JP6146626B2 - Optical element, illumination device, projection device, and projection-type image display device - Google Patents
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Description
本発明は、光を回折する光学素子に係り、とりわけ、入射した光に起因する光学素子の温度上昇を抑制することができる光学素子に関する。また本発明は、光学素子と、光学素子に光を照射する照射装置とを備えた照明装置、投射装置および投射型映像表示装置に関する。 The present invention relates to an optical element that diffracts light, and more particularly, to an optical element that can suppress an increase in temperature of the optical element due to incident light. The present invention also relates to an illumination device, a projection device, and a projection-type image display device that include an optical element and an irradiation device that irradiates light to the optical element.
スクリーン上に光を投射して映像表示を行う投射型映像表示装置は、いわゆる「光学式プロジェクタ」と呼ばれている市販品を含めて、様々な方式のものが提案されている。このような投射型映像表示装置の基本原理は、液晶マイクロディスプレイやDMD(デジタルマイクロミラーデバイス:Digital Micromirror Device)などの空間光変調器を利用して、元になる二次元画像を生成し、この二次元画像を投射光学系を利用してスクリーン上に拡大投影するというものである。例えば、高圧水銀ランプなどの白色光源を用いて液晶ディスプレイ等の空間光変調器を照明し、得られた変調画像をレンズでスクリーン上に拡大投影する光学式プロジェクタが知られている。 Various types of projection-type image display devices that display images by projecting light onto a screen have been proposed, including commercially available products called “optical projectors”. The basic principle of such a projection-type image display device is to use a spatial light modulator such as a liquid crystal micro display or DMD (Digital Micromirror Device) to generate an original two-dimensional image. A two-dimensional image is enlarged and projected on a screen using a projection optical system. For example, an optical projector is known in which a white light source such as a high-pressure mercury lamp is used to illuminate a spatial light modulator such as a liquid crystal display, and an obtained modulated image is enlarged and projected onto a screen by a lens.
ところでDMDなどの空間光変調器においては、全ての光が利用されるわけではなく、一部の光は空間光変調器や光学素子によって熱として吸収される。このような発熱は、高い光束密度を有する光が用いられる場合により顕著になる。 By the way, in a spatial light modulator such as a DMD, not all light is used, and a part of the light is absorbed as heat by the spatial light modulator and the optical element. Such heat generation becomes more prominent when light having a high luminous flux density is used.
光の吸収に起因する発熱が生じる場合であっても、空間光変調器の特性や信頼性が劣化することを防ぐため、様々な方法が提案されている。例えば特許文献1において、DMDなどの空間光変調器のうち光が入射する面とは反対側の面に設けられ、空間光変調器における発熱を吸熱する受熱部と、受熱部を冷却する冷却手段と、空間光変調器を保持する保持金具と、空間光変調器および保持金具に貼り付けられる熱伝導シートと、熱伝導シートの熱を放出するための熱拡散板および冷却部と、を備えた冷却装置が提案されている。 Various methods have been proposed to prevent deterioration of the characteristics and reliability of the spatial light modulator even when heat is generated due to light absorption. For example, in Patent Document 1, a spatial light modulator such as a DMD is provided on a surface opposite to a surface on which light is incident, and a heat receiving unit that absorbs heat generated in the spatial light modulator, and a cooling unit that cools the heat receiving unit And a metal fitting for holding the spatial light modulator, a heat conductive sheet attached to the spatial light modulator and the metal fitting, and a heat diffusing plate and a cooling unit for releasing the heat of the heat conductive sheet. Cooling devices have been proposed.
ところで、高圧水銀ランプなどの高輝度放電ランプは、寿命が比較的短く、光学式プロジェクタなどに利用した場合、頻繁にランプ交換を行う必要がある。また、各原色成分の光を取り出すために、ダイクロイックミラーなどの比較的大型な光学系を利用する必要があるため、装置全体が大型化するという難点がある。このような問題に対処するため、レーザ光源などのコヒーレント光源を用いる方式も提案されている。たとえば、産業上で広く利用されている半導体レーザは、高圧水銀ランプなどの高輝度放電ランプに比べて極めて長寿命である。また、単一波長の光を生成可能な光源であるため、ダイクロイックミラーなどの分光装置が不要になり、装置全体を小型化できるという利点も有する。 By the way, a high-intensity discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp has a relatively short life, and when used in an optical projector or the like, it is necessary to frequently replace the lamp. Further, since it is necessary to use a relatively large optical system such as a dichroic mirror in order to extract the light of each primary color component, there is a problem that the entire apparatus becomes large. In order to cope with such a problem, a method using a coherent light source such as a laser light source has been proposed. For example, a semiconductor laser widely used in the industry has a very long life compared to a high-intensity discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp. In addition, since the light source can generate light having a single wavelength, a spectroscopic device such as a dichroic mirror is not necessary, and the entire device can be reduced in size.
その一方で、レーザ光などのコヒーレント光源を用いる方式には、スペックルの発生といった新たな問題が生じている。スペックル(speckle)は、レーザ光などのコヒーレント光を散乱面に照射したときに現れる斑点状の模様であり、スクリーン上に発生すると斑点状の輝度ムラである明るさのムラとして観察され、観察者に対して生理的な悪影響を及ぼす要因になる。コヒーレント光を用いた場合にスペックルが発生する理由は、スクリーンなどの散乱反射面の各部で反射したコヒーレント光が、その極めて高い可干渉性ゆえに、互いに干渉し合うことによって生じるものとされている。たとえば、文献「Speckle Phenomena in Optics, Joseph W. Goodman, Roberts & Co., 2006」には、スペックルの発生についての詳細な理論的考察がなされている。 On the other hand, a method using a coherent light source such as a laser beam has a new problem such as generation of speckle. A speckle is a speckled pattern that appears when a scattering surface is irradiated with coherent light such as laser light. When speckle is generated on a screen, it is observed as a spotted brightness unevenness and observed. It becomes a factor having a physiological adverse effect on the person. The reason why speckles occur when coherent light is used is that coherent light reflected by each part of a scattering reflection surface such as a screen interferes with each other because of its extremely high coherence. . For example, the document “Speckle Phenomena in Optics, Joseph W. Goodman, Roberts & Co., 2006” provides a detailed theoretical discussion of speckle generation.
このように、コヒーレント光源を用いる方式では、スペックルの発生という固有の問題が生じるため、スペックルの発生を抑制するための技術が提案されている。例えば特許文献2には、空間光変調器を照明する照明装置として、ホログラム記録媒体と、ホログラム記録媒体上を走査するように、ホログラム記録媒体にコヒーレント光を照射する照射装置と、を備えた照明装置が提案されている。特許文献2においては、このような照明装置を用いて空間光変調器を照明することにより、ホログラム記録媒体から空間光変調器上の個々の点に到達する回折光の入射角度を時間とともに変化させることができる。これによって、スペックルを低減することが可能となる。 As described above, in the system using the coherent light source, a problem inherent to the generation of speckles occurs, and thus a technique for suppressing the generation of speckles has been proposed. For example, Patent Literature 2 discloses an illumination device that illuminates a spatial light modulator and includes a hologram recording medium and an irradiation device that irradiates the hologram recording medium with coherent light so as to scan the hologram recording medium. A device has been proposed. In Patent Document 2, by illuminating the spatial light modulator using such an illuminating device, the incident angle of diffracted light that reaches each point on the spatial light modulator from the hologram recording medium is changed with time. be able to. As a result, speckle can be reduced.
ホログラム記録媒体の干渉縞が記録される記録層は、一般に、ガラスなどの支持体上に感光性組成物を塗布することにより形成される。また記録層の上には、特許文献3に記載されているように、ガラスやフィルムなどが保護部材として設けられる。 The recording layer on which the interference fringes of the hologram recording medium are recorded is generally formed by applying a photosensitive composition on a support such as glass. On the recording layer, as described in Patent Document 3, glass or a film is provided as a protective member.
ホログラム記録媒体を支持するガラスや、ホログラム記録媒体を保護するガラスやフィルムなどの部材は通常、高い放熱特性を有する部材ではない。従って、ホログラム記録媒体に対して高い光束密度を有する光が照射されると、光が照射された領域の温度が高くなり、この結果、ホログラム記録媒体における光の回折特性が影響を受けてしまうことが考えられる。 Members such as glass for supporting the hologram recording medium and glass or film for protecting the hologram recording medium are usually not members having high heat dissipation characteristics. Therefore, when the hologram recording medium is irradiated with light having a high luminous flux density, the temperature of the irradiated area becomes high, and as a result, the light diffraction characteristics of the hologram recording medium are affected. Can be considered.
本発明は、このような課題を効果的に解決し得る光学素子、照明装置、投射装置および投射型映像表示装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the optical element, the illuminating device, projection apparatus, and projection type video display apparatus which can solve such a subject effectively.
本発明による、コヒーレント光を回折する光学素子は、
コヒーレント光が入射する側から順に積層された透明基板、ホログラム記録媒体、接着層および熱伝導性部材を備え、
前記ホログラム記録媒体は、前記透明基板を透過して前記ホログラム記録媒体に入射するコヒーレント光を回折するよう構成されており、
前記接着層は、複数の熱伝導性添加物と、各熱伝導性添加物間を埋めるバインダーと、を有し、
前記熱伝導性部材の熱伝導率および前記熱伝導性添加物の熱伝導率は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きくなっている。
The optical element for diffracting coherent light according to the present invention is:
Comprising a transparent substrate, a hologram recording medium, an adhesive layer and a heat conductive member laminated in order from the side on which the coherent light is incident;
The hologram recording medium is configured to diffract coherent light that is transmitted through the transparent substrate and incident on the hologram recording medium;
The adhesive layer has a plurality of thermally conductive additives and a binder that fills between each thermally conductive additive,
The thermal conductivity of the thermal conductive member and the thermal conductivity of the thermal conductive additive are larger than the thermal conductivity of the transparent substrate.
本発明による光学素子において、前記接着層の前記熱伝導性添加物は、透明基板の法線方向に沿って延びる細長状の形状を有していてもよい。この場合、透明基板の法線方向における前記接着層の前記熱伝導性添加物の寸法が、接着層の膜厚と略同一になっていてもよい。 In the optical element according to the present invention, the thermally conductive additive of the adhesive layer may have an elongated shape extending along the normal direction of the transparent substrate. In this case, the dimension of the heat conductive additive of the adhesive layer in the normal direction of the transparent substrate may be substantially the same as the film thickness of the adhesive layer.
本発明による光学素子において、前記接着層の前記熱伝導性添加物は、カーボン粒子、金属粒子、カーボン繊維または金属繊維の少なくとも1つを含んでいてもよい。 In the optical element according to the present invention, the thermally conductive additive of the adhesive layer may include at least one of carbon particles, metal particles, carbon fibers, or metal fibers.
本発明による光学素子において、前記熱伝導性部材は、金属またはカーボンを含む熱伝導性層を有していてもよい。 In the optical element according to the present invention, the thermally conductive member may have a thermally conductive layer containing metal or carbon.
本発明による光学素子において、前記熱伝導性部材は、前記接着層側から順に配置された第1熱伝導性層および第2熱伝導性層を有していてもよい。この場合、前記第2熱伝導性層の熱伝導率は、前記第1熱伝導性層の熱伝導率よりも大きくなっていてもよい。また、前記第1熱伝導性層または前記第2熱伝導性層の少なくともいずれか一方は、金属またはカーボンを含んでいてもよい。 In the optical element according to the present invention, the thermally conductive member may have a first thermally conductive layer and a second thermally conductive layer arranged in order from the adhesive layer side. In this case, the thermal conductivity of the second thermal conductive layer may be larger than the thermal conductivity of the first thermal conductive layer. In addition, at least one of the first heat conductive layer and the second heat conductive layer may contain a metal or carbon.
本発明による光学素子において、前記熱伝導性部材は、前記接着層側から順に反射抑制部分および熱伝導性部分を有していてもよい。この場合、前記反射抑制部分は、前記熱伝導性部材の最も前記接着層側の面を構成し、前記接着層側から入射するコヒーレント光が反射されることを抑制する。 In the optical element according to the present invention, the thermally conductive member may have a reflection suppressing portion and a thermally conductive portion in order from the adhesive layer side. In this case, the reflection suppressing portion constitutes the surface closest to the adhesive layer of the thermally conductive member, and suppresses reflection of coherent light incident from the adhesive layer side.
本発明による光学素子において、前記反射抑制部分は、前記接着層側に向かうにつれて断面積が小さくなる形状を有する複数の突起部を含んでいてもよい。 In the optical element according to the present invention, the reflection suppressing portion may include a plurality of protrusions having a shape in which a cross-sectional area becomes smaller toward the adhesive layer side.
本発明による光学素子において、前記反射抑制部分は、互いに異なる屈折率を有する複数の層を含む誘電体多層膜を備えていてもよい。 In the optical element according to the present invention, the reflection suppressing portion may include a dielectric multilayer film including a plurality of layers having different refractive indexes.
本発明による照明装置は、
上述した本発明による光学素子と、
コヒーレント光が前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するように、前記光学素子にコヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
任意の瞬間に前記照射装置によってコヒーレント光を照射されている前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上の領域は、前記ホログラム記録媒体の一部分である。
The lighting device according to the present invention comprises:
An optical element according to the invention as described above;
An irradiation device for irradiating the optical element with coherent light so that the coherent light scans the hologram recording medium of the optical element;
A region on the hologram recording medium of the optical element that is irradiated with coherent light by the irradiation device at an arbitrary moment is a part of the hologram recording medium.
本発明による照明装置において、前記照射装置から前記光学素子の前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明するように、前記照射装置および前記光学素子が配置されていてもよい。 In the illuminating device according to the present invention, the coherent light incident on each position of the holographic recording medium of the optical element from the irradiating device is diffracted by the holographic recording medium so as to illuminate at least a part of the overlapping area. Further, the irradiation device and the optical element may be arranged.
本発明による投射装置は、
上述した本発明による照明装置と、
前記照明装置からのコヒーレント光によって照明される位置に配置された空間光変調器と、を備える。
The projection apparatus according to the present invention
A lighting device according to the invention as described above;
A spatial light modulator disposed at a position illuminated by coherent light from the illumination device.
本発明による第1の投射型映像表示装置は、
上述した本発明による投射装置と、
前記空間光変調器上に得られる変調画像を投影されるスクリーンと、を備える。
A first projection display apparatus according to the present invention is:
A projection device according to the invention as described above;
And a screen on which the modulated image obtained on the spatial light modulator is projected.
本発明による第2の投射型映像表示装置は、
上述した本発明による照明装置と、
前記照明装置からのコヒーレント光によって照明される位置に配置されたスクリーンと、を備える。
A second projection type video display device according to the present invention is:
A lighting device according to the invention as described above;
And a screen disposed at a position illuminated by coherent light from the illumination device.
本発明によれば、ホログラム記録媒体における発熱を適切に放出することができる。 According to the present invention, heat generated in the hologram recording medium can be appropriately released.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
図1〜図15は、本発明の一実施の形態に係る光学素子、照明装置、投射装置および投射型映像表示装置、並びに、その変形例を説明するための図である。このうち、図1〜図6を参照して、一実施の形態に係る光学素子、照明装置、投射装置および投射型映像表示装置について説明する。その後、図7〜図15を適宜参照しながら、一実施の形態に係る光学素子、照明装置、投射装置および投射型映像表示装置に対する変形の一例について説明する。 1 to 15 are diagrams for explaining an optical element, an illumination device, a projection device, a projection-type image display device, and a modification thereof according to an embodiment of the present invention. Among these, with reference to FIGS. 1-6, the optical element which concerns on one Embodiment, an illuminating device, a projection apparatus, and a projection type video display apparatus are demonstrated. Thereafter, an example of a modification to the optical element, the illumination device, the projection device, and the projection type video display device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 15 as appropriate.
〔構成〕
まず、コヒーレント光を投射する照明装置および投射装置を含み且つスペックルを目立たなくさせることができる投射型映像表示装置の構成を、主として図1〜図6を参照して説明する。
〔Constitution〕
First, the configuration of a projection-type image display device that includes an illumination device that projects coherent light and a projection device and can make speckles inconspicuous will be described mainly with reference to FIGS.
図1に示す投射型映像表示装置10は、スクリーン15と、コヒーレント光からなる映像光を投射する投射装置20と、を有している。投射装置20は、仮想面上に位置する被照明領域LZをコヒーレント光で照明する照明装置40と、被照明領域LZと重なる位置に配置され照明装置40によってコヒーレント光で照明される空間光変調器30と、空間光変調器30からのコヒーレント光をスクリーン15に投射する投射光学系25と、を有している。 A projection video display device 10 shown in FIG. 1 includes a screen 15 and a projection device 20 that projects video light including coherent light. The projection device 20 includes an illuminating device 40 that illuminates the illuminated region LZ located on the virtual plane with coherent light, and a spatial light modulator that is disposed at a position overlapping the illuminated region LZ and that is illuminated with the coherent light by the illuminating device 40. 30 and a projection optical system 25 that projects the coherent light from the spatial light modulator 30 onto the screen 15.
空間光変調器30としては、例えば、透過型の液晶マイクロディスプレイを用いることができる。この場合、照明装置40によって面状に照明される空間光変調器30が、画素毎にコヒーレント光を選択して透過させることにより、空間光変調器30をなすディスプレイの画面上に変調画像が形成されるようになる。こうして得られた変調画像(映像光)は、投射光学系25によって、等倍で或いは変倍されてスクリーン15へ投射される。これにより、変調画像がスクリーン15上に等倍で或いは変倍(通常、拡大)されて表示され、観察者は当該画像を観察することができる。 As the spatial light modulator 30, for example, a transmissive liquid crystal microdisplay can be used. In this case, the spatial light modulator 30 illuminated in a planar shape by the illumination device 40 selects and transmits coherent light for each pixel, thereby forming a modulated image on the screen of the display that forms the spatial light modulator 30. Will come to be. The modulated image (video light) thus obtained is projected onto the screen 15 at the same magnification or scaled by the projection optical system 25. As a result, the modulated image is displayed on the screen 15 at the same magnification or scaled (usually enlarged), and the observer can observe the image.
なお、空間光変調器30としては、反射型のマイクロディスプレイを用いることも可能である。この場合、空間光変調器30での反射光によって変調画像が形成され、空間光変調器30へ照明装置40からコヒーレント光が照射される面と、空間光変調器30から変調画像をなす映像光が進みでる面が同一の面となる。このような反射光を利用する場合、空間光変調器30としてDMD(Digital Micromirror Device)などのMEMS素子を用いることも可能である。 As the spatial light modulator 30, a reflective micro display can be used. In this case, a modulated image is formed by the reflected light from the spatial light modulator 30, the surface on which the spatial light modulator 30 is irradiated with coherent light from the illumination device 40, and the image light that forms the modulated image from the spatial light modulator 30. The surface where the lead is the same surface. When such reflected light is used, a MEMS element such as a DMD (Digital Micromirror Device) can be used as the spatial light modulator 30.
また、空間光変調器30の入射面は、照明装置40によってコヒーレント光を照射される被照明領域LZと同一の形状および大きさであることが好ましい。この場合、照明装置40からのコヒーレント光を、スクリーン15への映像の表示に高い利用効率で利用することができるからである。 Moreover, it is preferable that the incident surface of the spatial light modulator 30 has the same shape and size as the illuminated region LZ irradiated with the coherent light by the illumination device 40. In this case, it is because the coherent light from the illuminating device 40 can be used with high utilization efficiency for displaying the image on the screen 15.
スクリーン15は、透過型スクリーンとして構成されていてもよいし、反射型スクリーンとして構成されていてもよい。スクリーン15が反射型スクリーンとして構成されている場合には、観察者は、スクリーン15で反射されるコヒーレント光によって表示される映像を、スクリーン15に関して投射装置20と同じ側から観察することになる。一方、スクリーン15が透過型スクリーンとして構成されている場合、観察者は、スクリーン15を透過したコヒーレント光によって表示される映像を、スクリーン15に関して投射装置20とは反対の側から観察することになる。 The screen 15 may be configured as a transmissive screen or may be configured as a reflective screen. When the screen 15 is configured as a reflective screen, the observer observes an image displayed by the coherent light reflected by the screen 15 from the same side as the projection device 20 with respect to the screen 15. On the other hand, when the screen 15 is configured as a transmission screen, the observer observes the image displayed by the coherent light transmitted through the screen 15 from the side opposite to the projection device 20 with respect to the screen 15. .
ところで、スクリーン15に投射されたコヒーレント光は、拡散され、観察者に映像として認識されるようになる。この際、スクリーン上に投射されたコヒーレント光は拡散によって干渉し、スペックルを生じさせることになる。ただし、ここで説明する投射型映像表示装置10では、以下に説明する照明装置40が、時間的に角度変化するコヒーレント光で、空間光変調器30が重ねられている被照明領域LZを照明するようになっている。より具体的には、以下に説明する照明装置40は、コヒーレント光からなる拡散光で被照明領域LZを照明するが、この拡散光の入射角度が経時的に変化していく。この結果、スクリーン15上でのコヒーレント光の拡散パターンも時間的に変化するようになり、コヒーレント光の拡散で生じるスペックルが時間的に重畳されて目立たなくなる。以下、このような照明装置40について、さらに詳細に説明する。 By the way, the coherent light projected on the screen 15 is diffused and recognized as an image by the observer. At this time, the coherent light projected on the screen interferes by diffusion and causes speckle. However, in the projection display apparatus 10 described here, the illumination apparatus 40 described below illuminates the illuminated area LZ on which the spatial light modulator 30 is superimposed with coherent light that changes in angle with time. It is like that. More specifically, the illuminating device 40 described below illuminates the illuminated region LZ with diffused light composed of coherent light, and the incident angle of this diffused light changes over time. As a result, the diffusion pattern of the coherent light on the screen 15 also changes with time, and speckles generated by the diffusion of the coherent light are temporally superimposed and become inconspicuous. Hereinafter, such an illuminating device 40 will be described in more detail.
図1および図2に示された照明装置40は、入射したコヒーレント光を回折してコヒーレント光の進行方向を被照明領域LZへ向ける光学素子50と、光学素子50へコヒーレント光を照射する照射装置60と、を有している。なお光学素子50および光学素子50の各構成要素に関する以下の説明において、「一側」は、照射装置60からのコヒーレント光が入射する側を意味しており、「他側」は、一側の反対側を意味している。図1において、光学素子50の一側の面が符号50aで示されており、また光学素子50の他側の面が符号50bで示されている。 The illuminating device 40 shown in FIGS. 1 and 2 diffracts incident coherent light to direct the traveling direction of the coherent light toward the illuminated region LZ, and an irradiating device that irradiates the optical element 50 with the coherent light. 60. In the following description of the optical element 50 and each component of the optical element 50, “one side” means a side on which coherent light from the irradiation device 60 is incident, and “other side” means one side. Means the other side. In FIG. 1, the surface on one side of the optical element 50 is indicated by reference numeral 50a, and the surface on the other side of the optical element 50 is indicated by reference numeral 50b.
光学素子50は、光拡散素子乃至光拡散要素として機能するホログラム記録媒体55、とりわけ、散乱板6の像5を再生し得るホログラム記録媒体55を含んでいる。図示する例では、光学素子50は、コヒーレント光が入射する側、すなわち一側から順に積層された透明基板51、ホログラム記録媒体55、接着層56および熱伝導性部材52を備えている。透明基板51は、十分な透光性を有する材料から構成されている。このため、一側から光学素子50に入射する光の大半は、透明基板51を透過してホログラム記録媒体55に到達する。なお「ホログラム記録媒体」とは、ホログラムが記録されている媒体のことである。 The optical element 50 includes a hologram recording medium 55 that functions as a light diffusing element or a light diffusing element, in particular, a hologram recording medium 55 that can reproduce the image 5 of the scattering plate 6. In the illustrated example, the optical element 50 includes a transparent substrate 51, a hologram recording medium 55, an adhesive layer 56, and a heat conductive member 52 that are stacked in order from the side on which coherent light enters, that is, one side. The transparent substrate 51 is made of a material having sufficient translucency. Therefore, most of the light incident on the optical element 50 from one side passes through the transparent substrate 51 and reaches the hologram recording medium 55. The “hologram recording medium” is a medium on which a hologram is recorded.
光学素子50のホログラム記録媒体55は、照射装置60から照射され、透明基板51を透過してホログラム記録媒体55に入射するコヒーレント光を再生照明光Laとして受けて、当該コヒーレント光を高効率で回折することができる。とりわけ、ホログラム記録媒体55は、その各位置、言い換えると、その各点とも呼ばれるべき各微小領域に入射するコヒーレント光を回折することによって、散乱板6の像5を再生することができるようになっている。 The hologram recording medium 55 of the optical element 50 receives the coherent light irradiated from the irradiation device 60 and transmitted through the transparent substrate 51 and incident on the hologram recording medium 55 as the reproduction illumination light La, and diffracts the coherent light with high efficiency. can do. In particular, the hologram recording medium 55 can reproduce the image 5 of the scattering plate 6 by diffracting coherent light incident on each position, in other words, each minute region that should be called each point. ing.
一方、照射装置60は、ホログラム記録媒体55のコヒーレント光が、光学素子50のホログラム記録媒体55上を走査するようにして、光学素子50へコヒーレント光を照射する。したがって、任意の瞬間に、照射装置60によってコヒーレント光を照射されているホログラム記録媒体55上の領域は、ホログラム記録媒体55の表面全域の一部分となっており、とりわけ図示する例では、点と呼ばれるべき微小領域となっている。 On the other hand, the irradiation device 60 irradiates the optical element 50 with the coherent light so that the coherent light of the hologram recording medium 55 scans the hologram recording medium 55 of the optical element 50. Therefore, the region on the hologram recording medium 55 that is irradiated with the coherent light by the irradiation device 60 at an arbitrary moment is a part of the entire surface of the hologram recording medium 55, and in particular, in the illustrated example, is called a point. It is a very small area.
そして、照射装置60から照射されてホログラム記録媒体55上を走査するコヒーレント光は、ホログラム記録媒体55上の各位置(各点または各領域(以下、同じ))に、当該ホログラム記録媒体55の回折条件を満たすような入射角度で、入射するようになっている。照射装置60からホログラム記録媒体55の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、ホログラム記録媒体55で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明する。とりわけここで説明する形態では、照射装置60からホログラム記録媒体55の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、ホログラム記録媒体55で回折されて同一の被照明領域LZを照明するようになっている。より詳細には、図2に示すように、照射装置60からホログラム記録媒体55の各位置に入射したコヒーレント光が、それぞれ、被照明領域LZに重ねて散乱板6の像5を再生するようになっている。すなわち、照射装置60からホログラム記録媒体55の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、光学素子50で拡散されて(拡げられて)、同一の被照明領域LZに入射するようになる。なお、図2および以降で説明する図4,5では、ホログラム記録媒体55の機能の説明を明確化するために、光学素子50の各構成要素のうちホログラム記録媒体55以外の構成要素は記載を省略している。 Then, the coherent light irradiated from the irradiation device 60 and scanned on the hologram recording medium 55 is diffracted by the hologram recording medium 55 at each position (each point or each region (hereinafter the same)) on the hologram recording medium 55. Incidence is made at an incident angle that satisfies the conditions. The coherent light incident on each position of the hologram recording medium 55 from the irradiation device 60 is diffracted by the hologram recording medium 55 and illuminates areas that overlap each other at least partially. In particular, in the embodiment described here, the coherent light incident on each position of the hologram recording medium 55 from the irradiation device 60 is diffracted by the hologram recording medium 55 to illuminate the same illuminated region LZ. . More specifically, as shown in FIG. 2, the coherent light incident on each position of the hologram recording medium 55 from the irradiation device 60 is superimposed on the illuminated region LZ to reproduce the image 5 of the scattering plate 6. It has become. That is, the coherent light that has entered the hologram recording medium 55 from the irradiation device 60 is diffused (expanded) by the optical element 50 and enters the same illuminated area LZ. 2 and FIGS. 4 and 5 to be described later, in order to clarify the function of the hologram recording medium 55, the components other than the hologram recording medium 55 among the components of the optical element 50 are described. Omitted.
このようなコヒーレント光の回折作用を可能にするホログラム記録媒体55として、図示する例では、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラムが用いられている。このホログラム記録媒体55は、図3に示すように、実物の散乱板6からの散乱光を物体光Loとして用いて作製されている。図3には、ホログラム記録媒体55をなすようになる感光性を有したホログラム感光材料58に、互いに干渉性を有したコヒーレント光からなる参照光Lrと物体光Loとが露光されている状態が、示されている。 In the illustrated example, a reflection type volume hologram using a photopolymer is used as the hologram recording medium 55 that enables the diffraction action of such coherent light. As shown in FIG. 3, the hologram recording medium 55 is manufactured by using the scattered light from the actual scattering plate 6 as the object light Lo. FIG. 3 shows a state in which the hologram photosensitive material 58 having photosensitivity that forms the hologram recording medium 55 is exposed to the reference light Lr and the object light Lo, which are coherent light beams having coherence with each other. ,It is shown.
参照光Lrは、例えば、特定波長域のレーザ光を発振するレーザ光源からのレーザ光が用いられており、レンズからなる集光素子7を透過してホログラム感光材料58に入射する。図3に示す例では、参照光Lrをなすようになるレーザ光が、集光素子7の光軸と平行な平行光束として、集光素子7へ入射する。参照光Lrは、集光素子7を透過することによって、それまでの平行光束から収束光束に整形(変換)され、ホログラム感光材料58へ入射する。この際、収束光束Lrの焦点位置FPは、ホログラム感光材料58を越えた位置にある。すなわち、ホログラム感光材料58は、集光素子7と、集光素子7によって集光された収束光束Lrの焦点位置FPと、の間に配置されている。 As the reference light Lr, for example, laser light from a laser light source that oscillates laser light in a specific wavelength region is used, and passes through the condensing element 7 formed of a lens and enters the hologram photosensitive material 58. In the example shown in FIG. 3, the laser light that forms the reference light Lr is incident on the condensing element 7 as a parallel light beam parallel to the optical axis of the condensing element 7. The reference light Lr passes through the condensing element 7, so that it is shaped (converted) into a convergent light beam from the parallel light beam so far, and is incident on the hologram photosensitive material 58. At this time, the focal position FP of the convergent light beam Lr is at a position beyond the hologram photosensitive material 58. In other words, the hologram photosensitive material 58 is disposed between the condensing element 7 and the focal position FP of the convergent light beam Lr collected by the condensing element 7.
次に、物体光Loは、たとえばオパールガラスからなる散乱板6からの散乱光として、ホログラム感光材料58に入射する。ここでは作製されるべきホログラム記録媒体55が反射型なので、物体光Loは、参照光Lrとは反対側の面からホログラム感光材料58へ入射する。物体光Loは、参照光Lrと干渉性を有している必要がある。したがって、例えば、同一のレーザ光源から発振されたレーザ光を分割して、分割された一方を上述の参照光Lrとして利用し、他方を物体光Loとして使用することができる。 Next, the object light Lo is incident on the hologram photosensitive material 58 as scattered light from a scattering plate 6 made of, for example, opal glass. Here, since the hologram recording medium 55 to be manufactured is a reflection type, the object light Lo is incident on the hologram photosensitive material 58 from the surface opposite to the reference light Lr. The object light Lo needs to have coherency with the reference light Lr. Therefore, for example, laser light oscillated from the same laser light source can be divided, and one of the divided lights can be used as the reference light Lr and the other can be used as the object light Lo.
図3に示す例では、散乱板6の板面への法線方向と平行な平行光束が、散乱板6へ入射して散乱され、そして、散乱板6を透過した散乱光が物体光Loとしてホログラム感光材料58へ入射している。この方法によれば、通常安価に入手可能な等方散乱板を散乱板6として用いた場合に、散乱板6からの物体光Loが、ホログラム感光材料58に概ね均一な光量分布で入射することが可能となる。またこの方法によれば、散乱板6による散乱の度合いにも依存するが、ホログラム感光材料58の各位置に、散乱板6の出射面6aの全域から概ね均一な光量で参照光Lrが入射しやすくなる。このような場合には、得られたホログラム記録媒体55の各位置に入射した光が、それぞれ、散乱板6の像5を同様の明るさで再生すること、および、再生された散乱板6の像5が概ね均一な明るさで観察されることが実現され得る。 In the example shown in FIG. 3, a parallel light beam parallel to the normal direction to the plate surface of the scattering plate 6 is incident on and scattered by the scattering plate 6, and the scattered light transmitted through the scattering plate 6 is the object light Lo. The light enters the hologram photosensitive material 58. According to this method, when an isotropic scattering plate that is usually available at a low cost is used as the scattering plate 6, the object light Lo from the scattering plate 6 is incident on the hologram photosensitive material 58 with a substantially uniform light amount distribution. Is possible. Further, according to this method, although depending on the degree of scattering by the scattering plate 6, the reference light Lr is incident on each position of the hologram photosensitive material 58 with a substantially uniform light amount from the entire area of the exit surface 6 a of the scattering plate 6. It becomes easy. In such a case, the light incident on each position of the obtained hologram recording medium 55 reproduces the image 5 of the scattering plate 6 with the same brightness, and the reproduced scattering plate 6 It can be realized that the image 5 is observed with substantially uniform brightness.
以上のようにして、参照光Lrおよび物体光Loがホログラム記録材料58に露光されると、参照光Lrおよび物体光Loが干渉してなる干渉縞が生成され、この光の干渉縞が、何らかのパターン、体積型ホログラムでは、一例として、屈折率変調パターンとして、ホログラム記録材料58に記録される。その後、ホログラム感光材料58の種類に対応した適切な後処理が施され、ホログラム記録媒体55が得られる。 As described above, when the hologram recording material 58 is exposed to the reference light Lr and the object light Lo, an interference fringe formed by the interference of the reference light Lr and the object light Lo is generated. In the case of a pattern and a volume hologram, for example, it is recorded on the hologram recording material 58 as a refractive index modulation pattern. Thereafter, appropriate post-processing corresponding to the type of the hologram photosensitive material 58 is performed, and the hologram recording medium 55 is obtained.
図4には、図3の露光工程を経て得られたホログラム記録媒体55の回折作用(再生作用)が示されている。図4に示すように、図3のホログラム感光材料58から形成されたホログラム記録媒体55は、露光工程で用いられたレーザ光と同一波長の光であって、露光工程における参照光Lrの光路を逆向きに進む光によって、そのブラッグ条件が満たされるようになる。すなわち、図4に示すように、露光工程時におけるホログラム感光材料58に対する焦点FPの相対位置(図3参照)と同一の位置関係をなすようにしてホログラム記録媒体55に対して位置する基準点SPから発散し、露光工程時における参照光Lrと同一の波長を有する発散光束は、再生照明光Laとして、ホログラム記録媒体55に回折され、露光工程時におけるホログラム感光材料58に対する散乱板6の相対位置(図3参照)と同一の位置関係をなすようになるホログラム記録媒体55に対する特定の位置に、散乱板6の再生像5を生成する。 FIG. 4 shows the diffraction action (reproduction action) of the hologram recording medium 55 obtained through the exposure process of FIG. As shown in FIG. 4, the hologram recording medium 55 formed from the hologram photosensitive material 58 of FIG. 3 is light having the same wavelength as the laser beam used in the exposure process, and the optical path of the reference light Lr in the exposure process. The light traveling in the opposite direction satisfies the Bragg condition. That is, as shown in FIG. 4, the reference point SP positioned with respect to the hologram recording medium 55 in the same positional relationship as the relative position of the focal point FP (see FIG. 3) with respect to the hologram photosensitive material 58 during the exposure process. The divergent light beam that diverges from the light and has the same wavelength as the reference light Lr during the exposure process is diffracted as the reproduction illumination light La to the hologram recording medium 55, and the relative position of the scattering plate 6 with respect to the hologram photosensitive material 58 during the exposure process A reproduced image 5 of the scattering plate 6 is generated at a specific position with respect to the hologram recording medium 55 that has the same positional relationship as (see FIG. 3).
この際、散乱板6の再生像5を生成する再生光(再生照明光Laをホログラム記録媒体55で回折してなる光)Lbは、露光工程時に散乱板6からホログラム感光材料58へ向かって進んでいた物体光Loの光路を逆向きに進む光として散乱板6の像5の各点を再生する。そして、上述したように、また図3に示すように、露光工程時に散乱板6の出射面6aの各位置から出射する散乱光Loが、それぞれ、ホログラム感光材料58の概ね全領域に入射するように拡散している(拡がっている)。すなわち、ホログラム感光材料58上の各位置には、散乱板6の出射面6aの全領域からの物体光Loが入射し、結果として、出射面6a全体の情報がホログラム記録媒体55の各位置にそれぞれ記録されている。このため、図4に示された、再生照明光Laとして機能する基準点SPからの発散光束をなす各光は、それぞれ単独で、ホログラム記録媒体55の各位置に入射して互いに同一の輪郭を有した散乱板6の像5を、互いに同一の位置(被照明領域LZ)に再生することができる。 At this time, the reproduction light (light obtained by diffracting the reproduction illumination light La by the hologram recording medium 55) Lb that generates the reproduction image 5 of the scattering plate 6 travels from the scattering plate 6 toward the hologram photosensitive material 58 during the exposure process. Each point of the image 5 of the scattering plate 6 is reproduced as light traveling in the opposite direction along the optical path of the object light Lo that has been emitted. As described above and as shown in FIG. 3, the scattered light Lo emitted from each position on the exit surface 6 a of the scattering plate 6 in the exposure process is incident on almost the entire region of the hologram photosensitive material 58. Is spreading (spreading). That is, the object light Lo from the entire area of the exit surface 6 a of the scattering plate 6 is incident on each position on the hologram photosensitive material 58, and as a result, information on the entire exit surface 6 a is placed on each position of the hologram recording medium 55. Each is recorded. For this reason, each light which forms the divergent light beam from the reference point SP functioning as the reproduction illumination light La shown in FIG. 4 is incident on each position of the hologram recording medium 55 independently and has the same contour. The image 5 of the scattering plate 6 can be reproduced at the same position (illuminated area LZ).
一方、このようなホログラム記録媒体55からなる光学素子50にコヒーレント光を照射する照射装置60は、次のように構成され得る。図1および図2に示された例において、照射装置60は、特定波長域のコヒーレント光を生成するレーザ光源61aと、レーザ光源61aからのコヒーレント光の光路を変化させる走査デバイス65と、を有している。走査デバイス65は、コヒーレント光の光路を経時的に変化させ、コヒーレント光の光学素子50への入射位置を変化させる。この結果、走査デバイス65で進行方向を変化させられるコヒーレント光が、光学素子50のホログラム記録媒体55の入射面上を走査するようになる。 On the other hand, the irradiation device 60 that irradiates the optical element 50 composed of the hologram recording medium 55 with the coherent light can be configured as follows. In the example shown in FIGS. 1 and 2, the irradiation apparatus 60 includes a laser light source 61a that generates coherent light in a specific wavelength region, and a scanning device 65 that changes the optical path of the coherent light from the laser light source 61a. doing. The scanning device 65 changes the optical path of the coherent light with time, and changes the incident position of the coherent light on the optical element 50. As a result, the coherent light whose traveling direction is changed by the scanning device 65 scans the incident surface of the hologram recording medium 55 of the optical element 50.
図2に示された例では、走査デバイス65は、一つの軸線RA1を中心として回動可能な反射面66aを有した反射デバイス66を含んでいる。より具体的に説明すると、反射デバイス66は、一つの軸線RA1を中心として回動可能な反射面66aとしてのミラーを有したミラーデバイスとして、構成されている。そして、図2および図5に示すように、このミラーデバイス66は、ミラー66aの配向を変化させることによって、レーザ光源61aからのコヒーレント光の光路を変化させるようになっている。この際、図2に示すように、ミラーデバイス66は、概ね、基準点SPにおいてレーザ光源61aからコヒーレント光を受けるようになっている。このため、ミラーデバイス66で進行方向を最終調整されたコヒーレント光は、基準点SPからの発散光束の一光線をなし得る再生照明光La(図4参照)として、光学素子50のホログラム記録媒体55へ入射し得る。結果として、照射装置60からのコヒーレント光がホログラム記録媒体55上を走査するようになり、且つ、ホログラム記録媒体55上の各位置に入射したコヒーレント光が同一の輪郭を有した散乱板6の像5を同一の位置(被照明領域LZ)に再生するようになる。 In the example shown in FIG. 2, the scanning device 65 includes a reflective device 66 having a reflective surface 66a that can be rotated about one axis RA1. More specifically, the reflection device 66 is configured as a mirror device having a mirror as a reflection surface 66a that can be rotated about one axis RA1. As shown in FIGS. 2 and 5, the mirror device 66 changes the optical path of the coherent light from the laser light source 61a by changing the orientation of the mirror 66a. At this time, as shown in FIG. 2, the mirror device 66 generally receives coherent light from the laser light source 61a at the reference point SP. For this reason, the coherent light whose traveling direction is finally adjusted by the mirror device 66 is reproduced illumination light La (see FIG. 4) that can form one light beam diverging from the reference point SP, and the hologram recording medium 55 of the optical element 50. Can be incident. As a result, the coherent light from the irradiation device 60 scans on the hologram recording medium 55, and the image of the scattering plate 6 in which the coherent light incident on each position on the hologram recording medium 55 has the same contour. 5 is reproduced at the same position (illuminated area LZ).
なお、図2に示されたミラーデバイス66は、一つの軸線RA1に沿ってミラー66aを回動させるように、構成されている。図5は、図2に示された照明装置40の構成を斜視図として示している。図5に示された例では、ミラー66aの回動軸線RA1は、ホログラム記録媒体55の板面上に定義されたXY座標系(つまり、XY平面がホログラム記録媒体55の板面と平行となるXY座標系)のY軸と、平行に延びている。そして、ミラー66aが、ホログラム記録媒体55の板面上に定義されたXY座標系のY軸と平行な軸線RA1を中心として回動するため、照射装置60からのコヒーレント光の光学素子50への入射点IPは、ホログラム記録媒体55の板面上に定義されたXY座標系のX軸と平行な方向に往復動するようになる。すなわち、図5に示された例では、照射装置60は、コヒーレント光がホログラム記録媒体55上を直線経路に沿って走査するように、光学素子50にコヒーレント光を照射する。 The mirror device 66 shown in FIG. 2 is configured to rotate the mirror 66a along one axis line RA1. FIG. 5 shows the configuration of the illumination device 40 shown in FIG. 2 as a perspective view. In the example shown in FIG. 5, the rotation axis RA <b> 1 of the mirror 66 a has an XY coordinate system defined on the plate surface of the hologram recording medium 55 (that is, the XY plane is parallel to the plate surface of the hologram recording medium 55. It extends parallel to the Y axis of the (XY coordinate system). Then, since the mirror 66a rotates around the axis line RA1 parallel to the Y axis of the XY coordinate system defined on the plate surface of the hologram recording medium 55, the coherent light from the irradiation device 60 is applied to the optical element 50. The incident point IP reciprocates in a direction parallel to the X axis of the XY coordinate system defined on the plate surface of the hologram recording medium 55. That is, in the example shown in FIG. 5, the irradiation device 60 irradiates the optical element 50 with coherent light so that the coherent light scans on the hologram recording medium 55 along a linear path.
このような照射装置60からホログラム記録媒体55の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、同一の被照明領域LZの全域をコヒーレント光で照明するが、当該被照明領域LZを照明するコヒーレント光の照明方向は互いに異なる。そして、コヒーレント光が入射するホログラム記録媒体55上の位置が経時的に変化するため、図1に矢印A1で示すように、被照明領域LZへのコヒーレント光の入射方向も経時的に変化する。結果として、空間光変調器30の透過光によって形成された映像の各画素をなす光が、図1に矢印A2で示すように経時的に光路を変化させながら、スクリーン15の特定の位置に投射されるようになる。このため、人間の目には、相関の無いコヒーレント光の散乱パターンが多重化されて観察されることになる。したがって、各散乱パターンに対応して生成されたスペックルが重ねられ平均化されて、観察者に観察されることになる。これにより、スクリーン15に表示されている映像を観察する観察者に対して、スペックルを極めて効果的に目立たなくさせることができる。 The coherent light incident on each position of the hologram recording medium 55 from the irradiation device 60 illuminates the entire illuminated area LZ with the coherent light, but the coherent light that illuminates the illuminated area LZ. The illumination directions are different from each other. Since the position on the hologram recording medium 55 on which the coherent light is incident changes with time, the incident direction of the coherent light to the illuminated region LZ also changes with time, as indicated by an arrow A1 in FIG. As a result, the light forming each pixel of the image formed by the light transmitted through the spatial light modulator 30 is projected to a specific position on the screen 15 while changing the optical path over time as indicated by an arrow A2 in FIG. Will come to be. For this reason, the coherent light scattering pattern having no correlation is multiplexed and observed by the human eye. Therefore, speckles generated corresponding to each scattering pattern are overlapped and averaged and observed by an observer. Thereby, speckles can be made very inconspicuous for an observer who observes the image displayed on the screen 15.
ところで、光学素子50のホログラム記録媒体55へ入射するコヒーレント光の波長は、図3の露光工程(記録工程)で用いた光の波長と厳密に一致させる必要はなく、露光工程で用いた光の波長から多少ずれていても被照明領域LZに像5を実質的に再生することができる。そもそも、実際上の問題として、ホログラム記録媒体55を作成する際、ホログラム感光材料58が収縮する場合があり、このような場合には、むしろ、ホログラム感光材料58の収縮を考慮して、ホログラム記録媒体55を作製する際、コヒーレント光の入射角度が調整されていた方が良い。このような点から、コヒーレント光源61aで生成するコヒーレント光の波長は、図3の露光工程(記録工程)で用いた光の波長と厳密に一致させる必要はなく、ほぼ同一となっていればよい。 By the way, the wavelength of the coherent light incident on the hologram recording medium 55 of the optical element 50 does not need to exactly match the wavelength of the light used in the exposure process (recording process) in FIG. Even if it is slightly deviated from the wavelength, the image 5 can be substantially reproduced in the illuminated area LZ. In the first place, as a practical problem, there is a case where the hologram photosensitive material 58 contracts when the hologram recording medium 55 is produced. In such a case, the hologram recording material 58 is considered in consideration of the contraction of the hologram photosensitive material 58. When the medium 55 is manufactured, it is preferable that the incident angle of the coherent light is adjusted. From this point, the wavelength of the coherent light generated by the coherent light source 61a does not need to be exactly the same as the wavelength of the light used in the exposure process (recording process) in FIG. .
同様に、光学素子50のホログラム記録媒体55へ入射するコヒーレント光の進行方向も、基準点SPからの発散光束に含まれる一光線と厳密に同一の経路を取っていなくとも、被照明領域LZに像5を実質的に再生することができる。実際に、図2および図5に示す例では、走査デバイス65をなすミラーデバイス66のミラー(反射面)66aは、必然的に、その回動軸線RA1からずれる。したがって、基準点SPを通過しない回動軸線RA1を中心としてミラー66aを回動させた場合、ホログラム記録媒体55へ入射する光は、基準点SPからの発散光束をなす一光線とはならないことがある。しかしながら、実際には、図示された構成の照射装置60からのコヒーレント光によって、被照明領域LZに重ねて像5を実質的に再生することができる。 Similarly, the traveling direction of the coherent light incident on the hologram recording medium 55 of the optical element 50 is also in the illuminated region LZ even if it does not take exactly the same path as one light beam included in the divergent light beam from the reference point SP. The image 5 can be substantially reproduced. Actually, in the example shown in FIGS. 2 and 5, the mirror (reflecting surface) 66a of the mirror device 66 constituting the scanning device 65 is inevitably deviated from the rotation axis RA1. Therefore, when the mirror 66a is rotated around the rotation axis RA1 that does not pass through the reference point SP, the light incident on the hologram recording medium 55 may not be a single light beam that forms a divergent light beam from the reference point SP. is there. However, in practice, the image 5 can be substantially reproduced by being superimposed on the illuminated region LZ by coherent light from the irradiation device 60 having the illustrated configuration.
ところで上述のように、本実施の形態において、任意の瞬間に、照射装置60によってコヒーレント光を照射されているホログラム記録媒体55上の領域(位置)は、ホログラム記録媒体55の一部分となっている。また上述のように、各瞬間にホログラム記録媒体55上の各位置に入射したコヒーレント光によって、同一の輪郭を有した散乱板6の像5が同一の位置(被照明領域LZ)に再生される。従って本実施の形態においては、平均的には、各瞬間に散乱板6の像5全域を再生するために必要とされる光のエネルギーが、各瞬間にホログラム記録媒体55上の各位置に入射したコヒーレント光のエネルギーによって得られることになる。 As described above, in the present embodiment, the region (position) on the hologram recording medium 55 that is irradiated with the coherent light by the irradiation device 60 at an arbitrary moment is a part of the hologram recording medium 55. . Further, as described above, the image 5 of the scattering plate 6 having the same contour is reproduced at the same position (illuminated region LZ) by the coherent light incident on each position on the hologram recording medium 55 at each moment. . Accordingly, in the present embodiment, on average, the energy of light necessary for reproducing the entire image 5 of the scattering plate 6 at each moment is incident on each position on the hologram recording medium 55 at each moment. It is obtained by the energy of the coherent light.
ホログラム記録媒体55に入射したコヒーレント光は、大部分は回折され、その他の部分はホログラム記録媒体55を透過したりホログラム記録媒体55によって熱として吸収されたりする。ここで、ホログラム記録媒体55に照射されるコヒーレント光の光束密度が高い場合、ホログラム記録媒体55の各領域において熱として吸収されるコヒーレント光のエネルギーも大きくなる。ここで本実施の形態においては、ホログラム記録媒体55の他側に接着層56を介して熱伝導性部材52を配置することにより、ホログラム記録媒体55の温度上昇を抑制することができる。以下、接着層56および熱伝導性部材52を備えた光学素子50の構造について、図6を参照して詳細に説明する。 Most of the coherent light incident on the hologram recording medium 55 is diffracted, and the other part is transmitted through the hologram recording medium 55 or absorbed as heat by the hologram recording medium 55. Here, when the luminous flux density of the coherent light irradiated to the hologram recording medium 55 is high, the energy of the coherent light absorbed as heat in each region of the hologram recording medium 55 also increases. Here, in the present embodiment, the temperature increase of the hologram recording medium 55 can be suppressed by disposing the heat conductive member 52 on the other side of the hologram recording medium 55 via the adhesive layer 56. Hereinafter, the structure of the optical element 50 including the adhesive layer 56 and the heat conductive member 52 will be described in detail with reference to FIG.
図6は、接着層56および熱伝導性部材52を備えた光学素子50を示す断面図である。上述の特許文献3に記載されているように、ホログラム記録媒体を有する一般的な光学素子において、ホログラム記録媒体の両側には、ガラスなどの支持体や、ガラスやフィルムなどからなる保護部材が配置されている。一方、本実施の形態においては、図6に示すように、ホログラム記録媒体55の他側、すなわちホログラム記録媒体55のうち透明基板51に向かい合う側とは反対の側には、接着層56を介して熱伝導性部材52が配置されている。この熱伝導性部材52は、その熱伝導率が透明基板51の熱伝導率よりも大きくなるよう構成されている。このような熱伝導性部材52を設けることにより、ホログラム記録媒体55において発生する熱を適切に外部に放出することができ、これによって、入射光に起因する発熱によってホログラム記録媒体55の温度が上昇することを抑制することができる。なお「熱伝導性部材52の熱伝導率が透明基板51の熱伝導率よりも大きい」とは、例えば、本実施の形態のようにホログラム記録媒体55の他側に熱伝導性部材52を配置した場合のホログラム記録媒体55の温度が、比較のために熱伝導性部材52の代わりにホログラム記録媒体55の他側に透明基板51と同一の部材を配置したと仮定した場合のホログラム記録媒体55の温度よりも低くなっている、ということを意味している。また、熱伝導性部材52を構成する各構成要素の熱伝導率に基づいて熱伝導性部材52全体としての熱伝導率を算出することが可能な場合、算出された熱伝導率と、透明基板51の熱伝導率とを比較してもよい。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing the optical element 50 including the adhesive layer 56 and the heat conductive member 52. As described in Patent Document 3 above, in a general optical element having a hologram recording medium, a support such as glass or a protective member made of glass or a film is disposed on both sides of the hologram recording medium. Has been. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, an adhesive layer 56 is interposed on the other side of the hologram recording medium 55, that is, on the opposite side of the hologram recording medium 55 from the side facing the transparent substrate 51. The heat conductive member 52 is disposed. This thermal conductive member 52 is configured such that its thermal conductivity is larger than that of the transparent substrate 51. By providing such a heat conductive member 52, heat generated in the hologram recording medium 55 can be appropriately released to the outside, and thereby the temperature of the hologram recording medium 55 rises due to heat generated by incident light. Can be suppressed. Note that “the thermal conductivity of the thermal conductive member 52 is larger than the thermal conductivity of the transparent substrate 51” means that the thermal conductive member 52 is disposed on the other side of the hologram recording medium 55 as in the present embodiment, for example. The hologram recording medium 55 when the temperature of the hologram recording medium 55 is assumed to be the same member as that of the transparent substrate 51 disposed on the other side of the hologram recording medium 55 instead of the heat conductive member 52 for comparison. It means that it is lower than the temperature of. Further, when it is possible to calculate the thermal conductivity of the thermal conductive member 52 as a whole based on the thermal conductivity of each component constituting the thermal conductive member 52, the calculated thermal conductivity and the transparent substrate The thermal conductivity of 51 may be compared.
図6に示すように、熱伝導性部材52は、接着層56側、すなわち接着層56のうちホログラム記録媒体55に向かい合う側とは反対の側に配置された第1熱伝導性層54aを含んでいる。第1熱伝導性層54aは、透明基板51を構成するガラスなどよりも高い熱伝導率を有する材料から構成されている。例えば、第1熱伝導性層54aまたは第2熱伝導性層54bの少なくともいずれか一方は、シリコン、鉄や銅などの金属、またはカーボンのいずれか1つを含んでいる。第1熱伝導性層54aの厚みや熱伝導率は、ホログラム記録媒体55において想定される発熱や、ホログラム記録媒体55の耐熱特性などに応じて適宜設定される。 As shown in FIG. 6, the heat conductive member 52 includes a first heat conductive layer 54 a disposed on the adhesive layer 56 side, that is, on the opposite side of the adhesive layer 56 from the side facing the hologram recording medium 55. It is out. The first thermal conductive layer 54 a is made of a material having a higher thermal conductivity than glass or the like constituting the transparent substrate 51. For example, at least one of the first thermal conductive layer 54a and the second thermal conductive layer 54b includes any one of silicon, a metal such as iron or copper, or carbon. The thickness and thermal conductivity of the first thermal conductive layer 54 a are appropriately set according to heat generation assumed in the hologram recording medium 55, heat resistance characteristics of the hologram recording medium 55, and the like.
次に、ホログラム記録媒体55と熱伝導性部材52との間に介在される接着層56について説明する。図6に示すように、接着層56は、複数の熱伝導性添加物56aと、各熱伝導性添加物56a間を埋めるバインダー56bと、を有している。図6においては、各熱伝導性添加物56aが粒子として構成される例が示されている。 Next, the adhesive layer 56 interposed between the hologram recording medium 55 and the heat conductive member 52 will be described. As shown in FIG. 6, the adhesive layer 56 has a plurality of thermally conductive additives 56a and a binder 56b that fills between the thermally conductive additives 56a. FIG. 6 shows an example in which each thermally conductive additive 56a is configured as particles.
接着層56の各熱伝導性添加物56aは、第1熱伝導性層54aと同様に、透明基板51を構成するガラスなどよりも高い熱伝導率を有する材料から構成されている。例えば各熱伝導性添加物56aは、カーボン粒子や金属粒子などの高い熱伝導率を有する粒子として構成されている。このため、ホログラム記録媒体55と熱伝導性部材52との間に一般的な接着剤のみが介在される場合に比べて、ホログラム記録媒体55において発生した熱をより効率的に熱伝導性部材52に伝導させることができる。このことにより、ホログラム記録媒体55の温度上昇をさらに抑制することができる。なお、接着層56のバインダー56bとして用いられる材料は、各熱伝導性添加物56a間を適切に埋めることができる限りにおいて特に限られることはなく、バインダー56bとして一般的な接着剤などが用いられる。 Each thermal conductive additive 56a of the adhesive layer 56 is made of a material having higher thermal conductivity than the glass constituting the transparent substrate 51, like the first thermal conductive layer 54a. For example, each thermally conductive additive 56a is configured as particles having high thermal conductivity such as carbon particles and metal particles. For this reason, compared with the case where only a general adhesive is interposed between the hologram recording medium 55 and the heat conductive member 52, the heat generated in the hologram recording medium 55 is more efficiently generated. Can be conducted. Thereby, the temperature rise of the hologram recording medium 55 can be further suppressed. The material used as the binder 56b of the adhesive layer 56 is not particularly limited as long as the space between the respective heat conductive additives 56a can be appropriately filled, and a general adhesive or the like is used as the binder 56b. .
接着層56の膜厚は、ホログラム記録媒体55と熱伝導性部材52とを適切に接着することができる限りにおいて特に限定されないが、例えば1μm〜100μmの範囲内となっている。 The film thickness of the adhesive layer 56 is not particularly limited as long as the hologram recording medium 55 and the heat conductive member 52 can be appropriately bonded, but is, for example, in the range of 1 μm to 100 μm.
上述してきた本実施の形態によれば、次の利点を享受することができる。 According to the embodiment described above, the following advantages can be obtained.
上述のように、コヒーレント光は、ホログラム記録媒体55上を走査するようにして、光学素子50に照射される。従って、ホログラム記録媒体55はコヒーレント光のエネルギーによって発熱するようになる。特に、投射型映像表示装置10におけるスクリーン15、つまり、照明装置40における被照明領域LZは十分に明るいことが好ましいので、高い光束密度を有するコヒーレント光が用いられる。これにより、ホログラム記録媒体55の発熱量が増加する。ここで、本実施の形態によれば、ホログラム記録媒体55の他側の面、すなわち入射面の裏面側に熱伝導性部材52が設けられている。このため、ホログラム記録媒体55において発生した熱を適切に外部に放出することができる。またホログラム記録媒体55と熱伝導性部材52とは、複数の熱伝導性添加物56aを有する接着層56によって接着されている。このため、ホログラム記録媒体55において発生した熱をより効率的に熱伝導性部材52に伝導させることができる。これらのことにより、ホログラム記録媒体55の温度上昇を十分に抑制することができる。 As described above, the coherent light is applied to the optical element 50 so as to scan the hologram recording medium 55. Accordingly, the hologram recording medium 55 generates heat due to the energy of the coherent light. In particular, since the screen 15 in the projection display apparatus 10, that is, the illuminated area LZ in the illumination device 40 is preferably sufficiently bright, coherent light having a high light flux density is used. As a result, the amount of heat generated by the hologram recording medium 55 increases. Here, according to the present embodiment, the heat conductive member 52 is provided on the other surface of the hologram recording medium 55, that is, the back surface side of the incident surface. For this reason, the heat generated in the hologram recording medium 55 can be appropriately released to the outside. Further, the hologram recording medium 55 and the heat conductive member 52 are bonded by an adhesive layer 56 having a plurality of heat conductive additives 56a. For this reason, the heat generated in the hologram recording medium 55 can be more efficiently conducted to the heat conductive member 52. By these things, the temperature rise of the hologram recording medium 55 can fully be suppressed.
これに対して、上記熱伝導性部材52や接着層56が設けられていない場合、以下のような問題が発生し得る。即ち、継続的な発熱によってホログラム記録媒体55が徐々に劣化していき、やがて損傷する可能性がある。また、継続的な発熱によってホログラム記録媒体55が徐々に膨張あるいは収縮して干渉縞が変化したり、分子の拡散移動が起こり干渉縞のコントラストが低下する可能性もあり、これによりホログラム記録媒体55で回折された光が被照明領域LZ以外に拡散することで、輝度や精度が低下していく可能性がある。このように、熱によってホログラム記録媒体55の耐久性が低下する可能性がある。本実施の形態によれば、これらの不具合を効果的に防止することができ、ホログラム記録媒体55の耐久性を向上させることができる。 On the other hand, when the heat conductive member 52 and the adhesive layer 56 are not provided, the following problems may occur. That is, the hologram recording medium 55 gradually deteriorates due to continuous heat generation, and may eventually be damaged. Further, the hologram recording medium 55 may gradually expand or contract due to continuous heat generation, and the interference fringes may change, or molecular diffusion may occur and the contrast of the interference fringes may be lowered. As the light diffracted in (2) diffuses outside the illuminated area LZ, there is a possibility that the brightness and accuracy will decrease. Thus, the durability of the hologram recording medium 55 may be reduced by heat. According to the present embodiment, these problems can be effectively prevented, and the durability of the hologram recording medium 55 can be improved.
従って、照明装置40、投射装置20及び投射型映像表示装置10においても、上述の接着層56を介して設けられた熱伝導性部材52を有する光学素子50を備えていることにより、各装置における輝度や精度の劣化を防止すると共に各装置の耐久性を向上させることができる。 Accordingly, the illumination device 40, the projection device 20, and the projection type image display device 10 also include the optical element 50 having the heat conductive member 52 provided through the adhesive layer 56 described above. It is possible to prevent deterioration of brightness and accuracy and improve durability of each device.
〔変形例〕
図1〜6に例示された一具体例に基づいて説明してきた本実施の形態に対して、種々の変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した本実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。
[Modification]
Various modifications can be made to the present embodiment described based on one specific example illustrated in FIGS. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to the drawings. In the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding portions in the above-described embodiment are used, and redundant descriptions are omitted.
(光学素子の接着層)
上述してきた本実施の形態において、接着層56の各熱伝導性添加物56aが、特に方向性を有さない粒子からなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図7に示すように、各熱伝導性添加物56aは、透明基板51の法線方向に沿って延びる細長状の形状を有していてもよい。ここで「法線方向に沿って延びる」とは、透明基板51の法線方向における各熱伝導性添加物56aの寸法が、透明基板51の法線方向に直交する方向における各熱伝導性添加物56aの寸法よりも大きくなっていることを意味している。このように各熱伝導性添加物56aを構成することにより、ホログラム記録媒体55で発生した熱をより効率的に熱伝導性部分54に伝導させることができる。
(Adhesive layer of optical element)
In the present embodiment described above, the example in which each heat conductive additive 56a of the adhesive layer 56 is made of particles having no particular direction has been shown. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 7, each thermally conductive additive 56 a may have an elongated shape extending along the normal direction of the transparent substrate 51. Here, “extends along the normal direction” means that each of the thermal conductive additives 56 a in the direction normal to the transparent substrate 51 is in the direction perpendicular to the normal direction of the transparent substrate 51. It means that it is larger than the dimension of the object 56a. By configuring each thermally conductive additive 56a in this manner, the heat generated in the hologram recording medium 55 can be more efficiently conducted to the thermally conductive portion 54.
また図7に示すように、透明基板51の法線方向における各熱伝導性添加物56aの寸法が、接着層56の膜厚と略同一になっていてもよい。すなわち、各熱伝導性添加物56aがホログラム記録媒体55および熱伝導性部材52に接触していてもよい。これによって、ホログラム記録媒体55で発生した熱をさらに効率的に熱伝導性部分54に伝導させることができる。なお「略同一」とは、ホログラム記録媒体55または熱伝導性部材52に過剰な圧力を加えない限りにおいて、透明基板51の法線方向における各熱伝導性添加物56aの寸法がバインダー56bの厚みよりも大きくなっていてもよいことを意味している。 As shown in FIG. 7, the dimension of each thermally conductive additive 56 a in the normal direction of the transparent substrate 51 may be substantially the same as the film thickness of the adhesive layer 56. That is, each heat conductive additive 56 a may be in contact with the hologram recording medium 55 and the heat conductive member 52. Thereby, the heat generated in the hologram recording medium 55 can be more efficiently conducted to the heat conductive portion 54. Note that “substantially the same” means that the dimension of each thermally conductive additive 56a in the normal direction of the transparent substrate 51 is the thickness of the binder 56b unless an excessive pressure is applied to the hologram recording medium 55 or the thermally conductive member 52. It means that it may be larger.
また上述してきた本実施の形態において、各熱伝導性添加物56aが粒子として構成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図8に示すように、各熱伝導性添加物56aが繊維状の物質として構成されていてもよい。このような熱伝導性添加物56aの例として、例えばカーボン繊維や金属繊維を挙げることができる。図8に示す例においても、好ましくは、各熱伝導性添加物56aは、透明基板51の法線方向に沿って延びる細長状の形状を有している。また透明基板51の法線方向における各熱伝導性添加物56aの寸法が、接着層56の膜厚と略同一になっている。これによって、ホログラム記録媒体55で発生した熱をより効率的に熱伝導性部分54に伝導させることができる。 Moreover, in this Embodiment mentioned above, the example in which each heat conductive additive 56a is comprised as particle | grains was shown. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 8, each thermally conductive additive 56 a may be configured as a fibrous substance. Examples of such a heat conductive additive 56a include carbon fiber and metal fiber. Also in the example shown in FIG. 8, each heat conductive additive 56 a preferably has an elongated shape extending along the normal direction of the transparent substrate 51. Further, the dimension of each thermally conductive additive 56 a in the normal direction of the transparent substrate 51 is substantially the same as the film thickness of the adhesive layer 56. Thereby, the heat generated in the hologram recording medium 55 can be more efficiently conducted to the heat conductive portion 54.
(光学素子の熱伝導性部材)
また上述してきた本実施の形態において、熱伝導性部材52が第1熱伝導性層54aと第2熱伝導性層54bとを含む例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図示はしないが、熱伝導性部材52がさらに多くの熱伝導性層を含んでいてもよい。また図9に示すように、熱伝導性部分54が、第1熱伝導性層54aのみから構成されていてもよい。この場合、第1熱伝導性層54aは、シリコン、鉄や銅などの金属、またはカーボンのいずれか1つを含んでいてもよい。
(Thermal conductive member of optical element)
Moreover, in this Embodiment mentioned above, the heat conductive member 52 showed the example containing the 1st heat conductive layer 54a and the 2nd heat conductive layer 54b. However, the present invention is not limited to this, and although not illustrated, the heat conductive member 52 may include more heat conductive layers. Moreover, as shown in FIG. 9, the heat conductive part 54 may be comprised only from the 1st heat conductive layer 54a. In this case, the first thermal conductive layer 54a may include any one of silicon, a metal such as iron or copper, or carbon.
(熱伝導性部材の反射抑制部分)
また図10に示すように、熱伝導性部材52は、熱伝導性部材52の最も一側、すなわち接着層56側の面を構成し、接着層56側から入射するコヒーレント光が反射されることを抑制する反射抑制部分53を有していてもよい。この場合、上述の第1熱伝導性層54aおよび第2熱伝導性層54bは、反射抑制部分53の他側、すなわち反射抑制部分53のうち接着層56側と向かい合う側と反対の側に配置され、高い熱伝導率を有する熱伝導性部分54として機能する。この場合、熱伝導性部材52は、ホログラム記録媒体55を透過して熱伝導性部材52に到達するコヒーレント光が熱伝導性部材52によって反射されることを抑制する機能、および、ホログラム記録媒体55の熱を放出する機能の両方を有している。これによって、熱伝導性部材52を設けることによって不要な反射が増加してしまうことを抑制しながら、ホログラム記録媒体55の温度上昇を抑制することができる。
(Reflection suppression part of thermal conductive member)
As shown in FIG. 10, the heat conductive member 52 constitutes the most side of the heat conductive member 52, that is, the surface on the adhesive layer 56 side, and reflects the coherent light incident from the adhesive layer 56 side. It may have a reflection suppressing portion 53 that suppresses. In this case, the first thermal conductive layer 54a and the second thermal conductive layer 54b described above are arranged on the other side of the reflection suppressing portion 53, that is, on the side opposite to the side facing the adhesive layer 56 side of the reflection suppressing portion 53. And function as a thermally conductive portion 54 having a high thermal conductivity. In this case, the heat conductive member 52 has a function of suppressing the coherent light that passes through the hologram recording medium 55 and reaches the heat conductive member 52 from being reflected by the heat conductive member 52, and the hologram recording medium 55. It has both the function of releasing heat. Accordingly, an increase in the temperature of the hologram recording medium 55 can be suppressed while suppressing unnecessary reflections from increasing due to the provision of the heat conductive member 52.
図10に示すように、反射抑制部分53は、一側、すなわち接着層56側に向かうにつれて断面積が小さくなる形状を有する複数の微小な突起部53aを含んでいる。このため熱伝導性部材52の一側の面には、複数の微小な凹凸構造が形成されている。 As shown in FIG. 10, the reflection suppressing portion 53 includes a plurality of minute protrusions 53 a having a shape in which a cross-sectional area becomes smaller toward one side, that is, the adhesive layer 56 side. Therefore, a plurality of minute concavo-convex structures are formed on one surface of the heat conductive member 52.
図11は、複数の突起部53aを含む反射抑制部分53を拡大して示す断面図である。図11において、各突起部53a間のピッチが符号pで示され、各突起部53aの一側の先端部の幅が符号wで示され、各突起部53aの高さが符号dで示されている。なお図10および図11に示す例において、突起部53aの高さは、熱伝導性部材52の一側の面に形成される凹凸構造の凹部の深さと同義である。ピッチpは、用いられるコヒーレント光の波長よりも小さくなっており、好ましくは、用いられるコヒーレント光の波長の半分以下となっている。この場合、複数の突起部53aによって構成された凹凸構造は、接着層56と熱伝導性部材52との界面において、各突起部53aの突出方向に沿って連続的な屈折率の変化をもたらす。すなわち、熱伝導性部材52に入射するコヒーレント光にとって、接着層56と熱伝導性部材52との界面における屈折率の変化は緩やかなものとなっている。 FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the reflection suppressing portion 53 including a plurality of protrusions 53a. In FIG. 11, the pitch between the protrusions 53 a is indicated by a symbol p, the width of one end of each protrusion 53 a is indicated by a symbol w, and the height of each protrusion 53 a is indicated by a symbol d. ing. 10 and 11, the height of the protrusion 53a is synonymous with the depth of the concave portion of the concavo-convex structure formed on one surface of the heat conductive member 52. The pitch p is smaller than the wavelength of the coherent light used, and is preferably half or less of the wavelength of the coherent light used. In this case, the concavo-convex structure constituted by the plurality of protrusions 53a causes a continuous change in refractive index along the protrusion direction of each protrusion 53a at the interface between the adhesive layer 56 and the heat conductive member 52. That is, the change in the refractive index at the interface between the adhesive layer 56 and the heat conductive member 52 is moderate for the coherent light incident on the heat conductive member 52.
一般に、物質界面における光の反射は、物質界面での不連続で急激な屈折率変化に起因して生じる。ここで本実施の形態によれば、複数の突起部53aを設けることにより、界面における屈折率の変化を緩やかにすることができ、これによって、界面において光が反射することを抑制することができる。このことにより、ホログラム記録媒体55を透過した光が熱伝導性部材52によって反射されて光学素子50の一側から出射してしまうことを防ぐことができる。このような反射抑制構造は、モスアイ型の反射抑制構造として既知であり、ここではこれ以上の説明を省略する。モスアイ型の反射抑制構造のさらなる詳細については、例えば特開昭50−70040号公報、特許第4197100号公報などの文献を参照されたい。 In general, reflection of light at a material interface occurs due to a discontinuous and rapid change in refractive index at the material interface. Here, according to the present embodiment, by providing the plurality of protrusions 53a, the change in the refractive index at the interface can be moderated, thereby suppressing the reflection of light at the interface. . As a result, it is possible to prevent the light transmitted through the hologram recording medium 55 from being reflected from the heat conductive member 52 and emitted from one side of the optical element 50. Such a reflection suppressing structure is known as a moth-eye type reflection suppressing structure, and further description thereof is omitted here. For further details of the moth-eye type reflection suppressing structure, refer to documents such as Japanese Patent Laid-Open No. 50-70040 and Japanese Patent No. 4197100.
好ましくは、各突起部53aのピッチpは200nm以下となっている。これによって、反射抑制部分53における光の反射率の波長依存性を少なくすることができる。各突起部53aの高さd、すなわち凹凸構造の凹部の深さは、求められる反射率に応じて適宜設定されるが、例えば150nm〜450nmの範囲内となっている。一般には、凹部の深さが大きいほど熱伝導性部材52における反射率を小さくすることができる。また各突起部53aの先端部の幅wも、求められる反射率に応じて適宜設定されるが、例えば0nm〜30nmの範囲内となっている。一般には、幅wが小さいほど、可視光の全波長域で反射率を小さくすることができる。なお幅wが0nmという形態は、各突起部53aが円錐台や多角錐台の形状を有するという図11に示すような形態ではなく、各突起部53aが円錐や多角錐の形状を有するという形態が採用されることを意味している。 Preferably, the pitch p of each protrusion 53a is 200 nm or less. Thereby, the wavelength dependency of the light reflectance in the reflection suppressing portion 53 can be reduced. The height d of each protrusion 53a, that is, the depth of the concave portion of the concavo-convex structure is appropriately set according to the required reflectance, and is in the range of 150 nm to 450 nm, for example. In general, the greater the depth of the concave portion, the smaller the reflectance in the heat conductive member 52 can be made. Further, the width w of the tip portion of each protrusion 53a is also appropriately set according to the required reflectance, and is in the range of 0 nm to 30 nm, for example. In general, the smaller the width w, the lower the reflectance in the entire visible light wavelength range. The form in which the width w is 0 nm is not the form shown in FIG. 11 in which each protrusion 53a has a truncated cone or polygonal truncated pyramid shape, but the form in which each protrusion 53a has a truncated cone or polygonal pyramid shape. Means that will be adopted.
また各突起部53aの形状が、上述の円錐台、多角錐台、円錐や多角錐の形状に限られることはなく、様々な形状の突起部53aが採用され得る。例えば図12(a)に示すように、各突起部53aは、半球状の形状を有していてもよい。また図12(b)に示すように、一側に向かうにつれて突起部53aの断面の輪郭に変曲点が現れるような形状が採用されてもよい。いずれの例においても、各突起部53aは、一側に向かうにつれて断面積が小さくなるよう構成されており、これによって、界面における光の反射を抑制することができる。特に図12(b)に示す形態によれば、各突起部53aの断面積の変化を、突起部53aの突出方向における位置にほぼ比例させることができる。これによって、界面における光の反射をさらに抑制することができ、理想的には反射をゼロにすることができる。 Moreover, the shape of each projection part 53a is not restricted to the shape of the above-mentioned truncated cone, polygonal frustum, cone, or polygonal pyramid, and the projection part 53a of various shapes can be employ | adopted. For example, as shown to Fig.12 (a), each projection part 53a may have a hemispherical shape. Further, as shown in FIG. 12B, a shape in which an inflection point appears in the contour of the cross section of the protrusion 53a as it goes to one side may be employed. In any example, each protrusion 53a is configured to have a cross-sectional area that decreases toward one side, thereby suppressing light reflection at the interface. In particular, according to the embodiment shown in FIG. 12B, the change in the cross-sectional area of each protrusion 53a can be made substantially proportional to the position of the protrusion 53a in the protruding direction. Thereby, reflection of light at the interface can be further suppressed, and ideally reflection can be made zero.
また図10乃至図12(a)(b)に示す各変形例において、反射抑制部分53が、一側に向かうにつれて断面積が小さくなる形状を有する複数の微小な突起部53aを含む例を示した。しかしながら、反射を抑制するために反射抑制部分53において採用される構造がこれに限られることはない。例えば図13に示すように、反射抑制部分53は、互いに異なる屈折率を有する複数の層を含む誘電体多層膜53bを備えていてもよい。この場合、誘電体多層膜53bを構成する各層の厚みや屈折率を適切に設定することにより、各層からの反射光を互いに打ち消し合わせることができ、これによって、熱伝導性部材52における光の反射を抑制することができる。なお、反射抑制部分53が誘電体多層膜53bによって構成される場合、接着層56が設けられていなくても、エアギャップを生じさせることなく反射抑制部分53をホログラム記録媒体55の他側に配置させることが容易になる。 Further, in each modification shown in FIGS. 10 to 12 (a) and 12 (b), an example is shown in which the reflection suppressing portion 53 includes a plurality of minute protrusions 53a having a shape in which the cross-sectional area decreases toward one side. It was. However, the structure employed in the reflection suppressing portion 53 in order to suppress reflection is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, the reflection suppressing portion 53 may include a dielectric multilayer film 53b including a plurality of layers having different refractive indexes. In this case, by appropriately setting the thickness and refractive index of each layer constituting the dielectric multilayer film 53b, it is possible to cancel the reflected lights from the respective layers, thereby reflecting the light in the heat conductive member 52. Can be suppressed. When the reflection suppressing portion 53 is configured by the dielectric multilayer film 53b, the reflection suppressing portion 53 is disposed on the other side of the hologram recording medium 55 without causing an air gap even if the adhesive layer 56 is not provided. It becomes easy to make.
(光学素子のホログラム記録媒体)
またさらに、図14に示すように、光学素子50が、重ならないようにして並べて配置された複数のホログラム記録媒体55−1,55−2,・・・を含んでいても良い。図14に示された各ホログラム記録媒体55−1,55−2,・・・は、それぞれ短冊状に形成され、その長手方向と直交する方向に、隙間無く並べて配列されている。また、各ホログラム記録媒体55−1,55−2,・・・は、互いに同一の仮想面上に位置している。各ホログラム記録媒体55−1,55−2,・・・は、それぞれ、重ならないようにして並べて配置された被照明領域LZ−1,LZ−2,・・・に散乱板6の像5を生成する、言い換えると、被照明領域LZ−1,LZ−2,・・・にコヒーレント光を照明するようになっている。各被照明領域LZ−1,LZ−2,・・・は、一方向に延びる細長い領域(線状とも呼ばれるような領域)として形成され、その長手方向と直交する方向に、隙間無く並べて配列されている。また、各被照明領域LZ−1,LZ−2,・・・は、互いに同一の仮想面上に位置している。
(Optical element hologram recording medium)
Furthermore, as shown in FIG. 14, the optical element 50 may include a plurality of hologram recording media 55-1, 55-2,... Arranged side by side so as not to overlap. Each of the hologram recording media 55-1, 55-2,... Shown in FIG. 14 is formed in a strip shape, and is arranged side by side with no gap in a direction orthogonal to the longitudinal direction. Further, the hologram recording media 55-1, 55-2,... Are located on the same virtual plane. Each hologram recording medium 55-1, 55-2,... Has an image 5 of the scattering plate 6 in the illuminated areas LZ-1, LZ-2,. Generate, in other words, illuminate the illuminated areas LZ-1, LZ-2,... With coherent light. Each of the illuminated areas LZ-1, LZ-2,... Is formed as an elongated area extending in one direction (an area that is also referred to as a linear shape), and is arranged side by side in a direction orthogonal to the longitudinal direction. ing. In addition, each of the illuminated areas LZ-1, LZ-2,... Is located on the same virtual plane.
図14に示された例では、次のようにして、被照明領域LZ−1,LZ−2,・・・を照明するようにしてもよい。まず、照射装置60は、コヒーレント光が第1のホログラム記録媒体55−1の長手方向(前記一方向)に沿った経路を繰り返し走査するように、光学素子50の第1のホログラム記録媒体55−1へ当該コヒーレント光を照射する。第1のホログラム記録媒体55−1の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、第1の照明領域LZ−1に重ねて線状あるいは細長状の散乱板6の像5を再生し、当該第1の照明領域LZ−1をコヒーレント光で照明するようになる。所定の時間が経過すると、照射装置60は、第1のホログラム記録媒体55−1に隣接する第2のホログラム記録媒体55−2上にコヒーレント光を照射し、第1の被照明領域LZ−1に代えて、第1の被照明領域LZ−1に隣接する第2の被照明領域LZ−2をコヒーレント光で照明する。以下、順に各ホログラム記録媒体にコヒーレント光を照射して、当該ホログラム記録媒体に対応する被照明領域をコヒーレント光で照明していく。このような方法によれば、照明装置を移動させることなく、二次元的な像情報を読み取ることが可能となる。 また本変形例においても、各ホログラム記録媒体55−1,55−2,・・・の他側に接着層56および熱伝導性部材52を設けることにより、各ホログラム記録媒体55−1,55−2,・・・において発生した熱を適切に外部に放出することができる。 In the example shown in FIG. 14, the illuminated areas LZ-1, LZ-2,... May be illuminated as follows. First, the irradiation device 60 repeatedly scans the path along the longitudinal direction (the one direction) of the first hologram recording medium 55-1 so that the coherent light repeatedly scans the first hologram recording medium 55-of the optical element 50. 1 is irradiated with the coherent light. The coherent light incident on each position of the first hologram recording medium 55-1 is superimposed on the first illumination area LZ-1 to reproduce the image 5 of the linear or elongated scattering plate 6, and the first One illumination area LZ-1 is illuminated with coherent light. When a predetermined time elapses, the irradiation device 60 irradiates the second hologram recording medium 55-2 adjacent to the first hologram recording medium 55-1 with the coherent light, and the first illuminated region LZ-1 Instead, the second illuminated area LZ-2 adjacent to the first illuminated area LZ-1 is illuminated with coherent light. Hereinafter, the hologram recording medium is sequentially irradiated with coherent light, and the illuminated area corresponding to the hologram recording medium is illuminated with the coherent light. According to such a method, it is possible to read two-dimensional image information without moving the illumination device. Also in this modification, the hologram recording media 55-1, 55-2,... Are provided on the other side of the hologram recording media 55-1, 55-2,. The heat generated at 2,... Can be appropriately released to the outside.
(投射型映像表示装置)
また、ホログラム記録媒体55が、空間光変調器30の入射面に対応した形状を有した平面状の散乱板6を用いて、干渉露光法により作製される例を示したが、これに限られず、ホログラム記録媒体55が、何らかのパターンを有した散乱板を用いて、干渉露光法により作製されてもよい。この場合、ホログラム記録媒体55によって、何らかのパターンを持った散乱板の像が再生されるようになる。言い換えると、ホログラム記録媒体55を有する光学素子50は、何らかのパターンを持った被照明領域LZを照明するようになる。この光学素子50を用いる場合、空間光変調器30を、さらには投射光学系25をも上述の本実施の形態における投射型映像表示装置10から省き、スクリーン15を被照明領域LZと重なる位置に配置することによって、スクリーン15上にホログラム記録媒体55に記録された何らかのパターンを表示することが可能となる。この表示装置においても、コヒーレント光がホログラム記録媒体55上を走査するように、照射装置60が光学素子50にコヒーレント光を照射することによって、スクリーン15上でのスペックルを目立たなくさせることができる。
(Projection-type image display device)
Moreover, although the example in which the hologram recording medium 55 is manufactured by the interference exposure method using the planar scattering plate 6 having a shape corresponding to the incident surface of the spatial light modulator 30 is shown, the present invention is not limited thereto. The hologram recording medium 55 may be manufactured by an interference exposure method using a scattering plate having a certain pattern. In this case, the image of the scattering plate having a certain pattern is reproduced by the hologram recording medium 55. In other words, the optical element 50 having the hologram recording medium 55 illuminates the illuminated area LZ having a certain pattern. When this optical element 50 is used, the spatial light modulator 30 and the projection optical system 25 are also omitted from the projection type image display apparatus 10 in the above-described embodiment, and the screen 15 is positioned so as to overlap the illuminated area LZ. By disposing, it is possible to display some pattern recorded on the hologram recording medium 55 on the screen 15. Also in this display device, the speckles on the screen 15 can be made inconspicuous by the irradiation device 60 irradiating the optical element 50 with the coherent light so that the coherent light scans the hologram recording medium 55. .
(光学素子のホログラム記録媒体)
上述した形態において、光学素子50の反射型のホログラム記録媒体55が、フォトポリマーを用いた体積型ホログラム55からなる例を示したが、これに限られない。既に説明したように、光学素子50は複数のホログラム記録媒体55を含んでいてもよい。また、光学素子50は、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラムを含んでもよい。さらに、光学素子50は、レリーフ型(エンボス型)のホログラム記録媒体を含んでいてもよい。
(Optical element hologram recording medium)
In the embodiment described above, the reflection type hologram recording medium 55 of the optical element 50 is composed of the volume hologram 55 using a photopolymer. However, the present invention is not limited to this. As already described, the optical element 50 may include a plurality of hologram recording media 55. Further, the optical element 50 may include a volume hologram that is recorded using a photosensitive medium including a silver salt material. Furthermore, the optical element 50 may include a relief type (emboss type) hologram recording medium.
ただし、レリーフ(エンボス)型ホログラムは、表面の凹凸構造によってホログラム干渉縞の記録が行われる。しかしながら、このレリーフ型ホログラムの場合、表面の凹凸構造による散乱が、新たなスペックル生成要因となる可能性があり、この点において体積型ホログラムの方が好ましい。体積型ホログラムでは、媒体内部の屈折率変調パターン(屈折率分布)としてホログラム干渉縞の記録が行われるため、表面の凹凸構造による散乱による影響を受けることはない。 However, in the relief (embossed) hologram, hologram interference fringes are recorded by the concavo-convex structure on the surface. However, in the case of this relief type hologram, scattering due to the uneven structure on the surface may become a new speckle generation factor. In this respect, the volume type hologram is preferable. In the volume hologram, since the hologram interference fringe is recorded as a refractive index modulation pattern (refractive index distribution) inside the medium, it is not affected by scattering due to the uneven structure on the surface.
もっとも、体積型ホログラムでも、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプのものは、銀塩粒子による散乱が新たなスペックル生成要因となる可能性がある。この点において、ホログラム記録媒体55としては、フォトポリマーを用いた体積型ホログラムの方が好ましい。 However, in the case of a volume hologram that is recorded using a photosensitive medium containing a silver salt material, scattering by silver salt particles may be a new speckle generation factor. In this respect, the hologram recording medium 55 is preferably a volume hologram using a photopolymer.
また、図3に示す露光工程では、いわゆるフレネルタイプのホログラム記録媒体が作成されることになるが、レンズを用いた記録を行うことにより得られるフーリエ変換タイプのホログラム記録媒体を作成してもかまわない。ただ、フーリエ変換タイプのホログラム記録媒体を用いる場合には、像再生時にもレンズを使用してもよい。 In addition, in the exposure process shown in FIG. 3, a so-called Fresnel type hologram recording medium is produced. However, a Fourier transform type hologram recording medium obtained by performing recording using a lens may be produced. Absent. However, when a Fourier transform type hologram recording medium is used, a lens may also be used during image reproduction.
また、ホログラム記録媒体55に形成されるべき縞状パターン(屈折率変調パターンや凹凸パターン)は、現実の物体光Loおよび参照光Lrを用いることなく、予定した再生照明光Laの波長や入射方向、並びに、再生されるべき像の形状や位置等に基づき計算機を用いて設計されてもよい。このようにして得られたホログラム記録媒体55は、計算機合成ホログラムとも呼ばれる。また上述した変形例のように波長域の互いに異なる複数のコヒーレント光が照射装置60から照射される場合には、計算機合成ホログラムとしてのホログラム記録媒体55は、各波長域のコヒーレント光にそれぞれ対応して設けられた複数の領域に平面的に区分けされ、各波長域のコヒーレント光は対応する領域で回折されて像を再生するようにしてもよい。 Further, the striped pattern (refractive index modulation pattern or concave / convex pattern) to be formed on the hologram recording medium 55 does not use the actual object light Lo and reference light Lr, but the planned wavelength and incident direction of the reproduction illumination light La. In addition, it may be designed using a computer based on the shape and position of the image to be reproduced. The hologram recording medium 55 obtained in this way is also called a computer-generated hologram. When a plurality of coherent lights having different wavelength ranges are irradiated from the irradiation device 60 as in the above-described modification, the hologram recording medium 55 as a computer-generated hologram corresponds to each coherent light in each wavelength range. The coherent light in each wavelength region may be diffracted in the corresponding region to reproduce an image.
(変形例の組み合わせ)
なお、以上において上述した基本形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
(Combination of modified examples)
In addition, although the some modification with respect to the basic form mentioned above has been demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.
<応用形態>
〔応用形態の構成および応用形態の作用〕
次に、上述してきた基本形態を応用してなる応用形態について、図15に例示された照明装置40、投射装置20および投射型映像表示装置10を参照しながら、説明する。以下の説明では、上述の基本形態に追加される点についてのみ説明し、上述の基本形態と同様に構成され得るその他の部分については、図15において上述の基本形態と同様の符号を付して、重複説明を省略する。
<Application form>
[Configuration of application form and operation of application form]
Next, an application form obtained by applying the basic form described above will be described with reference to the illumination device 40, the projection device 20, and the projection type video display device 10 illustrated in FIG. In the following description, only points that are added to the basic form described above will be described, and other parts that may be configured in the same manner as the basic form described above are denoted by the same reference numerals as in the basic form described above in FIG. The duplicated explanation is omitted.
上述した基本形態において、照射装置60は、コヒーレント光を生成する単一の光源61aのみを有する例を示した。単一の光源61aから生成されるコヒーレント光は、レーザ光に代表されるように、典型的には、狭波長帯域の光であって単色光となる。また、実質的に使用可能な光源、すなわち、安価に入手することができ且つ十分な出力を有した光源から発生されるコヒーレント光は、特定の波長(域)の光に限定される。すなわち、種々の色の光を、単一の光源からの光で表示することはできない。その一方で、今日における多くの場合、単一の光源では表示することのできない所望の色や、複数の色、典型的にはフルカラーで、被照明領域を照明する或いは映像を表示することが望まれている。図15に示された形態は、このような点を考慮して、上述の基本形態を応用したものである。 In the basic mode described above, the irradiation apparatus 60 has an example having only a single light source 61a that generates coherent light. The coherent light generated from the single light source 61a is typically light in a narrow wavelength band and is monochromatic light, as represented by laser light. Further, coherent light generated from a substantially usable light source, that is, a light source which can be obtained at a low cost and has a sufficient output is limited to light of a specific wavelength (range). That is, light of various colors cannot be displayed with light from a single light source. On the other hand, in many cases today, it is desirable to illuminate the illuminated area or display an image in a desired color that cannot be displayed with a single light source, or in multiple colors, typically full color. It is rare. The form shown in FIG. 15 is an application of the basic form described above in consideration of such points.
応用形態では、照射装置60が、互いに異なる波長域の複数のコヒーレント光を合成してなる合成光SLを光学素子50に照射するようになっている。図15に示された例では、照射装置60は、第1波長域の第1コヒーレント光Laと、第1波長域とは異なる第2波長域の第2コヒーレント光Lbと、第1波長域および第2波長域の両方と異なる第3波長域の第3コヒーレント光Lcと、を合成してなる合成光SLを照射する。とりわけ以下においては、第1波長域が第1の原色成分(例えば、赤色成分)に対応し、第2波長域が第2の原色成分(例えば、緑色成分)に対応し、且つ、第3波長域が第3の原色成分(例えば、青色成分)に対応して、照射装置60が、第1〜第3の原色成分の加法混色によって、白色光を照射する例について、説明する。 In the applied form, the irradiation device 60 irradiates the optical element 50 with the synthesized light SL formed by synthesizing a plurality of coherent lights having different wavelength ranges. In the example shown in FIG. 15, the irradiation device 60 includes the first coherent light La in the first wavelength region, the second coherent light Lb in the second wavelength region different from the first wavelength region, the first wavelength region, The synthetic light SL formed by synthesizing the third coherent light Lc in the third wavelength range different from both of the second wavelength ranges is irradiated. In particular, in the following, the first wavelength region corresponds to the first primary color component (for example, red component), the second wavelength region corresponds to the second primary color component (for example, green component), and the third wavelength. An example in which the irradiating device 60 emits white light by additive color mixing of the first to third primary color components corresponding to the third primary color component (for example, blue component) will be described.
図15に示す例において、照射装置60は、上述した走査デバイス65と、合成光SLを生成する光源機構61と、を有している。光源機構61は、各コヒーレント光の波長域に対応した波長域のコヒーレント光をそれぞれ発振する複数の光源61a,61b,61cと、複数の光源61a,61b,61cからのコヒーレント光を合成する合成デバイス62と、を有している。光源機構61には、複数の光源として、第1波長域の第1コヒーレント光Laを発振する第1光源61aと、第2波長域の第2コヒーレント光Lbを発振する第2光源61bと、第3波長域の第3コヒーレント光Lcを発振する第3光源61cと、が設けられている。一方、合成デバイス62として、二つの光を合成する種々の部材、部品、装置等を用いることができる。図示する例においては、クロスダイクロックプリズム等と比較して安価で小型であるといった利点を有するハーフミラーが、合成デバイス62として用いられている。 In the example illustrated in FIG. 15, the irradiation apparatus 60 includes the scanning device 65 described above and a light source mechanism 61 that generates the combined light SL. The light source mechanism 61 includes a plurality of light sources 61a, 61b, and 61c that respectively oscillate coherent light in a wavelength region corresponding to the wavelength region of each coherent light, and a combining device that combines the coherent light from the plurality of light sources 61a, 61b, and 61c. 62. The light source mechanism 61 includes, as a plurality of light sources, a first light source 61a that oscillates the first coherent light La in the first wavelength region, a second light source 61b that oscillates the second coherent light Lb in the second wavelength region, And a third light source 61c that oscillates the third coherent light Lc in the three wavelength regions. On the other hand, as the synthesizing device 62, various members, components, apparatuses, and the like that synthesize two lights can be used. In the illustrated example, a half mirror having an advantage of being inexpensive and small compared with a cross dichroic prism or the like is used as the combining device 62.
図15に示す例において、光学素子50は、合成光を回折して被照明領域LZを照明する反射型の体積型ホログラムからなるホログラム記録媒体55を含んでいる。ただし、反射型の体積型ホログラムは、強い波長選択性を有している。このため、図示された光学素子50のホログラム記録媒体55は、各波長域のコヒーレント光にそれぞれ対応して設けられた第1〜第3ホログラム要素55a,55b,55cを含んでいる。第1ホログラム要素55aは、第1波長域の第1コヒーレント光Laに対応して設けられ、第2ホログラム要素55bは、第2波長域の第2コヒーレント光Lbに対応して設けられ、第3ホログラム要素55cは、第3波長域の第3コヒーレント光Lcに対応して設けられている。 In the example shown in FIG. 15, the optical element 50 includes a hologram recording medium 55 made of a reflective volume hologram that diffracts the combined light and illuminates the illuminated area LZ. However, the reflective volume hologram has a strong wavelength selectivity. For this reason, the hologram recording medium 55 of the illustrated optical element 50 includes first to third hologram elements 55a, 55b, and 55c provided corresponding to coherent light in each wavelength region. The first hologram element 55a is provided corresponding to the first coherent light La in the first wavelength range, the second hologram element 55b is provided corresponding to the second coherent light Lb in the second wavelength range, and the third The hologram element 55c is provided corresponding to the third coherent light Lc in the third wavelength region.
第1〜第3ホログラム要素55a,55b,55cの各々は、散乱板6の像5を再生することができる。とりわけ、第1ホログラム要素55aが第1波長域の第1コヒーレント光Laを再生照明光として回折することによって、第2ホログラム要素55bが第2波長域の第2コヒーレント光Lbを再生照明光として回折することによって、さらに、第3ホログラム要素55cが第3波長域の第3コヒーレント光Lcを再生照明光として回折することによって、互いに同一の散乱板6の像5が再生され得るようになっている。 Each of the first to third hologram elements 55a, 55b, and 55c can reproduce the image 5 of the scattering plate 6. In particular, the first hologram element 55a diffracts the first coherent light La in the first wavelength region as the reproduction illumination light, and the second hologram element 55b diffracts the second coherent light Lb in the second wavelength region as the reproduction illumination light. As a result, the third hologram element 55c diffracts the third coherent light Lc in the third wavelength region as the reproduction illumination light, so that the images 5 of the same scattering plate 6 can be reproduced. .
なお、各波長域のコヒーレント光用のホログラム要素55a,55b,55cは、例えば、図3および図4を参照しながら既に説明した方法において、露光用の光(参照光Lrおよび物体光Lo)として、対応する波長域のコヒーレント光を用いることにより、作製され得る。 Note that the hologram elements 55a, 55b, and 55c for coherent light in each wavelength region are used as exposure light (reference light Lr and object light Lo) in the method already described with reference to FIGS. 3 and 4, for example. , By using coherent light in the corresponding wavelength range.
図15に示すように、ホログラム記録媒体55の第1〜第3ホログラム要素55a,55b,55cは互いに積層されている。そして、上述した基本形態と同様に、照射装置60が合成光SLを光学素子50に照射した場合には、合成光SLがホログラム記録媒体55上を走査する。この結果、合成光SLのうちの少なくとも第1コヒーレント光Laが第1ホログラム要素55a上を走査し、合成光SLのうちの少なくとも第2コヒーレント光Lbが第2ホログラム要素55b上を走査し、合成光SLのうちの少なくとも第3コヒーレント光Lcが第3ホログラム要素55c上を走査するようになる。そして、照射装置60からホログラム記録媒体55の各位置に入射した合成光SLの第1コヒーレント光Laが、それぞれ、被照明領域LZに重ねて像5を再生し、照射装置60からホログラム記録媒体55の各位置に入射した合成光SLの第2コヒーレント光Lbが、それぞれ、前記被照明領域LZに重ねて像5を再生し、且つ、照射装置60からホログラム記録媒体55の各位置に入射した合成光SLの第3コヒーレント光Lcが、それぞれ、前記被照明領域LZに重ねて像5を再生するように、光学素子50および照射装置60が位置決めされている。 As shown in FIG. 15, the first to third hologram elements 55a, 55b, and 55c of the hologram recording medium 55 are stacked on each other. Similarly to the basic form described above, when the irradiation device 60 irradiates the optical element 50 with the synthesized light SL, the synthesized light SL scans on the hologram recording medium 55. As a result, at least the first coherent light La of the combined light SL scans on the first hologram element 55a, and at least the second coherent light Lb of the combined light SL scans on the second hologram element 55b to combine the light. At least the third coherent light Lc of the light SL scans on the third hologram element 55c. Then, the first coherent light La of the combined light SL incident on each position of the hologram recording medium 55 from the irradiation device 60 reproduces the image 5 so as to overlap the illuminated region LZ, and from the irradiation device 60 to the hologram recording medium 55. The second coherent light Lb of the combined light SL incident on each of the positions of the combined light reproduces the image 5 superimposed on the illuminated region LZ, and is incident on each position of the hologram recording medium 55 from the irradiation device 60 The optical element 50 and the irradiation device 60 are positioned so that the third coherent light Lc of the light SL is superimposed on the illuminated area LZ to reproduce the image 5.
図15に示された応用形態では、照射装置60からの合成光SLが光学素子50に入射すると、合成光をなす各波長域のコヒーレント光(第1〜第3コヒーレント光)La,Lb,Lcによって、それぞれ、被照明領域LZに重ねて散乱板6の像5が再生されるようになる。結果として、被照明領域LZは、第1〜第3コヒーレント光La,Lb,Lcの加法混色によって得られる色に照明されることになる。すなわち、本例では、照明装置60は、白色光で被照明領域LZを照明することになる。 In the application mode shown in FIG. 15, when the combined light SL from the irradiation device 60 enters the optical element 50, coherent light (first to third coherent light) La, Lb, and Lc in each wavelength region that forms the combined light. Thus, the image 5 of the scattering plate 6 is reproduced so as to overlap the illuminated area LZ. As a result, the illuminated area LZ is illuminated with a color obtained by additive color mixing of the first to third coherent lights La, Lb, and Lc. That is, in this example, the illumination device 60 illuminates the illuminated area LZ with white light.
そして、投射装置20または透過型映像表示装置10において、空間光変調器30が、例えばカラーフィルタを含んでおり、各波長域のコヒーレント光La,Lb,Lc毎に変調画像の形成が可能である場合には、複数色で映像を表示すること、更にはフルカラーで映像を表示することが可能となる。また、空間光変調域がカラーフィルタを含んでいなくとも、照射装置60が各波長域のコヒーレント光La,Lb,Lcを時分割で、すなわち、コヒーレント光La,Lb,Lcを細かい時間単位で順繰りに照射し、且つ、空間光変調器30が、照射されている波長域のコヒーレント光に対応した変調画像を形成するように時分割で作動するようにしてもよい。このような例においても、時分割動作が人間の目で検出不可能な程度に高速であれば、人間に目で観察した場合に、複数色で映像が表示されること、更にはフルカラーで映像が表示されることを可能にすることができる。 In the projection device 20 or the transmissive image display device 10, the spatial light modulator 30 includes, for example, a color filter, and a modulated image can be formed for each of the coherent lights La, Lb, and Lc in each wavelength region. In this case, it is possible to display a video in a plurality of colors, and further to display a video in full color. Even if the spatial light modulation area does not include a color filter, the irradiation device 60 time-divides the coherent light La, Lb, and Lc in each wavelength area, that is, the coherent light La, Lb, and Lc in fine time units. Irradiation may be performed sequentially, and the spatial light modulator 30 may be operated in a time division manner so as to form a modulated image corresponding to the coherent light in the irradiated wavelength region. Even in such an example, if the time-division operation is fast enough to be undetectable by the human eye, the image can be displayed in a plurality of colors when viewed by the human eye, and further, the image can be displayed in full color. Can be displayed.
また、図15に示された応用形態によれば、上述した基本形態と同様に、光学素子50のホログラム要素55a,55b,55cで回折された各コヒーレント光La,Lb,Lcの被照明領域LZの各位置への入射方向は、連続的に変化する。これにともなって、投射装置20から投射される第1〜第3コヒーレント光La,Lb,Lcからなる映像光のスクリーン15上の各位置への入射方向も、連続的に変化する。このため、基本形態で既に説明したように、無相関なスペックルパターンが重畳されて平均化され、結果として、観察者の目によって観察されるスペックルを目立たなくさせることができる。 Further, according to the application form shown in FIG. 15, similarly to the basic form described above, the illuminated areas LZ of the respective coherent lights La, Lb, Lc diffracted by the hologram elements 55a, 55b, 55c of the optical element 50 are provided. The incident direction at each position of the lens changes continuously. Accordingly, the incident direction of the image light composed of the first to third coherent lights La, Lb, and Lc projected from the projection device 20 to each position on the screen 15 also changes continuously. For this reason, as already described in the basic embodiment, uncorrelated speckle patterns are superimposed and averaged, and as a result, speckles observed by the observer's eyes can be made inconspicuous.
加えて、図15に示された形態では、第1〜第3コヒーレント光La,Lb,Lcが、同時に被照明領域LZを照明し、また、同時にスクリーン15に投射されるようになる。この第1〜第3コヒーレント光La,Lb,Lcは、互いに異なる光源61a,61b,61cで生成され、このため、互いに干渉性を有していない。すなわち、各コヒーレント光La,Lb,Lcに起因するスペックルパターンは無相関であり、この無相関なスペックルパターンがスクリーン15で重畳されて平均化される。このため、図15に示された応用形態では、スペックルパターンを更に目立たなくさせることができる。 In addition, in the form shown in FIG. 15, the first to third coherent lights La, Lb, and Lc simultaneously illuminate the illuminated area LZ and are projected onto the screen 15 at the same time. The first to third coherent lights La, Lb, and Lc are generated by different light sources 61a, 61b, and 61c, and thus have no coherency. That is, the speckle pattern resulting from each of the coherent lights La, Lb, and Lc is uncorrelated, and the uncorrelated speckle pattern is superimposed on the screen 15 and averaged. For this reason, in the application form shown in FIG. 15, the speckle pattern can be made less noticeable.
また図15に示された応用形態においても、第1〜第3ホログラム要素55a,55b,55cを含むホログラム記録媒体55の他側には接着層56および熱伝導性部材52が設けられている。このため、ホログラム記録媒体55の第1〜第3ホログラム要素55a,55b,55cにおいて発生した熱を適切に外部に放出することができる。 Also in the applied form shown in FIG. 15, the adhesive layer 56 and the heat conductive member 52 are provided on the other side of the hologram recording medium 55 including the first to third hologram elements 55a, 55b, and 55c. For this reason, the heat generated in the first to third hologram elements 55a, 55b, and 55c of the hologram recording medium 55 can be appropriately released to the outside.
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, this invention is not limited to this Example.
〔放熱特性に関する実施例および比較例〕
(実施例1)
透明基板51として、厚み方向および面方向における熱伝導率1W/m・Kを有する、厚さ1mmの青板ガラスを準備した。次に、透明基板51の他側の面上にホログラム感光材料58を設けた。ホログラム感光材料58としては、上述の特許文献3に記載されている、体積ホログラム記録用感光性組成物を用いた。次に、ホログラム感光材料58に向けて物体光および参照光を照射し、これによって、透明基板51の他側にホログラム記録媒体55を形成した。
[Examples and comparative examples concerning heat dissipation characteristics]
Example 1
As the transparent substrate 51, a 1 mm thick blue plate glass having a thermal conductivity of 1 W / m · K in the thickness direction and the surface direction was prepared. Next, a hologram photosensitive material 58 was provided on the other surface of the transparent substrate 51. As the hologram photosensitive material 58, the photosensitive composition for volume hologram recording described in Patent Document 3 described above was used. Next, the hologram photosensitive material 58 was irradiated with object light and reference light, whereby the hologram recording medium 55 was formed on the other side of the transparent substrate 51.
また、厚み方向および面方向における熱伝導率168W/m・Kを有するシリコンウエハからなる第1熱伝導性層54aを含む熱伝導性部材52を準備した。次に、透明基板51上に形成されたホログラム記録媒体55と、熱伝導性部材52とを、H20Eから構成された接着層56を用いて接着した。このようにして、透明基板51、ホログラム記録媒体55、接着層56および熱伝導性部材52を備えた光学素子50を作製した。なおH20Eから構成された接着層56は、45μm以下の径を有する銀粒子を含む熱伝導性添加物56aと、エポキシ系UV硬化性樹脂を含むバインダー56bと、を有していた。接着層56の厚みは約50μmであった。また、第1熱伝導性層54aを構成するシリコンウエハの厚みは1mmであった。 Further, a heat conductive member 52 including a first heat conductive layer 54a made of a silicon wafer having a thermal conductivity 168 W / m · K in the thickness direction and the surface direction was prepared. Next, the hologram recording medium 55 formed on the transparent substrate 51 and the heat conductive member 52 were bonded using an adhesive layer 56 made of H20E. Thus, the optical element 50 provided with the transparent substrate 51, the hologram recording medium 55, the adhesive layer 56, and the heat conductive member 52 was produced. The adhesive layer 56 composed of H20E had a heat conductive additive 56a containing silver particles having a diameter of 45 μm or less and a binder 56b containing an epoxy UV curable resin. The thickness of the adhesive layer 56 was about 50 μm. Moreover, the thickness of the silicon wafer which comprises the 1st heat conductive layer 54a was 1 mm.
上述のようにして作製された光学素子50のホログラム記録媒体55上の一領域に、常温下において、1.6W/mm2の光束密度を有するレーザ光を1時間にわたって照射した。この際、レーザ光のビーム径は約1mmであった。 A region on the hologram recording medium 55 of the optical element 50 manufactured as described above was irradiated with laser light having a light flux density of 1.6 W / mm 2 for 1 hour at room temperature. At this time, the beam diameter of the laser beam was about 1 mm.
レーザ光を1時間にわたって照射した後の光学素子50を、サーモグラフィーを用いて観察した。図16に、サーモグラフィーによる観察結果を示す。図16に示すように、光学素子50上の各領域の最大温度は33.2℃となっていた。また光学素子50に、他の領域に比べて顕著に温度が高くなっている領域、いわゆるヒートスポットは観察されなかった。なおサーモグラフィー観察のための装置としては、NEC AVIO社製のサーモギアG100を用いた。 The optical element 50 after being irradiated with laser light for 1 hour was observed using thermography. FIG. 16 shows the observation result by thermography. As shown in FIG. 16, the maximum temperature of each region on the optical element 50 was 33.2 ° C. Further, in the optical element 50, a region where the temperature was significantly higher than the other regions, that is, a so-called heat spot was not observed. As an apparatus for thermography observation, a thermo gear G100 manufactured by NEC AVIO was used.
(実施例2)
H44から構成された接着層56を用いてホログラム記録媒体55と熱伝導性部材52とを接着したこと以外は、実施例1の場合と同様にして、光学素子50を作製した。H44から構成された接着層56は、50μm以下の径を有する金粒子を含む熱伝導性添加物56aと、エポキシ系UV硬化性樹脂を含むバインダー56bと、を有していた。また、実施例1の場合と同様にして、光学素子50のホログラム記録媒体55上の一領域にレーザ光を照射し、その後、サーモグラフィーを用いて光学素子50を観察した。結果、光学素子50上の各領域の最大温度は約35℃となっていた。また、ヒートスポットは観察されなかった。
(Example 2)
An optical element 50 was produced in the same manner as in Example 1 except that the hologram recording medium 55 and the heat conductive member 52 were adhered using the adhesive layer 56 composed of H44. The adhesive layer 56 composed of H44 had a thermally conductive additive 56a containing gold particles having a diameter of 50 μm or less and a binder 56b containing an epoxy UV curable resin. Further, in the same manner as in Example 1, laser light was irradiated to a region on the hologram recording medium 55 of the optical element 50, and then the optical element 50 was observed using thermography. As a result, the maximum temperature of each region on the optical element 50 was about 35 ° C. Moreover, no heat spot was observed.
(実施例3)
接着層56として異方性導電フィルムHM−2を用いたこと、および、第1熱伝導性層54aとして面方向における熱伝導率700W/m・K〜1600W/m・Kを有するグラファイトシート(PGS)を用いたこと以外は、実施例1の場合と同様にして、光学素子50を作製した。異方性導電フィルムHM−2から構成された接着層56は、気相成長炭素繊維を含む熱伝導性添加物56aと、ポリアミドを含むバインダー56bと、を有していた。また、第1熱伝導性層54aを構成するグラファイトシートの厚みは0.1mmであった。
(Example 3)
An anisotropic conductive film HM-2 was used as the adhesive layer 56, and a graphite sheet (PGS) having a thermal conductivity of 700 W / m · K to 1600 W / m · K in the plane direction as the first thermal conductive layer 54a. The optical element 50 was produced in the same manner as in Example 1 except that. The adhesive layer 56 composed of the anisotropic conductive film HM-2 had a thermally conductive additive 56a containing vapor-grown carbon fibers and a binder 56b containing polyamide. Moreover, the thickness of the graphite sheet which comprises the 1st heat conductive layer 54a was 0.1 mm.
実施例1の場合と同様にして、光学素子50のホログラム記録媒体55上の一領域にレーザ光を照射し、その後、サーモグラフィーを用いて光学素子50を観察した。結果、光学素子50上の各領域の最大温度は約30℃となっていた。また、ヒートスポットは観察されなかった。 In the same manner as in Example 1, a region of the optical element 50 on the hologram recording medium 55 was irradiated with laser light, and then the optical element 50 was observed using thermography. As a result, the maximum temperature of each region on the optical element 50 was about 30 ° C. Moreover, no heat spot was observed.
(実施例4)
第1熱伝導性層54aとして面方向における熱伝導率700W/m・K〜1600W/m・Kを有するグラファイトシート(PGS)を用い、かつ、接着層56の膜厚を、接着層56の熱伝導性添加物56aを構成する銀粒子の径である約45μmと略同一にしたこと以外は、実施例1の場合と同様にして、光学素子50を作製した。また実施例1の場合と同様にして、光学素子50のホログラム記録媒体55上の一領域にレーザ光を照射し、その後、サーモグラフィーを用いて光学素子50を観察した。結果、光学素子50上の各領域の最大温度は約30℃となっていた。また、ヒートスポットは観察されなかった。
Example 4
A graphite sheet (PGS) having a thermal conductivity of 700 W / m · K to 1600 W / m · K in the surface direction is used as the first thermal conductive layer 54 a, and the thickness of the adhesive layer 56 is set to the heat of the adhesive layer 56. An optical element 50 was produced in the same manner as in Example 1, except that the diameter was approximately the same as the diameter of the silver particles constituting the conductive additive 56a. In the same manner as in Example 1, laser light was irradiated to a region on the hologram recording medium 55 of the optical element 50, and then the optical element 50 was observed using thermography. As a result, the maximum temperature of each region on the optical element 50 was about 30 ° C. Moreover, no heat spot was observed.
(実施例5)
上述の実施例1に記載の光学素子50にグラファイトシートからなる第2熱伝導性層54bを追加することにより得られる光学素子50を準備した。具体的には、本実施例においては、シリコンウエハからなる第1熱伝導性層54aの他側に、グラファイトシートからなる第2熱伝導性層54bが設けられている。
(Example 5)
The optical element 50 obtained by adding the 2nd heat conductive layer 54b which consists of a graphite sheet to the optical element 50 of the above-mentioned Example 1 was prepared. Specifically, in this embodiment, a second thermal conductive layer 54b made of a graphite sheet is provided on the other side of the first thermal conductive layer 54a made of a silicon wafer.
次に、実施例1の場合と同様にして、光学素子50のホログラム記録媒体55上の一領域にレーザ光を照射した。その後、サーモグラフィーを用いて光学素子50を観察した。結果、光学素子50上の各領域の最大温度は約35℃となっていた。また、ヒートスポットは観察されなかった。 Next, in the same manner as in Example 1, a region of the optical element 50 on the hologram recording medium 55 was irradiated with laser light. Then, the optical element 50 was observed using thermography. As a result, the maximum temperature of each region on the optical element 50 was about 35 ° C. Moreover, no heat spot was observed.
(実施例6)
熱伝導性部材52として、接着層56の他側に配置され、銅板からなる第1熱伝導性層54aと、第1熱伝導性層54aの他側に配置され、グラファイトシートからなる第2熱伝導性層54bと、を有する熱伝導性部材52を用いたこと以外は、実施例1の場合と同様にして、光学素子50を作製した。第1熱伝導性層54aを構成する銅板の厚みは1mmであった。
(Example 6)
As the heat conductive member 52, it arrange | positions on the other side of the contact bonding layer 56, the 2nd heat | fever which is arrange | positioned on the other side of the 1st heat conductive layer 54a which consists of a copper plate, and the 1st heat conductive layer 54a, and consists of a graphite sheet. The optical element 50 was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat conductive member 52 having the conductive layer 54b was used. The thickness of the copper plate constituting the first thermally conductive layer 54a was 1 mm.
実施例1の場合と同様にして、光学素子50のホログラム記録媒体55上の一領域にレーザ光を照射し、その後、サーモグラフィーを用いて光学素子50を観察した。結果、光学素子50上の各領域の最大温度は約30℃となっていた。また、ヒートスポットは観察されなかった。 In the same manner as in Example 1, a region of the optical element 50 on the hologram recording medium 55 was irradiated with laser light, and then the optical element 50 was observed using thermography. As a result, the maximum temperature of each region on the optical element 50 was about 30 ° C. Moreover, no heat spot was observed.
(比較例1)
熱伝導性部材52の代わりに透明基板51と同一の部材を、LCR0631から構成された接着層を介してホログラム記録媒体55の他側に配置したこと以外は、実施例1の場合と同様にして、ホログラム記録媒体55を含む光学素子を作製した。CR0631から構成された接着層は、1.51の屈折率を有するアクリル系UV硬化性樹脂を含むが、上述のような熱伝導性添加物56aを含んでいなかった。
(Comparative Example 1)
Except that the same member as the transparent substrate 51 is disposed on the other side of the hologram recording medium 55 through an adhesive layer made of LCR0631 instead of the heat conductive member 52, the same as in the case of the first embodiment. Then, an optical element including the hologram recording medium 55 was produced. The adhesive layer composed of CR0631 includes an acrylic UV curable resin having a refractive index of 1.51, but does not include the above-described heat conductive additive 56a.
実施例1の場合と同様にして、作製された光学素子のホログラム記録媒体55上の一領域にレーザ光を照射した。その後、サーモグラフィーを用いて光学素子50を観察した。図17に、サーモグラフィーによる観察結果を示す。図17に示すように、光学素子上の各領域の最大温度は47.2℃となっていた。また図17に示すように、光学素子に、他の領域に比べて顕著に温度が高くなっている領域、いわゆるヒートスポットが観察された。 In the same manner as in the case of Example 1, a region of the manufactured optical element on the hologram recording medium 55 was irradiated with laser light. Then, the optical element 50 was observed using thermography. FIG. 17 shows the observation result by thermography. As shown in FIG. 17, the maximum temperature of each region on the optical element was 47.2 ° C. In addition, as shown in FIG. 17, a region where the temperature is significantly higher than the other region, that is, a so-called heat spot was observed in the optical element.
実施例1〜6と比較例1との比較から明らかなように、ホログラム記録媒体55の他側に、熱伝導性添加物56aを含む接着層56と、熱伝導性部材52とを配置することにより、ホログラム記録媒体55の温度上昇を抑制することができた。また、ホログラム記録媒体55上にヒートスポットが生成されることを防ぐことができた。 As is clear from the comparison between Examples 1 to 6 and Comparative Example 1, the adhesive layer 56 including the heat conductive additive 56 a and the heat conductive member 52 are disposed on the other side of the hologram recording medium 55. As a result, the temperature increase of the hologram recording medium 55 could be suppressed. Further, it was possible to prevent heat spots from being generated on the hologram recording medium 55.
5 像
6 散乱板
10 投射型映像表示装置
15 スクリーン
20 投射装置
25 投射光学系
30 空間光変調器
40 照明装置
50 光学素子
50a 一側の面
50b 他側の面
51 透明基板
52 熱伝導性部材
53 反射抑制部分
53a 突起部
53b 誘電体多層膜
54 熱伝導性部分
54a 第1熱伝導性層
54b 第2熱伝導性層
55 ホログラム記録媒体
56 接着層
56a 熱伝導性添加物
56b バインダー
58 ホログラム感光材料
60 照射装置
61a 光源
65 走査デバイス
66 ミラーデバイス(反射デバイス)
66a ミラー(反射面)
67 集光レンズ
LZ 被照明領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Image 6 Scattering plate 10 Projection type image display apparatus 15 Screen 20 Projection apparatus 25 Projection optical system 30 Spatial light modulator 40 Illumination apparatus 50 Optical element 50a One side 50b The other side 51 Transparent substrate 52 Thermally conductive member 53 Reflection suppressing portion 53a Protruding portion 53b Dielectric multilayer film 54 Thermally conductive portion 54a First thermally conductive layer 54b Second thermally conductive layer 55 Hologram recording medium 56 Adhesive layer 56a Thermally conductive additive 56b Binder 58 Holographic photosensitive material 60 Irradiation device 61a Light source 65 Scanning device 66 Mirror device (reflection device)
66a Mirror (reflective surface)
67 Condensing lens LZ Illuminated area
Claims (12)
コヒーレント光が入射する側から順に積層された透明基板、ホログラム記録媒体、接着層および熱伝導性部材を備え、
前記ホログラム記録媒体は、前記透明基板を透過して前記ホログラム記録媒体に入射するコヒーレント光を回折するよう構成されており、
前記接着層は、複数個の熱伝導性添加物と、各熱伝導性添加物間を埋めるバインダーと、を有し、
前記熱伝導性部材の熱伝導率および前記熱伝導性添加物の熱伝導率は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きくなっており、
前記熱伝導性部材は、前記接着層側から順に反射抑制部分および熱伝導性部分を有し、
前記反射抑制部分は、前記熱伝導性部材の最も前記接着層側の面を構成し、前記接着層側から入射するコヒーレント光が反射されることを抑制し、
前記熱伝導性部分は、金属を含む熱伝導性層を有する、光学素子。 In an optical element that diffracts coherent light,
Comprising a transparent substrate, a hologram recording medium, an adhesive layer and a heat conductive member laminated in order from the side on which the coherent light is incident;
The hologram recording medium is configured to diffract coherent light that is transmitted through the transparent substrate and incident on the hologram recording medium;
The adhesive layer has a plurality number of thermally conductive additive, a binder to fill between each of the heat-conductive additive, and
The thermal conductivity of the thermal conductive member and the thermal conductivity of the thermal conductive additive are larger than the thermal conductivity of the transparent substrate,
The thermally conductive member has a reflection suppressing portion and a thermally conductive portion in order from the adhesive layer side,
The reflection suppressing portion constitutes the surface closest to the adhesive layer of the thermally conductive member, and suppresses reflection of coherent light incident from the adhesive layer side,
The thermal element includes an optical element having a thermally conductive layer containing a metal.
前記第2熱伝導性層の熱伝導率は、前記第1熱伝導性層の熱伝導率よりも大きくなっている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学素子。 The thermally conductive layer of the thermally conductive part of the thermally conductive member has a first thermally conductive layer and a second thermally conductive layer arranged in order from the adhesive layer side,
5. The optical element according to claim 1, wherein a thermal conductivity of the second thermal conductive layer is larger than a thermal conductivity of the first thermal conductive layer.
前記光学素子にコヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記光学素子は、コヒーレント光が入射する側から順に積層された透明基板、ホログラム記録媒体、接着層および熱伝導性部材を備え、
前記ホログラム記録媒体は、前記透明基板を透過して前記ホログラム記録媒体に入射するコヒーレント光を回折するよう構成されており、
前記接着層は、複数個の熱伝導性添加物と、各熱伝導性添加物間を埋めるバインダーと、を有し、
前記熱伝導性部材の熱伝導率および前記熱伝導性添加物の熱伝導率は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きくなっており、
前記熱伝導性部材は、前記接着層側から順に反射抑制部分および熱伝導性部分を有し、
前記反射抑制部分は、前記熱伝導性部材の最も前記接着層側の面を構成し、前記接着層側から入射するコヒーレント光が反射されることを抑制し、
前記熱伝導性部分は、金属を含む熱伝導性層を有し、
前記照射装置は、コヒーレント光が前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するように、前記光学素子にコヒーレント光を照射し、
任意の瞬間に前記照射装置によって光を照射されている前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上の領域は、前記ホログラム記録媒体の一部分である、照明装置。 An optical element that diffracts coherent light;
An irradiation device that irradiates the optical element with coherent light, and
The optical element includes a transparent substrate, a hologram recording medium, an adhesive layer, and a heat conductive member that are sequentially stacked from the side on which coherent light enters.
The hologram recording medium is configured to diffract coherent light that is transmitted through the transparent substrate and incident on the hologram recording medium;
The adhesive layer has a plurality number of thermally conductive additive, a binder to fill between each of the heat-conductive additive, and
The thermal conductivity of the thermal conductive member and the thermal conductivity of the thermal conductive additive are larger than the thermal conductivity of the transparent substrate,
The thermally conductive member has a reflection suppressing portion and a thermally conductive portion in order from the adhesive layer side,
The reflection suppressing portion constitutes the surface closest to the adhesive layer of the thermally conductive member, and suppresses reflection of coherent light incident from the adhesive layer side,
The thermally conductive portion has a thermally conductive layer containing a metal,
The irradiation device irradiates the optical element with coherent light so that the coherent light scans the hologram recording medium of the optical element,
A region on the hologram recording medium of the optical element irradiated with light by the irradiation device at an arbitrary moment is a part of the hologram recording medium.
前記照明装置からのコヒーレント光によって照明される位置に配置された空間光変調器と、を備え、
前記照明装置は、コヒーレント光を回折する光学素子と、前記光学素子にコヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記光学素子は、コヒーレント光が入射する側から順に積層された透明基板、ホログラム記録媒体、接着層および熱伝導性部材を備え、
前記ホログラム記録媒体は、前記透明基板を透過して前記ホログラム記録媒体に入射するコヒーレント光を回折するよう構成されており、
前記接着層は、複数個の熱伝導性添加物と、各熱伝導性添加物間を埋めるバインダーと、を有し、
前記熱伝導性部材の熱伝導率および前記熱伝導性添加物の熱伝導率は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きくなっており、
前記熱伝導性部材は、前記接着層側から順に反射抑制部分および熱伝導性部分を有し、
前記反射抑制部分は、前記熱伝導性部材の最も前記接着層側の面を構成し、前記接着層側から入射するコヒーレント光が反射されることを抑制し、
前記熱伝導性部分は、金属を含む熱伝導性層を有し、
前記照射装置は、コヒーレント光が前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するように、前記光学素子にコヒーレント光を照射し、
任意の瞬間に前記照射装置によって光を照射されている前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上の領域は、前記ホログラム記録媒体の一部分である、投射装置。 A lighting device;
A spatial light modulator disposed at a position illuminated by coherent light from the illumination device,
The illumination device includes an optical element that diffracts coherent light, and an irradiation device that irradiates the optical element with coherent light.
The optical element includes a transparent substrate, a hologram recording medium, an adhesive layer, and a heat conductive member that are sequentially stacked from the side on which coherent light enters.
The hologram recording medium is configured to diffract coherent light that is transmitted through the transparent substrate and incident on the hologram recording medium;
The adhesive layer has a plurality number of thermally conductive additive, a binder to fill between each of the heat-conductive additive, and
The thermal conductivity of the thermal conductive member and the thermal conductivity of the thermal conductive additive are larger than the thermal conductivity of the transparent substrate,
The thermally conductive member has a reflection suppressing portion and a thermally conductive portion in order from the adhesive layer side,
The reflection suppressing portion constitutes the surface closest to the adhesive layer of the thermally conductive member, and suppresses reflection of coherent light incident from the adhesive layer side,
The thermally conductive portion has a thermally conductive layer containing a metal,
The irradiation device irradiates the optical element with coherent light so that the coherent light scans the hologram recording medium of the optical element,
The projection device, wherein a region on the hologram recording medium of the optical element irradiated with light by the irradiation device at an arbitrary moment is a part of the hologram recording medium.
前記空間光変調器上に得られる変調画像を投影されるスクリーンと、を備え、
前記照明装置は、コヒーレント光を回折する光学素子と、前記光学素子にコヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記光学素子は、コヒーレント光が入射する側から順に積層された透明基板、ホログラム記録媒体、接着層および熱伝導性部材を備え、
前記ホログラム記録媒体は、前記透明基板を透過して前記ホログラム記録媒体に入射するコヒーレント光を回折するよう構成されており、
前記接着層は、複数個の熱伝導性添加物と、各熱伝導性添加物間を埋めるバインダーと、を有し、
前記熱伝導性部材の熱伝導率および前記熱伝導性添加物の熱伝導率は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きくなっており、
前記熱伝導性部材は、前記接着層側から順に反射抑制部分および熱伝導性部分を有し、
前記反射抑制部分は、前記熱伝導性部材の最も前記接着層側の面を構成し、前記接着層側から入射するコヒーレント光が反射されることを抑制し、
前記熱伝導性部分は、金属を含む熱伝導性層を有し、
前記照射装置は、コヒーレント光が前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するように、前記光学素子にコヒーレント光を照射し、
任意の瞬間に前記照射装置によって光を照射されている前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上の領域は、前記ホログラム記録媒体の一部分である、投射型映像表示装置。 A projection device comprising: an illumination device; and a spatial light modulator disposed at a position illuminated by coherent light from the illumination device;
A screen on which a modulated image obtained on the spatial light modulator is projected,
The illumination device includes an optical element that diffracts coherent light, and an irradiation device that irradiates the optical element with coherent light.
The optical element includes a transparent substrate, a hologram recording medium, an adhesive layer, and a heat conductive member that are sequentially stacked from the side on which coherent light enters.
The hologram recording medium is configured to diffract coherent light that is transmitted through the transparent substrate and incident on the hologram recording medium;
The adhesive layer has a plurality number of thermally conductive additive, a binder to fill between each of the heat-conductive additive, and
The thermal conductivity of the thermal conductive member and the thermal conductivity of the thermal conductive additive are larger than the thermal conductivity of the transparent substrate,
The thermally conductive member has a reflection suppressing portion and a thermally conductive portion in order from the adhesive layer side,
The reflection suppressing portion constitutes the surface closest to the adhesive layer of the thermally conductive member, and suppresses reflection of coherent light incident from the adhesive layer side,
The thermally conductive portion has a thermally conductive layer containing a metal,
The irradiation device irradiates the optical element with coherent light so that the coherent light scans the hologram recording medium of the optical element,
An area on the hologram recording medium of the optical element irradiated with light by the irradiation apparatus at an arbitrary moment is a part of the hologram recording medium.
前記照明装置からのコヒーレント光によって照明される位置に配置されたスクリーンと、を備え、
前記照明装置は、コヒーレント光を回折する光学素子と、前記光学素子にコヒーレント光を照射する照射装置と、を備え、
前記光学素子は、コヒーレント光が入射する側から順に積層された透明基板、ホログラム記録媒体、接着層および熱伝導性部材を備え、
前記ホログラム記録媒体は、前記透明基板を透過して前記ホログラム記録媒体に入射するコヒーレント光を回折するよう構成されており、
前記接着層は、複数個の熱伝導性添加物と、各熱伝導性添加物間を埋めるバインダーと、を有し、
前記熱伝導性部材の熱伝導率および前記熱伝導性添加物の熱伝導率は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きくなっており、
前記熱伝導性部材は、前記接着層側から順に反射抑制部分および熱伝導性部分を有し、
前記反射抑制部分は、前記熱伝導性部材の最も前記接着層側の面を構成し、前記接着層側から入射するコヒーレント光が反射されることを抑制し、
前記熱伝導性部分は、金属を含む熱伝導性層を有し、
前記照射装置は、コヒーレント光が前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上を走査するように、前記光学素子にコヒーレント光を照射し、
任意の瞬間に前記照射装置によって光を照射されている前記光学素子の前記ホログラム記録媒体上の領域は、前記ホログラム記録媒体の一部分である、投射型映像表示装置。 A lighting device;
A screen disposed at a position illuminated by coherent light from the illumination device,
The illumination device includes an optical element that diffracts coherent light, and an irradiation device that irradiates the optical element with coherent light.
The optical element includes a transparent substrate, a hologram recording medium, an adhesive layer, and a heat conductive member that are sequentially stacked from the side on which coherent light enters.
The hologram recording medium is configured to diffract coherent light that is transmitted through the transparent substrate and incident on the hologram recording medium;
The adhesive layer has a plurality number of thermally conductive additive, a binder to fill between each of the heat-conductive additive, and
The thermal conductivity of the thermal conductive member and the thermal conductivity of the thermal conductive additive are larger than the thermal conductivity of the transparent substrate,
The thermally conductive member has a reflection suppressing portion and a thermally conductive portion in order from the adhesive layer side,
The reflection suppressing portion constitutes the surface closest to the adhesive layer of the thermally conductive member, and suppresses reflection of coherent light incident from the adhesive layer side,
The thermally conductive portion has a thermally conductive layer containing a metal,
The irradiation device irradiates the optical element with coherent light so that the coherent light scans the hologram recording medium of the optical element,
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