(57)【要約】【課題】スクリーン上に制御されたスペックルコントラストを任意に発生させ、このスペックルコントラストから人の目を基準にしたスペックル許容限界を定量化するスペックルコントラスト発生器を提供する。【解決手段】本発明のスペックルコントラスト発生器は、スクリーン上に制御されたスペックルコントラストを有するスペックルノイズを発生するスペックルコントラスト発生器であり、レーザー光を出射するレーザー光源と、レーザー光を拡散させる拡散板と、拡散板を移動させ、拡散板によりレーザー光の位相を時間的に変化する拡散板移動部と、当該拡散板移動部が出射するレーザー光を受容する入射瞳径を有し、拡散板を透過した投射光をスクリーンに投影して結像する投影結像レンズとを有し、投影結像レンズの入射瞳径を変化させることにより、スペックルコントラストを制御する。【選択図】図１
2014032371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン上に制御されたスペックルコントラストを有するスペックルノイズを発生するスペックルコントラスト発生器であり、
レーザー光を出射するレーザー光源と、
前記投射光を拡散させる拡散板と、
前記拡散板を移動させ、前記拡散板により前記レーザー光の位相を時間的に変化する拡散板移動部と、
当該拡散板移動部が出射するレーザー光を受容する入射瞳径を有し、拡散板を透過した当該投射光をスクリーンに投影して結像する投影結像レンズと
を有し、
前記投影結像レンズの前記入射瞳径を変化させることにより、スペックルコントラストを制御する
ことを特徴とするスペックルコントラスト発生器。
【請求項２】
前記レーザー光源と前記拡散板との間に、当該レーザー光源の出射するレーザー光の照射面内の光強度を一様とするビーム変換素子が
さらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスペックルコントラスト発生器。
【請求項３】
前記拡散板移動部が、
前記拡散板を、当該拡散板の拡散面に対して平行な２次元平面内で所定の振幅で振動的に移動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスペックルコントラスト発生器。
【請求項４】
スペックルコントラストを制御してスペックルノイズを発生するスペックル発生器、及び当該スペックルノイズのスペックルコントラストを測定するスペックルコントラスト測定器を備えるスペックルコントラスト評価装置であり、
前記スペックル発生器が、
レーザー光を出射するレーザー光源と、
前記レーザー光を拡散させる拡散板と、
前記拡散板を移動させ、前記拡散板により前記レーザー光の位相を時間的に変化させる拡散板移動部と、
当該拡散板からのレーザー光を受容する入射瞳径を有し、拡散板を透過した当該投射光をスクリーンに投影して結像する投影結像レンズと
を備え、前記投影結像レンズの前記入射瞳径を変化させることにより、スペックルコントラストを制御し、
スペックルコントラスト測定器が、
前記スクリーンからの干渉光を入射するピンホールと、
前記干渉光を撮像する撮像素子と、
前記ピンホールから出射される干渉光を前記撮像素子の撮像面に結像する観測レンズと
を備えていることを特徴とするスペックルコントラスト評価装置。
【請求項５】
前記ピンホールの直径が０．８ｍｍ±０．１ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載のスペックルコントラスト評価装置。
【請求項６】
前記スクリーンで反射した前記レーザー光が前記スペックルコントラスト測定器に入射されないように、当該スクリーン面の法線が前記投影結像レンズの光軸に対して傾いて設置されている場合、
前記投影結像レンズの光軸に対し、前記拡散板が当該拡散板の拡散面の法線を所定の角度を傾かせるように設置されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のスペックルコントラスト評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被投射面に対して任意のスペックルコントラストのスペックルノイズを発生するスペックルコントラスト発生器、及びこのスペックルノイズのスペックルコントラストを評価するスペックルコントラスト評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置において、広色域かつ高効率な光源としてレーザー光源が用いられるようになっている。
しかし、レーザー光源は、その特徴の一つとして出射光がコヒーレント光であるため、高い干渉性を有している。例えば、３波長レーザーを光源とするレーザープロジェクターにおいて、レーザー光の有する高い干渉性によって、レーザー光源で照明するスクリーン拡散面の散乱光が干渉し、スクリーン上にランダムな干渉パターンであるスペックルノイズが発生する。
【０００３】
このレーザー光源が用いられた画像表示装置を作成する際等に、スクリーン上に発生するスペックルノイズの形状及び強度に対応して、スペックルノイズが人間の目にどの程度認識されるかを測定する必要がある。
このため、制御されたスペックルのパターンをスクリーン上の評価画像に発生させ、人の目を基準に、スペックル許容限界を定量化するためのスペックル評価装置が必要となる。
このスペックルパターンの光強度分布の標準偏差を平均光強度で除したものが、スペックルコントラストと定義されている。
【０００４】
また、人の目の角度分解能における実験データを元に、人の目の視認するスペックルコントラストを、照明光学系のスクリーン側開口数の関数として定式化することが行われている。ここで、原理的に、投影レンズ絞り径を制御して開口数を制御することにより、スクリーン上の評価画像に任意のスペックルコントラストを発生させるスペックルコントラスト発生器が実現可能である（例えば、非特許文献１参照）。
上述した開口数とは、投影結像レンズの射出瞳半径をレンズとスクリーンとの間の距離で除算した除算結果の数値である。
【０００５】
また、従来のスペックルコントラスト発生器の構成例としてレーザー光源、回転拡散板、ライトパイプ、絞り径可変な投影結像レンズの各々を用いたスペックルコントラスト発生器があげられる（非特許文献２参照）。
この非特許文献２の著者は、スペックルコントラストに対する投影結像レンズのＦ値（レンズの焦点距離を有効口径で割った値）の効果には制限があると結論している。
事実、非特許文献２における実験結果の図（Ｆｉｇ．５）によれば、スペックルコントラストとＦ値の関係は規則性を認めることができない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｊｏｓｅｐｈ  Ｗ．Ｇｏｏｄｍａｎ，”Ｓｐｅｃｋｌｅ  Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ  ｉｎ  ｏｐｔｉｃｓ”，ｐ−２２１，Ｒｏｂｅｒｔｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，２００７
【非特許文献２】Ｓ．Ｒｏｅｌａｎｄｔ  ｅｔ  ａｌ，ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ、Ｖｏｌ  ２０，Ｎｏ．８，ｐ−８７７０，９  Ａｐｒｉｌ  ２０１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
すなわち、投影結像レンズの絞り径を制御することよって、照明光学系のスクリーン側開口数を制御したとしても、いつでもスペックルコントラストが制御できるわけではない。
スペックルコントラストを良好に制御するためには、効率の高い移動拡散板を効果的に用いて、観測時間内の独立なスペックルパターンの数で表される時間的多重度を、十分に高くすることが重要である。
【０００８】
したがって、非特許文献２におけるスペックルコントラスト発生器では、投影結像レンズに関して回転拡散板とスクリーンとの位置関係が、回転拡散板の像がスクリーン面において結像していないため、移動拡散板を用いて時間的多重度を、十分に高くすることができない。図１０は、移動拡散板とスクリーンとの対応関係を示す図である。
すなわち、実際には、図１０（ａ）は従来の二重拡散板を用いた構成例、図１０（ｂ）は、二重拡散板の代わりに、スクリーン面を固定拡散板とした構成例を示している。
通常、二重拡散板２００を用いて、レーザー光を受光する側の拡散板２００Ａを移動拡散板とし、移動拡散板から拡散された拡散光を受光する側の拡散板２００Ｂを移動させない固定拡散板として用いている。この二重拡散板２００により、物体３００上のスペックルコントラストの時間的多重度を高くしている（Ｓ．Ｌｏｗｅｎｔｈａｌ  ａｎｄ  Ｄ．  Ｊｏｙｅｕｘ，  ”Ｓｐｅｃｋｌｅ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｂｙ  ｓｌｏｗｌｙ  ｍｏｖｉｎｇ  ｄｉｆｆｕｓｅｒ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ａ  ｍｏｔｉｏｎｌｅｓｓ  ｄｉｆｆｕｓｅｒ）。
【０００９】
一方、非特許文献２で用いている方式は、二重拡散板を用いずに、図１０（ｂ）に示すように、二重拡散板の固定拡散板である拡散板２００Ｂの代わりに、スクリーン５００を表面が拡散板と同様の形状を有するスクリーン拡散板１００を用いて、時間的多重度を持たせようとしている。
また、図１０（ａ）の構成において、二重拡散板は、拡散板２００Ａと拡散板２００Ｂとが隣接して設けられているため、拡散板２００Ａの像をそのまま拡散板２００Ｂに投影することになる。
同様に、図１０（ｂ）の構成においても、拡散板２００Ａの像を固定拡散版とするスクリーン拡散板１００の表面で結像させる必要がある。
しかしながら、非特許文献２の場合には、移動拡散板である拡散板２００Ａと照明光学系のレンズとの間にライトパイプが介挿されており、スクリーン拡散板１００には拡散板２００Ａのぼけた像が形成され、拡散板２００Ａの像が結像されない構成となっている。
このため、非特許文献２においては、投影結像レンズの絞り径を制御することによって、スクリーン拡散板１００上のスペックルコントラストを良好に制御することができない。
【００１０】
また、評価画像のスペックルコントラストをモニターして、移動拡散板の効果を確認するため、人の目がスペックルを感じる感度であるスペックル感度に対応して校正されたスペックルコントラスト測定器を作ることが必要となる。
しかしながら、非特許文献２のスペックルコントラスト測定器は、人の目のスペックル感度に校正されていないため、人のスペックルの許容限界を確認することができず、測定されたスペックルコントラストを有効に利用することができない。
【００１１】
また、照明光のスクリーン表面からの正反射光が、スペックルコントラスト測定器へのスペックルコントラストを検出するための光に対して混入することを防止する必要がある。このため、スペックルコントラスト発生器の投影結像レンズの光軸をスクリーン法線に対して傾けるように、スペックルコントラスト発生器を配置することになるが、移動拡散板を透過したレーザー光を傾いたスクリーン上に結像することが課題になる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スクリーン上に制御されたスペックルコントラストを任意に発生させ、このスペックルコントラストから人の目を基準にしたスペックル許容限界を定量化するスペックルコントラスト発生器及びスペックルコントラスト評価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】
【００１３】
本発明のスペックルコントラスト発生器は、スクリーン上に制御されたスペックルコントラストを有するスペックルノイズを発生するスペックルコントラスト発生器であり、レーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光を拡散させる拡散板と、前記拡散板を移動させ、前記拡散板により前記レーザー光の位相を時間的に変化する拡散板移動部と、当該拡散板移動部が出射するレーザー光を受容する入射瞳径を有し、拡散板を透過した当該レーザー光をスクリーンに投影して結像する投影結像レンズとを有し、前記投影結像レンズの前記入射瞳径を変化させることにより、スペックルコントラストを制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明のスペックルコントラスト発生器は、前記レーザー光源と前記拡散板との間に、当該レーザー光源の出射するレーザー光の照射面内の光強度を一様とするビーム変換素子がさらに設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明のスペックルコントラスト発生器は、前記拡散板移動部が、前記拡散板を、当該拡散板の拡散面に対して平行な２次元平面内で所定の振幅で振動的に移動させることを特徴とする。
【００１６】
本発明のスペックルコントラスト評価装置は、スペックルコントラストを制御してスペックルノイズを発生するスペックル発生器、及び当該スペックルノイズのスペックルコントラストを測定するスペックルコントラスト測定器を備えるスペックルコントラスト評価装置であり、前記スペックル発生器が、レーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光を拡散させる拡散板と、前記拡散板を移動させ、前記拡散板により前記レーザー光の位相を時間的に変化させる拡散板移動部と、当該拡散板からのレーザー光を受容する入射瞳径を有し、拡散板を透過した当該レーザー光をスクリーンに投影して結像する投影結像レンズとを備え、前記投影結像レンズの前記入射瞳径を変化させることにより、スペックルコントラストを制御し、スペックルコントラスト測定器が、前記スクリーンからの干渉光を入射するピンホールと、前記干渉光を撮像する撮像素子と、前記ピンホールから出射される干渉光を前記撮像素子の撮像面に結像する観測レンズとを備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明のスペックルコントラスト評価装置は、前記ピンホールの直径が０．８ｍｍ±０．１ｍｍであることを特徴とする。
【００１８】
本発明のスペックルコントラスト評価装置は、前記スクリーンで反射した前記レーザー光が前記スペックルコントラスト測定器に入射されないように、当該スクリーン面の法線が前記投影結像レンズの光軸に対して傾いて設置されている場合、前記投影結像レンズの光軸に対し、前記拡散板が当該拡散板の拡散面の法線を所定の角度を傾かせるように設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、拡散板を移動させ、この移動させた拡散板の像をスクリーンに結像することにより、個々のコヒーレンス領域の時間的多重度を増し、かつ投影結像レンズの入射瞳径を調整することにより、一方の拡散板であるスクリーンに結像された可算できるコヒーレンス領域の大きさを制御する、すなわち所定領域当たりのコヒーレンス領域の個数を制御することで、空間的多重度を増すことができ、スペックルコントラストを従来に比較して広い範囲で任意に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態によるスペックルコントラスト発生器とスペックルコントラスト測定器とを用いたスペックルコントラスト評価装置の構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】観測系の解像セル領域と照射系の拡散光のコヒーレンス領域との対応関係を示す概念図である。
【図３】投影結像レンズ５の絞り径と、スペックルコントラストとの対応を示すグラフである。
【図４】図１における拡散板３を平面運動させる拡散板移動部４の構成例を示す図である。
【図５】拡散板移動部４が拡散板３を平面運動させた際における拡散板３の運動軌跡を示す図である。
【図６】測定系におけるスクリーン拡散板１００、投影結像レンズ５、拡散板３、ビーム変換素子２及びレーザー光源１の配置関係を示す図である。
【図７】光線追跡シミュレータによる光追跡のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】光線追跡シミュレータによる光追跡のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】人間の目の点像強度分布、複素コヒーレントファクター及び複素コヒーレントファクターの二乗と、開口数との対応関係を示す図である。
【図１０】移動拡散板とスクリーンとの対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜スペックル評価装置の説明＞
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態によるスペックルコントラスト発生器５０とスペックルコントラスト測定器６０とを用いたスペックルコントラスト評価装置の構成例を示す概略ブロック図である。
本実施形態のスペックルコントラスト発生器５０は、レーザー光源１、ビーム変換素子２、拡散板３、拡散板移動部４、投影結像レンズ５、結像制御部６を備えている。
また、スペックルコントラスト測定器６０は、ピンホール７、観測レンズ８、固体撮像素子９及びコントラスト算出部１０を備えている。
また、スクリーン拡散板１００には、スペックルコントラスト発生器から照射される、コヒーレントが制御されたレーザー光が結像される。
【００２２】
以下、スペックルコントラスト発生器５０の各構成について説明する。
レーザー光源１は、コヒーレント性を有し、ガウス関数型光強度分布をもつレーザー光を放射する。
ビーム変換素子２は、レーザービームエキスパンダーと非球面ビームホモジナイザとから構成されている。このビーム変換素子２は、レーザー光源１から出射されるガウス関数型光強度分布のレーザー光を、トップハット関数型光強度分布のレーザー光に変更する。このレーザー光は、例えば、スペックルノイズを評価する対象となる単色光（緑色光、赤色光及び青色光のいずれか）である。これにより、ビーム変換素子２から出射されるレーザー光は、スペックルノイズを評価する対象となる単色光の光強度が照射面において平均化された、強度が一様な平均光強度パターンとなる。また、レーザー光源１から出射されるレーザ光の光強度分布がトップハット型に近い場合、このビーム変換素子２を設ける必要はない。
【００２３】
拡散板３は、例えば、ガラス拡散板であり、ビーム変換素子２の出射端の近傍に配置され、トップハット関数型光強度分布をもつレーザー光を拡散させるために用いられる。
拡散板移動部４は、拡散板３を当該拡散板３の拡散面に平行な２次元平面において所定の方向に移動（振動）させることにより、ビーム変換素子２でトップハット関数型光強度分布を有するレーザー光の空間コヒーレンスを、スペックルノイズを観察時間内で時間平均して、すなわち時間的多重度を持たせることでインコヒーレント化する。ここで、拡散板移動部４は、例えば、ヘルムホルツ音叉４ａを含んで構成され、このヘルムホルツ音叉４ａに取り付けられた拡散板３を、正弦波により振動させる。
【００２４】
このヘルムホルツ音叉４ａとは、交流電磁石４ｂで駆動される音叉であり、音叉を一定の共振周波数で駆動し、例えば拡散板３を正弦波で駆動することができる。ここで、交流電磁石４ｂは、交流電源４ｃから所定の正弦波の励磁電流が印加される。この拡散板移動部４は、拡散板３を移動させる構成の一例であり、拡散板３を含む１次元方向あるいは拡散板３を含む２次元平面内で移動させることができれば、どのような構成でもかまわない。ここで、時間的多重度とは、スペックルノイズの観測時間内で時間平均をとる、互いに独立なスペックルパターンの数（後述する解像セル内のコヒーレンス領域の数）である。この時間的多重度は、すでに述べたように、移動拡散板３の像をスクリーン拡散板１００の面で結像することによって初めて実現することができる。非特許文献２の構成では、スクリーン拡散板１００面における移動拡散板の像がぼけてしまうため、スペックルコントラストの高い時間的多重度を実現することは不可能である。
【００２５】
投影結像レンズ５は、ビーム変換素子２から出射されたレーザー光が拡散板３を透過して出射される拡散光を、スクリーン拡散板１００に投影して結像する。すなわち、投影結像レンズ５は、拡散板３を透過した拡散光により、拡散板３の像をスクリーン拡散板１００の面上に結像する。以下、この拡散板３を被写体とした像を結像することを、拡散板３を透過した拡散光を結像すると示す。
結像制御部６は、拡散板３を透過してスクリーン拡散板１００に投影される拡散光が、スクリーン拡散板１００において結像するように、投影結像レンズ５の位置を制御してフォーカス調整を行う。また、結像制御部６は、投影結像レンズ５の絞り径を制御する。
【００２６】
ここで、拡散板３から出射される拡散光が、投影結像レンズ５の入射瞳（レンズの絞り径）に受容されるように、拡散板３の表面粗さを制御することが光利用効率の点から望ましい。この表面粗さは、拡散板３をホログラフィックディフューザー（ビーム整形ディフューザー）とし、その特殊ホログラムパターン (非周期な凹凸パターンの集まり)による拡散角を選ぶことで実現される。このとき、スクリーン拡散板１００に結像される拡散光の光束（以下、照明系）の開口数ＮＡｉは、投影結像レンズ５の入射瞳の半径を、光軸上における投影結像レンズ５とスクリーン拡散板１００との間の距離により、除算した値となる。
【００２７】
また、レーザー光源１の出射端に対し、ＲＧＢのカラーフィルターを設けることにより、必要な色以外の波長の光を除去し、ＲＧＢ成分光の各々の波長範囲を限定する（狭くする）ことで、より純粋な単色光として出力する構成としても良い。
これにより、ＲＧＢ成分光の各々を単色光として出射し、この単色光毎のスペックルコントラストを検出することができる。
また、レーザー光源１の出射端に対し、直線偏光の偏光方向を変える偏光子を設ける構成としても良い。
これにより、レーザー光の偏光方向を任意に偏光させ、その偏光方向に応じたスペックルコントラストを検出することができる。
また、レーザー光源１の出射端に、カラーフィルター及び偏光子の双方を設ける構成としても良い。
【００２８】
次に、スペックルコントラスト測定器６０の各構成について説明する。
ピンホール７は、所定の径の穴が設けられた板であり、スクリーン拡散板１００と観測レンズ８との間に、この穴に観測レンズ８の光軸が貫通する位置に設けられ、この観測レンズ８近傍に配置されている。ここで、スクリーン拡散板１００からピンホール７を見込む開口数ＮＡｓは、ピンホール７の半径を、ピンホール７とスクリーン拡散板１００との距離で除算した数値である。このピンホール７の直径ｄは、後述するように、好ましくは０．８ｍｍ、あるいは０．８ｍｍ±０．１ｍｍが良い。
【００２９】
観測レンズ８は、スクリーン拡散板１００からの干渉光（スペックルノイズの光）を固体撮像素子９の撮像面に結像する。ここで、観測レンズ８の開口数ＮＡｓは、ピンホール７の半径を、ピンホール７とスクリーン拡散板１００との間の距離により除算した数値である。
固体撮像素子９は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などで構成されており、ピンホール７を介して観測レンズ８により撮像面に結像されるスクリーン拡散板１００からの干渉光の画像を撮像する。
また、固体撮像素子９は、撮像面を構成する撮像素子（撮像画像の画素に対応）の各々が入射光を電気信号に変換し、撮像画像の各画素の照度の測定値として、コントラスト算出部１０に対して出力する。
【００３０】
コントラスト算出部１０は、固体撮像素子９の撮像した撮像画像から、撮像面を構成する各画素の測定値の電気信号を階調度、すなわち光強度値に変換する。
また、コントラスト算出部１０は、この求めた撮像面における画素の光強度値の分布から、この撮像画像の光強度分布の標準偏差を求める。
また、コントラスト算出部１０は、撮像画像の光強度値の平均値である平均強度を求め、先に求めた標準偏差をこの平均強度により除算し、除算結果をスペックルノイズのスペックルコントラストとして求める。
【００３１】
上述した構成において、拡散板３を拡散板移動部４により運動（振動）させることにより、レーザー光源１から出射されるレーザー光の空間コヒーレンスを、スクリーン拡散板１００の面上における時間平均の意味でインコヒーレント化する。このインコヒーレント化の結果、公知のファンシッタールト・ゼルニケ（ｖａｎ  Ｃｉｔｔｅｒｔ−Ｚｅｒｎｉｋｅ、ＶＣＺ）定理を適用することにより、スクリーン拡散板１００に対して入射する拡散光のコヒーレント面積Ａｉは、スクリーン拡散板１００に結像する投影結像レンズ５の点像振幅分布の関数の曲面の下の体積から、（１／π）・（λ／ＮＡｉ）２として与えられる。また、同様に、ＶＣＺ定理より、観察側からみたスクリーン拡散光のコヒーレンス面積Ａsは、スクリーン拡散板１００上の解像セル面積に相当する（１／π）・(λ/ＮＡｓ）２として与えられる。
【００３２】
照明系の開口数ＮＡｉが、スペックルコントラスト測定器６０（以下、観測系とする）のピンホール７の開口数ＮＡｓより大きい場合、投影結像レンズ５からの拡散光のコヒーレンス面積Ａｉは観測系の解像セル面積Ａｓより小さくなる。
このため、投影結像レンズ５からの拡散光の複数個のコヒーレンス領域内の光が、観測系のスクリーン拡散板１００の面上あるいは固体撮像素子９の撮像面上における解像セル領域内で可算されることになる。
【００３３】
＜スペックルコントラストの測定＞
次に、図２は、解像セル領域と拡散光のコヒーレンス領域との対応関係を示す概念図である。この図２において、レーザー光が拡散板３を透過し、この拡散光を投影結像レンズ５によりスクリーン拡散板１００に結像し、そのスクリーン拡散板１００の入射面における干渉光をピンホール７を介して観測レンズ８が固体撮像素子９の撮像面に結像する構成が直列に示されている。
また、図２において、画像Ａ及び画像Ｂの各々は、干渉光のコヒーレンス面積に対応した解像セル領域内におけるコヒーレンス領域の面積の違いを示している。
【００３４】
画像Ａ及び画像Ｂの双方において、ＣＳは解像セル領域を示しており、この解像セル領域ＣＳ内に拡散光のコヒーレンス領域ＳＳが内包されている。
画像Ａの解像セル領域ＣＳ内にある拡散光のコヒーレンス領域ＳＳの面積（拡散光のコヒーレント面積Ａｉ）は、画像Ｂの解像セル領域ＣＳ内にある拡散光のコヒーレンス領域の面積（拡散光のコヒーレント面積Ａｉ）に比較して大きい。
【００３５】
すなわち、投影結像レンズ５の開口数ＮＡｉが、画像Ａの場合の方が画像Ｂの場合に比較して大きく設定されていることになる。
このため、投影結像レンズ５の開口数ＮＡｉを大きくするに従い、拡散光のコヒーレント面積Ａｉも小さくなっていくことが分かる。
したがって、観測系の解像セル領域ＣＳ内で可算される拡散光のコヒーレンス領域Ａｓの個数を、本実施形態においては空間的多重度Ｋとする。したがって、空間的多重度Ｋは、以下の（１）式に示すように、投影結像レンズ５の開口数ＮＡｉと観測系の間口数ＮＡｓとの比の関数で表される。
【００３６】
【数１】
2014032371.tif 000003
【００３７】
また、スクリーン拡散板１００に入射される拡散光は、位相がコヒーレンス領域ＳＳ内でのみ相関を有している。
したがって、解像セル領域ＣＳ内にある複数個のコヒーレンス領域ＳＳの各々の間において、散乱光の位相には相関がないから、コヒーレンス領域ＳＳの間において位相はランダムである。
拡散板３を透過した散乱光を投影結像レンズ５で、スクリーン拡散板１００に結像して、このとき拡散板３を静止させた場合、コヒーレンス領域ＳＳの各々において、スクリーン拡散板１００に入射する拡散光の位相関係は時間的に変化することはない。
このため、ランダムな位相を有する光を解像セル領域の中で単純にコヒーレント可算した場合、スペックルノイズに特有な大きな光強度揺らぎが解像セル領域ＣＳ内で発生する。この拡散板３が静止した場合、解像節領域におけるスペックルコントラストが減少することはない。
【００３８】
一方、拡散板３を透過した散乱光を投影結像レンズ５で、スクリーン拡散板１００に結像して、このとき拡散板３を運動（例えば、レーザーの光軸に垂直な二次元平面における平面運動）させた場合、コヒーレンス領域ＳＳの各々において、スクリーン拡散板１００に入射する拡散光の位相関係は時間的かつ独立に変化する。このため、コヒーレンス領域ＳＳの各々における空間コヒーレンスは、時間的に入射する拡散光の位相が変化するために時間平均としてはインコヒーレントとなる。
結果的に、コヒーレンス領域ＳＳの各々が互いに異なるランダムな位相であり、かつ時間的に独立に変化する位相パターンが解像セル領域内においてインコヒーレント可算される。このため、解像セル領域ＣＳのコヒーレンス領域ＳＳの個数である空間的多重度Ｋの逆数の平方根がスペックルコントラストとなる。
【００３９】
また、時間的多重度Ｍは、拡散板３を運動させて上記時間平均で平均される（所定時間で積分される）、独立なスペックルパターンの数である。
一般に、スペックルコントラストは、時間的多重度Ｍ及び空間的多重度Ｋを用いて、以下の（２）式として表せる。
【００４０】
【数２】
2014032371.tif 000004
【００４１】
この（２）式において、時間的多重度Ｍが空間的多重度Ｋより十分に大きい場合、スペックルコントラストＣｋは以下の（３）式で表すことができる。すなわち、時間的多重度Ｍを空間的多重度Ｋより十分に大きく設定することにより、スペックルコントラストＣｋは空間的多重度Ｋのみで決定されることになる。
【００４２】
【数３】
2014032371.tif 000005
【００４３】
したがって、拡散板移動部４が拡散板３をレーザー光の光軸に対して垂直な２次元平面上において２次元運動（平面運動）させる場合、観測系のピンホール７の開口数ＮＡｓが投影結像レンズ５の開口数ＮＡｉより十分に小さければ、空間的多重度Ｋは（１）式の構成であるため、スペックルコントラストＣｋは、観測系の開口数ＮＡｓ投影結像レンズ５の開口数ＮＡｉとの比により、すなわち比ＮＡｓ／ＮＡｉにより近似することができる。また、明らかに間口数ＮＡｓが間口数ＮＡｉより十分大きいとき、スペックルコントラストＣｋは１となる。
【００４４】
ここで、スペックルコントラストＣｋを決定するための空間的多重度Ｋの計算方法について述べる。
上記（３）式における１／Ｋは、以下の（４）式で表すことができる。
【００４５】
【数４】
2014032371.tif 000006
【００４６】
上記（４）式において、μ（Δｘ，Δｙ）は、投影結像レンズ５び射出瞳面から、空間座標(ｘ，ｙ)で表される、射出瞳面に平行なスクリーン面までの光の伝搬によって生ずる複素コヒーレントファクタであり、｜μ（Δｘ，Δｙ）｜２は照明系の点像強度分布である。また、ＫＤは観測系の感度分布関数の自己相関関数であり、式の係数ＡはＡ＝ＫＤ（０，０）である。
この観測系の感度分布関数ＫＤを、以下の（５）式に示すように、観測系の複素コヒーレンスファクター、観測系の点像振幅分布ｋとして選択する。
【００４７】
【数５】
2014032371.tif 000007
【００４８】
上記（５）式において、ｒ＝（α２＋β２）１／２であり、α及びβはスクリーン上の位置座標である。
ここで、観測系における観測レンズ８がスクリーン１００からの一様に照明されていると仮定すると、その観測系の自己相関関数ＫＤは点像振幅分布そのものとなる。
したがって、（４）式における感度分布関数ＫＤは、（５）式の点像振幅分布により、以下の（６）式として表される。
【００４９】
【数６】
2014032371.tif 000008
【００５０】
上記（６）式において、Δｘ及びΔｙの各々を流通座標α及びβに置き換え、（４）式を以下の（７）式として表す。
【００５１】
【数７】
2014032371.tif 000009
【００５２】
この空間的多重度Ｋの自己相関関数を、点強度分布の曲面における下の体積を、コヒーレント面積で除算した重み関数は、Ｂｒａｃｅｗｅｌｌの相関幅そのものとなる。
上述した（７）式の計算を実行すると、（３）式が投影結像レンズ５の開口数ＮＡｉ（＝ＮＡ’）と観測系の間口数ＮＡｓ（＝ＮＡ）と比で求まり、ＮＡｉ＜ＮＡｓのとき、スペックルコントラストＣｋは「１」に漸近する。
上述したように、開口数ＮＡｉと開口数ＮＡｓとの大小関係におけるスペックルコントラストＣｋは、以下の（８）式に示すように表すことができる。
【００５３】
【数８】
2014032371.tif 000010
【００５４】
上記（８）式において、観測系のピンホール７の開口数ＮＡｓを固定とした場合、スペックルコントラストＣｋは、投影結像レンズ５の開口数ＮＡｉによって制御することができる。この際、結像制御部６が投影結像レンズ５の絞り径を制御することにより、開口数ＮＡｉを調整することになる。
【００５５】
次に、図３は投影結像レンズ５の絞り径と、スペックルコントラストとの対応を示すグラフである。この図３において、絞り径はＦナンバーで表されている。図３において、縦軸がスペックルコントラストを示し、横軸がＦナンバーを示している。ここで、Ｆナンバー（Ｆ−ｎｕｍｂｅｒ）は、レンズの焦点距離を絞り径で割った値であり、Ｆナンバーが大きいほど絞り径が小さい、すなわち開口数ＮＡｉが小さい。
【００５６】
この図３から分かるように、スペックルコントラストは空間的多重度Ｋが∞（無限大）となる極限において、１／Ｍ１／２＝０．０２３に漸近している。このスペックルコントラストＣｋの数値０．０２３から推定される時間的多重度はＭ＝１８９０である。
また、開口数ＮＡｉが開口数ＮＡｓより十分大きい場合、ある程度Ｆナンバーが大きい範囲においては、スペックルコントラストとＦナンバーとは線形関係にあることが分かり、（３）式が（２）式を近似していることが分かる。
【００５７】
上述したように、本実施形態においては、空間的多重度Ｋに対して時間的多重度Ｍを十分大きくすることにより、投影結像レンズ５の絞り径（入射瞳径）を調整することにより、（３）式における投影結像レンズ５の開口数ＮＡｉを変化させ、任意のスペックルコントラストに制御することができる。
これは、本実施形態がレーザー光源１と投影結像レンズ５との間に拡散板３を、すなわち拡散板３の後段に投影結像レンズ５を設けているため、投影結像レンズ５のフォーカス調整を行うことができる。
この結果、本実施形態においては、拡散板３を透過した拡散光をスクリーン拡散板１００の面上に結像させる自由度を有しているため、コヒーレント領域ＳＳのコヒーレント面積Ａｉを精度良く調整することができ、任意のスペックルコントラストに制御することができる。
【００５８】
＜拡散板移動部４による拡散板３の運動の説明＞
次に、図４は、拡散板３を平面運動させる拡散板移動部４の構成例を示す図である。拡散板移動部４は、ヘルムホルツ音叉４ａ、交流電磁石４ｂ、交流電源４ｃ、振動モーター４ｄ及び直流電源４ｅを備えている。
ヘルムホルツ音叉４ａは、柄４ａ＿１によって振動モーター４ｄに固定され、一方のフォーク部４ａ＿２の先端に取り付け金具４ｆを介して拡散板３が取り付けられ、他方のフォーク部４ａ＿３に交流電磁石４ｂの鉄心に近接されている。
【００５９】
これにより、振動モーター４ｄは、偏芯負荷を有する直流モーターであり、ヘルムホルツ音叉４ａのフォーク部４ａ＿３を一定の周波数で振動させる。このフォーク部４ａ＿３の振動に対し、フォーク部４ａ＿２が振動し、ｘ軸方向に拡散板３を運動（例えば、２２０Ｈｚの周期でｘ方向に振幅）させる。
また、振動モーター４ｄは、直流電源４ｅから供給される直流電流を駆動電流として駆動し、駆動部に柄４ａ＿１が取り付けられているヘルムホルツ音叉４ａをｙ方向に運動（例えば、７０Ｈｚの周期でｙ方向に振幅）させる。
【００６０】
また、この例として記載した拡散板３の振幅周期は、ユーザが交流電磁石の振動音で不快とならないように、人間の音の可聴範囲外で設定されている。
上述したように、拡散板移動部４は、交流電磁石４ｂと振動モーター４ｄとにより、ｘ−ｙの２次元平面において拡散板３を平面運動させる。この２次元平面は、レーザー光の光軸に対して垂直である。
【００６１】
次に、図５は、拡散板移動部４が拡散板３を平面運動させた際における拡散板３の運動軌跡を示す図である。縦軸がｙ方向の変位量であり、横軸がｘ方向の変位量を示している。
また、交流電源４ｃの交流電流の周波数Ｆｘは、直流電源４ｅの直流電流で駆動される振動モーター４ｄの回転数できまる周波数Ｆｙより大きいため、拡散板３の運動軌跡は、図５に示すリサージュ図形を描く。
本実施形態においては、拡散板３であるガラス拡散板の表面粗さが、例えば自己相関長で２０μｍであり、ｒｍｓ表面粗さ（二乗平均平方根粗さ）で０．３４μｍである。
本実施形態においては、ｘ方向及びｙ方向の各々における振幅は、いずれも拡散板３の表面粗さの形状の自己相関長を超えた長さとなるように設定する。
【００６２】
また、ヘルムホルツ音叉４ａを一定周波数７１．２Ｈｚで振動させた際、拡散板３のｘ方向の変位は１２０μｍであるため、表面粗さの自己相関長を大きく超えるものであり、面運動している拡散板３を透過したレーザー光は完全にインコヒーレント化された拡散光となり、拡散板３から出射される。
このように、拡散板３を２次元平面において、平面運動させることにより、拡散板３に入射するレーザー光の空間コヒーレンスを効果的にインコヒーレント化することができ、時間的多重度Ｍを空間的多重度Ｋに対して十分大きくすることが可能となり、スペックルコントラストを投影結像レンズ５のＦナンバーの数値に対して線形に変化させることができる。
【００６３】
また、上述した構成においては、拡散板３の拡散面に平行な２次元平面において、この２次元平面を構成するｘ方向及びｙ方向の各々に、振幅移動させてリサージュ曲線を描く平面運動をさせるとして説明した。
しかしながら、上述した２次元平面において直線的に、すなわち一方向に自己相関長を超える幅に振幅させるように構成しても良い。この構成においては、２次元平面で平面運動する場合に比較して時間的多重度が低減することになるが、電磁石と交流電源とが１組ですむことになり、装置構成としては簡易化できる。
【００６４】
＜レーザー光の光軸に対する拡散板３及びスクリーン拡散板１００の配置の説明＞
次に、図６は、測定系におけるスクリーン拡散板１００、投影結像レンズ５、拡散板３、ビーム変換素子２及びレーザー光源１の配置関係を示す図である。
スペックルコントラスト発生器において、投影結像レンズ５の光軸に対してスクリーン拡散板１００の法線をスクリーンティルト角θ１だけ傾け、スクリーン拡散板１００からの干渉光だけでなく正反射光の一部が、スペックルコントラスト測定器６０のピンホール７に入射することを防止する必要がある。
【００６５】
この際、拡散板３に一様にレーザー光が照射され、拡散板３から出射される拡散光がスクリーン拡散板１００に全面おいて結像しないため、スクリーン拡散板１００の面上でスペックルコントラストが一様でなくなる。
このため、傾いたスクリーン拡散板１００上のスペックルコントラストを一様にするため、傾いたスクリーン拡散板１００の法線と同様に、投影結像レンズ５の光軸に対して移動拡散板の法線を角度θ２だけ傾ける。そして、一様にレーザー光が照射された拡散板３から出射される拡散光がスクリーン拡散板１００に全面で結像するようにし、スクリーン拡散板１００の面上の照度を一様化する手法について以下に説明する。
【００６６】
この図６において、光軸Ｌは、レーザー光源１から出射されるレーザー光の光軸（ｘ方向）である。光軸Ｌに対して垂直な２次元平面に対し、スクリーン拡散板１００を角度θ１、すなわちスクリーンティルト角θ１傾かせる。
投影結像レンズ５は、光軸がレーザー光の光軸と一致する位置に配置する。
また、ビーム変換素子２も、投影結像レンズ５と同様に、光軸がレーザー光の光軸と一致する位置に配置する。
また、傾いたスクリーン拡散板１００の全面に対し、拡散光が結像するように、拡散板３を配置する。拡散板３は、光軸Ｌに対して垂直な２次元平面に対し、角度θ２、すなわちティルト角θ２傾かせる。
【００６７】
以下に、図６に示すように傾かせたスクリーン拡散板１００に対して、拡散板３から出射される拡散光の結像を確認したシミュレーション結果を説明する。
このシミュレーションは、モンテカルロ法による光線追跡シミュレータで行い、拡散板３から拡散角４０°内で、３００万本の光線の追跡を行った。
【００６８】
次に、図７は、光線追跡シミュレータによる光追跡のシミュレーション結果を示す図である。縦軸がスクリーン拡散板１００の座標位置（図６のｙ方向の座標位置）を示し、横軸が光強度（最も高い強度値により規格化している）を示している。
スクリーン拡散板１００のスクリーンティルト角θ１＝２７．５°であり、拡散板３のティルト角θ２＝０°の場合を示している。図７から分かるように、スクリーン拡散板１００のｙ方向の位置において、光強度が大きな勾配を示しており、スクリーン拡散板１００の全面で結像していないことが分かる。
【００６９】
次に、図８は、光線追跡シミュレータによる光追跡のシミュレーション結果を示す図である。縦軸がスクリーン拡散板１００の座標位置（図６のｙ方向の座標位置）を示し、横軸が光強度（最も高い強度値により規格化している）を示している。
スクリーン拡散板１００のスクリーンティルト角θ１＝２７．５°であり、拡散板３のティルト角θ２＝−４．２５°の場合を示している。
【００７０】
ここで、拡散板３のティルト角θ２は、投影結像レンズ５の倍率がＭ＝７であることから、以下の（９）式を用いた算出した。図８から分かるように、スクリーン拡散板１００のｙ方向の位置において、光強度がほぼ均一となっており、スクリーン拡散板１００の全面で結像していることが分かる。このように、投影結像レンズ５の倍率Ｍ及びスクリーンティルト角θ１を用い、（９）式によりティルト角θ２を求めることで、スクリーン拡散板１００における光強度勾配が軽減することができる。
【００７１】
【数９】
2014032371.tif 000011
【００７２】
＜人間の目が感知するスペックルコントラストの数値の検討＞
次に、本実施形態における、人間の目により感知されるスペックルノイズのスペックルコントラストの主観テストの結果と、スペックルコントラスト測定器６０によって検出されるスペックルノイズのスペックルコントラストの測定結果とを対応づける処理について説明する。すなわち、人間の目が感知するスペックルコントラストの数値を、スペックルコントラスト測定器６０により明確とする。そのため、人間の目のスペックルコントラスト感度に対して、スペックルコントラスト測定器６０のスペックルコントラストの測定感度を一致させる必要がある。
【００７３】
人間の目のスペックルコントラストの感度は、人間の目の網膜における角度分解能に依存することが一般的に知られている。また、（８）式は、スペックルコントラストが観測系のピンホール７の開口数ＮＡｓに依存することを示している。
したがって、観測系の開口数ＮＡｓを決定するピンホール７の穴の径は、人間の目の角度分解能に対応させて設定することが妥当である。
【００７４】
以下に、人間の目の感度に対応したスペックルコントラストの数値の測定を行うために最適なピンホール７の穴の径について説明する。
人間の目のスペックルコントラスト感度が、人間の目の網膜における角度分可能に依存する関係を定式化については、Ｊｏｓｅｐｈ  Ｗ．  Ｇｏｏｄｍａｎ，’Ｓｐｅｃｋｌｅ  Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃｓ：  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ’，ｐ−２２１，Ｒｏｂｅｒｔｓ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ  （２０１０／１１）に記載されている。
【００７５】
すなわち、人間の目の網膜における点像強度分布ｐｅ（ｒ／ｚｅ）は、以下の（１０）式により近似される。ここで、ｒは円柱座標系における動径座標であり、ｚｅは人間の目とスクリーン（例えば、スクリーン拡散板１００）との距離である。この（１０）式において、Ｋ０（３２×１０２ｒ／ｚｅ）は第２種の０次ベッセル関数である。
【００７６】
【数１０】
2014032371.tif 000012
【００７７】
関数ｐｅ２の示す曲面の下の体積は３．１７×１０−８ｚｅ２となり、この体積を関数ｐｅの示す曲面の下の体積の２乗である１．８７×１０−１４ｚｅ４で除算し、この除算結果を規格化二乗積分値で評価すると、１．６９×１０６ｚｅ−２となる。
【００７８】
一方、人間の目のスペックルパターンに対する解像力を、穴の径を直径ｄとしたピンホール７の回折効果で表す場合、複素コヒーレンスファクターμは、ピンホール７の円形開口回折像に対したファクターであり、以下の（１１）式で表せる。この（１１）式において、ｒは円柱座標系における動径座標であり、ｚｅは人間の目からスクリーンまでの距離とし、λはレーザー光源１が出射するレーザー光の波長である。
【００７９】
【数１１】
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【００８０】
上記（１１）式において、Ｊ１（π・ｄ・ｒ／（λ・ｚｅ））は１次のベッセル関数である。また、一般的に、円形開口の複素コヒーレンスファクターは実数であるため、（１１）式の示す曲面の下の体積を計算すると、（４／π）・（λ・ｚｅ／ｄ）２となる。この（１１）式に示す複素コヒーレンスファクターの二乗は、円形開口のフラウンホーファ回折像の強度分布に一致する。また、（１１）式の複素コヒーレンスファクターの二乗の関数の示す曲面の下の体積も、ベッセル関数の性質から、（１１）式の複素コヒーレンスファクターの関数の示す曲面の下の体積に一致するため、規格化二乗積分値で評価すると、（π／４）・（ｄ／（λ・ｚｅ））２となる。
【００８１】
点像強度分布ｐｅ（ｒ）から求めた規格化二乗積分値と、複素コヒーレンスファクターμ（ｒ）から求めた規格化二乗積分値とを同値とする場合、
１．６９×１０６ｚｅ−２＝（π／４）・（ｄ／（λ・ｚｅ））２
となり、この式から人間の目の網膜における角度分解能と等化となるピンホール７の穴の直径ｄを求める。この式を整理すると、以下に示す（１２）式となる。
【００８２】
【数１２】
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【００８３】
スペックルコントラストの測定は、ＲＧＢ（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ）各々の単色光に対して行うため、赤色、緑色、青色の各々の光の波長に対して、上記（１２）式からピンホール７の穴の直径ｄを求める。
緑色光の場合、光源波長λ＝０．５３２μｍを代入し、ピンホール７の穴の直径ｄ＝０．８ｍｍが得られる。また、赤色光の場合、光源波長λ＝０．６１２μｍを代入し、ピンホール７の穴の直径ｄ＝０．９ｍｍが得られる。同様に、青色光の場合、光源波長λ＝０．４７６μｍを代入し、ピンホール７の穴の直径ｄ＝０．７ｍｍが得られる。
【００８４】
本実施形態においては、人間の目の感度が赤色光、緑色光、青色光の中で緑色光が最も高いこともあり、緑色光に対して最適化して、ピンホール７の穴の直径ｄを０．８ｍｍとする。
これにより、ピンホール７の穴の直径ｄ＝０．８ｍｍで、赤色光、緑色光及び青色光のなかの直径の値の中央値となり、ピンホール７の穴の直径に基づいた各色光間におけるスペックルコントラストの測定相対誤差は１０％となる。
このように、ピンホール７の穴の直径ｄを０．８ｍｍとすることにより、人間の目のスペックルコントラストに対する感度に対し、スペックルコントラスト測定器６０の測定感度を一意に対応づけることができる。また、この測定感度を一意に対応づけることの説明は、後述する。
【００８５】
次に、図９は、人間の目の点像強度分布、複素コヒーレントファクター及び複素コヒーレントファクターの二乗と、ピンホール７を含めた観測レンズ８の開口数ＮＡｓとの対応関係を示す図である。
すなわち、この図９は、（１０）式で示される人間の目の点像強度分布の値と、（１１）式で示されるピンホール７の複素コヒーレンスファクターとの各々を縦軸とし、動径座標ｒをスクリーンと人間の目との距離ｚｅで除算することで規格化した像空間の動径座標ｒ／ｚｅを横軸としたグラフである。この像空間の動径座標ｒ／ｚｅは、開口数ＮＡｓに一致する数値である。この図９により、開口数ＮＡｓに対応して、複素コヒーレントファクターμと、人間の目の点強度分布とが同様に変化し、Ｂｒａｃｅｗｅｌｌの等価幅において完全に等価となり、同一に評価できることがわかる。
【００８６】
すなわち、以下の（１３）式に示すように、（１０）式で示される人間の目の点像強度分布の値と、（１１）式で示されるピンホール７の複素コヒーレンスファクターとは、規格化二乗積分に関して、すなわちＢｒａｃｅｗｅｌｌの等価幅において完全に等価となり、同一に評価できる。
【００８７】
【数１３】
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【００８８】
上記（１３）式に示す規格化二乗積分は、自己相関幅（Ｂｒａｃｅｗｅｌｌの等価幅）の逆数であり、関数形の異なる二つの関数を等価とするときに用いられる。
この（１３）式において、二つの異なる関数とは、指数関数と０次の変形ベッセル関数Ｋ０の和からなる関数である左辺における（１０）式の点強度分布ｐｅ（ｒ／ｚｅ）と、１次のベッセル関数Ｊ１を含む関数である右辺における（１１）式の複素コヒーレンスファクターである。なお、自己相関幅については、Ｒ．Ｂｒａｃｅｗｅｌｌ，’Ｔｈｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ’，ｐ−１７０，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（１９９６／６）に記載されている。
【００８９】
したがって、本実施形態においては、ピンホール７の穴の直径ｄを０．８ｍｍとすることにより、人間の目がスペックルノイズを感じる感度と、スペックル測定との測定感度とを一意的に合わせることができ、従来に比較してより正確に、人間の目による主観的なスペックルノイズの感知レベルを、スペックルコントラスト測定器６０が測定するスペックルコントラストに対応づけることができる。
【００９０】
このため、本実施形態においては、スペックルコントラスト発生器５０でスクリーン１００に対して発生させた複数種のスペックルノイズの各々を、実際に複数の人間に観察させる。そして、主観的に評価レベルを観察した人間の多数決などにより設定する。
例えば、スペックルコントラストの範囲を、気にならない（レベル１）、若干気になる（レベル２）、気になる（レベル３）などの複数の評価レベルに対応づける。ここでは、３つのレベルに分割したが、より詳細な人間の感知するレベルとして３つを超える評価レベルに設定してもよい。
そして、人間の主観の複数のレベル毎に、対応するスペックルコントラストの範囲を、予め図示しないスペックルコントラスト測定器６０の図示しない記憶部に予め書き込んで、評価テーブルとして記憶させておく。  
【００９１】
これにより、コントラスト算出部１０は、スペックルコントラスト測定器６０で測定されたスペックルコントラストが、評価テーブルのいずれのスペックルコントラストの範囲に入っているかを検出する。
そして、コントラスト算出部１０は、スペックルコントラストの範囲に対応する評価レベルを読み出し、このスペックルコントラストに対して、人間の感知の程度を一意に決定する。
【００９２】
また、このスペックルコントラスト測定器６０を、レーザー光源を用いたプロジェクターに搭載させ、測定したスペックルコントラストに対応する評価レベルを、予め設定した上記評価テーブルから読み出す構成としても良い。
この場合、コントラスト算出部１０は、この評価テーブルが予めスペックルノイズの低減が必要なレベルとして設定されていた場合、プロジェクターのレーザー光源のＲＧＢの各々の単色光の周波数をずらすことにより、スペックルノイズの低減を行うように構成しても良い。
【００９３】
また、図１におけるコントラスト算出部１０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりスペックルコントラストの算出を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００９４】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００９５】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
１…レーザー光源
２…ビーム変換素子
３…拡散板
４…拡散板移動部
４ａ…ヘルムホルツ音叉
４ａ＿１…柄
４ａ＿２，４ａ＿３…フォーク部
４ｂ…交流電磁石
４ｃ…交流電源
４ｅ…直流電源
４ｄ…振動モーター
５…投影結像レンズ
６…結像制御部
７…ピンホール
８…観測レンズ
９…固体撮像素子
１０…コントラスト算出部
５０…スペックルコントラスト発生器
６０…スペックルコントラスト測定器
１００…スクリーン拡散板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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