[发明专利]光学元件和光源装置

说明书

本发明提供小型且轻量、可扩大光照射范围的光学元件和光源装置。光学元件包括：导光部(11)，具有光入射的光入射面(11a)和光到达的光取出面(11b)；体积相位全息光栅(13)，设置在光取出面(11b)上；以及衍射光栅部(12)，设置在体积相位全息光栅(13)上。

技术领域

本发明涉及光学元件和光源装置，特别是涉及采用了衍射光栅的光学元件和光源装置。

背景技术

以往，使用将图标点亮显示的仪表盘作为在车辆内显示各种信息的装置。此外，随着显示的信息量的增加，还提出了将图像显示装置装入仪表盘和由图像显示装置构成仪表盘整体的方案。

可是，由于仪表盘比车辆的前挡风玻璃更位于下方，所以驾驶员为了视认仪表盘上显示的信息，需要在驾驶中将视线下移而给安全带来隐患。因此，也提出了平视显示器(以下称为HUD：Head Up Display)，其将图像投影于前挡风玻璃，从而驾驶员视认车辆的前方时可读取信息(例如参照专利文献1)。此外，出于车辆的自动驾驶技术和驾驶辅助技术的目的，利用激光的照射和受光进行车间距离的计测和障碍物的检查的传感器技术也在不断发展。

在上述的平视显示器和传感器中，为了将激光大范围照射而使用了透镜等光学部件。可是，在使用透镜的光学系统中，为了大范围照射激光而需要组合多枚透镜和加大透镜直径，难以实现光源装置的小型化。

为了解决上述问题，提出了使用衍射光栅代替光学透镜来扩大激光的照射范围的技术。图3是表示以往的采用了衍射光栅的光源装置的概要的示意图。如图3所示，以往的光源装置具备导光部1、衍射光栅部2和光源部4。从光源部4照射的光入射导光部1的背面侧并以照射角度Φ₀透射导光部1的内部，并且到达形成在导光部1上的衍射光栅部2。在衍射光栅部2中，光因衍射条件而衍射，以照射角度Φ₁向外部照射。通过适当设计从光源部4照射的光的波长和衍射光栅部2的节距，从而可以使出射光的照射角度Φ₁大于在导光部1内的照射角度Φ₀。

专利文献1：日本专利公开公报特开2018-118669号

可是，在图3所示的以往的光源装置中，向外部照射的光的照射角度Φ₁仅由衍射光栅部2的节距决定，所以光照射范围的扩大存在极限。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述以往的问题而完成的，其目的是提供小型且轻量、可扩大光照射范围的光学元件和光源装置。

为了解决上述问题，本发明的光学元件包括：导光部，具有光入射的光入射面和所述光到达的光取出面；体积相位全息光栅，设置在所述光取出面上；以及衍射光栅部，通过在所述体积相位全息光栅上蒸镀电介质而形成，所述光学元件在侧面形成有保护膜，由所述保护膜和所述衍射光栅部将所述体积相位全息光栅密封。

在这样的本发明的光学元件中，由体积相位全息光栅和衍射光栅部的组合构成多重衍射光栅。由此，可以利用体积相位全息光栅来扩大光的照射角度，进而利用衍射光栅部来扩大光的照射角度，所以小型且轻量、可扩大光照射范围。

此外，在本发明的一个方式中，所述体积相位全息光栅具有在明胶层的内部形成的折射率的周期结构。

此外，本发明的图像显示装置包括：上述的任意一个光学元件；以及光源部，向所述光入射面照射所述光，将所述光的一部分从所述衍射光栅部向外部照射。

此外，在本发明的一个方式中，所述光源部是多个发光部二维配置的光学相控阵。

在本发明中，可以提供小型且轻量、可扩大光照射范围的光学元件和光源装置。

附图说明

图1是表示第一实施方式的光学元件的结构的立体示意图。

图2是表示采用了光学元件的光源装置10的结构和光路的断面示意图。