[发明专利]光束直径放大元件以及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于将光束直径放大的光束直径放大元件、以及具备光束直径放大元件的显示装置。

背景技术

在使进行了光调制后的光束入射至利用者的眼睛的视网膜扫描型显示装置中，若光束直径小，则在瞳孔的位置变化了的情况下光束不会入射至瞳孔，所以会发生图像缺失等情况。因此，在视网膜扫描型的显示装置中设置有光束直径放大元件(光瞳放大元件)。作为光束直径放大元件，例如，提出了在导光板的相对置的两个面分别设置衍射光栅并使双方的光栅周期相同而使衍射角一致的方案(专利文献1、2)。专利文献1中，2个衍射光栅对置，利用+1级衍射光以及-1级衍射光这两方。专利文献2中，2个衍射光栅在导光板的延伸方向上分离，利用+1级衍射光以及-1级衍射光中的一方。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平7-72422号公报

专利文献2：日本特开2007-219106号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1所记载的光束直径放大元件中，将由入射侧的衍射光栅衍射后的光直接从出射侧的衍射光栅出射。因此，光束直径仅会放大与衍射光栅的衍射角相当的量，所以难以将光束直径较大地放大。另一方面，专利文献2所记载的光束直径放大元件中，由入射侧的衍射光栅衍射后的衍射光，在导光板的内部一边反射、一边从出射侧的衍射光栅出射，所以能够将光束直径较大地放大。但是，专利文献2所记载的光束直径放大元件中，使用体积位相型全息衍射光学元件，因此将入射的光仅向特定朝向强烈衍射而利用，所以只能向一方侧将光束放大。因此，除了出射侧的衍射光栅需要具有尺寸外，入射侧的衍射光栅也需要具有尺寸，从而存在光束直径放大元件的尺寸变大这一问题点。

鉴于以上的问题点，本发明的问题在于提供一种在抑制光束直径放大元件的尺寸变大的同时将光束直径较大地放大的光束直径放大元件、以及具备该光束直径放大元件的显示装置。

用于解决问题的技术方案

为解决上述问题，本发明涉及的光束直径放大元件的一个方式的特征在于，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。

本发明中，因为使由第1入射侧衍射光栅衍射后的+1级衍射光以及-1级衍射光向导光板的第1方向上的相互相反的方向传播而从第1出射侧衍射光栅出射，所以光束直径以充分放大了的状态从第1出射侧衍射光栅出射。因此，能够抑制光束直径放大元件的尺寸变大，光的利用效率高。另外，第1光线的+1级衍射光的衍射角以及-1级衍射光的衍射角是由第1导光板的折射率规定的临界角以上的角度，所以在导光板内以全反射的状态传播，因此，光的利用效率高。

本发明涉及的光束直径放大元件的一个方式中，优选地，具有：第2导光板，其具备与所述第1导光板的所述第2面相对置地设置的第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：光栅方向为相同方向且光栅周期为相同周期，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。