本發(fā)明涉及利用衍射元件顯示圖像的顯示裝置和導(dǎo)光裝置。

背景技術(shù)：

作為用到了全息元件等衍射元件的裝置，可例示全息記錄再生裝置、通過衍射元件使圖像光入射到使用者的瞳孔的顯示裝置等。在全息元件中，為了能在特定波長得到最高衍射效率，使干涉條紋的間距最佳化。但是，在使用半導(dǎo)體激光器等作為光源的情況下，即使半導(dǎo)體激光器以單一模式振蕩，也具有某種程度的光譜寬度，與特定波長偏離的波長的光成為使分辨率降低的原因。另外，在半導(dǎo)體激光器中，有時會受到環(huán)境溫度等的影響而導(dǎo)致出射光的波長變動，在這種情況下，也成為使分辨率降低的原因。因此，提出了在全息元件等衍射元件的前段使用吸收波長變動的全息元件的構(gòu)成(參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000-338847號公報

但是，在為了實現(xiàn)裝置的小型化、提高設(shè)計的自由度、校正各種像差而在兩個衍射元件之間配置有反射鏡、透鏡等光學(xué)部件的情況下，存在如下問題：即、由于兩個衍射元件的朝向，當(dāng)與特定波長偏離的波長的光入射至兩個衍射元件時，與特定波長偏離的波長的光到達(dá)離到達(dá)目標(biāo)地點遠(yuǎn)的位置，反而導(dǎo)致分辨率降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上問題，本發(fā)明的技術(shù)問題在于，提供即使從光源射出的光發(fā)生了波長變動也能抑制分辨率降低等的顯示裝置和導(dǎo)光裝置。

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明所涉及的顯示裝置的一方面，其特征在于，具有：圖像光生成裝置，射出圖像光；第一衍射元件，使入射至所述第一衍射元件的第一入射面的所述圖像光以朝著觀察者的眼睛的方式偏轉(zhuǎn)；以及第二衍射元件，配置于所述圖像光生成裝置與所述第一衍射元件之間的光路上，使入射至所述第二衍射元件的第二入射面的所述圖像光以朝向所述第一衍射元件的方式偏轉(zhuǎn)，所述第一衍射元件是在從所述第一入射面的法線方向射入了光時在第一方向上具有最高衍射效率的元件，所述第二衍射元件是在從所述第二入射面的法線方向射入了光時在第二方向上具有最高衍射效率的元件，在從所述第二衍射元件到所述第一衍射元件之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為偶數(shù)的情況下，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件配置成，從包括所述第一入射面的法線和所述第二入射面的法線的假想面的法線方向觀察時，所述第一方向相對于所述第一入射面的法線方向的朝向與所述第二方向相對于所述第二入射面的法線方向的朝向為彼此相同的方向，在從所述第二衍射元件到所述第一衍射元件之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為奇數(shù)的情況下，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件配置成，從包括所述第一入射面的法線和所述第二入射面的法線的假想面的法線方向觀察時，所述第一方向相對于所述第一入射面的法線方向的朝向與所述第二方向相對于所述第二入射面的法線方向的朝向為互不相同的方向。

另外，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光裝置的一方面，其特征在于，具有：第一衍射元件，使從光源射出的、入射至所述第一衍射元件的第一入射面的光偏轉(zhuǎn)；以及第二衍射元件，配置于所述光源與所述第一衍射元件之間的光路上，使入射至所述第二衍射元件的第二入射面的所述光以朝向所述第一衍射元件的方式偏轉(zhuǎn)，所述第一衍射元件是在從所述第一入射面的法線方向射入了光時在第一方向上具有最高衍射效率的元件，所述第二衍射元件是在從所述第二入射面的法線方向射入了光時在第二方向上具有最高衍射效率的元件，在從所述第二衍射元件到所述第一衍射元件之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為偶數(shù)的情況下，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件配置成，從包括所述第一入射面的法線和所述第二入射面的法線的假想面的法線方向觀察時，所述第一方向相對于所述第一入射面的法線方向的朝向與所述第二方向相對于所述第二入射面的法線方向的朝向為彼此相同的方向，在從所述第二衍射元件到所述第一衍射元件之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為奇數(shù)的情況下，所述第一衍射元件和所述第二衍射元件配置成，從包括所述第一入射面的法線和所述第二入射面的法線的假想面的法線方向觀察時，所述第一方向相對于所述第一入射面的法線方向的朝向與所述第二方向相對于所述第二入射面的法線方向的朝向為互不相同的方向。

在本發(fā)明中，第一衍射元件使從圖像光生成裝置射出的圖像光偏轉(zhuǎn)而入射到觀察者的眼睛，第二衍射元件配置于從圖像光生成裝置的光源至第一衍射元件之間，用于吸收波長變動。在此，第一衍射元件和第二衍射元件是全息元件、閃耀衍射元件，在從法線方向射入了光線時，第一衍射元件和第二衍射元件向一方向射出衍射效率最高的衍射光。為此，當(dāng)?shù)谝谎苌湓c第二衍射元件的朝向不合適時，無法吸收波長變動，由波長變動所致的分辨率降低增大。然而，在本發(fā)明中，在從第二衍射元件到第一衍射元件之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為偶數(shù)的情況下，在第一衍射元件和第二衍射元件中，當(dāng)從法線方向射入了光線時射出衍射效率最高的衍射光的一側(cè)在以各自的入射面的法線方向為基準(zhǔn)時位于相同側(cè)。為此，即使從光源射出的光發(fā)生了波長變動，這樣的波長變動也會在第一衍射元件和第二衍射元件中相抵消。與此相對地，在從第二衍射元件到第一衍射元件之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為奇數(shù)的情況下，在第一衍射元件和第二衍射元件中，當(dāng)從法線方向射入了光線時射出衍射效率最高的衍射光的一側(cè)在以對應(yīng)各自的入射面的法線方向為基準(zhǔn)時位于相反側(cè)。為此，即使從光源射出的光發(fā)生了波長變動，這樣的波長變動也會在第一衍射元件和第二衍射元件中相抵消。因此，即使從光源射出的光發(fā)生了波長變動時，也能抑制分辨率的降低等。

在本發(fā)明的一方面中，可采用上述第一衍射元件和上述第二衍射元件是反射型全息元件(reflectiveholographicelement)的方式。另外，在本發(fā)明的一方面中，也可以采用上述第一衍射元件和上述第二衍射元件是體積全息元件(volumeholographicelement)的方式。

在本發(fā)明的另一方式中，可采用在上述第一衍射元件和上述第二衍射元件中線性延伸的多個干涉條紋相并列的方式。根據(jù)這樣的構(gòu)成，能與平面波對應(yīng)。

另外，在本發(fā)明的另一方式中，可采用在上述第一衍射元件和上述第二衍射元件中彎曲延伸的多個干涉條紋相并列的方式。根據(jù)該構(gòu)成，能與球面波對應(yīng)。

在本發(fā)明中，可采用在上述第一衍射元件和上述第二衍射元件中設(shè)有間距不同的多種干涉條紋的方式。

附圖說明

圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的顯示裝置的外觀的一方式的說明圖。

圖2是表示應(yīng)用了本發(fā)明的顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)的一方式的說明圖。

圖3是在應(yīng)用了本發(fā)明的顯示裝置中使用的第一衍射元件和第二衍射元件的說明圖。

圖4是對應(yīng)球面波的第一衍射元件和第二衍射元件的說明圖。

圖5是本發(fā)明的實施例1所涉及的顯示裝置的第一衍射元件和第二衍射元件的說明圖。

圖6是本發(fā)明的比較例1所涉及的顯示裝置的第一衍射元件和第二衍射元件的說明圖。

圖7是本發(fā)明的實施例1和比較例1所涉及的導(dǎo)光裝置中的光線圖。

圖8是本發(fā)明的實施例1的變形例1和比較例1的變形例1所涉及的導(dǎo)光裝置中的光線圖。

圖9是本發(fā)明的實施例1的變形例2和比較例1的變形例2所涉及的導(dǎo)光裝置中的光線圖。

圖10是本發(fā)明的實施例2所涉及的顯示裝置的第一衍射元件和第二衍射元件的說明圖。

圖11是本發(fā)明的比較例2所涉及的顯示裝置的第一衍射元件和第二衍射元件的說明圖。

圖12是本發(fā)明的實施例2和比較例2所涉及的導(dǎo)光裝置中的光線圖。

附圖標(biāo)記說明

20：掃描光學(xué)系統(tǒng)；21：掃描鏡；35：第二衍射元件；51：光源部；52：光學(xué)系統(tǒng)；54：中繼透鏡系統(tǒng)；55：投射透鏡系統(tǒng)；56a：右眼用圖像光生成裝置；56b：左眼用圖像光生成裝置；57：導(dǎo)光裝置；58：光束直徑擴(kuò)大元件；61：第一衍射元件；61a：右眼用偏轉(zhuǎn)部件；61b：左眼用偏轉(zhuǎn)部件；62a、62b：鏡腿；65：前部分；70：圖像光生成裝置；100：顯示裝置；350、610：反射型體積全息元件；351、611：干涉條紋(interferencefringe)；355：第二入射面；355、546、547：鏡/反射鏡(mirror)；511(r)：紅色用激光元件；511(g)：綠色用激光元件；511(b)：藍(lán)色用激光元件；545：中間圖像生成透鏡；615：第一入射面。

具體實施方式

以下，說明本發(fā)明的實施方式。需要注意的是，在以下的說明中，將上下方向設(shè)為x方向，將橫向設(shè)為y方向，將前后方向設(shè)為z方向，并對上下方向、橫向和前后方向標(biāo)上x、y和z進(jìn)行說明。

(顯示裝置的構(gòu)成例)

圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的顯示裝置100的外觀的一方式的說明圖。圖2是表示應(yīng)用了本發(fā)明的顯示裝置100的光學(xué)系統(tǒng)的一方式的說明圖。在圖1中，顯示裝置100是頭部佩戴型的顯示裝置，具有將激光作為光源的右眼用圖像光生成裝置56a、使從右眼用圖像光生成裝置56a射出的圖像光偏轉(zhuǎn)而入射到觀察者m的右眼ea的右眼用偏轉(zhuǎn)部件61a、將激光作為光源的左眼用畫像光生成裝置56b、以及使從左眼用圖像光生成裝置56b射出的圖像光偏轉(zhuǎn)而入射到觀察者m的左眼eb的左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b。顯示裝置100例如形成為眼鏡那樣的形狀。具體地說，顯示裝置100具有保持右眼用圖像光生成裝置56a、右眼用偏轉(zhuǎn)部件61a、左眼用圖像光生成裝置56b和左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b的框架60，框架60佩戴于觀察者的頭部?？蚣?0具有支撐右眼用偏轉(zhuǎn)部件61a和左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b的前部分65，在框架60的右側(cè)的鏡腿62a和左側(cè)的鏡腿62b各自上設(shè)有右眼用圖像光生成裝置56a和左眼用圖像光生成裝置56b。在右眼用偏轉(zhuǎn)部件61a和左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b上設(shè)有后述的第一衍射元件61。

右眼用圖像光生成裝置56a和左眼用圖像光生成裝置56b的基本構(gòu)成相同，因此，在圖2中僅說明左眼用圖像光生成裝置56b的構(gòu)成，而省略右眼用圖像光生成裝置56a的說明。如圖2所示，左眼用圖像光生成裝置56b具有：光源部51，射出用于顯示圖像的光束；掃描光學(xué)系統(tǒng)20，具備掃描從光源部51射出的光束而形成圖像的掃描鏡21；以及光學(xué)系統(tǒng)52，使被掃描光學(xué)系統(tǒng)20掃描的光束l0a向左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b射出。本方式中，在光學(xué)系統(tǒng)52中，從掃描光學(xué)系統(tǒng)20朝著左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b依次配置有具備透鏡541、542等的中繼透鏡系統(tǒng)54和投射透鏡系統(tǒng)55。另外，在光學(xué)系統(tǒng)52中配置有光束直徑擴(kuò)大元件58。光束直徑擴(kuò)大元件58將從掃描光學(xué)系統(tǒng)20射出的光束向與第一掃描方向a1(第一入射方向c1)對應(yīng)的第一擴(kuò)大方向b1和與第二掃描方向a2(第二入射方向c2)對應(yīng)的第二擴(kuò)大方向b2中的至少一方擴(kuò)大。

光源部51射出光調(diào)制前的光源光或者進(jìn)行過光調(diào)制的調(diào)制光。在本方式中，光源部51構(gòu)成為射出進(jìn)行過光調(diào)制的調(diào)制光的調(diào)制光出射部。更具體地說，光源部51具有射出紅色光(r)的紅色用激光元件511(r)、射出綠色光(g)的綠色用激光元件511(g)和射出藍(lán)色光(b)的藍(lán)色用激光元件511(b)作為光源，并具有合成這些激光元件的光路的兩個半反射鏡512、513和準(zhǔn)直透鏡514。紅色用激光元件511(r)、綠色用激光元件511(g)和藍(lán)色用激光元件511(b)是半導(dǎo)體激光器，在控制部(未圖示)的控制下，射出調(diào)制為與要顯示的圖像的各點對應(yīng)的光強(qiáng)度的光束。

掃描光學(xué)系統(tǒng)20沿第一掃描方向a1和與第一掃描方向a1交叉的第二掃描方向a2掃描入射光，并生成圖像光l0b。因而，在本方式中，由光源部51和掃描光學(xué)系統(tǒng)20構(gòu)成圖像光生成裝置70。另外，掃描光學(xué)系統(tǒng)20和左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b構(gòu)成為導(dǎo)光裝置57。需要注意的是，掃描光學(xué)系統(tǒng)20的動作在控制部(未圖示)的控制下實施。掃描光學(xué)系統(tǒng)20例如可通過使用硅基板等利用mems(microelectromechanicalsystems：微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)所形成的微鏡裝置來實現(xiàn)。

從圖像光生成裝置70的掃描光學(xué)系統(tǒng)20射出的圖像光l0b經(jīng)由中繼透鏡系統(tǒng)54和投射透鏡系統(tǒng)55而投射到左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b。在本方式中，顯示裝置100是視網(wǎng)膜掃描方式的投射型顯示裝置，由掃描光學(xué)系統(tǒng)20沿第一掃描方向a1和與第一掃描方向a1交叉的第二掃描方向a2掃描的圖像光l0b通過左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b(衍射元件61)而向與第一掃描方向a1對應(yīng)的第一入射方向c1和與第二掃描方向a2對應(yīng)的第二入射方向c2偏轉(zhuǎn)。并且，圖像光l0b經(jīng)由左眼eb的瞳孔e1到達(dá)視網(wǎng)膜e2，由此使觀察者m識別圖像。

本方式中，在左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b上設(shè)有由反射型體積全息元件610構(gòu)成的第一衍射元件61。反射型體積全息元件610是局部反射型衍射光學(xué)元件，右眼用偏轉(zhuǎn)部件61a和左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b是局部透過反射性的合成器。為此，外部光也經(jīng)由左眼用偏轉(zhuǎn)部件61b(合成器)入射到左眼eb，因此，使用者能識別由顯示裝置100形成的圖像光l0a與外部光(背景)重疊的圖像。在此，第一衍射元件61為向與觀察者的眼睛e相反的一側(cè)凹陷的凹曲面，能使圖像光l0a朝著觀察者的眼睛e高效地聚光。

(第一衍射元件61的構(gòu)成)

圖3是在應(yīng)用了本發(fā)明的顯示裝置100中使用的第一衍射元件61和第二衍射元件35的說明圖。圖4是對應(yīng)球面波的第一衍射元件61和第二衍射元件35的說明圖。在本方式中，紅色光(r)、綠色光(g)和藍(lán)色光(b)入射到第一衍射元件61，第一衍射元件61使這些色光向規(guī)定的方向衍射并射出。因而，如在圖3中示意性示出的，在第一衍射元件61中，具有與紅色光(r)的波長對應(yīng)的間距的第一干涉條紋611(r)、具有與綠色光(g)的波長對應(yīng)的間距的第二干涉條紋611(g)、具有與藍(lán)色光(b)的波長對應(yīng)的間距的第三干涉條紋611(b)沿厚度方向?qū)盈B。這樣的干涉條紋611(第一干涉條紋611(r)、第二干涉條紋611(g)和第三干涉條紋611(b))分別作為折射率的變化、透射率的變化、凹凸圖案等的形狀變化而記錄于各全息感光層，干涉條紋611相對于第一衍射元件61的入射面向一方向傾斜。因而，在從法線方向射入了單一波長的光線l1時，第一衍射元件61向一方向射出衍射效率最高的衍射光l2。這樣構(gòu)成的干涉條紋611能夠通過使用參照光lr和物體光ls對全息感光層進(jìn)行干涉曝光而形成。此時，若物體光ls為平面波，則多個干涉條紋611形成為線性并列的狀態(tài)。需要注意的是，圖3中示出了第一干涉條紋611(r)、第二干涉條紋611(g)和第三干涉條紋611(b)形成于不同的層的情況，但有時會在一個層中形成多種干涉條紋，這種情況下，多種干涉條紋記錄為相互交叉。

在入射到第一衍射元件61的光為球面波的情況下，在干涉曝光時，例如使用球面波作為物體光ls。其結(jié)果是，如在圖4中示意性示出的，彎曲的多個干涉條紋611形成為并列的狀態(tài)。在此，干涉條紋611以彎曲的狀態(tài)相對于第一衍射元件61的入射面向一方向傾斜。因而，在從法線方向射入了由單一波長的球面波構(gòu)成的光線l1時，向一方向射出衍射效率最高的由球面波構(gòu)成的衍射光l2。這種情況下的干涉條紋611的“傾斜方向”例如可定義為連結(jié)干涉條紋611的兩端t1、t2的線t0的傾斜度。另外，關(guān)于球面波情況下的“入射方向和出射方向”，由于球面在離波源遠(yuǎn)的位置接近于平面，因此，能以從波源向與平面正交的方向延伸的方向進(jìn)行定義。

需要注意的是，第一衍射元件61如果是反射型的衍射元件的話，也可以是形成有橫截面呈鋸齒狀的槽的表面起伏(surface-relief)型衍射元件(閃耀光柵)、組合全息元件與表面起伏型衍射元件而得到的表面起伏全息元件(閃耀全息光柵)等，不管在哪種情況下，當(dāng)從法線方向射入了光線時，均向一方向射出衍射效率最高的衍射光。

(波長變動校正用的第二衍射元件35的構(gòu)成)

本方式的顯示裝置100(左眼用圖像光生成裝置56b)中，在第一衍射元件61中，當(dāng)射入了特定波長的光線時，使入射光線向特定方向衍射而射出。不過，在紅色用激光元件511(r)、綠色用激光元件511(g)和藍(lán)色用激光元件511(b)等半導(dǎo)體激光器中，即使以單一模式進(jìn)行振蕩也具有某種程度的光譜寬度，包含與特定波長偏離的波長的光。另外，在紅色用激光元件511(r)、綠色用激光元件511(g)和藍(lán)色用激光元件511(b)等半導(dǎo)體激光器中，有時會受環(huán)境溫度等的影響而導(dǎo)致出射光的波長發(fā)生變動。這種情況下，在第一衍射元件61中，入射光線中的、波長從特定波長發(fā)生了變動的光線的衍射方向(出射方向)偏離而使分辨率降低。因此，在本方式的顯示裝置100和導(dǎo)光裝置57中，在從圖像光生成裝置70的光源部51至第一衍射元件61的光路上設(shè)有第二衍射元件35。在本方式中，第二衍射元件35由反射型體積全息元件350構(gòu)成。

紅色光(r)、綠色光(g)和藍(lán)色光(b)入射至第二衍射元件35，第二衍射元件35使這些色光向規(guī)定方向衍射而射出。因而，在第二衍射元件35中，如在圖3中示意性示出的，與第一衍射元件61同樣地沿厚度方向?qū)盈B有具有與紅色光(r)的波長對應(yīng)的間距的第一干涉條紋351(r)、具有與綠色光(g)的波長對應(yīng)的間距的第二干涉條紋351(g)、具有與藍(lán)色光(b)的波長對應(yīng)的間距的第三干涉條紋351(b)。這樣的干涉條紋351(第一干涉條紋351(r)、第二干涉條紋351(g)和第三干涉條紋351(b))分別與干涉條紋611同樣地作為折射率的變化、透射率的變化、凹凸圖案等的形狀變化而記錄于各全息感光層，干涉條紋351相對于第二衍射元件35的入射面向一方向傾斜。因而，在從法線方向射入了單一波長的光線l1時，第二衍射元件35與第一衍射元件61同樣地向一個方向射出衍射效率最高的衍射光l2。這樣構(gòu)成的干涉條紋351與干涉條紋611同樣地能夠通過使用參照光lr和物體光ls對全息感光層進(jìn)行干涉曝光而形成。此時，若物體光ls為平面波，則多個干涉條紋351形成為線性并列的狀態(tài)。需要注意的是，在第二衍射元件35中，也與第一衍射元件61同樣地，有時也會在一個層中形成多種干涉條紋。

在入射至第二衍射元件35的光為球面波的情況下，在干涉曝光時使用球面波作為物體光ls。其結(jié)果是，如在圖4中示意性示出的，形成彎曲的干涉條紋351。這時，干涉條紋351以彎曲的狀態(tài)相對于第二衍射元件35的入射面向一方向傾斜。因而，在從法線方向射入了由單一波長的球面波構(gòu)成的光線l1時，向一個方向射出衍射效率最高的由球面波構(gòu)成的衍射光l2。這種情況下的干涉條紋351的“傾斜方向”例如可定義為連結(jié)干涉條紋351的兩端t1、t2的線t0的傾斜度。另外，關(guān)于球面波時的“入射方向和出射方向”，由于球面在離波源遠(yuǎn)的位置接近于平面，因此，能以從波源向與平面正交的方向延伸的方向進(jìn)行定義。

在此，第二衍射元件35擔(dān)負(fù)防止第一衍射元件61上的波長變動的功能，因此，第二衍射元件35的干涉條紋351(第一干涉條紋351(r)、第二干涉條紋351(g)和第三干涉條紋351(b))的間距分別與第一衍射元件61的干涉條紋611(第一干涉條紋611(r)、第二干涉條紋611(g)和第三干涉條紋611(b))的間距相同。另外，在第一衍射元件61和第二衍射元件35中，干涉條紋351、611的間距在面內(nèi)方向上是相等的。不過，在第一衍射元件61中，有時會采用干涉條紋611的間距在面內(nèi)方向上不同的方式。例如，在第一衍射元件61中，在中心部與端部處，為了入射到觀察者的眼睛而使圖像光l0b衍射時的角度是不同的，因此，也可以與此相應(yīng)地使干涉條紋611的間距不同。這種情況下，也優(yōu)選第一衍射元件61的干涉條紋611的間距是第二衍射元件35的干涉條紋351的1/2倍到2倍的范圍。

需要注意的是，第二衍射元件35如果是反射型的衍射元件的話，也可以是表面起伏型衍射元件、表面起伏全息元件(閃耀全息光柵)等，不管在哪種情況下，當(dāng)從法線方向射入了入射光線時，均向一個方向射出衍射效率最高的衍射光。

(導(dǎo)光裝置57的實施例1)

圖5是本發(fā)明的實施例1所涉及的顯示裝置100的第一衍射元件61和第二衍射元件35的說明圖。圖6是本發(fā)明的比較例1所涉及的顯示裝置100的第一衍射元件61和第二衍射元件35的說明圖。圖7是本發(fā)明的實施例1和比較例1所涉及的導(dǎo)光裝置57中的光線圖。需要注意的是，在圖7中，將第一衍射元件61表示為平板狀。另外，在圖5、圖6和圖7中，用實線示出相對于第一衍射元件61和第二衍射元件35的干涉條紋間距而言最佳波長的光，用虛線示出向比最佳波長長的波長側(cè)發(fā)生了波長變動的光線。另外，在圖5、圖6和圖7中示意性示出了干涉條紋351、611的傾斜方向。

如圖5所示，在本方式中，根據(jù)圖2所示的導(dǎo)光裝置57等的構(gòu)成，使第一衍射元件61和第二衍射元件35的構(gòu)成最佳化。更具體地說，在本方式中，從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和是偶數(shù)。為此，當(dāng)從包括作為第一衍射元件61的入射面的第一入射面615的法線和作為第二衍射元件35的入射面的第二入射面355的法線的假想面的法線方向觀察時，在第一衍射元件61和第二衍射元件35中，從各自的入射面的法線方向射入了光線時，射出衍射效率最高的衍射光的方向在以各自的入射面的法線方向為基準(zhǔn)時設(shè)定為相同側(cè)。

更具體地說，如圖5所示，實施例1中，在第二衍射元件35到第一衍射元件61之間配置有掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545，在第二衍射元件35到第一衍射元件61之間進(jìn)行掃描鏡21的反射和中間圖像生成透鏡545的中間圖像的生成。因而，從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為兩次(偶數(shù))。

因此，將從第一入射面615的法線方向射入了光時射出最高衍射效率的光的方向設(shè)為第一方向，將從第二入射面355的法線方向射入了光時射出最高衍射效率的光的方向設(shè)為第二方向，構(gòu)成為，在從上述假想面的法線方向觀察時，第一方向相對于第一入射面615的法線方向的朝向與第二方向相對于第二入射面355的法線方向的朝向為相同方向。

更具體地，如在圖5中用單點劃線l11所示，在從法線方向?qū)Φ谝谎苌湓?1的第一入射面615射入了光線時，射出衍射效率最高的衍射光(單點劃線l12)的第一方向在以第一入射面615的法線方向為基準(zhǔn)時位于順時針方向cw側(cè)。另外，如在圖5中用單點劃線l21所示，在從法線方向?qū)Φ诙苌湓?5的第二入射面355射入了光線時，射出衍射效率最高的衍射光(單點劃線l22)的第二方向在以第二入射面355的法線方向為基準(zhǔn)時位于順時針方向cw側(cè)，與第一衍射元件61為同側(cè)。這樣的構(gòu)成通過使參照圖3說明的干涉條紋611的傾斜方向與干涉條紋351的傾斜方向相同來實現(xiàn)。

根據(jù)這樣的構(gòu)成，如圖5和圖7的光線圖(a)所示，當(dāng)以從第二衍射元件35的第二入射面355的法線方向射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向順時針方向cw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在經(jīng)由掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向順時針方向cw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝著同一方向射出，因此不易發(fā)生分辨率的降低。因此，根據(jù)本例，例如能將波長變動時的圖像偏移抑制為相當(dāng)于1像素以下。

相對于此，盡管從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為兩次(偶數(shù))，但如圖6所示的比較例1那樣構(gòu)成的話，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，因此大大地降低分辨率。即，在圖6所示的比較例1中，如在圖6中用單點劃線l11所示，在從法線方向?qū)Φ谝谎苌湓?1的第一入射面615射入了光線時，射出衍射效率最高的衍射光(單點劃線l12)的第一方向在以第一入射面615的法線方向為基準(zhǔn)時位于順時針方向cw側(cè)。相對于此，如在圖6中用單點劃線l21所示，在從法線方向?qū)Φ诙苌湓?5射入了光線時，射出衍射效率最高的衍射光(單點劃線l22)的位置在以第二入射面355的法線方向為基準(zhǔn)時位于逆時針方向ccw側(cè)，是與第一衍射元件61相反的一側(cè)。

在這樣的構(gòu)成的情況下，如圖6和圖7的光線圖(c)所示，當(dāng)以最佳波長的光線(實線l1)從法線方向入射至了第二衍射元件35的第二入射面355的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線(虛線l2)時的衍射光向逆時針方向ccw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在經(jīng)由掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向逆時針方向ccw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，因此大大地降低分辨率。因此，例如由于波長變動而發(fā)生相當(dāng)于約10像素的圖像偏離。

需要注意的是，圖7的光線圖(b)示出了實施例1中從斜向?qū)Φ诙苌湓?5的第二入射面355射入了光線的情況。在該情況下，也與參照圖5所說明的情況同樣，當(dāng)以射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向順時針方向cw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光經(jīng)由掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向順時針方向cw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向同一方向射出，因此不易發(fā)生分辨率的降低。

另外，圖7的光線圖(d)示出了比較例1中從斜向?qū)Φ诙苌湓?5的第二入射面355射入了光線的情況。在該情況下，也與參照圖6所說明的情況同樣，當(dāng)以射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向逆時針方向ccw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光經(jīng)由掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向逆時針方向ccw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，從而大大地降低分辨率。

(實施例1的變形例1)

圖8是本發(fā)明的實施例1的變形例1和比較例1的變形例1所涉及的導(dǎo)光裝置57中的光線圖。需要注意的是，在圖8中，將第一衍射元件61表示為平板狀。另外，在圖8中，用實線示出了相對于第一衍射元件61和第二衍射元件35的干涉條紋間距而言最佳波長的光，用虛線示出了向比最佳波長長的波長側(cè)發(fā)生了波長變動的光線。另外，圖8中示意性示出了干涉條紋351、611的傾斜方向。

圖8中示出了在從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為兩次(偶數(shù))的情況下本發(fā)明的實施例1的變形例1和比較例1的變形例1所涉及的導(dǎo)光裝置57中的光線圖。即，在本例中，未設(shè)置中間圖像生成透鏡545，在從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間進(jìn)行掃描鏡21的反射和反射鏡546的反射。因而，從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為兩次(偶數(shù))。

這樣構(gòu)成時，在實施例1的變形例1中，如圖8的光線圖(a)所示，當(dāng)以從法線方向?qū)Φ诙苌湓?5的第二入射面355射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向順時針方向cw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在經(jīng)由掃描鏡21和反射鏡546入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向順時針方向cw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向同一方向射出，從而不易發(fā)生分辨率的降低。

另外，在實施例1的變形例1中，如圖8的光線圖(b)所示，在光線從斜向入射到了第二衍射元件35的第二入射面355的情況下，當(dāng)以射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)也向順時針方向cw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在經(jīng)由掃描鏡21和反射鏡546入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向順時針方向cw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向同一方向射出，從而不易發(fā)生分辨率的降低。

與此相對地，在比較例1的變形例1中，如圖8的光線圖(c)所示，當(dāng)以最佳波長的光線(實線l1)從法線方向入射至了第二衍射元件35的第二入射面355的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向逆時針方向ccw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在經(jīng)由掃描鏡21和反射鏡546入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向逆時針方向ccw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，從而分辨率大大地降低。

另外，在比較例1的變形例1中，如圖8的光線圖(d)所示，在光線從斜向入射到了第二衍射元件35的第二入射面355的情況下，當(dāng)以射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)也向逆時針方向ccw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光經(jīng)由掃描鏡21和反射鏡546入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向逆時針方向ccw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，從而分辨率大大地降低。

(實施例1的變形例2)

圖9是本發(fā)明的實施例1的變形例2和比較例1的變形例2所涉及的導(dǎo)光裝置57中的光線圖。需要注意的是，在圖9中，將第一衍射元件61表示為平板狀。另外，在圖9中，用實線示出了相對于第一衍射元件61和第二衍射元件35的干涉條紋間距而言最佳波長的光，用虛線示出了向比最佳波長長的波長側(cè)發(fā)生了波長變動的光線。另外，圖9中示意性示出了干涉條紋351、611的傾斜方向。

圖9中示出了在從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為0次(偶數(shù))的情況下本發(fā)明的實施例1的變形例2和比較例1的變形例2所涉及的導(dǎo)光裝置57中的光線圖。即，在本例中，從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間未設(shè)置掃描鏡21、中間圖像生成透鏡545。為此，從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為0次(偶數(shù))。

這樣構(gòu)成時，在實施例1的變形例2中，如圖9的光線圖(a)所示，當(dāng)以最佳波長的光線(實線l1)從法線方向入射至了第二衍射元件35的第二入射面355的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向順時針方向cw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向順時針方向cw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向同一方向射出，從而不易發(fā)生分辨率的降低。

另外，在實施例1的變形例2中，如圖9的光線圖(b)所示，在光線從斜向入射到了第二衍射元件35的第二入射面355的情況下，當(dāng)以射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)也向順時針方向cw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向順時針方向cw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向同一方向射出，從而不易發(fā)生分辨率的降低。

與此相對地，在比較例1的變形例2中，如圖9的光線圖(c)所示，當(dāng)以最佳波長的光線(實線l1)從法線方向入射至了第二衍射元件35的第二入射面355的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向逆時針方向ccw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在入射到第一衍射元件61的第一入射面615的情況下，從比最佳波長的光線更向逆時針方向ccw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，從而分辨率大大地降低。

另外，在比較例1的變形例2中，如圖9的光線圖(d)所示，在光線從斜向入射到了第二衍射元件35的第二入射面355的情況下，當(dāng)以射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)也向逆時針方向ccw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向逆時針方向ccw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，從而分辨率大大地降低。

(導(dǎo)光裝置57的實施例2)

圖10是本發(fā)明的實施例2所涉及的顯示裝置100的第一衍射元件61和第二衍射元件35的說明圖。圖11是本發(fā)明的比較例2所涉及的顯示裝置100的第一衍射元件61和第二衍射元件35的說明圖。圖12是本發(fā)明的實施例2和比較例2所涉及的導(dǎo)光裝置57中的光線圖。需要注意的是，在圖12中，將第一衍射元件61表示為平板狀。另外，在圖11中，省略發(fā)射鏡547和中間圖像生成透鏡545，將反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和簡化為1次。在圖10、圖11和圖12中，用實線示出相對于第一衍射元件61和第二衍射元件35的干涉條紋間距而言最佳波長的光，用虛線示出向比最佳波長長的波長側(cè)發(fā)生了波長變動的光線。另外，在圖10、圖11和圖12中示意性示出了干涉條紋351、611的傾斜方向。

如圖10所示，在本方式中，也與實施例1同樣，根據(jù)圖2所示的導(dǎo)光裝置57等的構(gòu)成，使第一衍射元件61和第二衍射元件35的構(gòu)成最佳化。更具體地說，在本方式中，從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的光的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為奇數(shù)。為此，從包括第一衍射元件61的第一入射面615的法線和第二衍射元件35的第二入射面355的法線的假想面的法線方向觀察時，在第一衍射元件61和第二衍射元件35中，當(dāng)從各自的入射面的法線方向射入了光線時，射出衍射效率最高的衍射光的方向在以各自的入射面的法線方向為基準(zhǔn)時設(shè)定為相反側(cè)。

更具體地說，如圖10所示，實施例2中，在從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間配置有反射鏡547、掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545，在第二衍射元件35到第一衍射元件61之間進(jìn)行反射鏡547的反射、掃描鏡21的反射和中間圖像生成透鏡545的中間圖像的生成。這種情況下，從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為三次(奇數(shù))。

因此，將從第一入射面615的法線方向射入了光時射出最高衍射效率的光的方向設(shè)為第一方向，將從第二入射面355的法線方向射入了光時射出最高衍射效率的光的方向設(shè)為第二方向，構(gòu)成為，在從上述假想面的法線方向觀察時，第一方向相對于第一入射面615的法線方向的朝向與第二方向相對于第二入射面355的法線方向的朝向為彼此相反的方向。

例如，如在圖10中用單點劃線l11所示，在光線從法線方向入射至了第一衍射元件61的第一入射面615時，射出衍射效率最高的衍射光(單點劃線l12)的第一方向在以第一入射面615的法線方向為基準(zhǔn)時位于順時針方向cw側(cè)。另外，如在圖10中用單點劃線l21所示，在從第二衍射元件35的第二入射面355的法線方向射入了光線時，射出衍射效率最高的衍射光(單點劃線l22)的第二方向在以第二入射面355的法線方向為基準(zhǔn)時位于逆時針方向ccw側(cè)，為與第一衍射元件61相反的一側(cè)。這樣的構(gòu)成通過使參照圖3所說明的干涉條紋611的傾斜方向與干涉條紋351的傾斜方向相反來實現(xiàn)。

根據(jù)這樣的構(gòu)成，如圖10和圖12的光線圖(a)所示，當(dāng)以最佳波長的光線(實線l1)從法線方向入射至了第二衍射元件35的第二入射面355的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向逆時針方向ccw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在經(jīng)由反射鏡547、掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向順時針方向cw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝著同一方向射出，從而不易發(fā)生分辨率的降低。

相對于此，盡管從第二衍射元件35到第一衍射元件61之間的反射次數(shù)與中間圖像的生成次數(shù)之和為三次(奇數(shù))，但如圖11所示的比較例2那樣構(gòu)成的話，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，因此大大地降低分辨率。即，在圖11所示的比較例2中，如在圖11中用單點劃線l11所示，在光線從法線方向入射至了第一衍射元件61的第一入射面615時，射出衍射效率最高的衍射光(單點劃線l12)的第一方向在以第一入射面615的法線方向為基準(zhǔn)時位于順時針方向cw側(cè)。另外，如在圖11中用單點劃線l21所示，在光線從法線方向入射至了第二衍射元件35的第二入射面355時，射出衍射效率最高的衍射光(單點劃線l22)的位置在以第二入射面355的法線方向為基準(zhǔn)時位于順時針方向cw側(cè)，與第一衍射元件61為相同側(cè)。

在這樣的構(gòu)成的情況下，如圖11和圖12的光線圖(c)所示，當(dāng)以最佳波長的光線(實線l1)從法線方向入射至了第二衍射元件35的第二入射面355的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線(虛線l2)時的衍射光向順時針方向cw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在經(jīng)由反射鏡547、掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向逆時針方向ccw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，從而分辨率大大地降低。

需要注意的是，圖12的光線圖(b)示出了實施例2中光線從斜向入射至了第二衍射元件35的第二入射面355的情況。在該情況下，也與參照圖10所說明的情況同樣，當(dāng)以射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向逆時針方向ccw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在經(jīng)由反射鏡547、掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向順時針方向cw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向同一方向射出，因此不易發(fā)生分辨率的降低。

另外，圖12的光線圖(d)示出了比較例2中光線從斜向入射至了第二衍射元件35的第二入射面355的情況。在該情況下，也與參照圖11所說明的情況同樣，當(dāng)以射入了最佳波長的光線(實線l1)的情況為基準(zhǔn)時，射入了比最佳波長長的波長的光線時的衍射光(虛線l2)向順時針方向cw側(cè)傾斜。因而，比最佳波長長的波長的光線的衍射光在經(jīng)由反射鏡547、掃描鏡21和中間圖像生成透鏡545入射到第一衍射元件61的第一入射面615時，從比最佳波長的光線更向逆時針方向ccw傾斜的一側(cè)入射。為此，最佳波長的光線和比最佳波長長的波長的光線從第一衍射元件61朝向不同的方向射出，從而大大地降低分辨率。

[其它實施方式]

在上述實施方式中，由光源部51和掃描光學(xué)系統(tǒng)20構(gòu)成了圖像光生成裝置70，但也可以將本發(fā)明應(yīng)用于通過液晶面板、有機(jī)電致發(fā)光顯示面板、使用了微鏡的顯示面板來生成圖像光的顯示裝置。在上述實施方式中，也可以在第一衍射元件61和第二衍射元件35中一方或者雙方采用了透射型體積全息元件、閃耀衍射元件的情況下應(yīng)用本發(fā)明。