JP3528268B2 - Illumination method and illumination device for diffraction grating array - Google Patents

Illumination method and illumination device for diffraction grating array

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JP3528268B2 JP22981194A JP22981194A JP3528268B2 JP 3528268 B2 JP3528268 B2 JP 3528268B2 JP 22981194 A JP22981194 A JP 22981194A JP 22981194 A JP22981194 A JP 22981194A JP 3528268 B2 JP3528268 B2 JP 3528268B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、平面状の基板の表面に
微小な回折格子からなる回折格子要素のドットを画素と
してマトリクス状に複数個配置し、このドットの集まり
によって表現されるパターン(マルチドットパターン)
を有する回折格子アレイを照明する方法および装置に係
り、特に回折格子の作製を容易に行ないつつ、より明る
い再生パターンが得られるようにした回折格子アレイの
照明方法および照明装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention arranges a plurality of dots of a diffraction grating element, which is a minute diffraction grating, as pixels in a matrix on the surface of a flat substrate, and a pattern expressed by a collection of these dots ( (Multi-dot pattern)
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for illuminating a diffraction grating array having the above, and more particularly, to a method and an apparatus for illuminating a diffraction grating array in which a brighter reproduction pattern can be obtained while easily producing a diffraction grating.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、平面状の基板の表面に、微小
な回折格子からなる回折格子要素のドットを画素として
複数個配置することにより、回折格子パターンが形成さ
れたディスプレイが多く使用されてきている。この種の
回折格子パターンを有するディスプレイを作製する方法
としては、例えば“特開昭60−156004号公報”
に開示されているような方法がある。この方法は、2光
束干渉による微小な干渉縞(以下、回折格子とする)
を、そのピッチ、方向、および光強度を変化させて、感
光性フィルムに次々と露光するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a display having a diffraction grating pattern formed by arranging a plurality of dots of a diffraction grating element composed of a minute diffraction grating as pixels on a surface of a flat substrate has been widely used. ing. As a method for producing a display having this kind of diffraction grating pattern, for example, "Japanese Patent Laid-Open No. 60-156004" is used.
There is a method as disclosed in. This method uses minute interference fringes due to two-beam interference (hereinafter referred to as diffraction grating)
Are sequentially exposed to the photosensitive film by changing the pitch, the direction, and the light intensity.

【0003】一方、最近では、例えば電子ビーム露光装
置を用い、かつコンピュータ制御により、平面状の基板
が載置されたX−Yステージを移動させて、基板の表面
に回折格子からなる複数の微小な回折格子要素のドット
を配置することにより、ある絵柄の回折格子パターンが
形成されたディスプレイを作製する方法が、本発明者に
よって提案されてきている。その方法は、1988年1
1月25日にファイルされた“USP5,058,99
2”に開示されている。
On the other hand, recently, for example, an electron beam exposure apparatus is used and a computer control is used to move an XY stage on which a flat substrate is placed, and a plurality of minute gratings made up of diffraction gratings are formed on the surface of the substrate. The present inventors have proposed a method for producing a display in which a diffraction grating pattern of a certain pattern is formed by arranging dots of different diffraction grating elements. The method is 1988 1
“USP 5,058,99 filed January 25th
2 ".

【0004】さらに、最近では、平面状の基板の表面に
微小な回折格子からなる回折格子要素のドットを画素と
してマトリクス状に複数個配置し、このドットの集まり
によって表現されるパターン(マルチドットパターン)
を有する回折格子アレイを用いたディスプレイも提案さ
れてきている。
Furthermore, recently, a plurality of dots of a diffraction grating element composed of a minute diffraction grating are arranged in a matrix as pixels on a surface of a flat substrate, and a pattern expressed by a collection of these dots (multidot pattern). )
A display using a diffraction grating array having a has been proposed.

【0005】このような回折格子パターンを有するディ
スプレイは、平面状の基板に回折格子からなる回折格子
要素のドットを画素として並べたものである。そして、
この種のディスプレイは、光学的にレーザー光の干渉性
を利用して、あるいは電子線等の微細加工能力を利用し
て、容易に作製することができる。
A display having such a diffraction grating pattern is one in which dots of diffraction grating elements made of a diffraction grating are arranged as pixels on a flat substrate. And
This type of display can be easily manufactured optically by utilizing the coherence of laser light or by utilizing the fine processing ability of electron beams or the like.

【0006】ところで、このような回折格子パターンを
有するディスプレイにおいては、マルチドットパターン
の再生として、単一の方向からの照明光による照明を想
定して、回折格子の設計を行なっている。
By the way, in the display having such a diffraction grating pattern, the diffraction grating is designed on the assumption of illumination by illumination light from a single direction as reproduction of the multi-dot pattern.

【0007】しかしながら、これらのものは、回折格子
の回折現象を用いていることから、明るい再生パターン
を得るためには、回折格子の形状を体積型としたり、深
溝の回折格子を用いる等の方法を採りざるを得ない。
However, since these devices use the diffraction phenomenon of the diffraction grating, in order to obtain a bright reproduction pattern, the shape of the diffraction grating is made to be a volume type or a deep groove diffraction grating is used. I have no choice but to take.

【0008】その結果、一つの回折格子要素の大きさを
大きくすることができないため、回折格子の作製が非常
に困難なものとなっている。
As a result, the size of one diffraction grating element cannot be increased, which makes the manufacture of the diffraction grating very difficult.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
回折格子パターンを有するディスプレイの照明方法にお
いては、明るい再生パターンを得ようとすると、回折格
子の作製が困難になるという問題があった。
As described above, the conventional illumination method for a display having a diffraction grating pattern has a problem that it is difficult to manufacture the diffraction grating when a bright reproduction pattern is to be obtained. .

【0010】本発明は、上記のような問題点を解消する
ために成されたもので、回折格子の作製を容易に行ない
つつ、より明るい再生パターンを得ることが可能な回折
格子アレイの照明方法および照明装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and a method of illuminating a diffraction grating array capable of obtaining a brighter reproduction pattern while facilitating the production of a diffraction grating. And an illumination device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、平面状の基板の表面に微小な回折格子からなる回
折格子要素のドットをマトリクス状に複数個配置し、当
該ドットの集まりによって表現されるパターン(マルチ
ドットパターン)を有する回折格子アレイを照明する方
法において
In order to achieve the above-mentioned object, a plurality of dots of a diffraction grating element composed of a minute diffraction grating are arranged in a matrix on the surface of a flat substrate, and the dots are aggregated by In a method of illuminating a diffraction grating array having a represented pattern (multidot pattern) ,

【0012】請求項1に係る発明では、互いに色が異な
る複数の照明光を、回折格子アレイにおける同一の回折
格子 要素に、各照明光毎にそれぞれ互いに異なった角
度で入射させて照明するようにしている。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of illumination lights having different colors are made incident on the same diffraction grating element in the diffraction grating array at different angles for each illumination light. ing.

【0013】[0013]

【0014】また、上記互いに色が異なる複数の照明光
を空間変調要素で変調し、結像要素によってそれぞれ互
いに異なった角度で入射させるようにしている。
Further, the plurality of illumination lights of different colors are modulated by the spatial modulation element and are made incident by the imaging element at different angles.

【0015】さらに、上記互いに色が異なる複数の照明
光を走査要素で走査し、各照明光の照明光源の位置を下
記式を満足させるように変化させて、それぞれ互いに異
なった角度で入射させるようにしている。
Further, the plurality of illumination lights of different colors are scanned by the scanning element, the position of the illumination light source of each illumination light is changed so as to satisfy the following expression, and the illumination lights are made incident at mutually different angles. I have to.

【0016】 (sinθy 1−sinαy )/λ1 =(sinθy 2−sinαy )/λ2 (sinθy 1−sinαy )/λ1 =(sinθy 3−sinαy )/λ3 (sinθy 1−sinαy )/λ1 =(sinθy 4−sinαy )/λ4 : : (sinθy 1−sinαy )/λ1 =(sinθy n−sinαy )/λn 但し、照明光の数をn、各照明光の波長をλ1、λ2、
…λnとする。また、回折格子面の方線に対する照明光
の入射角度をθ、θのY軸方向の成分をθy 、各照明光
の入射角度Y軸方向の成分をθy 1、θy 2、…θy
とする。さらに、所望の回折光の角度を回折格子面の方
線に対する角度αで示し、そのY軸方向の成分をαy
する。
[0016] (sinθ y 1-sinα y) / λ1 = (sinθ y 2-sinα y) / λ2 (sinθ y 1-sinα y) / λ1 = (sinθ y 3-sinα y) / λ3 (sinθ y 1- sin α y ) / λ 1 = (sin θ y 4-sin α y ) / λ 4 :: (sin θ y 1-sin α y ) / λ 1 = (sin θ y n-sin α y ) / λn where n is the number of illumination lights and each illumination is The wavelengths of light are λ1, λ2,
... Let λn. Further, the incident angle of the illumination light with respect to the direction of the diffraction grating surface is θ, the component of θ in the Y-axis direction is θ y , and the incident angle of each illumination light in the Y-axis direction is θ y 1, θ y 2, ... y n
And Furthermore, the angle of the desired diffracted light is indicated by an angle α with respect to the direction of the diffraction grating surface, and the component in the Y-axis direction is α y .

【0017】一方、平面状の基板の表面に微小な回折格
子からなる回折格子要素のドットをマトリクス状に複数
個配置し、当該ドットの集まりによって表現されるパタ
ーン(マルチドットパターン)を有する回折格子アレイ
を照明する装置において、まず、請求項11に係る発明
では、回折格子アレイを照明するための互いに色が異な
る照明光を発生する複数個の照明光源と、各照明光源か
らのそれぞれの照明光を、回折格子アレイにおける同一
の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ互いに異なっ
た角度で入射させるように走査する走査要素とを備えて
成る。
On the other hand, a plurality of dots of diffraction grating elements, which are minute diffraction gratings, are arranged in a matrix on the surface of a flat substrate, and a diffraction grating having a pattern (multi-dot pattern) expressed by a collection of the dots. In an apparatus for illuminating an array, first, in the invention according to claim 11, a plurality of illumination light sources for generating illumination light of different colors for illuminating a diffraction grating array, and respective illumination light from each illumination light source. With a scanning element for scanning the same diffraction grating element in the diffraction grating array so that the respective illumination lights are made to enter at different angles.

【0018】また、請求項12に係る発明では、回折格
子アレイを照明するための互いに色が異なる照明光を発
生する複数個の照明光源と、各照明光源と同数だけ配設
され、対応する照明光源からの照明光をそれぞれ変調す
る空間変調要素と、各空間変調要素と同数だけ配設さ
れ、対応する空間変調要素からの照明光を、回折格子ア
レイにおける同一の回折格子要素に、各照明光毎にそれ
ぞれ互いに異なった角度で入射させるように結像する結
像要素とを備えて成る。
According to the twelfth aspect of the invention, a plurality of illumination light sources for generating illumination light of different colors for illuminating the diffraction grating array, and the same number of illumination light sources are provided, and the corresponding illumination is provided. Spatial modulation elements that respectively modulate the illumination light from the light source, and the same number of spatial modulation elements as the illumination light from the corresponding spatial modulation elements are distributed to the same diffraction grating element in the diffraction grating array. And an image forming element that forms an image so that the light enters at different angles.

【0019】ここで、特に上記複数個の照明光源として
は、赤(R)、緑(G)、青(B)の色の照明光を発生
する3個の照明光源を用いるようにしている。
Here, in particular, as the plurality of illumination light sources, three illumination light sources that generate illumination light of red (R), green (G), and blue (B) colors are used.

【0020】また、上記回折格子要素としては、曲線を
平行移動することによって得られる回折格子を用いるよ
うにしている。
As the diffraction grating element, a diffraction grating obtained by moving a curve in parallel is used.

【0021】さらに、上記照明光源としては、発光ダイ
オード、半導体レーザー、レーザー、光ファイバーに導
かれた光、タングステンランプ、クリプトンランプ、導
波路に導かれた光、あるいはEL等、光を発するものを
用いるようにしている。
Further, as the illumination light source, a light emitting diode, a semiconductor laser, a laser, a light guided to an optical fiber, a tungsten lamp, a krypton lamp, a light guided to a waveguide, or an EL emitting light is used. I am trying.

【0022】また、上記走査要素としては、ガルバノミ
ラー、ポリゴンミラー等の回転ミラー、AO変向機のよ
うな音波を用いた要素のいずれかを用いるようにしてい
る。
As the scanning element, either a rotary mirror such as a galvano mirror or a polygon mirror, or an element using sound waves such as an AO deflector is used.

【0023】さらに、上記回折格子要素としては、回折
格子自体に再生パターン成分を持つ回折格子を用いるよ
うにしている。
Further, as the diffraction grating element, the diffraction grating itself has a reproduction pattern component.

【0024】[0024]

【作用】従って、本発明の回折格子アレイの照明方法お
よび照明装置においては、互いに色(波長)が異なる複
数の照明光を、回折格子アレイにおける同一の回折格子
要素に、必要に応じて各照明光毎にそれぞれ互いに異な
った角度で入射させて照明することにより、同一の回折
格子要素の領域を複数の色の光の回折に利用することが
可能となるため、より明るい再生パターンを生じさせる
ことができる。
Therefore, in the method and apparatus for illuminating a diffraction grating array according to the present invention, a plurality of illumination lights having different colors (wavelengths) are applied to the same diffraction grating element in the diffraction grating array as necessary. By illuminating each light by making it incident at different angles, it is possible to use the same diffraction grating element area for diffraction of light of multiple colors, thus producing a brighter reproduction pattern. You can

【0025】また、各再生する色毎に回折格子要素を分
離する必要がないため、一つの回折格子要素の大きさを
大きくすることが可能となるため、回折格子の作製を容
易に行なうことができ、さらに回折格子要素の大きさに
よる回折ボケの影響を少なくすることができる。
Further, since it is not necessary to separate the diffraction grating element for each color to be reproduced, it is possible to increase the size of one diffraction grating element, so that the diffraction grating can be easily manufactured. Moreover, the influence of diffraction blur due to the size of the diffraction grating element can be reduced.

【0026】一方、互いに色が異なる複数の照明光とし
て、赤(R)、緑(G)、青(B)の色の照明光を用い
ることにより、フルカラーの像を得ることもできる。
On the other hand, it is possible to obtain a full-color image by using illumination lights of red (R), green (G), and blue (B) as a plurality of illumination lights of different colors.

【0027】また、回折格子要素として、曲線を平行移
動することによって得られる回折格子を用いることによ
り、フルカラーの立体像を得ることができる。
A full-color stereoscopic image can be obtained by using a diffraction grating obtained by moving a curve in parallel as the diffraction grating element.

【0028】さらに、回折格子要素として、回折格子自
体に再生パターン成分を持つ回折格子を用いることによ
り、走査要素、あるいは空間変調要素や結像要素を用い
ることなく、互いに色が異なる複数の照明光を単純にそ
れぞれの角度で照明すればよくなる。
Furthermore, by using a diffraction grating having a reproduction pattern component in the diffraction grating itself as the diffraction grating element, a plurality of illumination lights having different colors can be used without using a scanning element, a spatial modulation element or an imaging element. Simply illuminate at different angles.

【0029】[0029]

【実施例】本発明は、互いに色(波長)が異なる複数の
照明光を用い、回折格子アレイにおける同一の回折格子
要素に、必要に応じて各照明光毎にそれぞれ互いに異な
った角度で入射させて照明することにより、同一の回折
格子要素の領域を複数の照明光の回折に利用して、より
明るい再生パターンを生じさせるようにするものであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention uses a plurality of illumination lights having different colors (wavelengths) and makes them incident on the same diffraction grating element in a diffraction grating array at different angles for each illumination light, as required. By illuminating the same diffraction grating element, the areas of the same diffraction grating element are utilized for diffraction of a plurality of illumination lights to generate a brighter reproduction pattern.

【0030】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention based on the above concept will be described below in detail with reference to the drawings.

【0031】(第1の実施例)図1は、本発明の第1の
実施例による回折格子アレイの照明装置の構成例を示す
全体斜視図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is an overall perspective view showing a structural example of an illumination device for a diffraction grating array according to a first embodiment of the present invention.

【0032】すなわち、本実施例の回折格子アレイの照
明装置は、図1に示すように、回折格子アレイ1を照明
するためのそれぞれ互いに色(波長)が異なる照明光
(図では、赤(R)、緑(G)、青(B)の色の照明光
(レーザー光))を発生する複数個(図では3個)の照
明光源21,22,23と、各照明光源31,32,3
3と同数だけ配設され、対応する照明光源31,32,
33からのそれぞれの照明光の光強度を高速に変調する
AO素子31,32,33と、各AO素子31,32,
33と同数だけ配設され、対応するAO素子31,3
2,33からのそれぞれの照明光を、回折格子アレイ1
における同一の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ
互いに異なった角度で入射させるように、すなわち後述
する(5)式の条件を満足させることによって、各照明
光の回折光の回折方向が等しくなるように走査する走査
要素である2軸のガルバノミラー41,42,43とか
ら構成している。
That is, as shown in FIG. 1, the illuminating device for the diffraction grating array of the present embodiment illuminates the diffraction grating array 1 with different illumination light (red (R) in the figure). ), Green (G), and blue (B) colors of illumination light (laser light)), and a plurality of (three in the figure) illumination light sources 21, 22, 23, and the respective illumination light sources 31, 32, 3.
The same number as that of the three illumination light sources 31, 32,
AO elements 31, 32, 33 for modulating the light intensity of each illumination light from 33 at high speed, and each AO element 31, 32,
The same number of AO elements 31 and 3 as the number of 33 are provided.
Each of the illumination light from the light source 2
In order to make the diffracted light of the illumination light have the same diffracting direction by making the illumination light incident on the same diffraction grating element in, respectively, at different angles, that is, by satisfying the condition of formula (5) described later. It is composed of two-axis galvanometer mirrors 41, 42, 43 which are scanning elements for scanning as described above.

【0033】ここで、回折格子アレイ1としては、図2
に平面図を示すように、平面状の基板の表面に、微小な
回折格子からなる回折格子要素のドットを画素としてマ
トリクス状に多数個配置し、このドットの集まりによっ
て表現されるパターン(マルチドットパターン)を有す
るものを用いる。
The diffraction grating array 1 shown in FIG.
As shown in the plan view, a large number of dots of a diffraction grating element composed of a minute diffraction grating are arranged in a matrix on the surface of a planar substrate, and a pattern (multidot Pattern) is used.

【0034】また、照明光源21,22,23として
は、例えば発光ダイオード、半導体レーザー、レーザ
ー、光ファイバーに導かれた光、タングステンランプ、
クリプトンランプ、導波路に導かれた光、あるいはEL
等、光を発するものを用いる。
The illumination light sources 21, 22 and 23 are, for example, light emitting diodes, semiconductor lasers, lasers, light guided to optical fibers, tungsten lamps,
Krypton lamp, light guided to waveguide, or EL
Etc. that emit light.

【0035】さらに、上記回折格子アレイ1の回折格子
要素としては、例えば図3に平面図を示すように、曲線
を一定のピッチdで平行移動することによって得られる
回折格子を用いる。
Further, as the diffraction grating element of the diffraction grating array 1, for example, as shown in the plan view of FIG. 3, a diffraction grating obtained by translating a curve at a constant pitch d is used.

【0036】次に、互いに色が異なる3つの照明光を、
回折格子アレイ1における同一の回折格子要素に、各照
明光毎にそれぞれ互いに異なった角度で入射させること
の根拠について述べる。
Next, three illumination lights having different colors are
The rationale for making the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 enter at different angles for each illumination light will be described.

【0037】まず、図4に概念図を示すように、回折格
子に角度θで照明光を入射した時、αの方向に回折光が
回折するための回折格子の形状は、次式で求めることが
できる。
First, as shown in the conceptual diagram of FIG. 4, when the illumination light is incident on the diffraction grating at an angle of θ, the shape of the diffraction grating for diffracting the diffracted light in the direction of α should be obtained by the following equation. You can

【0038】なお、照明光および回折光のX方向および
Y方向の成分をそれぞれθx 、θy、αx 、αy とし、
回折格子の形状は、図5に平面図を示すように定義す
る。
The components of the illumination light and the diffracted light in the X direction and the Y direction are θ x , θ y , α x and α y , respectively.
The shape of the diffraction grating is defined as shown in the plan view of FIG.

【0039】 dx =(sinθx −sinαx )/λ …(1) dy =(sinθy −sinαy )/λ …(2) d=(dx 2 +dy 2 1/2 …(3) tanΩ=dy /dx =(sinθy −sinαy ) /(sinθx −sinαx ) …(4) このように、ピッチdで、角度Ωに傾けた回折格子を用
いればよい。
[0039] d x = (sinθ x -sinα x ) / λ ... (1) d y = (sinθ y -sinα y) / λ ... (2) d = (d x 2 + d y 2) 1/2 ... ( 3) tanΩ = d y / d x = (sinθ y -sinα y) / (sinθ x -sinα x) ... (4) in this way, with a pitch d, it may be used a diffraction grating inclined at an angle Omega.

【0040】そこで、図6に概念図を示すように、互い
に色(波長)が異なる複数の照明光をそれぞれ互いに異
なった角度で、回折格子アレイ1の回折格子要素に入射
した時、各照明光の回折光の方向が一定になる場合の条
件は、次のようになる。
Therefore, as shown in the conceptual diagram of FIG. 6, when a plurality of illumination lights having different colors (wavelengths) are incident on the diffraction grating elements of the diffraction grating array 1 at different angles, the respective illumination lights are emitted. The conditions for the case where the direction of the diffracted light is constant are as follows.

【0041】すなわち、3つの照明光の波長をそれぞれ
λ1、λ2、λ3とすると、上記(2)式より、 dy =(sinθy 1−sinαy )/λ1 dy =(sinθy 2−sinαy )/λ2 dy =(sinθy 3−sinαy )/λ3 よって、 (sinθy 1−sinαy )/λ1 =(sinθy 2−sinαy )/λ2 (sinθy 1−sinαy )/λ1 =(sinθy 3−sinαy )/λ3 (sinθy 1−sinαy )/λ1 =(sinθy 4−sinαy )/λ4 : : (sinθy 1−sinαy )/λ1 =(sinθy n−sinαy )/λn …(5) 但し、照明光の数をn、各照明光の波長をλ1、λ2、
…λnとする。また、回折格子面の方線に対する照明光
の入射角度をθ、θのY軸方向の成分をθy 、各照明光
の入射角度Y軸方向の成分をθy 1、θy 2、…θy
とする。さらに、所望の回折光の角度を回折格子面の方
線に対する角度αで示し、そのY軸方向の成分をαy
する。
That is, assuming that the wavelengths of the three illumination lights are λ1, λ2, and λ3, respectively, d y = (sin θ y 1-sin α y ) / λ 1 d y = (sin θ y 2-sin α) y) / λ2 d y = ( sinθ y 3-sinα y) / λ3 Therefore, (sinθ y 1-sinα y ) / λ1 = (sinθ y 2-sinα y) / λ2 (sinθ y 1-sinα y) / λ1 = (sinθ y 3-sinα y ) / λ3 (sinθ y 1-sinα y) / λ1 = (sinθ y 4-sinα y) / λ4:: (sinθ y 1-sinα y) / λ1 = (sinθ y n- sin α y ) / λn (5) where n is the number of illumination lights and λ 1, λ 2 are the wavelengths of each illumination light,
... Let λn. Further, the incident angle of the illumination light with respect to the direction of the diffraction grating surface is θ, the component of θ in the Y-axis direction is θ y , and the incident angle of each illumination light in the Y-axis direction is θ y 1, θ y 2, ... y n
And Furthermore, the angle of the desired diffracted light is indicated by an angle α with respect to the direction of the diffraction grating surface, and the component in the Y-axis direction is α y .

【0042】以上から、互いに色(波長)が異なるn個
の照明光を入射させる場合には、各照明光の波長λ1、
λ2、…λnに対する入射角度θは、上記(5)式を満
足するθy 1、θy 2、θy 3の角度とすればよい。
From the above, when n pieces of illumination light having different colors (wavelengths) are made to enter, wavelengths λ1 of the respective illumination lights,
The incident angle θ with respect to λ2, ..., λn may be the angles θ y 1, θ y 2, and θ y 3 that satisfy the equation (5).

【0043】このように、同一の回折格子要素に、異な
る色(波長)の複数の照明光を入射させた時、上記
(5)式の条件を満足させることによって、同一の方向
に回折光を回折させることができる。
As described above, when a plurality of illumination light beams of different colors (wavelengths) are incident on the same diffraction grating element, the diffracted light beams are emitted in the same direction by satisfying the condition of the above expression (5). Can be diffracted.

【0044】次に、以上のように構成した本実施例の回
折格子アレイの照明装置において、各照明光源31,3
2,33からのそれぞれ互いに色(波長)が異なる照明
光、つまり赤(R)、緑(G)、青(B)の色の照明光
は、AO素子31,32,33によって、その光強度が
高速に変調される。そして、この変調されたそれぞれの
照明光は、2軸のガルバノミラー41,42,43によ
ってそれぞれスキャンされ、回折格子アレイ1における
同一の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ互いに異
なった角度で、すなわち上記(5)式を満足させるべ
く、各照明光の回折光の回折方向が等しくなるようにそ
れぞれ入射される。
Next, in the illuminating device of the diffraction grating array of the present embodiment having the above-mentioned configuration, each illuminating light source 31, 3
The illumination lights of different colors (wavelengths) from 2 and 33, that is, the illumination lights of the colors of red (R), green (G), and blue (B), are emitted by the AO elements 31, 32, and 33. Is modulated at high speed. The modulated illumination lights are scanned by the biaxial galvanometer mirrors 41, 42 and 43, and the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 is scanned at different angles for each illumination light. That is, in order to satisfy the above formula (5), the illumination lights are made incident so that the diffraction directions of the diffracted lights of the illumination lights are equal to each other.

【0045】これにより、回折格子アレイ1における同
一の回折格子要素の領域が複数の色の光の回折に利用さ
れることにより、より明るい再生パターンを生じさせる
ことができる。
As a result, a region of the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 is used for diffracting light of a plurality of colors, so that a brighter reproduction pattern can be generated.

【0046】また、各再生する色毎に回折格子要素を分
離する必要がないため、一つの回折格子要素の大きさを
大きくすることができることにより、回折格子の作製を
容易に行なうことができ、さらに回折格子要素の大きさ
による回折ボケの影響を少なくすることができる。
Further, since it is not necessary to separate the diffraction grating element for each color to be reproduced, the size of one diffraction grating element can be increased, so that the diffraction grating can be easily manufactured. Further, the influence of diffraction blur due to the size of the diffraction grating element can be reduced.

【0047】さらに、互いに色が異なる複数の照明光と
して、赤(R)、緑(G)、青(B)の色の照明光を用
いることにより、フルカラーの像を得ることができる。
Further, by using illumination lights of red (R), green (G), and blue (B) colors as a plurality of illumination lights of different colors, a full-color image can be obtained.

【0048】さらにまた、回折格子要素として、曲線を
平行移動することによって得られる回折格子を用いるこ
とにより、フルカラーの立体像を得ることができる。
Furthermore, a full-color stereoscopic image can be obtained by using, as the diffraction grating element, a diffraction grating obtained by moving a curve in parallel.

【0049】上述したように、本実施例の回折格子アレ
イの照明装置は、回折格子アレイ1を照明するためのそ
れぞれ互いに色(波長)が異なる照明光(赤(R)、緑
(G)、青(B)の色の照明光)を発生する3個の照明
光源21,22,23と、各照明光源31,32,33
と同数だけ配設され、対応する照明光源31,32,3
3からのそれぞれの照明光の光強度を高速に変調するA
O素子31,32,33と、各AO素子31,32,3
3と同数だけ配設され、対応するAO素子31,32,
33からのそれぞれの照明光を、回折格子アレイ1にお
ける同一の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ互い
に異なった角度で((5)式の条件を満足させるよう
に)入射させることによって、各照明光の回折光の回折
方向が等しくなるように走査する走査要素である2軸の
ガルバノミラー41,42,43とから構成し、互いに
色が異なる3つの照明光(赤(R)、緑(G)、青
(B)の色の照明光)を、回折格子アレイ1における同
一の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ互いに異な
った角度で入射させて照明するようにしたものである。
As described above, the illuminating device for the diffraction grating array of the present embodiment illuminates the diffraction grating array 1 with illumination lights (red (R), green (G), and colors (wavelengths) different from each other. Three illumination light sources 21, 22, 23 that generate blue (B) illumination light, and the respective illumination light sources 31, 32, 33
And the corresponding illumination light sources 31, 32, 3
A that modulates the light intensity of each illumination light from 3 at high speed
O element 31, 32, 33 and each AO element 31, 32, 3
The same number as that of the three AO elements 31, 32,
By making the respective illumination lights from 33 incident on the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 at different angles for each illumination light (so as to satisfy the condition of the expression (5)), Three illumination lights (red (R) and green) each having a different color from each other are configured by a biaxial galvano-mirror 41, 42, 43 which is a scanning element that scans so that the diffraction directions of the diffracted lights of the respective illumination lights become equal. Illumination light of colors (G) and blue (B) is incident on the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 at different angles for each illumination light to illuminate. .

【0050】従って、回折格子アレイ1における同一の
回折格子要素の領域を、3つの色の光の回折に利用する
ことができるため、より明るい再生パターンを生じさせ
ることが可能となる。
Therefore, since the regions of the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 can be utilized for diffraction of light of three colors, it is possible to generate a brighter reproduction pattern.

【0051】また、各再生する色毎に回折格子要素を分
離する必要がないため、一つの回折格子要素の大きさを
大きくすることができるため、回折格子の作製を容易に
行なうことが可能となり、さらに回折格子要素の大きさ
による回折ボケの影響を少なくすることが可能となる。
Further, since it is not necessary to separate the diffraction grating element for each color to be reproduced, the size of one diffraction grating element can be increased, so that the diffraction grating can be easily manufactured. Moreover, it is possible to reduce the influence of diffraction blur caused by the size of the diffraction grating element.

【0052】さらに、互いに色が異なる3つの照明光と
して、赤(R)、緑(G)、青(B)の色の照明光を用
いることにより、フルカラーの像を得ることも可能とな
る。
Furthermore, it is possible to obtain a full-color image by using illumination lights of red (R), green (G), and blue (B) as three illumination lights of different colors.

【0053】さらにまた、回折格子要素として、曲線を
平行移動することによって得られる回折格子を用いてい
るため、フルカラーの立体像を得ることが可能となる。
Furthermore, since a diffraction grating obtained by moving a curve in parallel is used as the diffraction grating element, it is possible to obtain a full-color stereoscopic image.

【0054】また、照明光源21,22,23として、
発光ダイオードや半導体レーザー、光ファイバー等の小
形で安価な照明光源を用いているため、照明装置自体の
小形化、ならびに安価化を図ることが可能となり、さら
に消費電力が少なく、かつ発熱の少ない照明装置を得る
ことが可能となる。
As the illumination light sources 21, 22, 23,
Since a small and inexpensive illumination light source such as a light emitting diode, a semiconductor laser, and an optical fiber is used, it is possible to reduce the size and cost of the illumination device itself, and further consume less power and generate less heat. Can be obtained.

【0055】(第2の実施例)上記第1の実施例では、
3個の照明光源21,22,23からの互いに色が異な
る照明光を、2軸のガルバノミラー41,42,43で
スキャンする場合について説明したが、これに限らず、
複数の空間変調素子を互いに色が異なる照明光で照明
し、これを結像要素で回折格子アレイ1上に結像するよ
うにすることも可能である。
(Second Embodiment) In the first embodiment,
The case where the illumination lights of different colors from the three illumination light sources 21, 22, 23 are scanned by the biaxial galvano mirrors 41, 42, 43 has been described, but the invention is not limited to this.
It is also possible to illuminate a plurality of spatial modulation elements with illumination lights of different colors and to form an image on the diffraction grating array 1 with the imaging element.

【0056】図7は、この種の本発明の第2の実施例に
よる回折格子アレイの照明装置の構成例を示す全体斜視
図であり、図1と同一要素には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
FIG. 7 is an overall perspective view showing an example of the construction of an illumination device for a diffraction grating array according to the second embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. Description is omitted, and only different parts will be described here.

【0057】すなわち、本実施例の回折格子アレイの照
明装置は、図7に示すように、図1におけるAO素子3
1,32,33、およびガルバノミラー41,42,4
3を省略し、これらに代えて、各照明光源21,22,
23と同数だけ配設され、対応する照明光源21,2
2,23からの照明光をそれぞれ変調する空間変調要素
51,52,53と、各空間変調要素51,52,53
と同数だけ配設され、対応する空間変調要素51,5
2,53からの照明光を、回折格子アレイ1における同
一の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ互いに異な
った角度で入射させるように、すなわち上記(5)式の
条件を満足させることによって、各照明光の回折光の回
折方向が等しくなるように結像する結像レンズ61,6
2,63とを設けた構成としている。
That is, as shown in FIG. 7, the illumination device for the diffraction grating array of the present embodiment has the AO element 3 shown in FIG.
1, 32, 33 and galvanometer mirrors 41, 42, 4
3 are omitted, and instead of these, the respective illumination light sources 21, 22,
The same number as 23 is provided, and the corresponding illumination light sources 21, 2
Spatial modulation elements 51, 52, 53 for respectively modulating the illumination light from 2, 23, and spatial modulation elements 51, 52, 53
And the corresponding spatial modulation elements 51, 5 are arranged in the same number as
By making the illumination light from 2, 53 incident on the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 at different angles for each illumination light, that is, by satisfying the condition of the above equation (5). , Imaging lenses 61 and 6 which form an image so that the diffraction directions of the diffracted lights of the respective illumination lights are the same.
2, 63 are provided.

【0058】次に、以上のように構成した本実施例の回
折格子アレイの照明装置において、各照明光源31,3
2,33からのそれぞれ互いに色(波長)が異なる照明
光、つまり赤(R)、緑(G)、青(B)の色の照明光
は、空間変調要素51,52,53によって変調され
る。そして、この変調されたそれぞれの照明光は、結像
レンズ61,62,63によって、回折格子アレイ1に
おける同一の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ互
いに異なった角度で、すなわち上記(5)式を満足させ
るべく、各照明光の回折光の回折方向が等しくなるよう
にそれぞれ結像して入射される。
Next, in the illuminating device of the diffraction grating array of the present embodiment having the above-mentioned configuration, the respective illuminating light sources 31, 3 are
Illumination lights of different colors (wavelengths) from 2 and 33, that is, illumination lights of red (R), green (G), and blue (B) colors are modulated by the spatial modulation elements 51, 52, and 53. . Then, each of the modulated illumination lights is directed to the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 by the imaging lenses 61, 62 and 63 at different angles for each illumination light, that is, (5) In order to satisfy the equation, the diffracted lights of the illumination lights are imaged and made incident so that the diffraction directions of the diffracted lights are the same.

【0059】これにより、回折格子アレイ1における同
一の回折格子要素の領域が複数の色の光の回折に利用さ
れることにより、より明るい再生パターンを生じさせる
ことができる。
As a result, a region of the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 is used for diffracting light of a plurality of colors, so that a brighter reproduction pattern can be generated.

【0060】なお、これ以外の作用については、上記第
1の実施例の場合と同様である。
The operation other than this is the same as in the case of the first embodiment.

【0061】上述したように、本実施例の回折格子アレ
イの照明装置は、回折格子アレイ1を照明するためのそ
れぞれ互いに色(波長)が異なる照明光(赤(R)、緑
(G)、青(B)の色の照明光)を発生する3個の照明
光源21,22,23と、各照明光源21,22,23
と同数だけ配設され、対応する照明光源21,22,2
3からの照明光をそれぞれ変調する空間変調要素51,
52,53と、各空間変調要素51,52,53と同数
だけ配設され、対応する空間変調要素51,52,53
からの照明光を、回折格子アレイ1における同一の回折
格子要素に、各照明光毎にそれぞれ互いに異なった角度
で((5)式の条件を満足させるように)入射させるこ
とによって、各照明光の回折光の回折方向が等しくなる
ように結像する結像レンズ61,62,63とから構成
し、互いに色が異なる3つの照明光(赤(R)、緑
(G)、青(B)の色の照明光)を、回折格子アレイ1
における同一の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ
互いに異なった角度で入射させて照明するようにしたも
のである。
As described above, the illuminating device for the diffraction grating array of the present embodiment illuminates the diffraction grating array 1 with illumination light (red (R), green (G), respectively) having different colors (wavelengths). Three illumination light sources 21, 22, 23 that generate blue (B) illumination light and each illumination light source 21, 22, 23
And the corresponding illumination light sources 21, 22, 2
Spatial modulation element 51 for respectively modulating the illumination light from 3,
52 and 53, and the same number of spatial modulation elements 51, 52 and 53 are arranged, and the corresponding spatial modulation elements 51, 52 and 53 are provided.
The illuminating light from the illuminating light is incident on the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 at different angles for each illuminating light (so as to satisfy the condition of the expression (5)). Of the three illumination lights (red (R), green (G), and blue (B)) having different colors from each other. Illumination light) of the diffraction grating array 1
In the same diffraction grating element in, the respective illumination lights are made incident at different angles and illuminated.

【0062】従って、回折格子アレイ1における同一の
回折格子要素の領域を、3つの色の光の回折に利用する
ことができるため、より明るい再生パターンを生じさせ
ることが可能となる。
Therefore, since the regions of the same diffraction grating element in the diffraction grating array 1 can be utilized for diffraction of light of three colors, it is possible to generate a brighter reproduction pattern.

【0063】また、上記第1の実施例の場合と同様に、
各再生する色毎に回折格子要素を分離する必要がないた
め、一つの回折格子要素の大きさを大きくすることがで
きるため、回折格子の作製を容易に行なうことが可能と
なり、さらに回折格子要素の大きさによる回折ボケの影
響を少なくすることが可能となる。
Further, as in the case of the first embodiment,
Since it is not necessary to separate the diffraction grating element for each color to be reproduced, it is possible to increase the size of one diffraction grating element, which makes it possible to easily manufacture the diffraction grating and further It is possible to reduce the influence of diffraction blur due to the size of the.

【0064】さらに、互いに色が異なる3つの照明光と
して、赤(R)、緑(G)、青(B)の色の照明光を用
いることにより、フルカラーの像を得ることも可能とな
る。
Furthermore, it is possible to obtain a full-color image by using illumination lights of red (R), green (G), and blue (B) colors as the three illumination lights of different colors.

【0065】さらにまた、回折格子要素として、曲線を
平行移動することによって得られる回折格子を用いてい
るため、フルカラーの立体像を得ることが可能となる。
Furthermore, since a diffraction grating obtained by moving a curve in parallel is used as the diffraction grating element, it is possible to obtain a full-color stereoscopic image.

【0066】また、照明光源21,22,23として、
発光ダイオードや半導体レーザー、光ファイバー等の小
形で安価な照明光源を用いているため、照明装置自体の
小形化、ならびに安価化を図ることが可能となり、さら
に消費電力が少なく、かつ発熱の少ない照明装置を得る
ことが可能となる。
As the illumination light sources 21, 22, 23,
Since a small and inexpensive illumination light source such as a light emitting diode, a semiconductor laser, and an optical fiber is used, it is possible to reduce the size and cost of the illumination device itself, and further consume less power and generate less heat. Can be obtained.

【0067】(第3の実施例)上記各実施例において、
回折格子アレイ1における回折格子要素として、回折格
子自体に再生パターン成分を持つ回折格子を用いる場合
には、前述のような走査要素、あるいは空間変調要素や
結像要素を用いることなく、互いに色が異なる複数の照
明光を単純にそれぞれの異なった角度で照明するように
することも可能である。
(Third Embodiment) In each of the above embodiments,
When a diffraction grating having a reproduction pattern component in the diffraction grating itself is used as the diffraction grating element in the diffraction grating array 1, it is possible to make the colors mutually different without using the scanning element, the spatial modulation element or the imaging element as described above. It is also possible to simply illuminate different illumination lights at different angles.

【0068】図8は、この種の本発明の第3の実施例に
よる回折格子アレイの照明装置の構成例を示す全体斜視
図であり、図1および図7と同一要素には同一符号を付
してその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。
FIG. 8 is an overall perspective view showing an example of the construction of a diffraction grating array illuminating device according to the third embodiment of the present invention. The same elements as those in FIGS. 1 and 7 are designated by the same reference numerals. The description thereof will be omitted, and only different parts will be described here.

【0069】すなわち、本実施例の回折格子アレイの照
明装置は、図8に示すように、図1および図7における
AO素子31,32,33、ガルバノミラー41,4
2,43、および空間変調要素51,52,53、結像
レンズ61,62,63を省略し、互いに色(波長)が
異なる照明光(赤(R)、緑(G)、青(B)の色の照
明光)を発生する3個の照明光源21,22,23から
の照明光を、上記(5)式の条件を満足させるようなそ
れぞれの異なった角度で、回折格子アレイ1に入射させ
て照明する構成としている。
That is, as shown in FIG. 8, the illuminating device for the diffraction grating array of this embodiment has the AO elements 31, 32, 33 and the galvano mirrors 41, 4 shown in FIGS. 1 and 7.
2, 43, the spatial modulation elements 51, 52, 53 and the imaging lenses 61, 62, 63 are omitted, and illumination lights (red (R), green (G), blue (B) having different colors (wavelengths) from each other are omitted. The illumination lights from the three illumination light sources 21, 22, and 23 that generate the illumination light of the color are incident on the diffraction grating array 1 at different angles so as to satisfy the condition of the expression (5). It is configured to illuminate.

【0070】以上のように構成した本実施例の回折格子
アレイの照明装置においても、上記各実施例の場合と同
様の作用・効果を得ることができる。
Also in the illumination device of the diffraction grating array of the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain the same operation and effect as in the case of each of the above embodiments.

【0071】尚、本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、次のようにしても同様に実施できるもので
ある。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be implemented in the same manner as described below.

【0072】(a)上記各実施例においては、走査要素
として、ガルバノミラーを用いる場合について説明した
が、何らこれに限定されるものではなく、走査要素とし
て、例えばポリゴンミラー等の回転ミラーや、AO変向
機のような音波を用いるもの等、その他の方法を用いる
ようにしてもよい。
(A) In each of the above-described embodiments, the case where a galvano mirror is used as a scanning element has been described, but the present invention is not limited to this, and a scanning element such as a rotating mirror such as a polygon mirror or Other methods such as a method using sound waves such as an AO deflector may be used.

【0073】このような方法を用いることによっても、
一つの回折格子要素で複数の色(波長)の光を回折させ
ることができ、極めて明るい再生パターンを得ることが
可能となる。
By using such a method,
Light of a plurality of colors (wavelengths) can be diffracted by one diffraction grating element, and an extremely bright reproduction pattern can be obtained.

【0074】(b)上記各実施例においては、複数個の
照明光源としては、赤(R)、緑(G)、青(B)の色
の照明光を発生する3個の照明光源を用いる場合につい
て説明したが、何らこれに限定されるものではなく、互
いに色が異なる照明光を発生する2個、あるいは4個以
上の複数個の照明光源を用いるようにしてもよい。
(B) In each of the above embodiments, as the plurality of illumination light sources, three illumination light sources which generate illumination light of red (R), green (G) and blue (B) colors are used. Although the case has been described, the present invention is not limited to this, and two or four or more illumination light sources that generate illumination lights having different colors may be used.

【0075】(c)上記各実施例においては、回折格子
アレイ1の回折格子要素として、曲線を平行移動するこ
とによって得られる回折格子を用いる場合について説明
したが、何らこれに限定されるものではなく、その他の
形状(パターン)の回折格子を用いるようにしてもよ
い。
(C) In each of the above embodiments, the case where the diffraction grating obtained by moving the curve in parallel is used as the diffraction grating element of the diffraction grating array 1 has been described, but the present invention is not limited to this. Instead, a diffraction grating having another shape (pattern) may be used.

【0076】(d)上記各実施例においては、照明光源
としては、発光ダイオード、半導体レーザー、レーザ
ー、光ファイバーに導かれた光、タングステンランプ、
クリプトンランプ、導波路に導かれた光、あるいはEL
のいずれかを用いる場合について説明したが、何らこれ
に限定されるものではなく、光を発するその他の光源を
用いるようにしてもよい。
(D) In each of the above embodiments, the illumination light source is a light emitting diode, a semiconductor laser, a laser, light guided to an optical fiber, a tungsten lamp,
Krypton lamp, light guided to waveguide, or EL
However, the present invention is not limited to this, and other light sources that emit light may be used.

【0077】(e)上記第1の実施例において、AO素
子31,32,33は、本発明に必要不可欠な要素では
なく、必要に応じて備えればよいものである。
(E) In the first embodiment, the AO elements 31, 32, 33 are not essential elements for the present invention, but may be provided as needed.

【0078】(f)上記各実施例においては、回折格子
を有するマルチドットパターンによって様々なディスプ
レイ効果をもたらすものに本発明を適用する場合につい
て説明したが、何らこれに限定されるものではなく、メ
モリー、光学素子等のその他のものについても、本発明
を同様に適用して前述の場合と同様の効果を得ることが
可能である。
(F) In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the one that brings various display effects by the multi-dot pattern having the diffraction grating has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention can be similarly applied to other devices such as a memory and an optical element to obtain the same effects as those described above.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、平
面状の基板の表面に微小な回折格子からなる回折格子要
素のドットをマトリクス状に複数個配置し、当該ドット
の集まりによって表現されるパターン(マルチドットパ
ターン)を有する回折格子アレイを照明する方法および
装置において、回折格子アレイを照明するための互いに
色が異なる照明光を発生する複数個の照明光源と、各照
明光源からのそれぞれの照明光を、回折格子アレイにお
ける同一の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ互い
に異なった角度で入射させるように走査する走査要素と
を備えるか、または回折格子アレイを照明するための互
いに色が異なる照明光を発生する複数個の照明光源と、
各照明光源と同数だけ配設され、対応する照明光源から
の照明光をそれぞれ変調する空間変調要素と、各空間変
調要素と同数だけ配設され、対応する空間変調要素から
の照明光を、回折格子アレイにおける同一の回折格子要
素に、各照明光毎にそれぞれ互いに異なった角度で入射
させるように結像する結像要素とを備え、互いに色が異
なる複数の照明光を、回折格子アレイにおける同一の回
折格子要素に、(必要に応じて各照明光毎にそれぞれ互
いに異なった角度で)入射させて照明するようにしたの
で、回折格子の作製を容易に行ないつつ、より明るい再
生パターンを得ることが可能な回折格子アレイの照明方
法および照明装置が提供できる。
As described above, according to the present invention, a plurality of dots of a diffraction grating element composed of a minute diffraction grating are arranged in a matrix on the surface of a flat substrate, and the dots are expressed by a collection of the dots. In a method and apparatus for illuminating a diffraction grating array having a pattern (multi-dot pattern), a plurality of illumination light sources for generating illumination light of different colors for illuminating the diffraction grating array, Or a scanning element that scans the same diffraction grating element in the diffraction grating array so as to be incident at different angles for each illumination light, or to scan the diffraction grating array with each other. A plurality of illumination light sources that generate illumination light of different colors,
The same number of light sources as the illumination light sources are arranged to modulate the illumination light from the corresponding light sources, and the same number as each of the spatial modulation elements are arranged to diffract the illumination light from the corresponding space modulation elements. The same diffraction grating element in the grating array is provided with an imaging element that forms an image so that each illumination light enters at different angles, and a plurality of illumination lights having different colors are provided in the same diffraction grating array. Since the diffraction grating element is illuminated by being incident on the diffraction grating element (at different angles for each illumination light as needed), it is possible to easily manufacture the diffraction grating and obtain a brighter reproduction pattern. It is possible to provide a method and an apparatus for illuminating a diffraction grating array capable of performing the above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による回折格子アレイの照明装置の第1
の実施例を示す全体斜視図。
FIG. 1 is a first illuminator for a diffraction grating array according to the present invention.
FIG.

【図2】同実施例における回折格子アレイの構成例を示
す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of a diffraction grating array in the example.

【図3】同回折格子アレイの回折格子要素の一例を示す
平面図。
FIG. 3 is a plan view showing an example of a diffraction grating element of the diffraction grating array.

【図4】同回折格子アレイにおける同一の回折格子要素
に互いに色が異なる複数の照明光を各照明光毎にそれぞ
れ互いに異なった角度で入射させることの根拠を説明す
るための概念図。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the basis for making a plurality of illumination lights having different colors incident on the same diffraction grating element in the same diffraction grating array at different angles for each illumination light.

【図5】回折格子の形状の一例を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing an example of the shape of a diffraction grating.

【図6】同回折格子アレイにおける同一の回折格子要素
に互いに色が異なる複数の照明光を各照明光毎にそれぞ
れ互いに異なった角度で入射させることの根拠を説明す
るための概念図。
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the grounds for making a plurality of illumination lights of different colors incident on the same diffraction grating element in the same diffraction grating array at different angles.

【図7】本発明による回折格子アレイの照明装置の第2
の実施例を示す全体斜視図。
FIG. 7 is a second illuminating device for a diffraction grating array according to the present invention.
FIG.

【図8】本発明による回折格子アレイの照明装置の第3
の実施例を示す全体斜視図。
FIG. 8 is a third illumination device for a diffraction grating array according to the present invention.
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…回折格子アレイ、21,22,23…照明光源、3
1,32,33…AO素子、41,42,43…ガルバ
ノミラー、51,52,53…空間変調要素、61,6
2,63…結像レンズ、71,72,73…照明光源。
1 ... Diffraction grating array, 21, 22, 23 ... Illumination light source, 3
1, 32, 33 ... AO element, 41, 42, 43 ... Galvano mirror, 51, 52, 53 ... Spatial modulation element, 61, 6
2, 63 ... Imaging lens, 71, 72, 73 ... Illumination light source.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03H 1/00 - 1/30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03H 1/00-1/30

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 平面状の基板の表面に微小な回折格子か
らなる回折格子要素のドットをマトリクス状に複数個配
置し、当該ドットの集まりによって表現されるパターン
(マルチドットパターン)を有する回折格子アレイを照
明する方法において、互いに色が異なる複数の照明光
を、前記回折格子アレイにおける同一の回折格子要素
に、各照明光毎にそれぞれ互いに異なった角度で 入射
させて照明するようにしたことを特徴とする回折格子ア
レイの照明方法。
1. A fine diffraction grating is provided on the surface of a flat substrate.
Diffraction grating element dots consisting of
Placed, the pattern represented by the set of dots
Illuminate a diffraction grating array with (multi-dot pattern)
Illumination light with different colors
The same diffraction grating element in the diffraction grating array
At different angles for each illumination light incident
The diffraction grating array is characterized in that it is made to illuminate.
Ray lighting method.
【請求項2】 前記請求項1に記載の回折格子アレイの
照明方法において、互いに色が異なる複数の照明光を空
間変調要素で変調し、結像要素によってそれぞれ互いに
異なった角度で 入射させるようにしたことを特徴とす
る回折格子アレイの照明方法。
2. The diffraction grating array according to claim 1.
Depending on the lighting method, multiple illumination lights with different colors are
Are modulated by the intermodulation elements, and the imaging elements modulate each other.
At different angles It is characterized by making it incident
Method for illuminating a diffraction grating array.
【請求項3】 前記請求項1に記載の回折格子アレイの
照明方法において、互いに色が異なる複数の照明光を走
査要素で走査し、各照明光の照明光源の位置を下記式を
満足させるように変化させて、それぞれ互いに異なった
角度で 入射させるようにしたことを特徴とする回折格
子アレイの照明方法。 但し、照明光の数をn、各照明光の波長をλ1、λ2、
…λnとする。また、回折格子面の方線に対する照明光
の入射角度をθ、θのY軸方向の成分をθ y 、各照明光
の入射角度Y軸方向の成分をθ y 1、θ y 2、…θ y
とする。さらに、所望の回折光の角度を回折格子面の方
線に対する角度αで示し、そのY軸方向の成分をα y
する。
3. A diffraction grating array according to claim 1,
Depending on the lighting method, run multiple illumination lights of different colors.
Scan the position of the illumination light source of each illumination light by
Change to satisfy, each different
At an angle Diffraction case characterized by being made incident
Illumination method of child array. However, the number of illumination light is n, the wavelength of each illumination light is λ1, λ2,
... Let λn. Also, the illumination light for the direction of the diffraction grating surface
The incident angle of θ, the component of θ in the Y-axis direction is θ y , and each illumination light
The incident angle component of the Y-axis direction is θ y 1, θ y 2, ... θ y n
And Furthermore, set the angle of the desired diffracted light to the direction of the diffraction grating surface.
It is shown at an angle alpha with respect to the line, and the Y-axis direction component alpha y
To do.
【請求項4】 前記請求項1に記載の回折格子アレイの
照明方法において、前記互いに色が異なる複数の照明光
としては、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の光を
用いるようにしたことを特徴とする回折格子アレイの照
明方法。
4. The diffraction grating array according to claim 1.
In the illumination method, the plurality of illumination lights having different colors from each other
As for, three colors of light of red (R), green (G), and blue (B)
Illumination of a diffraction grating array characterized by being used
Ming method.
【請求項5】 前記請求項1に記載の回折格子アレイの
照明方法において、前記回折格子要素としては、曲線を
平行移動することによって得られる回折格子を用いるよ
うにしたことを特徴とする回折格子アレイの照明方法。
5. The diffraction grating array according to claim 1,
In the illumination method, a curved line is used as the diffraction grating element.
I will use the diffraction grating obtained by translating
A method of illuminating a diffraction grating array, characterized in that
【請求項6】 前記請求項1に記載の回折格子アレイの
照明方法において、前記照明光源としては、発光ダイオ
ード、半導体レーザー、レーザー、光ファイバーに導か
れた光、タングステンランプ、クリプトンランプ、導波
路に導かれた光、あるいはELのいずれかを用いるよう
にしたことを特徴とする回折格子アレイの照明方法。
6. The diffraction grating array according to claim 1.
In the illumination method, the illumination light source is a light emitting diode.
Guide to laser, semiconductor laser, laser, optical fiber
Light, tungsten lamp, krypton lamp, waveguide
Use either light guided into the road or EL
A method of illuminating a diffraction grating array, characterized in that
【請求項7】 前記請求項3に記載の回折格子アレイの
照明方法において、前記走査要素としては、ガルバノミ
ラー、ポリゴンミラー等の回転ミラー、AO変向機のよ
うな音波を用いた要素のいずれかを用いるようにしたこ
とを特徴とする回折格子アレイの照明方法。
7. The diffraction grating array according to claim 3,
In the illumination method, the scanning element is a galvanometer.
Mirrors, rotating mirrors such as polygon mirrors, and AO turning machines.
One of the elements using the sound wave is used.
And a method of illuminating a diffraction grating array.
【請求項8】 前記請求項1に記載の回折格子アレイの
照明方法において、前記回折格子要素としては、回折格
子自体に再生パターン成分を持つ回折格子を用いるよう
にしたことを特徴とする回折格子アレイの照明方法。
8. A diffraction grating array according to claim 1,
In the illumination method, the diffraction grating element is a diffraction grating
Use a diffraction grating with a reproduction pattern component on the child itself
A method of illuminating a diffraction grating array, characterized in that
【請求項9】 平面状の基板の表面に微小な回折格子か
らなる回折格子要素のドットをマトリクス状に複数個配
置し、当該ドットの集まりによって表現されるパターン
(マルチドットパターン)を有する回折格子アレイを照
明する装置において、前記回折格子アレイを照明するた
めの互いに色が異なる照明光を発生する複数個の照明光
源と、前記各照明光源からのそれぞれの照明光を、前記
回折格子アレイにおける同一の回折格子要素に、各照明
光毎にそれぞれ互いに異なった角度で 入射させるよう
に走査する走査要素と、を備えて成ることを特徴とする
回折格子アレイの照明装置。
9. A fine diffraction grating is provided on the surface of a flat substrate.
Diffraction grating element dots consisting of
Placed, the pattern represented by the set of dots
Illuminate a diffraction grating array with (multi-dot pattern)
In the illuminating device, the diffraction grating array is illuminated.
Illumination lights that generate different illumination colors
Source and respective illumination light from each of the illumination light sources,
Each illumination on the same grating element in the grating array
At different angles for each light To make it incident
A scanning element for scanning to
Illumination device for diffraction grating array.
【請求項10】 平面状の基板の表面に微小な回折格子
からなる回折格子要素のドットをマトリクス状に複数個
配置し、当該ドットの集まりによって表現されるパター
ン(マ ルチドットパターン)を有する回折格子アレイを
照明する装置において、前記回折格子アレイを照明する
ための互いに色が異なる照明光を発生する複数個の照明
光源と、前記各照明光源と同数だけ配設され、対応する
照明光源からの照明光をそれぞれ変調する空間変調要素
と、前記各空間変調要素と同数だけ配設され、対応する
空間変調要素からの照明光を、前記回折格子アレイにお
ける同一の回折格子要素に、各照明光毎にそれぞれ互い
に異なった角度で 入射させるように結像する結像要素
と、を備えて成ることを特徴とする回折格子アレイの照
明装置。
10. A minute diffraction grating on the surface of a flat substrate
Multiple dots of the diffraction grating element consisting of
Putters that are placed and represented by a collection of the dots
Down the diffraction grating array having a (multi dot pattern)
Illuminating the diffraction grating array in an illuminating device
Lighting for generating illumination light of different colors for
The same number of light sources and the respective illumination light sources are provided and correspond.
Spatial modulation element that individually modulates the illumination light from the illumination light source
And the same number as each of the spatial modulation elements
Illumination light from the spatial modulation element is transmitted to the diffraction grating array.
On the same diffraction grating element for each illumination light
At different angles Imaging element that forms an image to make it incident
Of a diffraction grating array, characterized by comprising:
Light device.
【請求項11】 前記請求項9または請求項10に記載
の回折格子アレイの照明装置において、前記複数個の照
明光源としては、赤(R)、緑(G)、青(B)の色の
照明光を発生する3個の照明光源を用いるようにしたこ
とを特徴とする回折格子アレイの照明装置。
11. The method according to claim 9 or 10.
In the illuminating device of the diffraction grating array of,
As a bright light source, there are red (R), green (G), and blue (B) colors.
It is designed to use three illumination light sources that generate illumination light.
And a diffraction grating array illuminating device.
【請求項12】 前記請求項9または請求項10に記載
の回折格子アレイの照明装置において、前記回折格子要
素としては、曲線を平行移動することによって得られる
回折格子を用いるようにしたことを特徴とする回折格子
アレイの照明装置。
12. The method according to claim 9 or claim 10.
In the illuminating device of the diffraction grating array,
As a prime, it is obtained by translating the curve
Diffraction grating characterized by using a diffraction grating
Array lighting system.
【請求項13】 前記請求項9または請求項10に記載
の回折格子アレイの照明装置において、前記照明光源と
しては、発光ダイオード、半導体レーザー、レーザー、
光ファイバーに導かれた光、タングステンランプ、クリ
プトンランプ、導波路に導かれた光、あるいはELのい
ずれかを用いるようにしたことを特徴とする回折格子ア
レイの照明装置。
13. The method according to claim 9 or 10.
In the illumination device of the diffraction grating array of
Then, light emitting diode, semiconductor laser, laser,
Light guided by optical fiber, tungsten lamp, clear
Puton lamp, light guided to waveguide, or EL
Diffraction grating array characterized by using
Ray's lighting system.
【請求項14】 前記請求項9に記載の回折格子アレイ
の照明装置において、前記走査要素としては、ガルバノ
ミラー、ポリゴンミラー等の回転ミラー、AO変向機の
ような音波を用いた要素のいずれかを用いるようにした
ことを特徴とする回折格子アレイの照明装置。
14. The diffraction grating array according to claim 9.
In the lighting device of the above, the scanning element is a galvanometer.
Rotating mirrors such as mirrors and polygon mirrors
To use any of the elements with sound waves like
An illumination device for a diffraction grating array, which is characterized in that
【請求項15】 前記請求項9または請求項10に記載
の回折格子アレイの照明装置において、前記回折格子要
素としては、回折格子自体に再生パターン成分を持つ回
折格子を用いるようにしたことを特徴とする回折格子ア
レイの照明装置。
15. The method according to claim 9 or 10.
In the illuminating device of the diffraction grating array,
As an element, the diffraction grating itself has a reproduction pattern component.
A diffraction grating array characterized by using a folded grating
Ray's lighting system.
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