一种投影式显示装置。
技术介绍
已经提出了具有采用发光二极管(LED)作为光源的光源装置的LED投影仪。与放 电灯相比，是固态光源的LED具有以下优点，即，不含汞、能够快开/快关照明操作，并且是 高度耐用的。现有技术中的这种类型的LED投影仪由光源装置、来自光源装置的光照射到 其中的照明光学装置、具有来自照明光学装置的光照射到其中的液晶显示器面板的光阀和 用于将来自光阀的光投影到投影表面上的投影光学装置构成。为了在这种类型的LED投影仪中增加投影图像的亮度，期望的是采取所有可能的 措施来限制在从光源装置到投影表面的光路(opticalpath)中的光损耗。能够考虑的光损耗的两个主要原因如以下所描述。第一原因是由于液晶显示器面板或者二向色棱镜的偏振依赖性而出现的偏振损 耗。第二原因是发散而不进入被布置于光路上的每一个光学元件的光的出现，S卩，由 在每一个光学元件中的遮蔽(eclipse)引起的光损耗。这种情况发生是因为，来自光源装 置的光不能被用作投影光，除非使得来自属于光源装置的光学元件的出射光的辐射角(立 体角)和发光面积的乘积(展度etendUe)等于或者低于显示元件的面积和由投影透镜的F 数确定的接收角(立体角)的乘积的值。作为用于解决涉及光损耗的上述问题的一项对策，已经提出了使用具有全息图的 光学元件，其目的在于产生照射到液晶显示器元件中的光。作为使用全息图的光学元件的一个实例，专利文献1公开了一种光学元件101，如 在附图说明图1中所示，该光学元件101设置有来自作为光源的荧光管的光照射到其中的光导体 103 ;和衍射来自该光导体103的光的全息图层104。在这个光学元件101中，以角9照射到 全息图层104中的光以从全息图层104的出射角a被衍射到光导体103中，角q>由来自光 导体103的光和全息图层104的干涉条纹形成。作为采用全息图的光学元件的另一个实例，专利文献2公开了光学元件102，如 在图2中所示，该光学元件102设置有来自作为光源的LED106的光照射到其中的光导体 107、衍射来自这个光导体107的光的漫射全息图层108、向属于透射光的相互正交的偏振 分量赋予预定相差的偏振转换层109，和仅出射来自该偏振转换层109的具有特定方向的 偏振分量的线偏振光的光的偏振分尚层110。现有技术文献专利文献专利文献1 :日本未审查专利申请公报No.Hll-184387专利文献2 :日本未审查专利申请公报No. 2003-20764
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题尽管如此，在于上述专利文献1中描述的配置中，仅出射被全息图层104衍射的 光。结果，虽然在这种配置中利用小数目的部件获得了具有高方向性的出射光，但是不能获 得具有特定方向的偏振分量的线偏振光。在另一方面，虽然在于专利文献2中描述的配置中获得了具有特定方向的偏振分 量的线偏振光，但是该配置具有大数目的部件，包括光导体、漫射全息图层、偏振转换层，和 偏振分离层。结果，这种配置伴随制造复杂、制造成本高并且光损耗高的问题。本专利技术的一个目的在于提供一种光学元件，该光学元件解决了上述现有技术的问 题，即，能够以高效率出射是具有特定方向的偏振分量的线偏振光的光，并且进而具有高方 向性并且使得能够减少部件的数目，并且此外，提供配备有该光学元件的一种光源装置和 投影式显示装置。问题解决方案为了实现上述目的，根据本专利技术的光学元件配备有来自光源的光照射到其中的全 息图层。该全息图层包括第一全息图，该第一全息图在从光源照射的光中，在预定方向中衍 射偏振分量在特定方向中的第一线偏振光，并且将结果作为第一相位状态的第一线偏振光 出射；和第二全息图，该第二全息图在从光源照射的光中，在与第一线偏振光相同的方向中 并且进而以相等的福射角衍射偏振分量在与第一线偏振光的偏振分量正交的方向中的第 二线偏振光并且将其转换成第一线偏振光，并且将结果作为不同于第一相位状态的第二相 位状态的第一线偏振光出射。另外，根据本专利技术的光源装置配备有本专利技术的光学元件、来自光源的光照射到其 中的光导体，和被布置于光导体的周边上的至少一个光源。另外，根据本专利技术的投影式显示装置配备有本专利技术的光源装置；显示元件，其向 光源装置的出射光赋予图片信息；和投影光学装置，其投影由显示元件的出射光实现的投 影图像。本专利技术的效果根据本专利技术，能够减少构成光学元件的部件的数目，并且此外，从光源照射到光学 元件的光能够被转换成特定方向的线偏振光，并且进而，能够以高效率产生具有高方向性 的出射光。附图简要说明图1是用于描述专利文献1的配置的截面视图；图2是用于描述专利文献2的配置的透视图；图3是给出第一示例性实施例的光源装置的示意性表示的透视图；图4A是用于描述在第一示例性实施例中的全息图形成过程和全息图层的衍射作 用的示意性视图；图4B是用于描述在第一示例性实施例中的全息图形成过程和全息图层的衍射作 用的示意性视图；图4C是用于描述在第一示例性实施例中的全息图形成过程和全息图层的衍射作用的示意性视图；图4D是用于描述在第一示例性实施例中的全息图形成过程和全息图层的衍射作 用的示意性视图；图5A示出当记录第一示例性实施例中的全息图层的第一全息图和第二全息图中 的每一个时使用的信号光的模式的一个实例；图5B示出当记录第一示例性实施例中的全息图层的第一全息图和第二全息图中 的每一个时使用的信号光的模式的一个实例；图5C示出当记录第一示例性实施例中的全息图层的第一全息图和第二全息图中 的每一个时使用的信号光的模式的一个实例；图示出当记录第一示例性实施例中的全息图层的第一全息图和第二全息图中 的每一个时使用的信号光的模式的一个实例；图6示出在全息图层中在“衍射效率/光损耗”的值和光的利用率之间的关系；图7示出在全息图层中在从布拉格(Bragg)角偏离的角度和衍射效率之间的关 系;图8示出在第一全息图和第二全息图的多重性(multiplicity)和在全息图层中 的第一全息图和第二全息图中的每一个的衍射效率之间的关系；图9是给出第二示例性实施例的光源装置的示意性表示的透视图；图10是从发光元件侧给出第二示例性实施例的光源装置的示意性视图的侧视 图；图11是给出第三示例性实施例的光源装置的示意性视图的透视图；图12是用于描述第三示例性实施例的光源装置的光导体中光的行为的示意性视 图；图13是给出示例性实施例的LED投影仪的示意性视图的平面视图；图14是给出在示例性实施例的LED投影仪中配备的光源装置的示意性视图的平 面视图；图15是给出另一示例性实施例的LED投影仪的示意性表示的透视图。具体实施例方式下面参考附图描述了本专利技术的、实际的示例性实施例。第一示例性实施例图3示出第一示例性实施例的光源装置的透视图。因为在光源装置中，每一个单 独层的实际厚度是极小的并且层中的每一个的厚度差异是大的，所以难以准确地描绘每一 个层的尺度和比例。结果，每一个层均在图中被示意性地示出而未根据其实际比例描绘每一个层。如在图3中所示，第一示例性实施例的光源装置I设置有作为光源的发光元件10， 和从该发光元件10出射的光照射到其中的光学元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：富永慎，今井雅雄，斋藤悟郎，枣田昌尚，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：