光成像装置的制作方法

本发明涉及一种用于在空中形成实像的光成像装置。

背景技术：

以往，已知一种将物体或影像等被投影物在另一空间形成实像的光成像装置。例如有如下光成像装置：使用在透明平板的内部与透明平板的一个侧面垂直地排列多个呈带状的平面光反射部而形成的第一及第二光控制面板，将第一及第二光控制面板各自的一面侧以使平面光反射部正交的方式相向。该装置是使来自物体的光入射第一光控制面板的平面光反射部，使由平面光反射部反射的反射光由第二光控制面板的平面光反射部再次反射，而在光成像装置的相反侧形成物体的实像。

专利文献1：日本特开2013-127625

技术实现要素：

然而，以往的光成像装置的实像的光亮度不够充分。此外，还存在结构复杂而难以制造且成本也较高的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种实像的明度较高、制造简单且低成本的光成像装置。

为了实现上述目的，本发明提供的光成像装置，其用于形成被投影物的实像，上述光成像装置具备：偏振镜，其使p偏光透过而反射s偏光；相位差元件，其将上述p偏光或上述s偏光变换成圆偏光或楕圆偏光；以及回射板，其使通过上述相位差元件的光回射。

作为该光成像装置，能够使用具有第一面和第二面，使从第一面侧入射的光的p偏光透过而反射s偏光的偏振镜。在这种情况下，该偏振镜可以在上述第二面具有用于抑制光的反射的反射抑制单元。

此外，作为另一光成像装置，能够使用具有第一面和第二面，使从第一面侧入射的光的p偏光透过，反射从第二面侧入射的光的s偏光的偏振镜。

此外，作为又一光成像装置，上述偏振镜具有第一面和第二面，使从第一面侧入射的光的p偏光透过而反射s偏光，并且反射从第二面侧入射的光的s偏光，上述相位差元件包括：将在上述偏振镜反射的s偏光变换成圆偏光或楕圆偏光的第一相位差元件、以及将透过上述偏振镜的p偏光变换成圆偏光或楕圆偏光的第二相位差元件，上述回射板包括：使通过上述第一相位差元件的光回射的第一回射板、以及使通过上述第二相位差元件的光回射的第二回射板。

在这些成像装置中，上述回射板更优选是利用金属的反射的部件。此外，上述回射板的上述偏振镜侧可以是凹状的曲面。此外，上述相位差元件及上述回射板的组合可以配置有角度不同的多组。

此外，本发明的光成像装置可以还具备将光投影到上述偏振镜的光投影单元。在这种情况下，上述光投影单元能够使用投影的光是线偏光的单元。

此外，本发明的光成像装置可以还具备偏振镜角度调节单元，其使上述光投影单元与上述偏振镜相对地旋转，调节由上述偏振镜透过或反射的光的偏振方向。

此外，本发明的光成像装置可以还具备相位差元件角度调节单元，其使上述偏振镜与上述相位差元件相对地旋转，调节从上述偏振镜入射上述相位差元件的光的偏振方向。

上述相位差元件及上述回射板优选至少形成为大于等于上述偏振镜的大小。

此外，本发明的光成像装置可以具备：上述的光成像装置，其用于形成被投影物的实像；以及上述的光成像装置，其用于形成该实像的实像。

在这种情况下，本发明的光成像装置可以具备向被投影物照射光的光照射单元。

附图说明

图1是表示本发明的第一光成像装置的俯视图。

图2是表示本发明的第二光成像装置的俯视图。

图3是表示本发明的第三光成像装置的俯视图。

图4是表示本发明的偏振镜的立体图。

图5是表示本发明的相位差元件的立体图。

图6是表示本发明的另一相位差元件的立体图。

图7是表示本发明的另一相位差元件的立体图。

图8是表示本发明的回射板的俯视图(a)及立体图(b)。

图9是表示本发明的光成像装置的偏振镜与回射板之间的角度的关系的俯视图。

图10是表示本发明的另一光成像装置的俯视图。

图11是表示本发明的另一光成像装置的侧视图。

图12是表示本发明的另一光成像装置的俯视图。

图13是表示用本发明的光成像装置形成物体实像的情况的俯视图。

图14是表示用两个第一光成像装置形成物体实像的情况的俯视图。

图15是表示用两个第三光成像装置形成物体实像的情况的俯视图。

图16是表示利用全反射的回射板与光的偏光状态的关系的图。

图17是表示利用金属的反射的回射板与光的偏光状态的关系的图。

图18是用于说明仿真方法的俯视图。

附图标记说明

1被投影物

2偏振镜

3相位差元件

4回射板

11光投影单元

12物体

13光源

41回射板

42回射板

101第一光成像装置

101a第一光成像装置

101b第一光成像装置

102第二光成像装置

103第三光成像装置

103a第三光成像装置

103b第三光成像装置

l光

o观察者

r接收器

v实像

v1实像

v2实像

具体实施方式

下面，对使从被投影物1发出的光在另一空间形成实像v的本发明的光成像装置进行说明。如图1～图3所示，本发明的光成像装置主要包括：偏振镜2，其使p偏光透过而反射s偏光；相位差元件3，其将透过偏振镜2的p偏光和由偏振镜2反射的s偏光中的任一方或两方变换成圆偏光或楕圆偏光；以及回射板4，其使通过相位差元件3的光回射。

这里，本说明书中的p偏光是指与规定的基准方向平行的偏光轴的直线偏光，s偏光是指与该基准方向垂直的偏光轴的直线偏光。此外，被投影物1是指发光的部件，例如包括接收外部光而发光的通常物体、接收来自投影仪的光而发光的屏幕、或者自身发光的显示器等光投影单元。此外，光投影单元也包括发出实像这种光的本发明的光成像装置。

本发明的光成像装置包括：如图1所示相位差元件3及回射板4相对于偏振镜2配置在被投影物1侧的第一光成像装置101；如图2所示相位差元件3及回射板4相对于偏振镜2配置在被投影物1侧的相反侧的第二光成像装置102；以及如图3所示相位差元件3及回射板4配置在偏振镜2的两侧的第三光成像装置103。

偏振镜2具有被投影物1侧的第一面、以及实像v成像的一侧的第二面，使p偏光透过而反射与p偏光垂直的s偏光。作为偏振镜2，可以使用如线栅这样以往已知的部件。例如能够使用如图4所示在基部20的一个表面上呈线和空间(lineandspace)状彼此平行地形成的多条金属线(凸部20a)。此外，虽然未图示，但该凸部20a也可以用多种材料形成多层结构。此外，偏振镜2的凹凸构造的间距(pitch)越窄，高宽比(aspectratio)越高，就越在较宽的波段、特别是短波段内能够得到较高的消光比，故优选。例如在波长为380～800nm的可见光区域内需要良好的消光比的情况下，优选凹凸构造的间距为50nm～300nm，凸部20a的宽度为25nm～200nm，凸部20a的高宽比为1以上。此外，作为用于凹凸构造的凸部20a的材料，优选利用波长为λ的光激励电子的材料。例如能带间隙较小的金属或金属氧化物较佳，具体而言，能够使用铝(al)或银(ag)等。

此外，偏振镜2可以是基部20的电介质被填充到金属线(凸部20a)彼此之间(凹部20b)的结构。由此，能够提高强度，防止金属部的腐蚀。

此外，虽然未图示，但偏振镜2可以具有覆盖表面的用于保护凹凸构造的保护部。由此，能够防止或抑制在使用时偏振镜2的凹凸构造发生破损或污染。作为保护部的材料，只要能够使所期望的光透过，即可以使用任意材料，例如能够使用石英、无碱玻璃等无机化合物。此外，也可以使用树脂。在具有保护部的情况下，更优选金属线(凸部20a)彼此之间(凹部20b)是中空的。

另外，也能够使用半反射镜来代替偏振镜2。但是，在这种情况下，光入射半反射镜时光量减少，因此存在两次入射而仅为四分之一以下的缺点。因此，光成像装置更优选使用偏振镜2而非半反射镜。

相位差元件3用于将经由偏振镜入射来的p偏光或s偏光变换成圆偏光或楕圆偏光。作为相位差元件3，可以使用以往已知的部件。例如利用基于延伸的高分子的取向而产生的多折射的部件、或者利用基于如图5所示的包括形成在基部30上的凸部30a及凹部30b的凹凸构造而产生的多折射的部件。由相位差元件3变换后的楕圆率可以为0.6以上，优选为0.7以上，最优选为1。这里，楕圆率是指在将光的轨迹投影到与光的行进方向垂直的面上时该楕圆长轴的长度α与短轴的长度β之比β/α。在该楕圆率的绝对值为0.7以上时，透过波被认为是3db以内的圆偏光。另外，相位差元件3不一定是一个，也可以使用多个将从偏振镜入射的p偏光或s偏光变换成圆偏光或楕圆偏光。

作为包括凹凸构造的相位差元件3，只要能够对透过该结构的光赋予相位差将其变换成圆偏光或楕圆偏光，即可以是任意部件，例如能够形成为线和空间状，其具有宽度小于波长λ的凸部30a及凹部30b。

此外，在作为相位差元件3而利用基于凹凸构造产生的多折射的情况下，凹凸构造的凸部30a可以如图5所示由与基部30相同的物质一体地形成，也可以如图6所示由与基部30不同的物质形成。作为用于凹凸构造的凸部30a的材料，能够使用石英或无碱玻璃等无机化合物、银、金、铝、镍、铜等金属、二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)等金属氧化物。此外，也可以是树脂。此外，作为该材料，更优选不用波长λ的光激励电子的材料，二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)等金属氧化物就属于这样的材料。

此外，作为由与基部30不同的物质形成凹凸构造的情况的示例，对在包含电介质的基部30上形成包括多个金属构造体(凸部30a)的相位差元件3的情况进行说明。如图6所示，相位差元件3的凹凸构造是将直线状的金属构造体(凸部30a)平行地周期排列多个而成的线和空间状的构造。该金属构造体形成为具有比光的波长λ小的宽度。此外，金属构造体的截面优选在使作为直线偏光的规定波长的光以其偏振方向与金属构造体的直线方向成45°角度的方式入射的情况下其透过波的楕圆率的绝对值为0.7以上。作为具体的截面形状，能够使用四边形、三角形或梯形。

作为金属，例如能够列举银、金、铝、镍、铜等。显然，并不限定于这些。

使光通过这样形成的金属构造体彼此之间，由此能够对光赋予相位差。

此外，金属构造体彼此的间距p优选在使作为直线偏光的光以其偏振方向与金属构造体的直线方向成45°角度的方式入射的情况下其透过波的楕圆率的绝对值为0.7以上。

此外，金属构造体的宽度或高度也优选在使作为直线偏光的光以其偏振方向与金属构造体的直线方向成45°角度的方式入射的情况下其透过波的楕圆率的绝对值为0.7以上。另外，能够利用金属构造体的宽度或高度来调节光的透过率。

此外，如图7所示，相位差元件3可以是基部30的电介质被填充到金属构造体(凸部30a)彼此之间(凹部30b)的结构。由此，能够提高强度，防止金属部的腐蚀。

此外，虽然未图示，但相位差元件3还可以具有覆盖表面的用于保护凹凸构造的保护部。由此，能够防止或抑制使用时相位差元件3的凹凸构造发生破损或污染。作为保护部的材料，只要能够使所期望的光透过，即可以使用任意材料，例如能够使用石英、无碱玻璃等无机化合物。此外，也可以使用树脂。

回射板4用于使通过相位差元件3的光回射。这里，回射是指入射的光向与入射方向相同的方向反射。作为回射板4，可以使用以往已知的部件。例如如图8(a)所示，能够使用配置有多个呈角隅棱镜状的回射单位元件40的部件，该回射单位元件40是将三个镜面45以彼此朝向内侧的方式垂直组合而成的。在这种情况下，如图8(b)所示，入射的光42由三个镜面45顺序反射，光l最终与入射光平行地反射。

另外，回射单位元件40的大小影响所形成的实像v的分辨率。由于被投影物的点光源放大到回射单位元件40的大小的2倍左右进行成像，所以更优选较小的回射单位元件40。但是，如果回射单位元件的大小过小，则衍射的影响变得显著，使分辨率恶化。因此，可以适当考虑它们的效果来决定大小。例如在从1m以内的近距离观察像的情况下，具有50～300μm左右的大小比较适合，在从1m以上的远距离观察像的情况下，根据距离来放大，采用300～3000μm的大小即可。

此外，本发明的光成像装置中使用的回射板4包括利用全反射的部件、以及利用金属的反射的部件。

作为利用全反射的回射板，例如能够使用配置有多个回射单位元件40的部件，该回射单位元件40使上述的角隅棱镜的内侧为折射率较大的介质、外侧为折射率较小的介质，使其边界为镜面45。折射率较大的介质中光入射的一侧(没有形成角隅棱镜的一侧)可以具有一定厚度，但其表面(光的入射面)最好形成为充分光滑的平面以使光不发生漫反射。作为具体的回射板，例如能够使用配置有多个回射单位元件40的形成为凹凸构造的部件，该回射单位元件40的包含玻璃(sio2)的板的一个面为平面，另一个面为角隅棱镜状。由此，从玻璃板的平面侧入射的光由构成回射单位元件40的玻璃与空气的边界即镜面45进行三次全反射，由此与入射光平行地被反射。

另一方面，作为利用金属的反射的部件，由相对于所使用的光为透明的材料、例如玻璃(sio2)形成上述的全反射用回射板，在该凹凸构造的表面蒸镀银等金属来形成即可。由此，从透明的材料侧入射的光由作为玻璃与金属的边界的镜面45进行三次反射，由此与入射光平行地被反射。

此外，也可以不使用透明的材料，而直接形成在包含银等金属的板的表面配置有多个角隅棱镜状的回射单位元件40的凹凸构造。在这种情况下，入射金属板的光由回射单位元件40的作为空气与金属的边界的镜面45进行三次反射，由此与入射光平行地被反射。

另外，在回射板是利用全反射的部件的情况下，如图16所示，通过偏振镜2的p偏光a1由相位差元件3变换成圆偏光a2之后，每次在镜面45进行反射时，都在反射的边界面发生称为古斯-汉森位移(goos-hanchenshift)的很小的相位偏移，成为楕圆率或楕圆的斜率等发生变化的楕圆偏光a3、楕圆偏光a4、楕圆偏光a5。其结果，楕圆偏光a5通过相位差元件3成为楕圆偏光a6，入射偏振镜2。因此，该楕圆偏光a6的s偏光成分能够作为反射光来利用，但p偏光成分的光再次通过偏振镜2而被浪费。

另一方面，在是利用金属的反射的部件的情况下，不发生古斯-汉森位移。因此，如图17所示，通过偏振镜2的p偏光b1由相位差元件3变成圆偏光b2，每次在镜面45进行反射时，都变成仅圆偏光的旋转方向为反向旋转的圆偏光b3、圆偏光b4、圆偏光b5。即，通过三次反射，圆偏光b2成为反向旋转的圆偏光b5，再次入射相位差元件3。于是，圆偏光b5由相位差元件3变换成s偏光b6入射偏振镜2。因此，能够将光的大部分作为反射光来利用。

基于以上说明，如果考虑高效利用被投影物1的光来提高明度，则与利用全反射的部件相比，回射板4更优选使用利用金属的反射的部件。

另外，在上述说明中，对利用改变通过偏振镜2的p偏光的偏光状态而再次返回到偏振镜2的光中由该偏振镜2反射的s偏光的情况进行了说明，但是利用改变由偏振镜2反射的s偏光的偏光状态而再次返回到偏振镜2的光中通过该偏振镜2的p偏光的情况也可得到相同的结果。

此外，虽然未图示，但作为回射板，也可以使用配置有多个能够使入射的光回射的球状珠子的部件。

接着，使用图1～图3，将光成像装置的原理结合偏振镜2、相位差元件3、回射板4的位置关系一起进行说明。另外，图中的箭头表示光l的轨迹。

如图1所示，本发明的第一光成像装置101中，相位差元件3或回射板4相对于偏振镜2配置在被投影物1侧。

在第一光成像装置101中，从被投影物1发出的光l的s偏光由偏振镜2的第一面反射。相位差元件3配置在能够接收由偏振镜2反射的s偏光的位置，将入射的s偏光变换成圆偏光或楕圆偏光。回射板4配置在能够接收通过相位差元件3的光的位置，使该光回射。此时，在回射板4是利用金属的反射的部件的情况下，相对于反射后的圆偏光(或楕圆偏光)的行进方向的旋转方向，与相对于反射前的圆偏光(或楕圆偏光)的行进方向的旋转方向相反。在该圆偏光(或楕圆偏光)再次入射相位差元件3时，由于旋转方向相反，所以被变换成p偏光(或接近p偏光的线偏光)。该p偏光能够透过偏振镜2。这样，从被投影物1发出的光在以偏振镜2为中心而对称的位置成像，能够在空中形成被投影物1的实像v。

另外，第一光成像装置101也可以在偏振镜2的第二面具有用于抑制光的反射的反射抑制单元。由此，能够抑制从偏振镜2的第二面侧入射的光的反射，因此能够防止实像v以外的不需要的光进入观察者的眼睛。

如图2所示，本发明的第二光成像装置102的相位差元件3或回射板4配置在相对于偏振镜2与被投影物1侧相反的一侧。

在第二光成像装置102中，从被投影物1发出的光l的p偏光透过偏振镜2。相位差元件3配置在能够接收透过偏振镜2的p偏光的位置，将入射的p偏光变换成圆偏光或楕圆偏光。回射板4配置在能够接收通过相位差元件3的光的位置，使该光回射。此时，在回射板4是利用金属的反射的部件的情况下，相对于反射后的圆偏光(或楕圆偏光)的行进方向的旋转方向，与相对于反射前的圆偏光(或楕圆偏光)的行进方向的旋转方向相反。在该圆偏光(或楕圆偏光)再次入射相位差元件3时，由于旋转方向相反，所以被变换成s偏光(或接近s偏光的线偏光)。该s偏光由偏振镜2的第二面反射。这样，从被投影物1发出的光在以偏振镜2为中心而对称的位置成像，能够在空中形成实像v。

第二光成像装置102需要在所形成的实像v侧配置相位差元件3或回射板4。但是，第一光成像装置101在被投影物1位于偏振镜2与相位差元件3或回射板4之间时，有由偏振镜2反射的光被被投影物1自身遮挡的部分，而第二光成像装置102具有不发生这种情况的优点。

另外，在第一光成像装置101及第二光成像装置102中，作为被投影物1，能够使用通常的物体或对光进行投影的显示器等光投影单元。这里，在光投影单元11是仅对线偏光进行投影的显示器的情况下，在第一光成像装置101中，如果使光投影单元11和偏振镜2中的任一方旋转或使两方都旋转，使光投影单元11发出的线偏光的角度与由偏振镜2反射的s偏光的角度匹配，则能够使从光投影单元11入射偏振镜2的光全部反射。此外，在第二光成像装置102中，如果使光投影单元11和偏振镜2中的任一方旋转或使两方都旋转，使光投影单元11发出的线偏光的角度与由偏振镜2透过的p偏光的角度匹配，则能够使从光投影单元11入射偏振镜2的的光全部透过。其结果，能够没有浪费地利用从光投影单元11发出的光，能够提高所形成的实像v的明度。

另外，为了调节该角度，也可以使用偏振镜角度调节单元，其使光投影单元11与偏振镜2相对地旋转，调节由偏振镜2透过或反射的光的偏振方向。例如，可以使用能够使光投影单元11发出的线偏光的角度旋转的投影侧旋转单元、或能够使由偏振镜2透过或反射的线偏光的角度旋转的偏振镜旋转单元。

如图3所示，本发明的第三光成像装置103的相位差元件3或回射板4配置在偏振镜2的两侧。

在第三光成像装置103中，从被投影物1发出的光的s偏光由偏振镜2反射。相位差元件31配置在能够接收由偏振镜2反射的s偏光的位置，将入射的s偏光变换成圆偏光或楕圆偏光。回射板41配置在能够接收通过相位差元件31的光的位置，使该光回射。此时，在回射板4是利用金属的反射的部件的情况下，相对于反射后的圆偏光(或楕圆偏光)的行进方向的旋转方向，与相对于反射前的圆偏光(或楕圆偏光)的行进方向的旋转方向相反。在该圆偏光(或楕圆偏光)再次入射相位差元件31时，由于旋转方向相反，所以被变换成p偏光(或接近p偏光的线偏光)。该p偏光能够透过偏振镜2。这样，从被投影物1发出的光在以偏振镜2为中心而对称的位置成像，能够在空中形成被投影物1的实像v。另一方面，从被投影物1发出的光的p偏光透过偏振镜2。相位差元件32配置在能够接收透过偏振镜2的p偏光的位置，将入射的p偏光变换成圆偏光或楕圆偏光。回射板42配置在能够接收通过相位差元件32的光的位置，使该光回射。此时，在回射板4是利用金属的反射的部件的情况下，相对于反射后的圆偏光(或楕圆偏光)的行进方向的旋转方向，与相对于反射前的圆偏光(或楕圆偏光)的行进方向的旋转方向相反。在该圆偏光(或楕圆偏光)再次入射相位差元件32时，由于旋转方向相反，所以被变换成s偏光(或接近s偏光的线偏光)。该s偏光由偏振镜2反射。这样，从被投影物1发出的光在以偏振镜2为中心而对称的位置成像，能够在空中形成实像v。

这样，第三光成像装置103利用从被投影物1发出的光的p偏光和s偏光两方，因此能够进一步没有浪费地利用从被投影物1发出的光。其结果，与第一光成像装置101或第二光成像装置102相比，能够进一步提高所形成的实像v的明度。此外，第一光成像装置101或第二光成像装置102在使用仅对线偏光进行投影的光投影单元11的情况下，为了没有浪费地利用从光投影单元11发出的光，需要使光投影单元11与偏振镜2相对地旋转，调节由偏振镜2透过或反射的光的偏振方向。另一方面，第三光成像装置103由于利用透过偏振镜2的光以及由偏振镜2反射的光，所以具有不需要这样的调节的优点。

另外，也可以具备相位差元件角度调节单元，其使偏振镜2与相位差元件3相对地旋转，来调节从偏振镜2入射相位差元件3的光的偏振方向。由此，能够调节赋予给入射相位差元件的光的相位差。

此外，偏振镜2、相位差元件3、回射板4各自的面所构成的角度可以是任意的，但是如图9所示，在偏振镜2与回射板4的角度增大时，能够回射的光减少，所形成的影像的视野角或明度降低。此外，为了不使视野角或明度降低，需要增大回射板4。因此，偏振镜2与回射板4的角度更优选尽可能地小。例如可以为45°以下，优选40°以下，更优选30°以下。此外，相位差元件3及回射板4更优选形成为至少大于等于偏振镜2的面积的大小。

此外，在上述说明中，在偏振镜2的被投影物1侧或相反侧仅使用一组相位差元件3和回射板4，但是也能够使用角度不同的多组相位差元件3及回射板4。例如，可以如图10所示在被投影物1的前后、或者如图11所示在被投影物1的上下配置有多组相位差元件3及回射板4的组合。这样，能够没有浪费地利用从光投影单元11发出的前后方向或上下方向的光，能够进一步提高所形成的实像v的视野角或明度。此外，如图12所示，也能够将相位差元件3或回射板4形成曲面状地配置。特别是，在回射板4对能够使光回射的入射角有限制的情况下，优选将回射板4设成偏振镜2一侧为凹状的曲面，由此能够使光在该入射角的限制范围内入射。

另外，在上述说明中，作为被投影物1，对使用仅对线偏光进行投影的光投影单元11的情况进行了说明，但是也能够使用通常的物体12作为被投影物1。但是，在使用通常的物体12的情况下，该物体12的实像v1如图13所示，观察者看到凹凸反转。因此，为了使该凹凸再次反转，需要进一步使用本发明的另一光成像装置来形成实像v1的实像v2。例如，可以如图14所示将用于形成被投影物1的实像v1的光成像装置101a和用于形成实像v1的实像v2的光成像装置101b组合。此外，从物体12发出的光比从显示器等光投影单元发出的光弱。因此，更优选如图15所示将本发明的第三光成像装置103a和光成像装置103b组合。此外，为了增强从被投影物1发出的光，本发明的光成像装置更优选具备对被投影物1照射光的光照射单元。作为光照射单元，例如能够使用一般的照明器具。

接着，使用仿真，针对光成像装置计算在使用利用全反射的回射板和利用金属的反射的回射板时的光的利用效率。仿真使用新思科技公司(synopsys,inc)制的软件diffractmod和lighttools。

(仿真)

首先，作为光成像装置，使用如图18所示相位差元件3及回射板4相对于偏振镜2的角度为45度的本发明的第一光成像装置101。偏振镜2设为使p偏光透过而反射s偏光的线栅。线栅构成为，在二氧化珪素(sio2)的基板上，间距为100nm，凸部的高度为200nm，凸部的宽度为50nm，凸部的材料是铝。相位差元件3设为对通过的光赋予1/4波长的相位差的部件。回射板4设为利用全反射的部件(实施例1)和利用金属的反射的部件(实施例2)。作为利用全反射的回射板，使用配置有多个回射单位元件40的形成为凹凸构造的部件(实施例1)，该回射单位元件40的包含玻璃(sio2)的板的一个面为平面，另一个面呈图8所示的角隅棱镜状。在这种情况下，使该玻璃与空气的边界为镜面45。此外，作为利用金属的反射的回射板，使用在实施例1的回射板的镜面45蒸镀银(ag)的部件。此外，设角隅棱镜的一条边为0.1mm，即，夹着作为直角等腰三角形的镜面45的直角的两条边的长度为0.1mm。光源13如图18所示，采用使s偏光的光l相对于偏振镜2以发散角为正负10度照射的点光源，并调整成0度的光l以45度的角度照射偏振镜2。光的波长采用550nm。此外，在光源13出射的光进行成像的位置配置接收器r，计算接收器r接收的光量与光源13出射的光量之比。

其结果，在实施例1中接收器r的受光量是10.94％，而在实施例2中受光量是27.18％。由此可知，为了提高所形成的实像的明度，回射板4为利用金属的反射的部件能够进一步提高明度。

另外，在本说明书中，为了便于说明，使用了水平方向、前后方向、上下方向这样的用语，这是与本发明的光成像装置相对的朝向，如果改变该光成像装置的朝向，这些方向显然也发生变化。