(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発生する光源と、入射した光を偏向させ矩形領域を照明する光を形成するホログラム光学素子とを備え、
前記ホログラム光学素子は、光学平板の上下面のいずれかの面に対向して配設されており、
前記光源から発光される光は、前記光学平板の側面から光学平板に入射した後前記ホログラム光学素子に導かれ、かつ、前記矩形領域の一つの対角線に対して主光線が略垂直となるように前記ホログラム光学素子に入射することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
光を発光する光源と、入射した光を偏向させ矩形領域を照明する光を形成する平板状のホログラム光学素子とを備え、
前記光源から発光される光は、前記ホログラム光学素子の側面から前記ホログラム光学素子に入射し、かつ、前記矩形領域の一つの対角線に対して主光線が略垂直となるように前記ホログラム光学素子に入射することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記ホログラム光学素子への入射光の光路は、ホログラム光学素子作製時に用いた参照光の光路と略同一であることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
光を発光する光源と、入射した光を偏向させ矩形領域を照明する光を形成するホログラム光学素子と、前記ホログラム光学素子と略平行に設けられ、前記ホログラム光学素子に偏向された光により照明される表示素子とを備え、
前記光源から発光される光は、前記ホログラム光学素子の側面から前記ホログラム光学素子に入射し、かつ、前記矩形領域の一つの対角線に対して主光線が略垂直となるように前記ホログラム光学素子に入射することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示素子等を照明する照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置における表示素子としては、例えば反射型液晶がある。これは、透過型液晶に比べて、開口率が大きいなどの利点がある。特に、コレステリック液晶からなる反射型液晶においては、反射率が高い、シリコン基板上にドライバＩＣと一体で構成できるなどの利点が多く、近年注目されている。反射型液晶を表示素子として用いた表示装置としては、電卓、プロジェクタ、頭部搭載型の表示装置（ＨＭＤ）等さまざまであるが、カード電卓など明るい場所で使うものについては特に照明が必要ない。しかし、その他照明が必要となるさまざまな表示装置においては、その照明方法に問題があった。
【０００３】
プロジェクタを例に説明する。最も効率よく照明するためには、表示素子を真正面から照明することが望ましい。しかし、真正面に照明装置を配置すると、表示素子からの反射光が照明装置により遮断され観察ができない。これを防ぐために、従来の装置においては、ハーフミラーや偏光ビームスプリッタを用いることにより正面からの照明を達成している。
【０００４】
ハーフミラーを用いた照明装置により、表示素子の正面からの照明を達成している表示装置の一例を図１６に示す。照明ランプ１０１から発光された光は、リフレクタ１０２で反射され、ハーフミラー１０３に入射する。ハーフミラー１０３で反射された光は反射型液晶表示素子１０４を照明する。そして、反射型液晶表示素子１０４で、映像信号に基づいて映像光に変換された光はハーフミラー１０３を透過して拡大レンズ１０５を介して、観察者の瞳に投影される。この装置において、照明装置は、照明ランプ１０１、リフレクタ１０２、ハーフミラー１０３より構成される。この照明装置により、映像光を遮断することなく反射型液晶表示素子１０４の正面からの照明が達成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術で示したようなハーフミラーや偏光ビームスプリッタを用いて表示素子正面からの照明を達成する表示装置は、高価で構造が複雑である上に小型化、軽量化に向かない。特にＨＭＤなどの表示装置においては、小型化、軽量化が重要な課題となるので、上記のような構成は不適当である。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑みて、安価で小型、軽量な表示装置を構成できる照明装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の照明装置は、光を発光する光源と、入射した光を偏向させ矩形領域を照明する光を形成するホログラム光学素子とを備え、前記ホログラム光学素子は、光学平板の上下面のいずれかの面に対向して配設されており、前記光源から発光される光は、前記光学平板の側面から光学平板に入射した後前記ホログラム光学素子に導かれ、かつ、前記矩形領域の一つの対角線に対して主光線が略垂直となるように前記ホログラム光学素子に入射する構成とする。
【０００８】
他の構成として、本発明の照明装置は、光を発光する光源と、入射した光を偏向させ矩形領域を照明する光を形成する平板状のホログラム光学素子とを備え、前記光源から発光される光は、前記ホログラム光学素子の側面から前記ホログラム光学素子に入射し、かつ、前記矩形領域の一つの対角線に対して主光線が略垂直となるようにホログラム光学素子に入射する構成とする。
また、本発明の照明装置においては、前記ホログラム光学素子への入射光の光路は、ホログラム光学素子作製時に用いた参照光の光路と略同一である。このようにしてホログラム光学素子に光を入射させると、この光はホログラム光学素子により回折されて、ホログラム光学素子作製時の物体光と同じ光が再生光としてホログラム光学素子から出射される。この再生光は、ホログラム光学素子から垂直に出射される矩形状の平行光束である。
さらに、他の構成として、本発明の表示装置は、光を発光する光源と、入射した光を偏向させ矩形領域を照明する光を形成するホログラム光学素子と、前記ホログラム光学素子と略平行に設けられ、前記ホログラム光学素子に偏向された光により照明される表示素子とを備え、前記光源から発光される光は、前記ホログラム光学素子の側面から前記ホログラム光学素子に入射し、かつ、前記矩形領域の一つの対角線に対して主光線が略垂直となるように前記ホログラム光学素子に入射する構成とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態である照明装置を用いた表示装置について図面を用いて説明するが、その前に本発明の照明装置の構成要素であるホログラム光学素子の原理について、図１、図２を用いて説明する。
【００１０】
図１に示すように、物体光１と参照光２を干渉させて、その干渉縞を感光材料よりなる矩形状の平板（以下、感光平板という）３ａに記録する。物体光１及び参照光２として、互いに干渉するレーザ光を用いる。干渉縞が記録された感光平板３ａをホログラム光学素子という。感光平板３ａに干渉縞を記録することを、ホログラム光学素子の作製という。
【００１１】
上記のようにして作製したホログラム光学素子を、図２に示すように作製時の参照光２と同じ光を照明光４として照明すると、干渉縞による波動の回折によって、物体光２に相当する光が再生光５として再生される。このことをホログラム光学素子の再生という。
【００１２】
本実施形態の照明装置は、ホログラム光学素子の再生時に再生される再生光５を用いて、表示素子を照明する。例えば、図２に示すように、再生光５を用いて反射型液晶表示素子６を照明する。この場合、ホログラム光学素子３ｂにおいて、斜めから入射する照明光４により垂直に出射する再生光５を再生させ、この再生光５により反射型液晶表示素子６を正面から照明することが可能となる。再生光５により反射型液晶表示素子６を照明すると、その反射光７は、ホログラム光学素子３ｂを透過して、観察者の瞳８に与えられる。
【００１３】
ホログラム光学素子３ｂの再生に用いられる照明光４として、白色光やＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）から発光される光を用いることも可能である。この場合、作製時に用いられた参照光２と同じ波長をピークとした狭い範囲の波長の光だけが、再生光５として選択的に再生される。
【００１４】
以下、各実施形態の詳細について説明する。
【００１５】
〈第１の実施形態〉
本実施形態の照明装置に用いられるホログラム光学素子の作製について説明する。作製時の上面斜視図を図３に、図３の一点鎖線ＡＡ’での垂直断面図を図４に示す。矩形状の感光平板１３ａを用いてホログラム光学素子を作製する。感光平板１３ａは、矩形から４つの角を切り落とした８角形の形状のガラス板１４の下面に接着されている。このガラス板１４を介して物体光１１および参照光１２を感光平板１３ａに入射させる。物体光１１および参照光１２には互いに干渉するレーザ光を用いる。
【００１６】
物体光１１は、ガラス板１４の上面１４ａからガラス板１４に入射された後、感光平板１３ａに入射される。このとき、物体光１１は、感光平板１３ａの上下面に対して垂直に、かつ矩形状の感光平板１３ａの全領域に入射される。参照光１２は、ガラス板１４の側面１４ｂからガラス板１４に入射された後、感光平板１３ａに入射される。このとき、参照光１２は、中心光線が感光平板１３ａの上面の対角線Ｒ１に垂直で、かつ感光平板１３ａの全領域に入射するような所定角度で入射される。
【００１７】
上記のように入射された物体光１１と参照光１２による干渉縞が感光平板１３ａに記録され、ホログラム光学素子１３ｂが作製される。
【００１８】
本実施形態の照明装置では、上記のようにして作製されたホログラム光学素子１３ｂがガラス板１４に接着されたままの状態で偏向手段として用いられる。本実施形態の照明装置により表示素子を照明し、映像表示を達成する表示装置の断面図を図５に示す。図５に示す断面は、図４に示す断面に対応する。表示装置は、光源１５と、ガラス板１４に接着されたホログラム光学素子１３ｂからなる照明装置、ホログラム光学素子１３ｂの下面から少し間隔をおいてこれと平行に配置されている反射型液晶表示素子１８を備えている。尚、反射型液晶表示素子１８はホログラム光学素子１３ｂの下面に密着している構成であってもよい。
【００１９】
照明装置においては、まず、光源１５からの照明光１６をガラス板１４の側面１４ｂから入射させる。光源１５は、発光する照明光１６のホログラム光学素子１３ｂに入射するまでの光路が、ホログラム作製時に用いた参照光１２と略同一となるように配置されている。このようにして照明光１６をホログラム光学素子１３ｂに入射させると、ホログラム光学素子１３ｂにより照明光１６が回折され、ホログラム作製時の物体光１１と同じ光が再生光１７として出射される。よって、再生光１７は、ホログラム１３ｂの下面から垂直に出射される矩形状の平行光束である。尚、再生光１７は、照明光１６の１次回折光に相当する光である。
【００２０】
再生光１７は、反射型液晶表示素子１８に与えられる。反射型液晶表示素子１８は、この再生光１７によって全領域が照明されるように配置されている。反射型液晶表示素子１８では、映像信号に基づいて入射する光を空間変調して光学画像を形成する。光学画像を形成する像光１９は、反射型液晶表示素子１８で反射される。反射型液晶表示素子１８で反射された像光１９は、ホログラム光学素子１３ｂを０次回折光として透過し、ガラス板１４を透過した後不図示の観察光学系に与えられ、不図示のスクリーン上に投影される。または、ガラス板１４を透過した後直接観察者の瞳に与えられる。
【００２１】
光源１５は、参照光１２と同じ波長の光を発光するレーザ光源とするが、ＬＥＤ光源や白色光源を用いてもよい。ホログラム１３ｂは波長選択性があるので、このような光源で発光される光を用いても、参照光１２と同じ波長をピークとした狭い範囲の波長の光だけが再生光１７として再生される。
【００２２】
本実施形態のように、ガラス板１４を介してホログラム１３ｂに照明光１６を入射させることで、０次回折光がガラス板１４とホログラム１３ｂの境界面で全反射されるように構成することができる。このように構成すると、０次回折光によるノイズが再生光１７にのらないことになり、均一照明が達成される。
【００２３】
また、本実施形態のように、参照光１２および照明光１６の中心光線が対角線Ｒ１に対して垂直となるようにすることで、ガラス板１４入射時に必要な参照光１２および照明光１６の領域が狭くなる。本実施形態においては、ガラス板１４の側面１４ｂの領域分の広がりを有する光であればよい。よって、参照光１２および照明光１６の光路を短くすることができる。比較例として、参照光をその中心光線が矩形状の感光平板の一辺に対して垂直となるように入射させてホログラム光学素子を作製する場合について、図６に上面斜視図を示す。
【００２４】
ホログラム光学素子は、物体光１１’と参照光１２’の干渉縞を感光平板１３ａ’に記録することにより作製する。この場合、ガラス板１４’入射時にガラス板１４’の一辺に相当する長さの広がりを有する参照光１２’が必要となる。ホログラム再生時の照明光においても同様である。よって、参照光１２’および照明光の光路が長くなる。必要な広がりを確保するためには、その分光路長を長くしなければならないからである。このことは、照明装置の大型化につながる。本実施形態のような構成とすることで、照明装置の小型化を図ることができる。
【００２５】
〈第２の実施形態〉
本実施形態の照明装置に用いられるホログラム光学素子の作製について説明する。作製時の上面斜視図を図７に、図７の一点鎖線ＢＢ’での垂直断面図を図８に示す。矩形状の感光平板２３ａを用いてホログラム光学素子を作製する。感光平板２３ａは、矩形から４つの角を切り落とした８角形の形状のガラス板２４の上面に接着されている。このガラス板２４を介して参照光２２を感光平板２３ａに入射させる。さらに、参照光２２と干渉する物体光２１を直接感光平板２３ａに入射させる。物体光２１および参照光２２にはレーザ光を用いる。
【００２６】
物体光２１は、感光平板２３ａの上面から、感光平板２３ａの上下面に対して垂直に、かつ矩形状の感光平板２３ａの全領域に入射される。参照光２２は、ガラス板２４の側面２４ｂからガラス板２４に入射された後、感光平板２３ａに入射される。このとき、参照光２２は、中心光線が感光平板２３ａの下面の対角線Ｒ２に垂直で、かつ感光平板２３ａの全領域に入射するような所定角度で入射される。
【００２７】
上記のように入射された物体光２１および参照光２２の干渉縞が感光平板２３ａに記録され、ホログラム光学素子２３ｂが作製される。
【００２８】
本実施形態の照明装置では、上記のようにして作製されたホログラム光学素子２３ｂがガラス板２４に接着されたままの状態で偏向手段として用いられる。本実施形態の照明装置により表示素子を照明し、映像表示を達成する表示装置の断面図を図９に示す。図９に示す断面は、図８に示す断面に対応する。表示装置は、光源２５と、ガラス板２４の上面に接着されたホログラム光学素子２３ｂとからなる照明装置、ガラス板２４の下面に接して配置されている反射型液晶表示素子２８を備えている。尚、反射型液晶表示素子２８はガラス板２４の下面から少し間隔をおいてこれと平行に配置されている構成であってもよい。
【００２９】
照明装置においては、まず、光源２５からの照明光２６をガラス板２４の側面２４ｂから入射させる。光源２５は、発光する照明光２６のホログラム光学素子２３ｂに入射するまでの光路が、ホログラム作製時に用いた参照光２２と略同一となるように配置されている。このようにして照明光２６をホログラム光学素子２３ｂに入射させると、ホログラム光学素子２３ｂにより照明光２６が回折され、ホログラム作製時の物体光２１と同じ光が再生光２７として出射される。よって、再生光２７は、ホログラム２３ｂの下面から垂直に出射される矩形状の平行光束である。尚、再生光２７は、照明光２６の１次回折光に相当する光である。
【００３０】
再生光２７は、ガラス板２４を透過した後、反射型液晶表示素子２８に与えられる。反射型液晶表示素子２８は、この再生光２７によって全領域が照明されるように配置されている。反射型液晶表示素子２８では、映像信号に基づいて入射する光を空間変調して光学画像を形成する。光学画像を形成する像光は、反射型液晶表示素子２８で反射される。反射型液晶表示素子２８で反射された像光２９は、ガラス板２４を透過し、ホログラム光学素子２３ｂを０次光として透過した後不図示の観察光学系に与えられ、不図示のスクリーン上に投影される。または、ホログラム光学素子２３ｂを透過した後直接観察者の瞳に与えられる。
【００３１】
光源２５の種類が限定されないのは、第１の実施形態と同様である。また、参照光２２および照明光２６の中心光線が対角線Ｒ２に対して垂直となるように構成することで、光路長を短く構成できることも第１の実施形態と同様である。
【００３２】
〈第３の実施形態〉
本実施形態の照明装置に用いられるホログラム光学素子の作製について説明する。作製時の上面斜視図を図１０に、図１０の一点鎖線ＣＣ’での垂直断面図を図１１に示す。矩形から４つの角を切り落とした８角形の形状の感光平板３３ａを用いてホログラム光学素子を作製する。物体光３１と参照光３２を直接感光平板３３ａに入射させる。物体光３１および参照光３２には互いに干渉するレーザ光を用いる。
【００３３】
物体光３１は、感光平板３３ａの上面３３２ａから、感光平板３３ａの上下面に対して垂直に、かつ感光平板３３ａの少なくとも点線３３３ａで示した矩形状の領域に入射される。参照光３２は、感光平板３３ａの側面３３１ａから感光平板２３ａに入射される。このとき、参照光３２は、中心光線が感光平板３３ａの点線３３３ａで示す矩形領域の対角線Ｒ３に垂直で、かつ感光平板３３ａの少なくとも点線３３３ａで示す領域に入射するような所定角度で入射される。このように、参照光３２を感光平板３３ａの所定領域に直接入射させる場合の感光平板３３ａは、ガラス板を介して入射させる場合の感光平板より厚みが必要となる。
【００３４】
上記のように入射された物体光３１および参照光３２の干渉縞が感光平板３３ａに記録され、ホログラム光学素子３３ｂが作製される。
【００３５】
本実施形態の照明装置では、上記のようにして作製されたホログラム光学素子３３ｂが偏向手段として用いられる。本実施形態の照明装置により表示素子を照明し、映像表示を達成する表示装置の断面図を図１２に示す。図１２に示す断面は、図１１に示す断面に対応する。表示装置は、光源３５と、ホログラム光学素子３３ｂとからなる照明装置、ホログラム光学素子３３ｂの下面に接して配置されている反射型液晶表示素子３８を備えている。尚、反射型液晶表示素子３８は、図１０の点線３３３ａで示す矩形状領域と同様の形状で、ここに対向するように配置されている。
【００３６】
照明装置においては、まず、光源３５からの照明光３６を側面３３１ｂからホログラム光学素子３３ｂに入射させる。光源３５は、発光する照明光３６のホログラム光学素子３３ｂに入射するまでの光路が、ホログラム作製時に用いた参照光３２と略同一となるように配置されている。このようにして照明光３６をホログラム光学素子２３ｂに入射させると、ホログラム光学素子３３ｂにより照明光３６が回折され、ホログラム作製時の物体光３１と同じ光が再生光３７として出射される。よって、再生光３７は、ホログラム３３ｂから垂直下方に出射される平行光束である。尚、再生光３７は、照明光３６の１次回折光に相当する光である。照明光３６の０次回折光はそのままホログラム光学素子３３ｂを透過するので、再生光３７に０次回折光によるノイズがのることはない。
【００３７】
再生光３７は、ホログラム光学素子３３ｂから反射型液晶表示素子３８に直接与えられる。反射型液晶表示素子３８は、この再生光３７によって全領域が照明される。反射型液晶表示素子３８では、映像信号に基づいて入射する光を空間変調して光学画像を形成する。光学画像を形成する像光は、反射型液晶表示素子３８で反射される。反射型液晶表示素子３８で反射された像光３９は、ホログラム光学素子３３ｂを０次回折光として透過した後不図示の観察光学系に与えられ、不図示のスクリーン上に投影される。または、ホログラム光学素子３３ｂを透過した後直接観察者の瞳に与えられる。
【００３８】
光源３５の種類が限定されないのは、第１の実施形態と同様である。また、参照光３２および照明光３６の中心光線が対角線Ｒ３に対して垂直となるように構成することで、光路長を短く構成できることも第１の実施形態と同様である。
【００３９】
〈第４の実施形態〉
本実施形態の照明装置に用いられるホログラム光学素子の作製について説明する。尚、本実施形態の照明装置は、３つの光源からそれぞれ発光される異なる波長域の光を共通の偏向手段で偏向し、反射型液晶表示素子に与えるように構成されている。よって、ここで作製されるホログラム光学素子は、３色の光を偏向させる機能を有するものである。本実施形態の照明装置は、第１の実施形態の照明装置を応用させたものなので、重複する説明は省略する。
【００４０】
作製時の上面斜視図を図１３に、図１３の一点鎖線ＤＤ’での垂直断面図を図１４に示す。矩形から４つの角を切り落とした８角形の形状のガラス板４４の下面に接着されている感光平板４３ａを用いてホログラム光学素子を作製する。本実施形態では、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）それぞれの波長域の光で形成される干渉縞（それぞれＲ、Ｇ、Ｂの干渉縞ということにする）を感光平板４３ａに記録することによりホログラム光学素子を作製する。
【００４１】
Ｇの干渉縞は、Ｇの波長域の光を参照光４２Ｇとしてガラス板４４の側面４４ｂから入射させ、参照光４２Ｇと互いに干渉するＧの波長域の光を物体光４１としてガラス板の上面から入射させることにより形成する。
【００４２】
Ｒの干渉縞は、Ｒの波長域の光を参照光４２Ｒとしてガラス板４４の側面４４ｃから入射させ、参照光４２Ｒと互いに干渉するＲの波長域の光を物体光４１としてガラス板の上面から入射させることにより形成する。
【００４３】
Ｂの干渉縞は、Ｂの波長域の光を参照光４２Ｂとしてガラス板４４の側面４４ｄから入射させ、参照光４２Ｂと互いに干渉するＲの波長域の光を物体光４１としてガラス板の上面から入射させることにより形成する。
【００４４】
Ｒ、Ｇ、Ｂの波長域の物体光４１及び参照光４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの入射角度及び入射領域等は、第１の実施形態の参照光１２及び物体光１１と同じである。上記のように入射された物体光４１および参照光４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの干渉縞が感光平板４３ａに記録され、ホログラム光学素子４３ｂが作製される。
【００４５】
本実施形態の照明装置では、上記のようにして作製されたホログラム光学素子４３ｂが偏向手段として用いられる。本実施形態の照明装置により表示素子を照明し、映像表示を達成する表示装置の断面図を図１５に示す。図１５に示す断面は、図１４に示す断面に対応する。表示装置は、Ｒの波長域の光を発光するＲ光源４５Ｒ（不図示）と、Ｇの波長域の光を発光するＧ光源４５Ｇと、Ｂの波長域の光を発光するＢ光源４５Ｂと、ガラス板４４の下面に接着されているホログラム光学素子４３ｂと、ホログラム光学素子４３ｂの下面から間隔をおいて配置されている反射型液晶表示素子４８とを備えている。尚、反射型液晶表示素子４８は、ホログラム光学素子４３ｂと同様の形状で、これに対向するように配置されている。
【００４６】
それぞれの光源４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂからの照明光４６Ｒ（不図示）、４６Ｇ、４６Ｂをガラス板４４の側面４４ｃ、４４ｂ、４４ｄから時分割で入射させる。光源４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂは、発光する照明光４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂのホログラム光学素子４３ｂに入射するまでの光路が、ホログラム作製時に用いた参照光４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂと略同一となるように配置されている。このようにして照明光４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂをホログラム光学素子４３ｂに入射させると、ホログラム光学素子４３ｂにより照明光４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂが回折され、ホログラム作製時の物体光４１と同じ３色の再生光４７が色毎時分割に出射される。よって、再生光４７は、ホログラム４３ｂの下面から垂直に出射される矩形状の平行光束である。尚、再生光４７は、照明光４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂの１次回折光に相当する光である。
【００４７】
再生光４７は、反射型液晶表示素子４８に与えられる。反射型液晶表示素子４８は、この再生光４７によって全領域が照明されるように配置されている。反射型液晶表示素子４８では、時分割に入射する色の異なる再生光４７に対応した映像信号に基づいて入射する光を空間変調して各色毎の光学画像を形成する。光学画像を形成する像光は、反射型液晶表示素子４８で反射される。
【００４８】
反射型液晶表示素子４８で反射された像光４９は、ホログラム光学素子４３ｂを０次回折光として透過し、ガラス板４４を透過した後不図示の観察光学系に与えられ、不図示のスクリーン上に投影される。または、ガラス板１４を透過した後直接観察者の瞳に与えられる。尚、時分割に異なる色の光学画像が投影されることになるが、色の切り替わりは高速なので、人間は色の切り替わりを認識できず、カラー画像として認識することになる。
【００４９】
光源４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂはそれぞれレーザ光源とするが、ＬＥＤ光源や白色光源を用いてもよい。ホログラム４３ｂは波長選択性があるので、このような光源で発光される光を用いても、対応する参照光４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂと同じ波長をピークとした狭い範囲波長の光だけが再生光４７として再生される。
【００５０】
本実施形態においては、第１の実施形態の照明装置を応用させて、カラー画像表示装置における照明装置を構成したが、同様に第２又は第３の実施形態の照明装置を応用させて、カラー画像表示装置における照明装置を構成することもできる。
【００５１】
第１〜第４の実施形態に示す表示装置において、光源としてレーザ光源を用いた場合、例えば半導体レーザ光源は非点較差が大きく楕円のビームを持っているので、その長辺方向を空気から最初に入射する基板の入射面（以下、単に入射面という）の長辺方向に合わせることでさらに小型化を図るようにする。例えば、第１の実施形態においては、光源１５からの照明光１６は、最初にガラス板１４の側面１４ｂに入射するので、側面１４ｂの長辺方向とビームの長辺方向が一致するように光源１５を配置する。尚、入射面をレンズとしてもよい。この場合、ビーム形状を成形することにより所望の配光特性が得やすくなる。
【００５２】
上記各実施形態の感光材料としては、銀塩、フォトポリマ、重クロム酸ゼラチン、フォトリフラクティブ結晶などを用いることができる。また、これらの組み合わせでもよい。尚、ホログラム光学素子は、一般的にはＳ偏向に対して回折効率が高いので、照明光としてＳ偏向を用いることが望ましい。この場合、照明光からより多くの光を再生光として取り出す可能になるとともに、反射型液晶表示素子で反射されホログラム光学素子に再入射する光は偏向方向が９０゜反転されているので、０次回折光としてより多くの光が透過することになる。このようにして、光の利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００５３】
また、上記各実施形態においては、照明装置による被照明部材として反射型液晶表示素子を用いた場合についてのみ示したが、もちろんこれに限定されることはない。例えば透過型液晶表示素子や、液晶表示素子以外の部材であってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の照明装置によると、光源から偏向手段であるホログラム光学素子までの光路を短くすることができるので、小型に構成できる。また、偏向手段としてホログラム光学素子を用いることにより、安価に構成できる。さらに、本発明の照明装置と、反射型液晶表示素子を組み合わせることにより、小型、軽量で安価な表示装置を構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホログラム光学素子作製時の光の進行の様子を示す図。
【図２】ホログラム光学素子再生時の光の進行の様子を示す図。
【図３】第１の実施形態におけるホログラム光学素子作製時の上面斜視図。
【図４】図３の垂直断面図。
【図５】第１の実施形態の照明装置を用いた表示装置の断面図。
【図６】参考例におけるホログラム光学素子作製時の上面斜視図。
【図７】第２の実施形態におけるホログラム光学素子作製時の上面斜視図。
【図８】図７の垂直断面図。
【図９】第２の実施形態の照明装置を用いた表示装置の断面図。
【図１０】第３の実施形態におけるホログラム光学素子作製時の上面斜視図。
【図１１】図１０の垂直断面図。
【図１２】第３の実施形態の照明装置を用いた表示装置の断面図。
【図１３】第４の実施形態におけるホログラム光学素子作製時の上面斜視図。
【図１４】図１３の垂直断面図。
【図１５】第４の実施形態の照明装置を用いた表示装置の断面図。
【図１６】従来の表示装置の構成図。
【符号の説明】
３ａ      感光平板
３ｂ      ホログラム光学素子
６        反射型液晶表示素子
１３ａ    感光平板
１３ｂ    ホログラム光学素子
１４      ガラス板
１５      光源
１８      反射型液晶表示素子
２３ａ    感光平板
２３ｂ    ホログラム光学素子
２４      ガラス板
２５      光源
２８      反射型液晶表示素子
３３ａ    感光平板
３３ｂ    ホログラム光学素子
３５      光源
４３ａ    感光平板
４３ｂ    ホログラム光学素子
４４      ガラス板
４５Ｇ    Ｇ光源
４５Ｂ    Ｂ光源
４８      反射型液晶表示素子
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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