(57)【要約】【課題】小型で低コストな点光源発生部材、並びに、この点光源発生部材を備える点光源発生装置及び光学機器を提供する。【解決手段】光学機器の一例である走査型表示装置１００に用いる点光源発生装置４０を、光源２０〜２２と、この光を略平行光束に変換するコリメートレンズ２３〜２５と、これらの略平行光束を重ね合わせて一つの光として射出する点光源発生部材２６と、から構成する。ここで、点光源発生部材２６は、透明薄板状の光学部材であって、略平行光を回折する第１の回折格子３０〜３２と、回折された光束を導く導光部３３〜３５と、この光束を回折する第２の回折格子３６〜３８と、この光を射出する光射出部３９と、を有して構成される。【選択図】図１
2010276981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明薄板状の光学部材であって、
前記光学部材のいずれかの板面に形成され、当該光学部材に入射する略平行光束を前記光学部材内の所定の方向に回折させる第１の回折格子と、
前記第１の回折格子が形成された前記板面及び当該板面に対向する板面からなり、前記第１の回折格子で回折された前記光束を導く導光部と、
前記光学部材の前記導光部により前記光束が導かれる方向の端面に形成され、前記光束を当該端面の延びる方向に回折させる第２の回折格子と、
前記光学部材の前記第２の回折格子により前記光束が回折される方向の端面に形成され、前記光束を射出する光射出部と、を有する点光源発生部材。
【請求項２】
前記第１の回折格子は、前記導光部を形成する前記板面に対して臨界角よりも浅く入射するように前記略平行光束を回折させ、
前記導光部は、回折された前記光束を前記板面で全反射させて導くように構成された請求項１に記載の点光源発生部材。
【請求項３】
前記第１の回折格子は、前記光学部材に対して前記略平行光束が入射する前記板面に形成され、前記略平行光束を透過させて回折させるように構成された請求項１または２に記載の点光源発生部材。
【請求項４】
前記第１の回折格子は、前記光学部材に対して前記略平行光束が入射する前記板面に対向する前記板面に形成され、前記略平行光束を反射させて回折させるように構成された請求項１または２に記載の点光源発生部材。
【請求項５】
前記第２の回折格子は、前記導光部に導かれた前記光束を反射させて回折させるように構成された請求項１〜４いずれか一項に記載の点光源発生部材。
【請求項６】
２以上の前記第１の回折格子と、
前記第１の回折格子毎に設けられ、前記第１の回折格子で回折された前記略平行光束が互いに並んで進むように配置された前記導光部と、
前記導光部毎に設けられた前記第２の回折格子と、
１つの前記光射出部と、を有し、
前記第１の回折格子及び前記第２の回折格子は、前記第１の回折格子及び前記第２の回折格子の位置及び前記光束を形成する光の波長に応じて、前記第１の回折格子に入射した複数の前記光束が、前記光射出部から重なり合って射出する回折角に設定された請求項１〜５いずれか一項に記載の点光源発生部材。
【請求項７】
隣接する前記導光部の間の少なくとも一部に、空気空間からなる空隙部が設けられた請求項６に記載の点光源発生部材。
【請求項８】
１つの前記第１の回折格子と、
１つの前記導光部と、
１つの前記第２の回折格子と、
１つの前記光射出部と、を有し、
前記光学部材に入射する前記略平行光束には、２以上の波長の光が含まれ、
前記第１の回折格子及び前記第２の回折格子は、前記略平行光束に含まれる前記光の前記波長に対応して２以上の回折格子が重畳されて形成され、
重畳されて形成された前記回折格子の各々は、前記第１の回折格子及び前記第２の回折格子の位置及び前記波長に応じて、前記光束が、前記波長にかかわらず一体に前記光射出部から射出する回折角に設定された請求項１〜５いずれか一項に記載の点光源発生部材。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか一項に記載の点光源発生部材と、
光源と、
前記光源から放射された光を略平行光束に変換し、前記点光源発生部材の前記第１の回折格子に入射させるコリメートレンズと、を有する点光源発生装置。
【請求項１０】
請求項６または７に記載の点光源発生部材と、
前記第１の回折格子毎に設けられた２以上の光源と、
前記光源毎に設けられ、前記光源から放射された光を略平行光束に変換し、前記点光源発生部材の前記第１の回折格子のいずれかに入射させる２以上のコリメートレンズと、を有する点光源発生装置。
【請求項１１】
前記光源は、赤色、緑色及び青色の光を放射する３つの光源から構成される請求項１０に記載の点光源発生装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１いずれか一項に記載の点光源発生装置を有する光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点光源発生部材、並びに、この点光源発生部材を備える点光源発生装置及び光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤなどの光源でピンホールを照明して得られる点光源やレーザ光を、コリメートレンズで平行光束とするコリメート光学系が照明光学系として使用されている。また、このようなコリメート光学系を用いた走査型表示装置が開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０７１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、ＬＥＤを光源とする場合、ＬＥＤからの照明光は一定の大きさを有しているために、従来の照明光学系は有限系となり、光束を激しく制御する共焦点顕微鏡などの走査型光学システム（走査型画像表示装置）で、ＬＥＤ光源を利用したシステムの実現は困難であった。ところが、昨今、ＬＥＤの技術改善が進み、その光量が増大し、ＬＥＤ光源を利用した走査型光学システムを実現できる可能性が生じてきた。しかし、これを実際に現実化しようとする場合、特に赤色、緑色及び青色の３色の光源を用いたフルカラーシステムを構築しようとする場合には、コリメート光学系においては光源位置等の光学調整を厳密にする必要があるといった制限があるため、当該システムを安価な量産ベースに乗せることができなかった。
【０００５】
図７に示すように、コリメート光学系をベースとした従来の光学システムは、赤色、緑色及び青色の各照明光を放射する光源１，２、３と、各光源１〜３からの光をそれぞれ略平行光束にするコリメートレンズ４，５，６と、３色の略平行光束を集光する集光レンズ９と、光源１からの赤色光束を透過して光源２からの緑色光束を集光レンズ９方向に反射する波長選択ミラー７と、光源１からの赤色光束及び光源２からの緑色光束を透過して光源３からの青色光束を集光レンズ９方向に反射する第２波長選択ミラー８と、光束を点光源に変換する絞り１０と、を有して構成される。このような光学システムは、各光源１〜３から放出された赤、緑、青の三色の光が、波長選択ミラー７，８によって一つの光束に合成され、集光レンズ９による光源像が、絞り１０の位置に結像している必要がある。また、ここでは、赤、緑、青の三色の光束の光軸が一致していなければならないし、結像位置も確実に調整されていなければならない。このような厳密な調整は困難であり、光学システムの小型化には限界があった。
【０００６】
一方、レーザ光源は走査型光学システムでの使用に好適であるが、ＬＥＤ光源に比べてサイズが大きく、コンパクトなシステムの構築は困難である。また、位置合わせの問題についても、ＬＥＤ光源を用いたシステムよりも多少は改善されるものの、厳密な調整が不要になるわけではない。小型化の観点から、半導体レーザを使用することが考えられるが、赤、緑、青の三色の光源を考える場合、赤色と青色の半導体レーザは存在するものの、緑色の半導体レーザは存在せず、この緑色だけ半導体レーザの高調波発振を利用するなどの必要があり、複雑で高価なものとなる。また、レーザの利用は原理的及び理論的には理想的ではあるが、実用上は価格や大きさの面で、商業化には適していない。更に、観察者の網膜上を走査する表示システムを制作し、これをヘッドマウントディスプレイなどの小型の表示装置に組み込むことを考えると、従来の光学系を用いるのは、重量的、価格的に問題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、小型で低コストな点光源発生部材、並びに、この点光源発生部材を備えた点光源発生装置及び光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係る点光源発生部材は、透明薄板状の光学部材であって、この光学部材のいずれかの板面に形成され、当該光学部材に入射する略平行光束をこの光学部材内の所定の方向に回折させる第１の回折格子と、第１の回折格子が形成された板面及び当該板面に対向する板面からなり、第１の回折格子で回折された光束を導く導光部と、光学部材の導光部により光束が導かれる方向の端面に形成され、この光束を当該端面の延びる方向に回折させる第２の回折格子と、光学部材の第２の回折格子により光束が回折される方向の端面に形成され、この光束を射出する光射出部と、を有する。
【０００９】
このような点光源発生部材において、第１の回折格子は、導光部を形成する板面に対して臨界角よりも浅く入射するように略平行光束を回折させ、この導光部は、回折された光束を板面で全反射させて導くように構成されることが好ましい。
【００１０】
また、このような点光源発生部材において、第１の回折格子は、光学部材に対して略平行光束が入射する板面に形成され、この略平行光束を透過させて回折させるように構成されることが好ましい。
【００１１】
あるいは、第１の回折格子は、光学部材に対して略平行光束が入射する板面に対向する板面に形成され、この略平行光束を反射させて回折させるように構成されることが好ましい。
【００１２】
また、このような点光源発生部材において、第２の回折格子は、導光部に導かれた光束を反射させて回折させるように構成されることが好ましい。
【００１３】
また、このような点光源発生部材は、２以上の第１の回折格子と、これらの第１の回折格子毎に設けられ、第１の回折格子で回折された略平行光束が互いに並んで進むように配置された導光部と、導光部毎に設けられた第２の回折格子と、１つの光射出部と、を有し、第１の回折格子及び第２の回折格子は、第１の回折格子及び第２の回折格子の位置及び光束を形成する光の波長に応じて、第１の回折格子に入射した複数の光束が、光射出部から重なり合って射出する回折角に設定されることが好ましい。
【００１４】
このとき、隣接する導光部の間の少なくとも一部に、空気空間からなる空隙部が設けられることが好ましい。
【００１５】
あるいは、このような点光源発生部材は、１つの第１の回折格子と、１つの導光部と、１つの第２の回折格子と、１つの光射出部と、を有し、光学部材に入射する略平行光束には、２以上の波長の光が含まれ、第１の回折格子及び第２の回折格子は、略平行光束に含まれる光の波長に対応して２以上の回折格子が重畳されて形成され、重畳されて形成された回折格子の各々は、第１の回折格子及び第２の回折格子の位置及び略平行光束に含まれる光の波長に応じて、光束が、波長にかかわらず一体に光射出部から射出する回折角に設定されることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る点光源発生装置は、上述の点光源発生部材と、光源と、この光源から放射された光を略平行光束に変換し、点光源発生部材の第１の回折格子に入射させるコリメートレンズと、を有する。
【００１７】
また、この点光源発生装置は、上述の２以上の第１の回折格子を有する点光源発生部材と、第１の回折格子毎に設けられた２以上の光源と、これらの光源毎に設けられ、光源から放射された光を略平行光束に変換し、点光源発生部材の第１の回折格子のいずれかに入射させる２以上のコリメートレンズと、を有する。
【００１８】
このとき、光源は、赤色、緑色及び青色の光を放射する３つの光源から構成されることが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係る光学機器は、上述の点光源発生装置のいずれかを有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る点光源発生部材並びにこの点光源発生部材を備える点光源発生装置及び光学機器を以上のように構成すると、小型で低コストな製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る点光源発生装置の構成を示す説明図であって、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。
【図２】点光源発生装置を備える網膜走査型表示装置の構成を示す説明図である。
【図３】上記網膜走査型表示装置の変形例を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る点光源発生部材に空隙部を設けた場合の構成を示す説明図であって、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。
【図５】第２の実施形態に係る点光源発生装置の構成を示す説明図であって、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。
【図６】第３の実施形態に係る点光源発生装置の構成を示す説明図であって、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。
【図７】従来のコリメート光学系の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、第１の実施形態に係る点光源発生装置の構成について説明する。この図１に示す点光源発生装置４０は、所定間隔を介して配置された３つの光源２０，２１，２２と、それぞれの光源２０〜２２に対して設けられ、これらの光源２０〜２２から放射された光を略平行光束に変換するコリメートレンズ２３，２４，２５と、この３つの略平行光束を重ね合わせて一つの光（点光源）として射出させる点光源発生部材（光学ブロック）２６と、を有して構成される。ここで、３つの光源２０〜２２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の光をそれぞれ放射するものであり、例えばＬＥＤが用いられる。なお、図１においては、光源２１，２２及びコリメートレンズ２４，２５は、図面上には現れないが、点光源発生部材２６の短手方向に、所定間隔を介して光源２０及びコリメートレンズ２３と並列に配置されている。
【００２３】
点光源発生部材２６は、透明な素材で形成された薄板状の光学部材であって、以降の説明では、広い面を「板面」と呼び、この板面と交差する板厚方向の側面を「端面」と呼ぶ。この点光源発生部材２６は、上述の光源２０〜２２の各々に対応して板面の一方の面２６ａに形成され、コリメートレンズ２３〜２５から入射した略平行光束を透過させて所定の方向に回折させる（透過型の）第１の回折格子３０，３１，３２と、この第１の回折格子３０〜３２が形成された板面２６ａ及びこの板面２６ａに対向する板面２６ｂから構成され、第１の回折格子３０〜３２から出射した光束をこれらの板面２６ａ，２６ｂで全反射させてこの点光源発生部材２６の端面２６ｃに導く導光部３３，３４，３５と、端面２６ｃに形成され、導光部３３〜３５により導かれた光束を、この端面２６ｃの延びる方向に（端面２６ｃに対して小さい角度で進むように）反射させて回折させる（反射型の）第２の回折格子３６，３７，３８と、この端面２６ｃと交差する端面２６ｄに形成され、第２の回折格子３６〜３８で回折された光束を点光源として外部に出射する光射出部３９と、を有して構成される。
【００２４】
ここで、第１の回折格子３０〜３２は、光源２０〜２２から放射され、コリメートレンズ２３〜２５により略平行光束に変換されて入射した光束のそれぞれを、端面２６ｃ側に、互いの光束が略平行で進むように回折させるとともに、この光束が導光部３３〜３５を構成する板面２６ａ，２６ｂに対して臨界角よりも浅く入射して、この板面２６ａ，２６ｂで全反射するように回折させる。また、第２の回折格子３６〜３８は、導光部３３〜３５により導かれた光束を、端面２６ｄ側（第１の回折格子３０〜３２が並ぶ方向）に回折させるが、このとき、これらの３つの光束が重なり合って、一つの光束として光射出部３９から出射するように回折させる。すなわち、第１及び第２の回折格子３０〜３２，３６〜３８は、それらが形成された位置及び各光束を形成するＲＧＢの３色の光の波長に応じて、光射出部３９に各々の光束が到達する回折角となるように設計されている。なお、点光源発生部材２６を形成する透明素材としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの光学用樹脂やガラス等を用いることができる。また、第１の回折格子３０〜３２としては、従来公知の何れのものを用いてもよく、例えば、透過型の回折格子や透過型のホログラムなどを用いることができる。同様に、第２の回折格子３６〜３８としては、例えば、反射型の回折格子や反射型のホログラムなどを用いることができる。
【００２５】
このように、第１及び第２回折格子３０〜３２，３６〜３８による光束の回折システムは、一つの波長の光束にだけ対応するものではなく、ＲＧＢの３色、つまり三原色を構成する三波長の光束それぞれに対して別個に設けられている。
【００２６】
以上のように構成された第１の実施形態に係る点光源発生装置４０の機能について詳細に説明する。まず、光源２０〜２２から、Ｒ，Ｇ，Ｂの光が放射される。各光は、コリメートレンズ２３〜２５によって略平行光束にそれぞれ変換され、点光源発生部材２６の第１の回折格子３０〜３２に入射する。これらの各光束は、第１の回折格子３０〜３２により、臨界角よりも浅い角度で点光源発生部材２６の内部方向に回折される。ここで利用されるのは、一次回折光である。各一次回折光は点光源発生部材２６内を、異なる光路（導光部３３〜３５）ごとに、板面２６ａ，２６ｂで全反射を繰り返しながら進み、端面２６ｃに到達する。この端面２６ｃには、上述の通り、第２の回折格子３６〜３８が設けられており、導光部３３〜３５により導かれた光束を、端面２６ｃに対して小さい角度で、端面２６ｄ（光射出部３９）の方向に回折させる。このときも一次回折光が利用される。そして、第２の回折格子３６〜３８により回折された各光束は、それぞれが重なりあって、略同一光路上を進み、同一の光射出部３９から出射する。ここで、点光源発生部材２６の厚みを５０μｍとした場合、第１の回折格子３０〜３２で回折され、さらに、第２の回折格子３６〜３８で第１の回折格子３０〜３２からの回折光と略直交する方向に回折されるため、本実施形態の点光源発生装置４０では５０μｍ角の光束（点光源）が得られることになる。そのため、この第１の実施形態に係る点光源発生装置４０では、従来のコリメート光学系に比べ、結像位置の厳密な調整や波長選択ミラーや集光レンズなど多くの部材を使用する必要がなく、小型で低コストなものとすることができる。
【００２７】
次に、図２を参照して、第１の実施形態に係る点光源発生装置４０を備えた光学機器の一例として、網膜走査型表示装置１００の構成について説明する。図２に示すように、網膜走査型表示装置１００は、ＲＧＢの光を放射する光源２０〜２２、コリメートレンズ２３〜２５、及び、この光源２０〜２２からの光を、ＲＧＢの光を合成して出射する点光源発生部材２６からなる点光源発生装置４０と、この点光源発生装置４０の点光源発生部材２６における光射出部（点光源）３９を焦点位置とし、当該光射出部３９から射出される光を略平行光に変換するコリメートレンズ６０と、このコリメートレンズ６０からの略平行光を被走査面である観察者の網膜（眼底）９２に走査させる走査部としての可動ミラー７０と、この可動ミラー７０で反射された光束をリレーするリレーレンズ８１及びこの光束を観察者の網膜９２に結像する結像レンズ８２からなる結像光学系８０と、光源２０〜２２から出射される光の輝度及び可動ミラー７０の動作を制御する制御部５０とから構成される。ここで、光源２０〜２２は、上述のようにＬＥＤ光源で構成され、Ｒ、Ｇ、Ｂの光をそれぞれ放射するが、その際に、観察者の網膜９２上に表示すべき画像の画像信号（入力信号）に基づき、各光束の輝度が変調されて放射されるよう、制御部５０により制御される。また、上述のように、点光源発生部材２６の厚さを５０μｍとすると、この点光源発生部材２６は、その光射出部３９から、約５０μｍ角の光（Ｒ，Ｇ，Ｂが合成された光）が出射される。
【００２８】
また、この網膜走査型表示装置１００においては、走査部としての可動ミラー７０を、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）により構成している。なお、この走査部は、これらに限定されることはなく、従来公知の適宜の走査手段を用いることができる。そして、この可動ミラー７０は、ミラー面が水平方向及び垂直方向の２つの軸に対して、各々所定角度と所定振動数とで振動するよう制御部５０により制御されている。この所定振動数とは、水平走査の振動数と垂直走査の振動数に相当する。また、可動ミラー７０は、結像光学系８０の結像レンズ８２によって、ミラー面が観察眼９０の瞳９１と略共役になるように配置されている。このような構成により、観察者の瞳９１の位置で可動ミラー７０が仮想的に振動し、光束を網膜９２上に走査させ、走査角によって画像を合成する。そのため、この可動ミラー７０の振動数に同期して、制御部５０の制御により映像信号に基づいて光源２０〜２２から放射されるＲ，Ｇ，Ｂの光の強度を変化させることにより、映像信号に基づいた画像を表示することができる。
【００２９】
なお、点光源発生部材２６の光射出部３９から出射し、上述のコリメートレンズ６０及び結像光学系８０の２つの光学系を通過した光束は、観察眼９０の瞳９１上では略平行光束で、網膜９２では水晶体９３の屈折力により光射出部３９と共役になる。したがって、網膜９２に走査される画像の一つの画素の大きさは、光射出部３９の大きさに対して、コリメートレンズ６０、リレー光学系８０、及び、観察眼９０の水晶体９３によって構成される光学系の倍率を乗じた値に等しい。これは、光学系の構成によって当然異なるが、通常、ＶＧＡレベルの画像を得るためには、光射出部３９の直径は数十μｍであることが要請されている。
【００３０】
具体的に述べると、水平方向の視野２０度の画像表示で、水晶体９３の焦点距離を１７ｍｍとした観察眼９０における網膜９２での一つの画素の大きさは１０μｍである。この１０μｍの画素の大きさを、倍率１／５倍になるように、点光源発生部材２６の光射出部３９側に配置したコリメートレンズ６０の焦点距離を決定すれば、光射出部３９の直径は５０μｍに設定することができる。ここに示したような光学系であれば、結像光学系８０のリレーレンズ８１と結像レンズ８２との中間で網膜９２と光学的に共役な部分に絞りを設けたと仮定すれば、光射出部３９の大きさは、本実施形態の５０μｍより多少大きい１００μｍ程度が適当であると想定される。
【００３１】
あるいは、図３に示す網膜走査型表示装置１００′のように、可動ミラー７０′において、平行光ではなく集光光とするように構成することもできる。すなわち、点光源発生装置４０の光射出部（点光源）３９からの光をコリメートレンズ６０で略平行光に変換し、このコリメートレンズ６０からの略平行光を可動ミラー７０′で集光し、結像光学系８０′の結像レンズ８２′により観察者の網膜９２に結像させるともに、この網膜９２に走査させる。このような構成とすることで、対物のリレーレンズを使用しないので、網膜走査型表示装置１００′を大幅に小型化することができる点で有利である。この場合には、網膜９２に走査される画像の一つの画素の大きさは、光射出部３９の大きさに対して、コリメートレンズ６０と結像レンズ８２′の両方の倍率を乗じて計算される。そのため、光効率は多少低下するものの、光射出部３９の大きさは１００μｍ程度にすることができる。
【００３２】
なお、以上の網膜走査型表示装置１００，１００′には、以降の実施形態で示す点光源発生装置（点光源発生部材）を用いることもできる。
【００３３】
ところで、図１に示す点光源発生部材２６において、導光部３３〜３５は、この点光源発生部材（ガラスブロック）２６内を３つの光路に分けて使用しているだけである。そのため、第１の回折格子３０〜３２の各々で回折された光の一部が、他の光路に侵入し、これらの光が混じり合ってしまう可能性がある。そこで、図４に示すように、隣接する導光部（光路）３３〜３５の間の少なくとも一部に空隙部（導光部３３及び３４の間に形成された空隙部２６ｅと、導光部３４及び３５の間に形成された空隙部２６ｆ）を形成することも効果的である。ここで、空隙部２６ｅ，２６ｆは、点光源発生部材（ガラスブロック）２６の導光部３３，３４及び３４，３５の間に、板面２６ａ，２６ｂを貫通するスリット状の穴を形成し、その部分を空気空間とすることである。このように空隙部２６ｅ，２６ｆを設けたことにより、点光源発生部材２６に入射したＲＧＢの３色の各光束は、空隙部２６ｅ，２６ｆとの境界の壁面で全反射するため、第２の回折格子３６〜３８に到達する前に、各光束が交じり合うのを防ぐことができる。
【００３４】
但し、第２の回折格子３６〜３８として反射型のホログラムを用いた場合は、当然にこれらの第２の回折格子３６〜３８も波長選択性を持つので、各光束が混じり合ったとしても、第２の回折格子３６〜３８により選択して回折させることができるので、上述のような交じり合いを防止する必要はなく、点光源発生部材２６に空隙部２６ｅ，２６ｆを形成する必要はない。したがって、この空隙部２６ｅ，２６ｆを設けた点光源発生部材２６は、波長選択性を有しない第２の回折格子３６〜３８を用いた場合に有効である。
【００３５】
なお、隣接する導光部３３〜３５の間に形成する空隙部は、図４に示すような板面２６ａ，２６ｂを貫通するスリット孔として形成する代わりに、点光源発生部材２６であるガラスブロックの内部に、導光部３３〜３５に沿って延びる閉じた空間として形成してもよい。あるいは、板面２６ａ若しくは２６ｂの何れか一方に開口する溝状に形成してもよい。
【００３６】
また、以上の説明では、第１の回折格子３０〜３２で回折された光束を、導光部３３〜３５を形成する板面２６ａ，２６ｂで全反射させて第２の回折格子３６〜３８に導くように構成した場合について説明したが、必ずしも全反射させる必要はなく、板面２６ａ，２６ｂで挟まれたガラスブロック内を通って、直接第２の回折格子３６〜３８に入射するように構成してもよい。また、図１に示す点光源発生部材２６においては、第１の回折格子３０〜３２を、第２の回折格子３６〜３８が形成された端面２６ｃに平行に並べて形成した場合について説明したが、これらの第１の回折格子３０〜３２は、端面２６ｃに平行に並べて配置しなくても良く、また、一直線上に並べなくてもよい。同様に、第１の回折格子３０〜３２で回折された光束は、平面視において、第２の回折格子３６〜３８に略直交するように入射しているが、他の角度で入射するように構成してもよいし、第２の回折格子３６〜３８毎に、入射する角度が異なるように構成してもよい。さらに、導光部３３〜３５の長さは、図１のように略同一であってもよいし、導光部３３〜３５毎に異なっても良い。また、これらの導光部３３〜３５は、略平行に延びるように配置してもよいし、略平行でなくてもよい。以上より、この点光源発生部材２６を構成するガラスブロックの板面２８ａ，２８ｂの形状は、平面視において長方形若しくは正方形でなくても良く、例えば、平行四辺形や台形でもよいし、他の多角形の形状でもよい。なお、以上に記載の内容は、以降の実施形態でも光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、図５を参照して第２の実施形態に係る点光源発生装置の構成について説明する。この図５に示すように、第２の実施形態に係る点光源発生装置２４０の基本構成は、第１の回折格子を、光源からの光が入射する板面ではなく、この板面に対向する板面に設けるとともに、この第１の回折格子を反射型の回折格子で構成している点が第１の実施形態と異なっている。すなわち、この第２の実施形態に係る点光源発生装置２４０は、第１の実施形態と同様に、３つの光源２０〜２２と、それぞれの光源２０〜２２に対して設けられ、光源２０〜２２から放射された光を平行光束に変換するコリメートレンズ２３〜２５と、この３つの平行光束を重ね合わせて一つの光（点光源）として出射する点光源発生部材２２６と、を有して構成される。また、点光源発生部材２２６は、コリメートレンズ２３〜２５に対向する板面２２６ａに形成され、コリメートレンズ２３〜２５を出射した平行光束のそれぞれが入射する光入射部３２７，３２８，３２９と、板面２２６ｂに形成され、光入射部２２７〜２２９から入射した光のそれぞれを、反射して所定の方向に回折させる第１の回折格子２３０，２３１，２３２と、第１の回折格子２３０〜２３２で回折された光を端面２２６ｃに導く導光部２３３，２３４，２３５と、端面２２６ｃに形成され、導光部２３３〜２３５により導かれた光を、この端面２２６ｃに対して小さい角度で進むように反射させて回折させる第２の回折格子２３６，２３７，２３８と、この端面２２６ｃと交差する端面２２６ｄに形成され、第２の回折格子２３６〜２３８で回折された光を外部に出射する光射出部２３９と、を有して構成される。
【００３８】
なお、この第２の実施形態に係る点光源発生部材２２６においても、第１の回折格子２３０〜２３２は、光入射部２２７〜２２８から入射した光束のそれぞれを、端面２２６ｃ側に、互いの光束が略平行で進むように回折させるとともに、この光束が導光部２３３〜２３５を構成する板面２２６ａ，２２６ｂに対して臨界角よりも浅く入射して、この板面２２６ａ，２２６ｂで全反射するように回折させる。また、第２の回折格子２３６〜２３８は、導光部２３３〜２３５により導かれた光を、端面２２６ｄ側（第１の回折格子２３０〜２３２が並ぶ方向）に回折させるが、このとき、これらの３つの光が重なり合って、一つの光として光射出部２３９から出射するように回折させる。すなわち、第１及び第２の回折格子２３０〜２３２，２３６〜２３８は、それらが形成された位置及びＲＧＢの３色の光の波長に応じて、光射出部２３９に各々の光が到達するように設計されている。また、この点光源発生部材２２６においても、隣り合う導光部２３３，２３４及び２３４，２３５の間に、空隙部２２６ｅ，２２６ｆを設けることも可能である。
【００３９】
以上のように第２の実施形態では、第１の回折格子２３０〜２３２を、光が入射する板面２２６ａと対向する板面２２６ｂに設けている。そのため、この第１の回折格子２３０〜２３２は、反射型の回折格子で形成してもよいし、反射型のホログラムで形成してもよい。反射型のホログラムの場合、このホログラムはいわゆる「厚いホログラム」であることが望ましい。このような厚いホログラムであれば、波長選択性を持つことから、必要な波長の光束のみを選択して回折させることができ、さらに、一次回折光への回折比率（回折効率）を限りなく１．０に近づけることが可能である。
【００４０】
（第３の実施形態）
最後に、図６を参照して、反射型ホログラムを用いた第３の実施形態に係る点光源発生装置の構成について説明する。図６に示すように、この第３の実施形態に係る点光源発生装置３４０は、内部にＲ，Ｇ，Ｂの３色の発光部を有する１つの光源３２０と、この光源３２０から放射される光を略平行光束に変換する１つのコリメートレンズ３２３と、この略平行光束を点光源として出射させる点光源発生部材３２６と、を有して構成される。また、点光源発生部材３２６は、板面３２６ａに形成され、コリメートレンズ３２３からの平行光束を透過させて所定の方向に回折させる第１の回折格子３３０と、この第１の回折格子３３０が形成された板面３２６ａ及びこの板面３２６ａに対向する板面３２６ｂから構成され、第１の回折格子３３０から出射した光をこれらの板面３２６ａ，３２６ｂで全反射を繰り返させてこの点光源発生部材３２６の端面３２６ｃに導く導光部３３３と、端面３２６ｃに形成され、導光部３３３により導かれた光を、この端面３２６ｃに対して小さい角度で進むように反射させて回折させる第２の回折格子３３６と、この端面３２６ｃと交差する端面３２６ｄに形成され、第２の回折格子３３６で回折された光を外部に出射する光射出部３３９と、を有して構成される。この第１の回折格子３３０も、第１の実施形態と同様に、光源３２１から放射され、コリメートレンズ３２３により平行光束に変換されて入射した光を、端面３２６ｃ側に進むように回折させるとともに、この光が導光部３３３を構成する板面３２６ａ，３２６ｂに対して臨界角よりも浅く入射して、この板面３２６ａ，３２６ｂで全反射するように回折させる。また、第２の回折格子３３６は、ＲＧＢの３色の光がその波長にかかわらず、重なり合って光射出部３３９から出射するように回折させる。
【００４１】
ここで、上述した第１及び第２の実施形態では、３つの光源からＲＧＢ各色の光を放射し、各光路に対応した位置に第１の回折格子を並列に設け、各光束が異なる導光部（光路）を通過するよう回折し、各導光部に対応して、端面に第２の回折格子を並列に設けている。これに対して、この第３の実施形態では、第１の回折格子３３０は、ＲＧＢの各色の光に対応する反射型のホログラムを３層に重畳して形成し、また、第２の回折格子３３６も同様に、ＲＧＢの各色の光に対応する反射型のホログラムを３層に重畳して形成している。このように、波長選択性を有する反射型のホログラムを用いていることにより、ＲＧＢの各色毎に、その波長特性に応じて回折するように設定することができ、第１及び第２の回折格子３３０，３３６により、光射出部３３６から点光源として出射させることができる。そのため、図６に示すように、一つの光源２２０からＲＧＢの３色の光を重ねて放射させても、一つの第１の回折格子３３０、導光部３３３及び第２の回折格子３３６にまとめることができ、点光源発生部材３２６を小型にすることができ、また、光源３２０やコリメートレンズ３２３が１つで済み、より小型で低コストな点光源発生装置３４０が得ることができる。
【００４２】
なお、以上の説明は第１の回折格子３３０を透過型で構成した場合について示したが、第２の実施形態に示すように反射型で構成することも可能である。
【００４３】
２０，２１，２２，３２０  光源
２３，２４，２５，３２３  コリメートレンズ    ２６  点光源発生部材
３０，３１，３２，２３０，２３１，２３２，３３０  第１の回折格子
３３，３４，３５，２３３，２３４，２３５，３３３  導光部
３６，３７，３８，２３６，２３７，２３８，３３６  第２の回折格子
３９，２３９，３３９  光射出部
４０，２４０，３４０  点光源発生装置
１００，１００′  網膜走査型表示装置（光学機器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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