(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
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、前記レーザ光源から発せられたレーザ光が照射されるインテグレータと、
前記レーザ光源から発せられたレーザ光を前記複数のレンズセルに順次照射させるように、前記レーザ光を前記インテグレータの面上で前記第１及び第２の方向に走査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、
前記ビーム照射位置変位部は、
前記レーザ光を前記第１の方向に走査させる第１のプリズムと、
前記レーザ光を前記第２の方向に走査させる第２のプリズムと、
前記第１及び第２のプリズムそれぞれ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投射型表示装置。
【請求項２】
レーザ光源と、
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、前記レーザ光源から発せられたレーザ光が照射されるインテグレータと、
前記レーザ光源から発せられたレーザ光を前記複数のレンズセルに順次照射させるように、前記レーザ光を前記インテグレータの面上で前記第１及び第２の方向に走査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、
前記ビーム照射位置変位部は、
前記レーザ光を前記第１の方向に走査させる第１の一対のミラーと、
前記レーザ光を前記第２の方向に走査させる第２の一対のミラーと、
前記第１及び第２の一対のミラーそれぞれ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（１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ，２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）と、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、前記レーザ光源から発せられたレーザ光が照射されるインテグレータ（５ａ，２５）と、前記レーザ光源から発せられたレーザ光を前記複数のレンズセルに順次照射させるように、前記レーザ光を前記インテグレータの面上で前記第１及び第２の方向に走査させるビーム照射位置変位部（５４，６４，７４，８４）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（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ，３４）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（１７，３７）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、前記ビーム照射位置変位部は、前記レーザ光を前記第１の方向に走査させる第１のプリズム（５４２）と、前記レーザ光を前記第２の方向に走査させる第２のプリズム（５４３）と、前記第１及び第２のプリズムそれぞれを所定の角度だけ往復回動させる駆動部（５４４）とを有する構成を採用することができる。
【０００９】
上記の構成において、前記ビーム照射位置変位部は、前記レーザ光を前記第１の方向に走査させる第１の一対のミラー（６４２，６４３，７４１，７４３）と、前記レーザ光を前記第２の方向に走査させる第２の一対のミラー（６４４，６４５，７４５，７４７）と、前記第１及び第２の一対のミラーそれぞれを所定の角度だけ往復回動させる駆動部（６４６，７４２，７４４，７４６，７４８）とを有する構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
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】
【００１１】
【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】第１実施形態のアイソメトリック図である。
【図３】図１，図２中のプリズム５４２の動きを説明するための平面図である。
【図４】図１，図２中のプリズム５４２の動きを説明するための平面図である。
【図５】図１，図２中のプリズム５４２の動きを説明するための平面図である。
【図６】図１，図２中のプリズム５４３の動きを説明するための平面図である。
【図７】図１，図２中のプリズム５４３の動きを説明するための平面図である。
【図８】図１，図２中のプリズム５４３の動きを説明するための平面図である。
【図９】図１，図２中のプリズム５４３の動きを説明するための平面図である。
【図１０】各実施形態によるインテグレータ２５，５ａ上でのビームＢＭの走査を説明するための図である。
【図１１】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１２】第２実施形態のアイソメトリック図である。
【図１３】図１，図２中のミラー６４２，６４３の動きを説明するための平面図である。
【図１４】図１，図２中のミラー６４２，６４３の動きを説明するための平面図である。
【図１５】図１，図２中のミラー６４２，６４３の動きを説明するための平面図である。
【図１６】図１，図２中のミラー６４４，６４５の動きを説明するための平面図である。
【図１７】図１，図２中のミラー６４４，６４５の動きを説明するための平面図である。
【図１８】図１，図２中のミラー６４４，６４５の動きを説明するための平面図である。
【図１９】図１，図２中のミラー６４４，６４５の動きを説明するための平面図である。
【図２０】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２１】第３実施形態におけるビーム照射位置変位部７４の具体的構成を示す平面図である。
【図２２】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１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。
【００１４】
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。
【００１５】
赤，緑，青の各色光は、ビーム照射位置変位部５４に入射される。ビーム照射位置変位部５４は、ミラー５４１と、プリズム５４２，５４３と、プリズム５４２，５４３を駆動する駆動部５４４とを備える。プリズム５４２の内面には反射膜542r1，542r2が形成されている。ここでは、駆動部５４４がプリズム５４２，５４３の双方を駆動するように図示しているが、プリズム５４２を駆動する駆動部とプリズム５４３を駆動する駆動部とを個別に設けてもよい。ビーム照射位置変位部５４の動作についは後述する。
【００１６】
ビーム照射位置変位部５４より射出した各色光は、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。第１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セルを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に入射される各色光のビームは円形であり、円形のビームが１つのセルに照射される。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。
【００１７】
第１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。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。
【００１８】
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１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。
【００１９】
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１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。
【００２０】
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。
【００２１】
図２のアイソメリック図に示すように、プリズム５４３の内面には反射膜543r1，543r2が形成されている。図２より分かるように、プリズム５４２とプリズム５４３とは、向きが直交するように正対した状態で配置されている。なお、図２及び後述する図３〜図９では、駆動部５４４の図示を省略している。
【００２２】
次に、図３〜図９を用いて、ビーム照射位置変位部５４の動作について説明する。図３〜図９は、図１，図２の構成を部分的に示している。図３に示すように、各色光はミラー５４１で光路が９０°折り曲げられ、プリズム５４２に入射される。プリズム５４２に入射した各色光は反射膜542r1，542r2で反射してプリズム５４３に入射される。プリズム５４３に入射した各色光はここでは図示していない反射膜543r1，543r2で反射してインテグレータ２５へと入射される。
【００２３】
図３は、プリズム５４２を破線で示す位置から実線で示す位置へと反時計方向に１２°回動させた状態を示している。図３〜図５において、反時計方向の回動を＋の回動、時計方向の回動を−の回動とする。この状態で、プリズム５４３より射出した各色光のビームはインテグレータ２５のｘ方向の左端部に入射する。プリズム５４２を時計方向に回動させていくと、プリズム５４３より射出した各色光のビームはインテグレータ２５のｘ方向の中央に向かって順次移動していく。図４は、プリズム５４２が図３における破線で示す位置である０°の基準位置に戻った状態を示している。各色光のビームはインテグレータ２５のｘ方向の中央に入射される。
【００２４】
さらに、プリズム５４２を基準位置から時計方向に回動させていくと、プリズム５４３より射出した各色光のビームはインテグレータ２５のｘ方向の中央から右端部へと順次移動していく。図５は、プリズム５４２を破線で示す基準位置から時計方向に１２°回動させた状態を示している。各色光のビームはインテグレータ２５のｘ方向の右端部に入射する。このように、プリズム５４２を＋１２°から−１２°までの範囲で往復回動させると、各色光のビームは、インテグレータ２５のｙ方向の所定の位置において、ｘ方向の左端部から右端部までを往復しながら照射されることになる。
【００２５】
次に、図６は、プリズム５４３を破線で示す位置から実線で示す位置へと反時計方向に１２．８２５°回動させた状態を示している。同様に、図６〜図９において、反時計方向の回動を＋の回動、時計方向の回動を−の回動とする。この状態で、プリズム５４３より射出した各色光のビームはインテグレータ２５のｙ方向の上端部に位置するセル（１行目のセル）に入射する。図７に示すように、図６の状態からプリズム５４３の角度を０．９５°戻すと、各色光のビームはインテグレータ２５の２行目のセルに入射する。
【００２６】
プリズム５４３の角度を０．９５°ずつ順次戻していけば、各色光のビームはインテグレータ２５のｙ方向の１行目のセルから下端部に位置するセルに向けて順次移動していく。図８は、プリズム５４３を図６の＋１２．８２５°から０．９５°ずつ１３回、回動させた状態を示している。この状態で、各色光のビームはインテグレータ２５のｙ方向の中央から１行上のセルに入射する。
【００２７】
さらに、プリズム５４３を０．９５°ずつ時計方向に回動させていくと、プリズム５４３より射出した各色光のビームは、インテグレータ２５のｙ方向の下端部に位置するセルへと順次移動していく。図９は、プリズム５４３を図６に破線で示す基準位置から時計方向に１２．８２５°回動させた状態を示している。各色光のビームはインテグレータ２５のｙ方向の下端部に入射する。このように、プリズム５４３を＋１２．８２５°から−１２．８２５°までの範囲で往復回動させると、各色光のビームは、インテグレータ２５のｘ方向の所定の位置において、ｙ方向の上端部から下端部までを往復しながら照射されることになる。
【００２８】
駆動部５４４は、以上説明したプリズム５４２の＋１２°から−１２°までの往復回動と、プリズム５４３の＋１２．８２５°から−１２．８２５°までの往復回動とを次のように組み合わせて駆動する。まず、駆動部５４４は、プリズム５４３を＋１２．８２５°回動させた図６の状態を保持させて、プリズム５４２を＋１２°から−１２°まで回動させる。すると、各色光のビームは、インテグレータ２５のｙ方向の上端部に位置する１行目のセルをｘ方向の左端部から右端部へと順次照射される。
【００２９】
引き続き、駆動部５４４は、プリズム５４３の角度を０．９５°戻し、この状態を保持させて、プリズム５４２を−１２°から＋１２°まで回動させる。すると、各色光のビームは、インテグレータ２５の２行目のセルをｘ方向の右端部から左端部へと順次照射される。同様にして、プリズム５４３の角度を０．９５°ずつ順次回動させながら、プリズム５４２を＋１２°から−１２°まで、または−１２°から＋１２°まで回動させることによって、各色光のビームを、インテグレータ２５のそれぞれの行のセルを左端部から右端部まで、または右端部から左端部まで照射させることができる。
【００３０】
以上のようにして、プリズム５４２の連続した往復回動と、プリズム５４３の０．９５°ずつの回動とを組み合わせることによって、図１０に示すように、ビームＢＭはインテグレータ２５上で水平方向及び垂直方向に走査される。これによって、ビームＢＭをインテグレータ２５の全てのセルに順次照射させることができる。上記のように、インテグレータ２５は微細なセルを有しているが、図１０では便宜上、各セルを実際よりも大きく描いている。図１０では、ビームＢＭの円を１つのセルにちょうど内接するように図示しているが、ビームＢＭの円をセルよりも大きくしてもよい。
【００３１】
ところで、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。
【００３２】
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ので、レーザ光の干渉模様は所定の時間毎に変化することになる。従って、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。
【００３３】
第１実施形態におけるプリズム５４２の＋１２°〜−１２°の回動角度とプリズム５４３の＋１２．８２５°〜−１２．８２５°の回動角度は単なる例である。プリズム５４２，５４３を回動させる角度は、インテグレータ２５の大きさやインテグレータ２５に形成しているセルの大きさによって適宜に設定すればよい。また、第１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、２枚のインテグレータを用いた構成としてもよい。
【００３４】
＜第２実施形態＞
図１１に示す第２実施形態において、図１示す第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略することとする。図１１では、図１のビーム照射位置変位部５４の代わりに、２対のミラーを用いたビーム照射位置変位部６４を設けている。図１１の平面図及び図１２のアイソメリック図に示すように、ビーム照射位置変位部６４は、ミラー６４１と、向きが直交するように正対したミラー６４２，６４３と、同じく向きが直交するように正対したミラー６４４，６４５と、ミラー６４２〜６４５を駆動する駆動部６４６とを備える。なお、図１２及び後述する図１３〜図１９では、駆動部６４６の図示を省略している。
【００３５】
図１１では、駆動部６４６がミラー６４２〜６４５の全てを駆動するように図示しているが、ミラー６４２，６４３を駆動する駆動部とミラー６４４，６４５を駆動する駆動部とを個別に設けてもよいし、ミラー６４２〜６４５それぞれを個別の駆動部によって駆動してもよい。
【００３６】
図１３〜図１９を用いて、ビーム照射位置変位部６４の動作について説明する。図１３〜図１９は、図１１，図１２の構成を部分的に示している。図１３に示すように、各色光のビームはミラー６４１で光路が９０°折り曲げられ、ミラー６４２に入射される。ミラー６４２，６４３は破線で示す位置から＋１４°回動させた状態となっている。ミラー６４２で反射した各色光のビームはミラー６４３で反射してミラー６４４へと入射する。図１３の状態では、各色光のビームはミラー６４４の左端部に入射し、ミラー６４４で反射した各色光のビームはミラー６４５で反射してインテグレータ２５のｘ方向の左端部に入射する。
【００３７】
ミラー６４２，６４３を同じ角速度で同じ方向（反時計方向）に回動させていくと、ミラー６４５で反射した各色光のビームはインテグレータ２５のｘ方向の中央に向かって順次移動していく。図１４は、ミラー６４２，６４３が図１３における破線で示す位置である０°の基準位置に戻った状態を示している。各色光のビームはインテグレータ２５のｘ方向の中央に入射される。
【００３８】
さらに、ミラー６４２，６４３を基準位置から時計方向に回動させていくと、ミラー６４５で反射した各色光のビームはインテグレータ２５のｘ方向の中央から右端部へと順次移動していく。図１５は、ミラー６４２，６４３を破線で示す基準位置から時計方向に１４°回動させた状態を示している。各色光のビームはインテグレータ２５のｘ方向の右端部に入射する。このように、ミラー６４２，６４３を＋１４°から−１４°までの範囲で往復回動させると、各色光のビームは、インテグレータ２５のｙ方向の所定の位置において、ｘ方向の左端部から右端部までを往復しながら照射されることになる。
【００３９】
次に、図１６は、ミラー６４４，６４５を破線で示す位置から実線で示す位置へと反時計方向に１７．６８５°回動させた状態を示している。この状態で、ミラー６４５で反射した各色光のビームはインテグレータ２５のｙ方向の上端部に位置する１行目のセルに入射する。図１７に示すように、図１６の状態からミラー６４４，６４５の角度を１．３１°戻すと、各色光のビームはインテグレータ２５の２行目のセルに入射する。
【００４０】
ミラー６４４，６４５の角度を１．３１°ずつ順次戻していけば、各色光のビームはインテグレータ２５のｙ方向の１行目のセルから下端部に位置するセルに向けて順次移動していく。図１８は、ミラー６４４，６４５を図１６の＋１７．６８５°から１．３１°ずつ１３回、回動させた状態を示している。この状態で、各色光のビームはインテグレータ２５のｙ方向の中央から１行上のセルに入射する。
【００４１】
さらに、ミラー６４４，６４５を１．３１°ずつ時計方向に回動させていくと、ミラー６４５で反射した各色光のビームは、インテグレータ２５のｙ方向の下端部に位置するセルへと順次移動していく。図１９は、ミラー６４４，６４５を図１６に破線で示す基準位置から時計方向に１７．６８５°回動させた状態を示している。各色光のビームはインテグレータ２５のｙ方向の下端部に入射する。このように、ミラー６４４，６４５を＋１７．６８５°から−１７．６８５°までの範囲で往復回動させると、各色光のビームは、インテグレータ２５のｘ方向の所定の位置において、ｙ方向の上端部から下端部までを往復しながら照射されることになる。
【００４２】
駆動部６４６は、以上説明したミラー６４２，６４３の＋１４°から−１４°までの往復回動と、ミラー６４４，６４５の＋１７．６８５°から−１７．６８５°までの往復回動とを次のように組み合わせて駆動する。まず、駆動部６４６は、ミラー６４４，６４５を＋１７．６８５°回動させた図１６の状態を保持させて、ミラー６４２，６４３を＋１４°から−１４°まで回動させる。すると、各色光のビームは、インテグレータ２５のｙ方向の上端部に位置する１行目のセルをｘ方向の左端部から右端部へと順次照射される。
【００４３】
引き続き、駆動部６４６は、ミラー６４４，６４５の角度を１．３１°戻し、この状態を保持させて、ミラー６４２，６４３を−１４°から＋１４°まで回動させる。すると、各色光のビームは、インテグレータ２５の２行目のセルをｘ方向の右端部から左端部へと順次照射される。同様にして、ミラー６４４，６４５の角度を１．３１°ずつ順次回動させながら、ミラー６４２，６４３を＋１４°から−１４°まで、または−１４°から＋１４°まで回動させることによって、各色光のビームを、インテグレータ２５のそれぞれの行のセルを左端部から右端部まで、または右端部から左端部まで照射させることができる。
【００４４】
以上のようにして、ミラー６４２，６４３の連続した往復回動と、ミラー６４４，６４５の１．３１°ずつの回動とを組み合わせることによって、第１実施形態と同様、図１０に示すように、ビームＢＭはインテグレータ２５上で水平方向及び垂直方向に走査される。これによって、ビームＢＭをインテグレータ２５の全てのセルに順次照射させることができる。第２実施形態でもスペックルを低減させることができる。
【００４５】
第２実施形態におけるミラー６４２，６４３を−１４°〜＋１４°の回動角度とミラー６４４，６４５＋１７．６８５°〜−１７．６８５°の回動角度は単なる例である。ミラー６４２，６４３及びミラー６４４，６４５を回動させる角度は、インテグレータ２５の大きさやインテグレータ２５に形成しているセルの大きさによって適宜に設定すればよい。第２実施形態においても、インテグレータ２５の代わりに２枚のインテグレータを用いた構成としてもよい。
【００４６】
＜第３実施形態＞
図２０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。ビームエキスパンダ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、第１，第２実施形態におけるコリメータレンズ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂと実質的に同じものである。
【００４７】
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。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、青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°折り曲げると共に、青色光と緑色光との合成光と赤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３Ｒ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。
【００４８】
３原色合成光は、ビーム照射位置変位部７４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７４の構成及び動作についは後述する。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。
【００４９】
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２０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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
次に、図２１を用いてビーム照射位置変位部７４の構成及び動作について説明する。図２１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ビーム照射位置変位部７４は、ミラー７４１，７４３，７４５，７４７を備える。ミラー７４１，７４３，７４５，７４７それぞれの裏面には、ミラー７４１，７４３，７４５，７４７を駆動するための例えばムービングコイルによって構成された駆動部７４２，７４４，７４６，７４８が装着されている。
【００５４】
図２１（Ａ）に示すように、ミラー７４１，７４３は、第２実施形態と同様、向きが直交するように正対した状態で配置されている。ミラー７４１に入射した３原色合成光のビームはミラー７４１で反射してミラー７４３に入射する。ミラー７４３で反射した３原色合成光のビームは、図２１（Ｂ）に示すように、ミラー７４５に入射する。ミラー７４５，７４７も、向きが直交するように正対した状態で配置されている。ミラー７４５に入射した３原色合成光のビームはミラー７４５で反射してミラー７４７に入射する。ミラー７４７で反射した３原色合成光のビームは、インテグレータ５ａへと照射される。
【００５５】
第３実施形態においても、ミラー７４１，７４３を互いに同じ方向に回動させ、ミラー７４５，７４７を互いに同じ方向に回動させることによって、図１０に示すように、３原色合成光のビームＢＭをインテグレータ５ａ上で水平方向及び垂直方向に走査させることができる。これによって、第３実施形態でもスペックルを低減させることができる。ミラー７４１〜７４７を回動させる角度は、インテグレータ５ａの大きさやインテグレータ５ａに形成しているセルの大きさによって適宜に設定すればよい。第３実施形態において、インテグレータ５ａ，５ｂの代わりに、第１，第２実施形態のインテグレータ２５と同様、両面にセルが形成された１枚のインテグレータを用いた構成としてもよい。
【００５６】
＜第４実施形態＞
図２２に示す第４実施形態は、図２０の第３実施形態のビーム照射位置変位部７４の代わりに、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）素子８４を用いて、ビームＢＭをインテグレータ５ａ上で水平方向及び垂直方向に走査させる構成を示している。ＭＥＭＳ素子８４はビーム照射位置変位部として作用する。図２２では簡略化のため、図２０と同様の構成を概念的に示している。
【００５７】
ＭＥＭＳ素子８４は、入射されたビームをインテグレータ５ａの水平方向及び垂直方向に走査させる。ＭＥＭＳ素子８４より射出したビームはコリメータレンズ８５で集光されてコリメート光とされ、インテグレータ５ａに入射される。図２２では、コリメータレンズ８５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。
【００５８】
第４実施形態でもスペックルを低減させることができる。
【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
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ，３４  反射型液晶素子（変調素子）
１７，３７  投射レンズ
５４，６４，７４  ビーム照射位置変位部
８４  ＭＥＭＳ素子（ビーム照射位置変位部）
８５  コリメータレンズ
５４１，６４２〜６４５，７４１，７４３，７４５，７４７  ミラー
５４２，５４３  プリズム
５４４，６４６，７４２，７４４，７４６，７４８  駆動部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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