特許 5849727 投射型表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5849727

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】投射型表示装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20160114BHJP

   G02B 27/48 20060101ALI20160114BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20160114BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20160114BHJP

   G02B 19/00 20060101ALI20160114BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20160114BHJP

   G02B 5/32 20060101ALI20160114BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/14 Z

   G02B27/48

   G02F1/13 505

   G02F1/1335

   G02B19/00

   G02B3/00 A

   G02B5/32

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-13802(P2012-13802)

(22)【出願日】2012年1月26日

(65)【公開番号】特開2013-152384(P2013-152384A)

(43)【公開日】2013年8月8日

【審査請求日】2014年7月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(72)【発明者】

【氏名】網干 和敬

(72)【発明者】

【氏名】任田 元史

(72)【発明者】

【氏名】小林 建

【審査官】 田井 伸幸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／０９２８４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／１１４５０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００６／１３７３２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−０９８４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５６８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６９０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０１３２２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００５／０７３７９８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２７／００−２７／６４

Ｇ０２Ｆ １／１３、１／１３３５− １／１３３６３、

１／１３７− １／１４１、１／２１− １／２５

Ｇ０３Ｂ ２１／００−２１／３０

Ｈ０４Ｎ ５／６６− ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光源と、
前記レーザ光源から発せられたレーザ光のビームを楕円形状に広げるビーム拡張部と、
前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光が照射されるフライアイレンズよりなるインテグレータと、
前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光を前記インテグレータの面上で前記楕円形状の短軸方向に順次移動させるビーム照射位置変位部と、
前記インテグレータから射出されたレーザ光を変調する変調素子と、
前記変調素子で変調されたレーザ光を投射する投射レンズと、
を備えることを特徴とする投射型表示装置。

【請求項2】

レーザ光源と、
前記レーザ光源から発せられたレーザ光のビームを楕円形状に広げるビーム拡張部と、
前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光が照射されるインテグレータと、
前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光を前記インテグレータの面上で前記楕円形状の短軸方向に順次移動させるビーム照射位置変位部と、
前記インテグレータから射出されたレーザ光を変調する変調素子と、
前記変調素子で変調されたレーザ光を投射する投射レンズと、
を備え、
前記インテグレータは、複数の矩形状のレンズセルが第１の方向及び第２の方向に配列された形状を有し、
前記ビーム拡張部は、前記レーザ光が前記インテグレータの前記第１の方向に配列された全てのレンズセルに照射されるように、前記レーザ光のビームを楕円形状に広げ、
前記ビーム照射位置変位部は、前記レーザ光が前記インテグレータの前記第２の方向に配列された全てのレンズセルに照射されるように、前記レーザ光を順次移動させる
ことを特徴とする投射型表示装置。

【請求項3】

前記ビーム拡張部は、一対のアフォーカルレンズと、ホログラム偏光素子とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。

【請求項4】

前記ビーム拡張部は、一対のシリンドリカルレンズを有することを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。

【請求項5】

前記ビーム照射位置変位部は、
前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光を反射するミラーと、
前記ミラーを平行に往復移動させる駆動部と、
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。

【請求項6】

前記ミラーで反射したレーザ光を拡大するレンズをさらに有することを特徴とする請求項５記載の投射型表示装置。

【請求項7】

前記ビーム照射位置変位部は、
前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光を反射するミラーと、
前記ミラーで反射したレーザ光を反射する第１の可動ミラーと、
前記第１の可動ミラーで反射したレーザ光を反射する第２の可動ミラーと、
前記第１及び第２の可動ミラーの双方を同期させた状態で同じ方向に同じ角度だけ往復回動させる駆動部と、
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。

【請求項8】

前記ビーム照射位置変位部は、
前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光を反射するミラーと、
前記ミラーで反射したレーザ光を反射する第１の反射膜とこの第１の反射膜で反射したレーザ光を反射する第２の反射膜とを有する可動プリズムと、
前記可動プリズムを所定の角度だけ往復回動させる駆動部と、
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ光源を用いた投射型表示装置に係り、特に、レーザ光源の高コヒーレンス性により発生するスペックルを低減させることができる投射型表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、投射型表示装置を小型化する要望が高まっている。従来使用されていたキセノンランプや超高圧水銀ランプの代わりに、半導体レーザ光源（以下、単にレーザ光源）を使用することによって、投射型表示装置を小型化することが可能となる。ところが、レーザ光源は、投射型表示装置の光源として使用するには、発光効率が低く、コヒーレンスが高いという課題を抱えている。特に、高コヒーレンス性によってスペックルと称される干渉模様が発生してしまい、投射される映像の品位を落としてしまうという問題点があった。

【0003】

この問題点を解決するため、種々の提案がなされている。特許文献１には、プリズムやミラーを連続的に回転させることによってスペックルを低減させることが記載されている。特許文献２には、反射板を平行に往復移動させることによってスペックルを低減させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１６９０１２号公報

【特許文献2】特開２００８−２５６８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１，２に記載の構成では、スペックルを低減させる効果が不十分であり、スペックルをさらに効果的に低減させることができる構成が求められる。

【0006】

本発明はこのような要望に対応するため、スペックルをさらに効果的に低減させることができる投射型表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、レーザ光源と、前記レーザ光源から発せられたレーザ光のビームを楕円形状に広げるビーム拡張部と、前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光が照射されるフライアイレンズよりなるインテグレータと、前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光を前記インテグレータの面上で前記楕円形状の短軸方向に順次移動させるビーム照射位置変位部と、前記インテグレータから射出されたレーザ光を変調する変調素子と、前記変調素子で変調されたレーザ光を投射する投射レンズとを備えることを特徴とする投射型表示装置を提供する。

【0008】

上記の構成において、前記インテグレータは、複数の矩形状のレンズセルが第１の方向及び第２の方向に配列された形状を有し、前記ビーム拡張部は、前記レーザ光が前記インテグレータの前記第１の方向に配列された全てのレンズセルに照射されるように、前記レーザ光のビームを楕円形状に広げ、前記ビーム照射位置変位部は、前記レーザ光が前記インテグレータの前記第２の方向に配列された全てのレンズセルに照射されるように、前記レーザ光を順次移動させることが好ましい。

【0009】

上記の構成において、前記ビーム拡張部として、一対のアフォーカルレンズと、ホログラム偏光素子とを有する構成を採用することができる。また、前記ビーム拡張部として、一対のシリンドリカルレンズを有する構成を採用することができる。

【0010】

上記の構成において、前記ビーム照射位置変位部として、前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光を反射するミラーと、前記ミラーを平行に往復移動させる駆動部とを有する構成を採用することができる。この構成では、前記ミラーで反射したレーザ光を拡大するレンズをさらに有することが好ましい。

【0011】

上記の構成において、前記ビーム照射位置変位部として、前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光を反射するミラーと、前記ミラーで反射したレーザ光を反射する第１の可動ミラーと、前記第１の可動ミラーで反射したレーザ光を反射する第２の可動ミラーと、前記第１及び第２の可動ミラーの双方を同期させた状態で同じ方向に同じ角度だけ往復回動させる駆動部とを有する構成を採用することができる。

【0012】

上記の構成において、前記ビーム照射位置変位部として、前記ビーム拡張部によって楕円形状に広げられたレーザ光を反射するミラーと、前記ミラーで反射したレーザ光を反射する第１の反射膜とこの第１の反射膜で反射したレーザ光を反射する第２の反射膜とを有する可動プリズムと、前記可動プリズムを所定の角度だけ往復回動させる駆動部とを有する構成を採用することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の投射型表示装置によれば、スペックルをさらに効果的に低減させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の投射型表示装置の第１実施形態を示す構成図である。

【図2】図１に示す構成を簡略化した概念図であり、ビーム照射位置変位部４の動作を説明するための図である。

【図3】各実施形態による作用を説明するための図である。

【図4】本発明の投射型表示装置の第２実施形態を示す構成図である。

【図5】図４の部分構成図であり、ビーム照射位置変位部２４の動作を説明するための図である。

【図6】本発明の投射型表示装置の第３実施形態を示す構成図である。

【図7】図６の部分構成図であり、ビーム照射位置変位部３４０の動作を説明するための図である。

【図8】本発明の投射型表示装置の第４実施形態を示す構成図である。

【図9】図８の部分構成図であり、ビーム照射位置変位部４４０の動作を説明するための図である。

【図10】本発明の投射型表示装置の第５実施形態を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の投射型表示装置の各実施形態について、添付図面を参照して説明する。

【0016】

＜第１実施形態＞
図１において、レーザダイオードよりなるレーザ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂはそれぞれ赤色光，緑色光，青色光を発光する。レンズによって構成されるビームエキスパンダ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂはそれぞれ入射された赤色光，緑色光，青色光をコリメート光にする。

【0017】

ミラー３Ｒは、ビームエキスパンダ２Ｒから射出した赤色光を反射して光路を９０°折り曲げる。ダイクロイックミラー３Ｇは、ビームエキスパンダ２Ｇから射出した緑色光を反射して光路を９０°折り曲げると共に、赤色光と緑色光とを合成して射出する。ダイクロイックミラー３Ｂは、ビームエキスパンダ２Ｂから射出した青色光を反射して光路を９０°折り曲げると共に、赤色光と緑色光との合成光と青色光とを合成して射出する。これにより、ダイクロイックミラー３Ｂからは赤色光，緑色光，青色光を合成した３原色合成光が射出される。

【0018】

３原色合成光は、ビーム拡張部２０に入射される。ビーム拡張部２０は、アフォーカルレンズ２０ａ，２０ｂと、アフォーカルレンズ２０ａ，２０ｂ間に配置されたホログラム偏光素子２０ｃとを備える。アフォーカルレンズ２０ａ，２０ｂはそれぞれ凸レンズと凹レンズとの組み合わせによって構成されている。アフォーカルレンズ２０ａ，２０ｂはアフォーカルレンズ系を構成している。３原色合成光のビームは円形であり、アフォーカルレンズ２０ａ，２０ｂはビームの円形の大きさを拡大する。ホログラム偏光素子２０ｃは、３原色合成光のビームを縦長楕円に広げる。

【0019】

ビーム拡張部２０によってビームが拡張された３原色合成光は、ビーム照射位置変位部４を介して、フライアイレンズよりなるインテグレータ５ａに入射される。ビーム照射位置変位部４は、ミラー４１，コリメータレンズ４２及び４３，駆動部４４を備える。ビーム照射位置変位部４の動作についは後述する。

【0020】

インテグレータ５ａの光の射出側には、フライアイレンズよりなるインテグレータ５ｂが配置されている。インテグレータ５ａ，５ｂは、矩形状のレンズセルをｘ方向及びｙ方向に複数配列させた形状を有する。インテグレータ５ａの各セルに入射された３原色合成光はインテグレータ５ｂの各セルに入射される。インテグレータ５ｂの各セルより射出した原色合成光はコンデンサレンズ６で集光され、ダイクロイックミラー７Ｙ，７Ｂに入射される。

【0021】

ダイクロイックミラー７Ｙは３原色合成光から赤色光と緑色光との混合光を分離し、ダイクロイックミラー７Ｂは３原色合成光から青色光を分離する。図１では、ダイクロイックミラー７Ｙ，７Ｂ以降の光路において、赤色光を実線で、緑色光を破線で、青色光を一点鎖線にて示している。ミラー８Ｙは混合光を反射して光路を９０°折り曲げ、ミラー８Ｂは青色光を反射して光路を９０°折り曲げる。混合光はダイクロイックミラー９に入射され、青色光はフィールドレンズ１０Ｂに入射される。

【0022】

ダイクロイックミラー９は赤色光を透過させ、緑色光を反射して光路を９０°折り曲げる。ダイクロイックミラー９を透過した赤色光は、フィールドレンズ１０Ｒに入射される。ダイクロイックミラー９によって光路を折り曲げられた緑色光は、フィールドレンズ１０Ｇに入射される。フィールドレンズ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂをフィールドレンズ１０と総称する。フィールドレンズ１０より射出した赤色光，緑色光，青色光は、それぞれ、偏光子の役割をする偏光板１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを介して、ワイヤグリッド型の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射される。

【0023】

ＰＢＳ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、赤色光，緑色光，青色光それぞれのＰ偏光成分とＳ偏光成分のうちの一方のみ、例えばＰ偏光成分のみを通過させる。赤色光，緑色光，青色光それぞれのＰ偏光成分は、偏光方向を調整して角度特性を補償する補償器１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過して、反射型液晶素子（変調素子）１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに入射される。反射型液晶素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを反射型液晶素子１４と総称する。反射型液晶素子１４に入射された赤色光，緑色光，青色光は、映像信号の赤，緑，青それぞれの成分に応じて変調されて、Ｓ偏光成分へと変換される。

【0024】

反射型液晶素子１４で反射して射出した赤色光，緑色光，青色光それぞれのＳ偏光成分は、再び補償器１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過して、ＰＢＳ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射される。ＰＢＳ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、赤色光，緑色光，青色光それぞれのＳ偏光成分を反射して光路を９０°折り曲げる。赤色光，緑色光，青色光それぞれのＳ偏光成分は検光子の役割をする偏光板１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを介して、クロスダイクロイックプリズム１６に入射される。クロスダイクロイックプリズム１６は入射された赤色光，緑色光，青色光を合成し、投射レンズ１７は合成光を図示していないスクリーンに投射する。

【0025】

次に、図２，図３を用いて、ビーム照射位置変位部４の動作及びスペックルを低減させることができる理由について説明する。スクリーンの表面は粗面となっている。コヒーレント光であるレーザ光が粗面に入射すると、粗面で反射した散乱光がお互いに干渉してランダムな模様となってスペックルとなる。スペックルは、粗面の表面形状とレーザ光の入射角に依存して発生する。スクリーンの表面である粗面の表面形状は不変であるので、スペックルはレーザ光の入射角に依存することになる。従って、レーザ光の入射角が変われば、スペックルは変化することになる。

【0026】

図２は、図１に示す構成を簡略して概念的に示す構成図である。図２では、コリメータレンズ４３のｘ方向の一方側より射出する光を実線にて、ｘ方向の他方側より射出する光を破線にて示している。インテグレータ５ａ，５ｂを用いたインテグレータ照明光学系では、インテグレータ５ａにはコリメート光が全面に入射される。インテグレータ５ａに入射された光は、インテグレータ５ｂ，コンデンサレンズ６，フィールドレンズ１０を順次透過し、テレセントリック光線として反射型液晶素子１４に入射される。

【0027】

インテグレータ５ａのそれぞれのセルに入射した光は、反射型液晶素子１４に対して特定の角度で入射することになる。反射型液晶素子１４への光の入射角はインテグレータ５ａのセル毎に異なる。従って、スクリーンの表面に入射される光の入射角度はセル毎に異なり、発生するスペックルはセル毎に異なることになる。異なるスペックルが所定時間毎に順次現れるようにすれば、人間の目はスペックルを感知することができず、結果としてスペックルを低減させることが可能となる。

【0028】

そこで、ビーム照射位置変位部４は、ミラー４１を、破線にて示すように、駆動部４４によってミラー４１の面に垂直方向に平行に変位させる。ミラー４１は、駆動部４４による駆動によって所定時間内に往復移動する。ミラー４１の変位量は、２００〜３００μｍでよい。駆動部４４は例えばボイスコイルモータによって構成することができる。ミラー４１がミラー４１の面に垂直方向に平行に移動すると、レーザ光がミラー４１の面上で反射する位置が移動する。この結果、コリメータレンズ４２及び４３を介してインテグレータ５ａに入射する光は、インテグレータ５ａ上で順次異なる位置に照射されることになる。

【0029】

図３は、ビーム拡張部２０によって縦長楕円となったビームＢＭがミラー４１の往復移動によってインテグレータ５ａ上でｘ方向（即ち、縦長楕円の短軸方向）に順次移動する状態を示している。なお、ビーム拡張部２０は、アフォーカルレンズ２０ａ，２０ｂによって、ビームがインテグレータ５ａの１つのセルのｘ方向の幅のほぼ全体に照射されるように、ビームを拡大することが好ましい。勿論、１つのセルのｘ方向の幅を超えるように拡大してもよい。そして、ホログラム偏光素子２０ｃによって、ビームがｙ方向に配列された全てのセルに照射されるよう、ビームを縦長楕円に広げることが好ましい。勿論、インテグレータ５ａのｙ方向の長さよりも長くなるように広げてもよい。

【0030】

これによって、第１実施形態では、スペックルを従来例と比較してさらに効果的に低減させることができる。さらに第１実施形態では、好ましい構成として、単にミラー４１を往復移動させる構成ではなく、コリメータレンズ４２及び４３によって光を拡大させた上でインテグレータ５ａに照射しているので、スペックルをさらに効果的に低減させることができる。

【0031】

第１実施形態では、図３より分かるように、インテグレータ５ａの全てのセルにビームＢＭを照射することが可能になる。インテグレータ５ａ，５ｂを経て反射型液晶素子１４に照射される光は、インテグレータ５ａ，５ｂの各セルより射出する光を積分した光となる。

【0032】

ミラー４１を振動させる周波数は、人の目がちらつきを感じない程度の周波数とすることが好ましく、６０Ｈｚまたはそれ以上であることが好ましい。

【0033】

＜第２実施形態＞
図４において、ヒートシンク４０には、レーザダイオードよりなるレーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが取り付けられている。レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂはそれぞれ赤色光，緑色光，青色光を発光する。コリメータレンズ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂはそれぞれ入射された赤色光，緑色光，青色光を略平行光とする。コリメータレンズ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、第１実施形態のビームエキスパンダ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂと実質的に同じものである。

【0034】

ミラー２３Ｒは、コリメータレンズ２２Ｒから射出した赤色光を反射して光路を９０°折り曲げる。ダイクロイックミラー２３Ｂは、赤色光を透過させると共に、コリメータレンズ２２Ｂから射出した青色光を反射して光路を９０°折り曲げる。ダイクロイックミラー２３Ｇは、赤色光及び青色光を透過させると共に、コリメータレンズ２２Ｇから射出した緑色光を反射して光路を９０°折り曲げる。レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、一定時間毎に時分割で順次発光するようになっている。これにより、赤色光，緑色光，青色光の光路が１つにまとめられる。

【0035】

赤，緑，青の各色光は、ビーム拡張部２２０に入射される。ビーム拡張部２２０は、アフォーカルレンズ２２０ａ，２２０ｂと、アフォーカルレンズ２２０ａ，２２０ｂ間に配置されたホログラム偏光素子２２０ｃとを備える。アフォーカルレンズ２２０ａ，２２０ｂはそれぞれ凸レンズと凹レンズとの組み合わせによって構成されている。アフォーカルレンズ２２０ａ，２２０ｂはアフォーカルレンズ系を構成している。各色光のビームは円形であり、アフォーカルレンズ２２０ａ，２２０ｂはビームの円形の大きさを拡大する。ホログラム偏光素子２２０ｃは、各色光のビームを縦長楕円に広げる。

【0036】

ビーム拡張部２２０によってビームが拡張された各色光は、ビーム照射位置変位部２４を介して、フライアイレンズよりなるインテグレータ２５に入射される。ビーム照射位置変位部２４は、ミラー２４１及び駆動部２４２を備える。ビーム照射位置変位部２４の動作についは後述する。

【0037】

第２実施形態におけるインテグレータ２５は、インテグレータ２５の両面に微細なレンズをｘ方向及びｙ方向に複数配列させたものである。例えば１ｍｍ程度の厚さを有する１枚の樹脂材料の両面に複数のレンズセルを形成することによって、インテグレータ２５を構成することができる。インテグレータ２５の各セルより射出した各色光はフィールドレンズ３０へと入射される。

【0038】

第２実施形態では、投射型表示装置を小型化するため、インテグレータ２５を用いている。第１実施形態におけるインテグレータ５ａ，５ｂを用いる場合と比較して、インテグレータが１枚となるので、小型化が可能となる。さらに、インテグレータ２５のセルを微細化して各セルよりなるレンズの焦点距離を極限まで短くすると、フィールドレンズ３０の焦点距離も短く設定することができる。これによって、光路長を短くすることができ、光学系の容積を小さくすることが可能となる。

【0039】

インテグレータ２５の各セルを透過した光が反射型液晶素子３４上に照射されるように、各色光はフィールドレンズ３０によって集光される。フィールドレンズ３０より射出した各色光は偏光板３１によって偏光が整えられ、第２実施形態ではＳ偏光成分に揃えられる。各色光のＳ偏光成分はフィールドレンズ３２を介してＰＢＳプリズム３６の接合面で反射して、光路が９０°折り曲げられる。ＰＢＳプリズム３６の接合面には、Ｓ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過させるダイクロイック膜が形成されている。Ｓ偏光成分は、１／４波長板３５及び位相補償板３３を介して反射型液晶素子３４に入射される。

【0040】

前述のように、レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは時分割で順次発光するので、反射型液晶素子３４には各色光のＳ偏光成分が順次入射されることになる。反射型液晶素子１４に入射された赤色光，緑色光，青色光のＳ偏光成分は、映像信号の赤，緑，青それぞれの成分に応じて変調されて、Ｐ偏光成分へと変換される。第２実施形態では、１つの反射型液晶素子３４を用いた、いわゆる単板式の投射型表示装置であるため、小型化が可能である。

【0041】

反射型液晶素子３４で反射して射出した赤色光，緑色光，青色光それぞれのＰ偏光成分は、再び位相補償板３３及び１／４波長板３５を介してＰＢＳプリズム３６へと入射される。Ｐ偏光成分はＰＢＳプリズム３６の接合面を透過し、投射レンズ３７は赤色光，緑色光，青色光それぞれを時分割で順次、図示していないスクリーンに投射する。

【0042】

次に、図５を用いて、ビーム照射位置変位部２４の動作について説明する。図５は、図４の構成を部分的に示している。図５に示すように、ビーム照射位置変位部２４は、ミラー２４１を、破線にて示すように、駆動部２４２によってミラー２４１を平行に変位させる。ミラー２４１は、光軸と直交する方向に対して４５°の角度を保った状態で平行に移動される。ミラー２４１は、駆動部２４２による駆動によって所定時間内に往復移動する。駆動部２４２は例えばボイスコイルモータによって構成することができる。

【0043】

ミラー２４１が平行に移動すると、ミラー２４１を反射したレーザ光がインテグレータ２５に入射する位置が移動する。この結果、インテグレータ２５に入射する光は、インテグレータ２５上で順次異なる位置に照射されることになる。赤色光，緑色光，青色光の切り換えに同期して、各色がインテグレータ２５の全列を照射するようにすれば、時間毎に変化しながら全てのセルを透過した各色光が反射型液晶素子３４を照明することができる。例えば赤色光，緑色光，青色光を６０Ｈｚで切り換えるとすると、１／６０秒毎に照明光がインテグレータ２５のセルの列上を３往復するようにする必要がある。

【0044】

第２実施形態においても、図３と同様に、インテグレータ２５の全てのセルにビームＢＭを照射することが可能になる。レーザ光の干渉模様は所定の時間毎に変化するので、人間の目はスペックルを感知することができず、結果としてスペックルを低減させることが可能となる。

【0045】

第２実施形態においては、小型化のために両面にフライアイレンズのセルが形成されたインテグレータ２５を用いたが、第１実施形態と同様、２枚のインテグレータを用いてもよい。

【0046】

＜第３実施形態＞
図６に示す第３実施形態において、図４で説明した第２実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略することとする。図６に示す第３実施形態においては、第２実施形態のビーム照射位置変位部２４の代わりにビーム照射位置変位部３４０を設けている。ビーム照射位置変位部３４０は、ミラー３４１，可動ミラー３４２及び３４３，駆動部３４４を備える。

【0047】

アフォーカルレンズ２２０ｂより射出した各色光は、ミラー３４１で反射して光路が９０°折り曲げられ、可動ミラー３４２に入射される。可動ミラー３４２で反射した各色光は、可動ミラー３４３でさらに反射してインテグレータ２５へと入射される。図６に示す状態で、可動ミラー３４２，３４３は、各色光の進行方向に対して４５°傾斜した状態にある。

【0048】

図７（Ａ），（Ｂ）を用いて、ビーム照射位置変位部３４０の動作について説明する。図７（Ａ），（Ｂ）は、図６の構成を部分的に示している。図７（Ａ），（Ｂ）では駆動部３４４の図示を省略している。ビーム照射位置変位部３４０は、図７（Ａ）に破線にて示すように、可動ミラー３４２，３４３の双方を駆動部３４４によって図７（Ａ）の反時計方向に同じ角度だけ回動させる。また、ビーム照射位置変位部３４０は、図７（Ｂ）に破線にて示すように、可動ミラー３４２，３４３の双方を駆動部３４４によって図７（Ｂ）の時計方向に同じ角度だけ回動させる。

【0049】

このように、第３実施形態においては、駆動部３４４による駆動によって、可動ミラー３４２，３４３の双方を同期させた状態で同じ方向に同じ角度だけ往復回動させる。可動ミラー３４２，３４３の双方を例えば±１４°ずつ回動させる。

【0050】

可動ミラー３４２，３４３の双方を往復回動させると、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、可動ミラー３４３を反射したレーザ光がインテグレータ２５に入射する位置が移動する。この結果、インテグレータ２５に入射する光は、インテグレータ２５上で順次異なる位置に照射されることになる。第３実施形態においても、図３と同様に、インテグレータ２５の全てのセルにビームＢＭを照射することが可能になる。レーザ光の干渉模様は所定の時間毎に変化するので、人間の目はスペックルを感知することができず、結果としてスペックルを低減させることが可能となる。

【0051】

＜第４実施形態＞
図８に示す第４実施形態において、図４で説明した第２実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略することとする。図８に示す第４実施形態においては、第２実施形態のビーム照射位置変位部２４の代わりにビーム照射位置変位部４４０を設けている。ビーム照射位置変位部４４０は、ミラー４４１，可動プリズム４４２，駆動部４４３を備える。

【0052】

アフォーカルレンズ２２０ｂより射出した各色光は、ミラー４４１で反射して光路が９０°折り曲げられ、可動プリズム４４２に入射される。可動プリズム４４２の反射膜442r1で反射した各色光は、反射膜442r2でさらに反射してインテグレータ２５へと入射される。図８に示す状態で、可動プリズム４４２の反射膜442r1，442r2は、各色光の進行方向に対して４５°傾斜した状態にある。

【0053】

図９（Ａ），（Ｂ）を用いて、ビーム照射位置変位部４４０の動作について説明する。図９（Ａ），（Ｂ）は、図８の構成を部分的に示している。図９（Ａ），（Ｂ）では駆動部４４３の図示を省略している。ビーム照射位置変位部４４０は、図９（Ａ）に破線にて示すように、可動プリズム４４２を駆動部４４３によって図９（Ａ）の反時計方向に所定の角度だけ回動させる。また、ビーム照射位置変位部４４０は、図９（Ｂ）に破線にて示すように、可動プリズム４４２を駆動部４４３によって図９（Ｂ）の時計方向に同じ所定の角度だけ回動させる。

【0054】

このように、第４実施形態においては、駆動部４４３による駆動によって、可動プリズム４４２を所定の角度だけ往復回動させる。可動プリズム４４２を例えば±１２°ずつ回動させる。

【0055】

可動プリズム４４２を往復回動させると、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、可動プリズム４４２の反射膜442r2を反射したレーザ光がインテグレータ２５に入射する位置が移動する。この結果、インテグレータ２５に入射する光は、インテグレータ２５上で順次異なる位置に照射されることになる。第４実施形態においても、図３と同様に、インテグレータ２５の全てのセルにビームＢＭを照射することが可能になる。レーザ光の干渉模様は所定の時間毎に変化するので、人間の目はスペックルを感知することができず、結果としてスペックルを低減させることが可能となる。

【0056】

＜第５実施形態＞
図１０に示す第５実施形態において、図６に示す第３実施形態におけるビーム拡張部２２０をビーム拡張部の他の構成であるビーム拡張部３２０に置換したものである。図１０において、図６と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【0057】

ビーム拡張部３２０は、一対のシリンドリカルレンズ３２０ａ，３２０ｂを備える。シリンドリカルレンズ３２０ａ，３２０ｂはアフォーカルレンズ系となっている。平行光となった各色光のビームの幅を一対のシリンドリカルレンズ３２０ａ，３２０ｂによるアフォーカルレンズ系で広げることができる。シリンドリカルレンズ３２０ａ，３２０ｂによってビームの幅をｘ方向とｙ方向に個別に制御することができる。

【0058】

図１０では、図６に示す第３実施形態におけるビーム拡張部２２０をビーム拡張部３２０に置換した構成を示したが、図１に示す第１実施形態、図２に示す第２実施形態、図８に示す第４実施形態においても、ビーム拡張部２０，２２０の代わりにビーム拡張部３２０を採用することができる。

【0059】

本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

【符号の説明】

【0060】

１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ，２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ レーザ光源
５ａ，５ｂ，２５ インテグレータ
４，２４，３４０，４４０ ビーム照射位置変位部
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ，３４ 反射型液晶素子（変調素子）
１７，３７ 投射レンズ
２０，２２０，３２０ ビーム拡張部
２０ａ，２０ｂ，２２０ａ，２２０ｂ アフォーカルレンズ
２０ｃ，２２０ｃ ホログラム偏光素子
４１，２４１，３４１，４４１ ミラー
４２，４３ コリメータレンズ（レンズ）
４４，２４２，３４４，４４３ 駆動部
３２０ａ，３２０ｂ シリンドリカルレンズ
３４２，３４３ 可動ミラー
４４２ 可動プリズム
442r1，442r2 反射膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】