[发明专利]光束直径放大元件以及显示装置

权利要求书

1.一种光束直径放大元件，其特征在于，具有：

第1导光板，其具备第1面以及作为与所述第1面相反侧的面的第2面；

第1入射侧衍射光栅，其设置于所述第1面；以及

第1出射侧衍射光栅，其设置于所述第2面，

所述第1面被设置为与所述第2面平行，

所述第1入射侧衍射光栅与所述第1出射侧衍射光栅被设置为：光栅方向互为相同方向且光栅周期互为相同周期，

所述第1导光板的折射率是使得入射于所述第1入射侧衍射光栅的第1光线的+1级衍射光的衍射角以及-1级衍射光的衍射角分别变为临界角以上的角度的折射率，

在将与所述第1入射侧衍射光栅的光栅方向交叉的方向设为第1方向时，

由所述第1入射侧衍射光栅衍射后的所述第1光线的+1级衍射光以及-1级衍射光，在所述第1导光板内向所述第1方向上的相互相反的方向传播而从所述第1出射侧衍射光栅出射。

2.根据权利要求1所述的光束直径放大元件，其特征在于，具有：

第2导光板，其具备与所述第1导光板的所述第2面相对置的第3面和作为与所述第3面相反侧的面的第4面；

第2入射侧衍射光栅，其设置于所述第3面；以及

第2出射侧衍射光栅，其设置于所述第4面，

所述第3面被设置为与所述第4面平行，

所述第2入射侧衍射光栅与所述第2出射侧衍射光栅被设置为：光栅方向互为相同方向且光栅周期互为相同周期，

所述第2入射侧衍射光栅的光栅方向被设置为：与所述第1入射侧衍射光栅的光栅方向为相同方向，

所述第2入射侧衍射光栅的光栅周期被设置为：不同于所述第1入射侧衍射光栅的光栅周期的周期，

所述第2导光板的折射率是使得波长与所述第1光线不同的第2光线入射于所述第2入射侧衍射光栅时的所述第2光线的+1级衍射光的衍射角以及-1级衍射光的衍射角分别变为临界角以上的角度的折射率，

由所述第2入射侧衍射光栅衍射后的所述第2光线的+1级衍射光以及-1级衍射光，在所述第2导光板内向所述第1方向上的相互相反的方向传播而从所述第2出射侧衍射光栅出射。

3.根据权利要求2所述的光束直径放大元件，其特征在于，具有：

第3导光板，其具备与所述第2导光板的所述第4面相对置的第5面和作为与所述第5面相反侧的面的第6面；

第3入射侧衍射光栅，其设置于所述第5面；以及

第3出射侧衍射光栅，其设置于所述第6面，

所述第5面被设置为与所述第6面平行，

所述第3入射侧衍射光栅与所述第3出射侧衍射光栅被设置为：光栅方向互为相同方向且光栅周期互为相同周期，

所述第3入射侧衍射光栅的光栅方向被设置为：与所述第1入射侧衍射光栅的光栅方向为相同方向，

所述第3入射侧衍射光栅的光栅周期被设置为：不同于所述第1入射侧衍射光栅以及所述第2入射侧衍射光栅的光栅周期的周期，

所述第3导光板的折射率是使得波长不同于所述第1光线以及所述第2光线的第3光线入射于所述第3入射侧衍射光栅时的所述第3光线的+1级衍射光的衍射角以及-1级衍射光的衍射角分别变为临界角以上的角度的折射率，

由所述第3入射侧衍射光栅衍射后的所述第3光线的+1级衍射光以及-1级衍射光，在所述第3导光板内向所述第1方向上的相互相反的方向传播而从所述第3出射侧衍射光栅出射。

4.根据权利要求3所述的光束直径放大元件，其特征在于，

在将所述第1入射侧衍射光栅的光栅周期设为P1、将所述第2入射侧衍射光栅的光栅周期设为P2、并且将所述第3入射侧衍射光栅的光栅周期设为P3时，

所述光栅周期P1、P2、P3满足以下关系：

P1＜P2＜P3。

5.根据权利要求3或4所述的光束直径放大元件，其特征在于，

在将所述第1入射侧衍射光栅的光栅高度设为H11、将所述第2入射侧衍射光栅的光栅高度设为H21、并且将所述第3入射侧衍射光栅的光栅高度设为H31时，

所述光栅高度H11、H21、H31满足以下关系：

H11＜H21＜H31。