(57)【要約】【課題】スペックルを低減させた照明装置を提供する。上記の照明装置を備えたプロジェクターを提供する。【解決手段】光源装置と、光源装置から射出された光ビームが入射する第１コリメート光学系と、第１コリメート光学系の後段に設けられた集光光学系と、集光光学系の後段に設けられたロッドと、ロッドの後段に設けられた第２コリメート光学系と、第２コリメート光学系の後段に設けられたレンズインテグレーターと、レンズインテグレーターの後段に設けられた重畳レンズと、を備えた照明装置であって、レンズインテグレーターは、第１レンズアレイと、該第１レンズアレイの後段に設けられた第２レンズアレイとを含み、ロッドの光射出端面と第２レンズアレイのレンズ面とが互いに略共役である。【選択図】図１
2018041564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、
前記光源装置から射出された光ビームが入射する第１コリメート光学系と、
前記第１コリメート光学系の後段に設けられた集光光学系と、
前記集光光学系の後段に設けられたロッドと、
前記ロッドの後段に設けられた第２コリメート光学系と、
前記第２コリメート光学系の後段に設けられたレンズインテグレーターと、
前記レンズインテグレーターの後段に設けられた重畳レンズと、を備えた照明装置であって、
前記レンズインテグレーターは、第１レンズアレイと、該第１レンズアレイの後段に設けられた第２レンズアレイとを含み、
前記ロッドの光射出端面と前記第２レンズアレイのレンズ面とが互いに略共役である
照明装置。
【請求項２】
前記集光光学系と前記光射出端面との間における前記光ビームの光路上、又は前記光射出端面に設けられた拡散部をさらに備える
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記拡散部は、前記集光光学系と前記ロッドの光入射端面との間に設けられ、所定の回転軸の周りに回転可能に構成されている
請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２レンズアレイは複数の第２小レンズを有し、
前記複数の第２小レンズ各々の形状は、前記光射出端面の形状と相似である
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備える
プロジェクター。
【請求項６】
前記第１レンズアレイは複数の第１小レンズを有し、
前記光変調装置は画像形成領域を有し、
複数の前記第１小レンズ各々の形状は、前記画像形成領域の形状と相似である
請求項５に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、レーザー光源を用いたプロジェクターにおいて、変形可能ミラーを用いてスペックルノイズを低減する技術が開示されている。
【０００３】
下記特許文献２では、スペックルの大きさの指標としてＥＰ値が導入され、ＥＰ値を大きくすることでスペックルを低減することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５０７０４２号公報
【特許文献２】特開２０１５−６４４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示のプロジェクターにおいては、変形可能ミラーの製造や動作の制御が容易ではない。そこで、特許文献２に開示されているＥＰ値を大きくすることができる簡易な手段が望まれていた。
【０００６】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、スペックルを低減させた照明装置を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の照明装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１態様に従えば、光源装置と、前記光源装置から射出された光ビームが入射する第１コリメート光学系と、前記第１コリメート光学系の後段に設けられた集光光学系と、前記集光光学系の後段に設けられたロッドと、前記ロッドの後段に設けられた第２コリメート光学系と、前記第２コリメート光学系の後段に設けられたレンズインテグレーターと、前記レンズインテグレーターの後段に設けられた重畳レンズと、を備えた照明装置であって、前記レンズインテグレーターは、第１レンズアレイと、該第１レンズアレイの後段に設けられた第２レンズアレイとを含み、前記ロッドの光射出端面と前記第２レンズアレイのレンズ面とが互いに略共役である照明装置が提供される。
【０００８】
第１態様に係る照明装置によれば、第２レンズアレイのレンズ面にロッドの光射出端面の像を形成できる。光射出端面の像は二次光源として働く。よって、ロッドを用いずに第１コリメート光学系からの光をレンズインテグレーターに入射させる場合と比べて、第２レンズアレイに形成される二次光源の像を容易に大きくすることができる。これにより、スペックルを低減することができる。
【０００９】
上記第１態様において、前記集光光学系と前記光射出端面との間における前記光ビームの光路上、又は前記光射出端面に設けられた拡散部をさらに備えるのが好ましい。
第１レンズアレイを備えているため、第２レンズアレイには複数の二次光源像が形成される。拡散部を備えることで、複数の二次光源像が形成される領域が拡大される。よって、スペックルをより低減できる。
【００１０】
上記第１態様において、前記拡散部は、前記集光光学系と前記ロッドの光入射端面との間に設けられ、所定の回転軸の周りに回転可能に構成されているのが好ましい。
この構成によれば、拡散部を透過する光の拡散状態が時間的に変化するため、スペックルパターンが時間的に変化する。時間平均されたスペックルパターンが観察者に認識されるため、拡散部が回転しない場合よりもスペックルノイズが目立ちにくい。また、レーザー光を用いたことによる干渉ムラが低減される。
【００１１】
上記第１態様において、前記第２レンズアレイは複数の第２小レンズを有し、前記複数の第２小レンズ各々の形状は、前記光射出端面の形状と相似であるのが好ましい。
この構成によれば、第２小レンズの輪郭の内側に収まる最大の大きさまで二次光源像を拡げることができる。よって、二次光源像を大きくすることでスペックルを低減することができる。
【００１２】
本発明の第２態様に従えば、上記第１態様に係る照明装置と、前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備えるプロジェクターが提供される。
【００１３】
第２態様に係るプロジェクターは、上記第１態様に係る照明装置を備えるので、スペックルノイズが低減された高い品質の画像を表示できる。
【００１４】
上記第２態様において、前記第１レンズアレイは複数の第１小レンズを有し、前記光変調装置は画像形成領域を有し、複数の前記第１小レンズ各々の形状は、前記画像形成領域の形状と相似であるのが好ましい。
この構成によれば、第１レンズアレイから射出された部分光束各々を光変調装置の画像形成領域に効率良く入射させることができる。よって、高い光利用効率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図。
【図２】第１実施形態に係る青色光用照明装置の概略構成を示す図。
【図３】比較例に係る青色光用照明装置の概略構成を示す図。
【図４】比較例に係る第２レンズアレイに形成される二次光源像を示した図。
【図５】第１実施形態に係る第２レンズアレイに形成される二次光源像を示した図。
【図６】第２実施形態に係る青色光用照明装置の概略構成を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る第２レンズアレイに形成される二次光源像を示した図。
【図８】第３実施形態に係る青色光用照明装置の概略構成を示す図である。
【図９】第３実施形態に係る第２レンズアレイに形成される二次光源像を示した図。
【図１０】第４実施形態に係る青色光用照明装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
図１に示すように、プロジェクター１００は、赤色光用照明装置１０１Ｒと、緑色光用照明装置１０１Ｇと、青色光用照明装置１０１Ｂと、赤色光用液晶ライトバルブ１０２Ｒと、緑色光用液晶ライトバルブ１０２Ｇと、青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂと、フィールドレンズ１０６Ｂ，１０６Ｇ，１０６Ｒと、色合成素子１０３と、投射光学系１０４と、を備えている。
【００１８】
本実施形態において、赤色光用照明装置１０１Ｒ、緑色光用照明装置１０１Ｇおよび青色光用照明装置１０１Ｂ各々は、特許請求の範囲の「照明装置」に対応する。赤色光用液晶ライトバルブ１０２Ｒ、緑色光用液晶ライトバルブ１０２Ｇおよび青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂ各々は、特許請求の範囲の「光変調装置」に対応する。
【００１９】
プロジェクター１００は、概略すると以下のように動作する。
赤色光用照明装置１０１Ｒから射出された赤色のレーザー光からなる光線束ＬＲは、フィールドレンズ１０６Ｒを介して赤色光用液晶ライトバルブ１０２Ｒに入射して変調される。同様に、緑色光用照明装置１０１Ｇから射出された緑色のレーザー光からなる光線束ＬＧは、フィールドレンズ１０６Ｇを介して緑色光用液晶ライトバルブ１０２Ｇに入射して変調される。青色光用照明装置１０１Ｂから射出された青色のレーザー光からなる光線束ＬＢは、フィールドレンズ１０６Ｂを介して青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂに入射して変調される。
【００２０】
青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂは、図示を省略するが、一対のガラス基板の間に液晶層が挟持された液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置される光入射側偏光板と、液晶パネルの光射出側に配置される光射出側偏光板と、を備える。液晶パネルの動作モードは、ＴＮモード、ＶＡモード、横電界モード等、特に限定されるものではない。赤色光用液晶ライトバルブ、青色光用液晶ライトバルブも、同様の構成である。
【００２１】
赤色光用液晶ライトバルブ１０２Ｒにより変調された赤色光、緑色光用液晶ライトバルブ１０２Ｇにより変調された緑色光、および青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂにより変調された青色光は、色合成素子１０３に入射して合成される。色合成素子１０３は例えばクロスダイクロイックプリズムにより構成されている。色合成素子１０３により合成された光は、画像光として射出され、投射光学系１０４によりスクリーンＳＣＲに拡大投写される。このようにして、フルカラーの投写画像が表示される。
【００２２】
以下、プロジェクター１００の各構成要素について説明する。
赤色光用照明装置１０１Ｒ、緑色光用照明装置１０１Ｇ、および青色光用照明装置１０１Ｂは、射出される光の色が異なるだけであり、装置構成は同様である。一例として、赤色光用のレーザー光源は、概ね５８５ｎｍ〜７２０ｎｍの波長域にピーク波長を持つレーザー光（光ビーム）を射出する。緑色光用のレーザー光源は、概ね４９５ｎｍ〜５８５ｎｍの波長域にピーク波長を持つレーザー光（光ビーム）を射出する。青色光用のレーザー光源は、概ね３８０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長域にピーク波長を持つレーザー光（光ビーム）を射出する。
【００２３】
したがって、以下では、青色光用照明装置１０１Ｂについてのみ説明し、赤色光用照明装置１０１Ｒおよび緑色光用照明装置１０１Ｇについては説明を省略する。
【００２４】
図２は青色光用照明装置１０１Ｂの概略構成を示す図である。なお、図２においては、説明の都合上、フィールドレンズ１０６Ｂ及び青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂも図示している。
【００２５】
図２に示すように、青色光用照明装置１０１Ｂは、光源装置１０と、第１コリメート光学系１１と、第１コリメート光学系１１の後段に設けられた集光光学系１２と、集光光学系１２の後段に設けられたロッド１３と、ロッド１３の後段に設けられた第２コリメート光学系１４と、第２コリメート光学系１４の後段に設けられたレンズインテグレーター１５と、レンズインテグレーター１５の後段に設けられた重畳レンズ１６と、を備えている。
【００２６】
光源装置１０は、青色の光ビームＢＬを射出するレーザー光源１９を備える。なお、レーザー光源１９の数は限定されない。本実施形態では、複数のレーザー光源１９が二次元的に配列されている。図２では、４個のレーザー光源１９のみを図示するが、複数のレーザー光源１９は、照明光軸ＡＸに垂直な面内において、マトリクス状（例えば４行４列）に配列されている。光源装置１０は複数の光ビームＢＬからなる光線束ＬＢを射出する。
【００２７】
第１コリメート光学系１１は光源装置１０の光射出側に設けられており、光源装置１０から射出された光線束ＬＢが入射する。第１コリメート光学系１１は、アレイ状に配列された複数のコリメートレンズ２０を備えている。複数のコリメートレンズ２０の各々は、複数のレーザー光源１９の各々に対応して配置されている。すなわち、複数のコリメートレンズ２０は、マトリクス状（例えば４行４列）に配列されている。レーザー光源１９の各々から射出された光ビームＢＬは、コリメートレンズ２０によって略平行化される。このような構成に基づき、第１コリメート光学系１１は光線束ＬＢを平行化する。
【００２８】
なお、上記の第１コリメート光学系１１の構成に代えて、例えば行方向に配列された複数のシリンドリカルレンズと、列方向に配列された複数のシリンドリカルレンズと、を組み合わせたコリメート光学系を用いてもよい。
【００２９】
集光光学系１２には第１コリメート光学系１１を透過した光線束ＬＢが入射する。集光光学系１２は光線束ＬＢを集光させるようにロッド１３に入射させる。
【００３０】
ロッド１３光入射端面１３ａと光射出端面１３ｂとを有する。光入射端面１３ａは集光光学系１２の焦点位置、または焦点近傍に配置されている。
【００３１】
ロッド１３の光入射端面１３ａに入射した光線束ＬＢは、ロッド１３の内部を全反射することで伝播し、光射出端面１３ｂから射出される。これにより、光射出端面１３ｂから射出された光線束ＬＢの面内強度分布が均一化される。ロッド１３により面内強度分布が均一化された光線束ＬＢは第２コリメート光学系１４に入射する。
【００３２】
第２コリメート光学系１４は一つのレンズからなり、ロッド１３から射出された光線束ＬＢが入射する。第２コリメート光学系１４はロッド１３から射出された光線束ＬＢを平行光に変換する。平行化された光線束ＬＢは、第２コリメート光学系１４の後段に設けられたレンズインテグレーター１５に入射する。
【００３３】
レンズインテグレーター１５は、第１レンズアレイ２４と、該第１レンズアレイ２４の後段に設けられた第２レンズアレイ２５と、を含む。
【００３４】
第１レンズアレイ２４は複数の第１小レンズ２４ａを有する。複数の第１小レンズ２４ａは、照明光軸ＡＸと直交する面内に複数行、複数列のマトリクス状に配列されている。第１レンズアレイ２４は、ロッド１３から射出された光線束ＬＢを複数の部分光束に分割する。
【００３５】
第１小レンズ２４ａ各々の形状は、青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂの画像形成領域の形状と略相似形となっている。これにより、第１レンズアレイ２４から射出された部分光束各々を青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂの画像形成領域に効率良く入射させることができる。よって、高い光利用効率を実現できる。
【００３６】
第２レンズアレイ２５は複数の第２小レンズ２５ａを有する。複数の第１小レンズ２４ａ各々の形状は、複数の第２小レンズ２５ａ各々の形状と同じである。第１小レンズ２４ａ及び第２小レンズ２５ａは互いに１対１で対応しており、複数の第２小レンズ２５ａは照明光軸ＡＸと直交する面内に複数行、複数列のマトリクス状に配列されている。
【００３７】
第２レンズアレイ２５のレンズ面には、ロッド１３の光射出端面１３ｂの像が複数形成される。当該像は二次光源として働く。
【００３８】
第２レンズアレイ２５は、後段の重畳レンズ１６及びフィールドレンズ１０６Ｂと協働して、第１レンズアレイ２４の第１小レンズ２４ａの像を青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。
【００３９】
ところで、本実施形態のプロジェクター１００において、レーザー光源１９から発せられた光ビームＢＬはコヒーレント光であることから、投写画像にスペックルノイズが発生する。
【００４０】
本発明者は、特開２０１５−６４４４４号公報に記載されているＥＰ値を大きくするには、第２レンズアレイ２５に形成される二次光源像の強度分布の均一性を高める、或いは、第２レンズアレイ２５に複数の二次光源像を広く分布させる（複数の二次光源の空間分布を拡げる）ようにすればよいとの知見を得た。そして、本実施形態の構成を完成させた。
【００４１】
ここで、比較例を参照しながら、本実施形態の構成による効果について説明する。
【００４２】
図３は比較例に係る青色光用照明装置１０１Ｂ１の概略構成を示す図である。青色光用照明装置１０１Ｂ１は、集光光学系と、ロッドと、第２コリメート光学系とを有しない点において青色光用照明装置１０１Ｂと異なっている。なお、図３においても、説明の都合上、フィールドレンズ１０６Ｂ及び青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂも図示している。
【００４３】
図３に示すように、比較例に係る青色光用照明装置１０１Ｂ１は、光源装置１０と、第１コリメート光学系１１と、レンズインテグレーター１５と、重畳レンズ１６と、を備えている。そのため、第１コリメート光学系１１を透過した光線束ＬＢはレンズインテグレーター１５に直接入射する。
【００４４】
この青色光用照明装置１０１Ｂ１において、レーザー光源１９と第２レンズアレイ２５とが共役関係にあるため、第２レンズアレイ２５にレーザー光源１９の像（二次光源像Ｇ１）が形成される。
【００４５】
図４は比較例において第２レンズアレイ２５のレンズ面に形成される二次光源像Ｇ１を示した図である。図４に示すように、レーザー光源１９からの光は第２レンズアレイ２５上で結像するため、二次光源像Ｇ１の大きさは小さい。
このように二次光源像Ｇ１の大きさが小さいと、上述のようにＥＰ値も小さくなるため、スペックルノイズが目立ち易くなる。
【００４６】
これに対し、本実施形態に係る青色光用照明装置１０１Ｂは、集光光学系１２と、ロッド１３と、第２コリメート光学系１４とを備えている。また、第２レンズアレイ２５のレンズ面（第２小レンズ２５ａの表面）とロッド１３の光射出端面１３ｂとは互いに略共役となっている。
【００４７】
図５は本実施形態において第２レンズアレイ２５のレンズ面に形成される二次光源像Ｇ２を示した図である。図５に示すように、第２レンズアレイ２５のレンズ面にはロッド１３の光射出端面１３ｂの像(二次光源像Ｇ２)が形成される。図４に示した比較例の二次光源像Ｇ１よりも、本実施形態における二次光源像Ｇ２の方が大きい。
【００４８】
ここで、二次光源像Ｇ２の大きさは、ロッド１３の光射出端面１３ｂの大きさによって任意に設定可能である。
【００４９】
本実施形態において、ロッド１３の光射出端面１３ｂの形状と、第２レンズアレイ２５の複数の第２小レンズ２５ａ各々の形状とは相似である。このようにすれば、第２小レンズ２５ａの輪郭の内側に収まる最大の大きさまで二次光源像Ｇ２を拡げることができる。
【００５０】
本実施形態によれば、第２レンズアレイ２５に形成される二次光源像Ｇ２のサイズを大きくすることでスペックルを低減することができる。
【００５１】
ここで、光源装置１０を構成する複数のレーザー光源１９と複数のコリメートレンズ２０との間で、位置ズレ（実装誤差）が生じることがある。
【００５２】
本実施形態においては、光源装置１０から射出した光線束ＬＢを集光してロッド１３の光入射端面１３ａに入射させている。ロッド１３の光入射端面１３ａのサイズは、上述の実装誤差による光線束ＬＢの集光点の位置ずれ範囲よりも十分に大きい。
そのため、光源装置１０において実装誤差が生じた場合であっても、ロッド１３の光入射端面１３ａ内（被照明物）に光線束ＬＢを入射させることができる。したがって、光源装置１０から射出した光を効率良く利用することができる。
本実施形態の青色光用照明装置１０１Ｂにおいて、光利用効率は実装誤差の影響を受け難い。
【００５３】
図２に戻って、レンズインテグレーター１５の後段に設けられた重畳レンズ１６は、第２レンズアレイ２５から射出された複数の光束をフィールドレンズ１０６Ｂと協働して被照明領域である青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂ上で互いに重畳させる。これにより、青色光用液晶ライトバルブ１０２Ｂを照明する光の強度分布が均一化されるとともに、照明光軸ＡＸ周りの軸対称性が高められる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、第２レンズアレイ２５に形成される二次光源像Ｇ２を大きくすることができる。その結果、プロジェクター１が投写する画像のスペックルノイズは従来よりも低減されている。
【００５５】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態に係る照明装置について説明する。本実施形態においても、青色光用照明装置についてのみ説明し、赤色光用照明装置および緑色光用照明装置については説明を省略する。なお、第１実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、その説明については省略若しくは簡略にする。
【００５６】
図６は本実施形態に係る青色光用照明装置２０１Ｂの概略構成を示す図である。
図６に示すように、青色光用照明装置２０１Ｂは、光源装置１０と、第１コリメート光学系１１と、集光光学系１２と、ロッド１１３と、第２コリメート光学系１４と、レンズインテグレーター１５と、重畳レンズ１６と、を備えている。
【００５７】
ロッド１１３は、光入射端面１１３ａと、光射出端面１１３ｂと、拡散部１７と、を有する。第１実施形態の青色光用照明装置２０１Ｂとは異なり、青色光用照明装置２０１Ｂは拡散部１７を備えている。拡散部１７は、例えば、光射出端面１１３ｂの表面に設けられた凹凸構造である。凹凸構造は、複数の第１小レンズ２４ａ或いは第２小レンズ２５ａよりも微細である。拡散構造は、例えば、光射出端面１１３ｂの表面に直接形成したマイクロレンズや、光射出端面１１３ｂの表面にブラスト処理を施すことで形成した凹凸や、光射出端面１１３ｂの表面に形成した回折素子から構成される。
【００５８】
拡散部１７は、光射出端面１１３ｂから射出される光線束ＬＢを所定の角度で拡散させる。光線束ＬＢは拡散部１７により拡散されるため、拡散部１７を有しない場合に比べて、第２レンズアレイ２５上における複数の二次光源像が形成される形成領域の大きさ（複数の二次光源像の空間分布）は大きくなる。
【００５９】
図７は本実施形態において第２レンズアレイ２５のレンズ面に形成される二次光源像を示した図である。図７に示すように、拡散部１７によって拡散された光線束ＬＢによる複数の二次光源像Ｇ３の形成領域は、第１実施形態の青色光用照明装置２０１Ｂのように光線束ＬＢが拡散されない場合の複数の二次光源像Ｇ２の形成領域（図５参照）よりもサイズが大きくなる。すなわち、本実施形態の構成によれば、第１実施形態よりも複数の二次光源像Ｇ３の空間分布を拡げることでスペックルをより低減することができる。
【００６０】
（第３実施形態）
続いて、第３実施形態に係る照明装置について説明する。本実施形態においても、青色光用照明装置についてのみ説明し、赤色光用照明装置および緑色光用照明装置については説明を省略する。なお、第２実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、その説明については省略若しくは簡略にする。
【００６１】
図８は本実施形態に係る青色光用照明装置３０１Ｂの概略構成を示す図である。
図８に示すように、青色光用照明装置３０１Ｂは、光源装置１０と、第１コリメート光学系１１と、集光光学系１２と、拡散板１８と、ロッド１１３と、第２コリメート光学系１４と、レンズインテグレーター１５と、重畳レンズ１６と、を備えている。
【００６２】
すなわち、本実施形態の青色光用照明装置３０１Ｂは、集光光学系１２と光射出端面１１３ｂとの間における光線束ＬＢの光路上に設けられた拡散板１８を備える点で第２実施形態と異なっている。拡散板１８は特許請求の範囲に記載の「拡散部」に相当する。
【００６３】
本実施形態において、拡散板１８は、ロッド１１３の光入射端面１１３ａの近傍に配置されている。拡散板１８は、例えば凹凸構造を有する基板からなる。凹凸構造としては、上述の拡散部１７の凹凸構造と同様、マイクロレンズや、ブラスト処理を施すことで形成した凹凸や、回折素子等を例示できる。
【００６４】
拡散板１８は、集光光学系１２により集光された光線束ＬＢを拡散させてロッド１１３の光入射端面１１３ａに入射させる。光線束ＬＢは拡散した状態でロッド１１３に入射するため、光射出端面１１３ｂから射出された光線束ＬＢの面内強度分布は、拡散板１８を用いない場合（第２実施形態の構成）に比べ、より均一化されている。よって、より均一性が高い面内強度分布を有する二次光源像が第２レンズアレイ２５上に形成される。
【００６５】
図９は本実施形態において第２レンズアレイ２５のレンズ面に形成される二次光源像を示した図である。図９に示すように、光線束ＬＢは拡散板１８によって拡散されているため、二次光源像Ｇ４の均一性は第２実施形態における二次光源像Ｇ３の均一性よりも高い。よって、本実施形態の構成によれば、第２実施形態よりも二次光源像Ｇ４の均一性を高めることでスペックルをより低減することができる。
【００６６】
なお、拡散板１８は光線束ＬＢの面内強度分布の均一性を高める機能を持っているので、ロッド１１３として光均一化機能が比較的低いロッドを用いてもよい。たとえば、光の全反射回数を決めるレンズ全長が短いロッドを用いてもよい。これによれば、青色光用照明装置３０１Ｂを第１実施形態の青色光用照明装置１０１Ｂよりも小型化することができる。また、拡散板１８を備えているため、拡散部１７を省略してもよい。
【００６７】
（第４実施形態）
続いて、第４実施形態に係る照明装置について説明する。本実施形態においても、青色光用照明装置についてのみ説明し、赤色光用照明装置および緑色光用照明装置については説明を省略する。なお、第３実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、その説明については省略若しくは簡略にする。
【００６８】
図１０は本実施形態に係る青色光用照明装置４０１Ｂの概略構成を示す図である。
図１０に示すように、青色光用照明装置４０１Ｂは、光源装置１０と、第１コリメート光学系１１と、集光光学系１２と、回転拡散板３０と、ロッド１３と、第２コリメート光学系１４と、レンズインテグレーター１５と、重畳レンズ１６と、を備えている。
【００６９】
すなわち、本実施形態の青色光用照明装置４０１Ｂは、集光光学系１２と光射出端面１３ｂとの間における光線束ＬＢの光路上に、回転拡散板３０を備える点で第１実施形態と異なっている。本実施形態において、回転拡散板３０は特許請求の範囲に記載の「拡散部」に相当する。
【００７０】
本実施形態において、回転拡散板３０は、拡散板３１と、拡散板３１を所定の回転軸３１ａの周りに回転させるモーター３２とを備えている。拡散板３１は、上記拡散板１８と同様の構成を有する。なお、本実施形態において、回転軸３１ａは照明光軸ＡＸと平行に延びる軸であるが、回転軸３１ａの方向は特に限定されない。
【００７１】
回転拡散板３０は、回転軸３１ａの周りに拡散板３１を回転させることで、該拡散板３１を透過する光線束ＬＢの拡散状態を時間的に変化させる。すなわち、本実施形態の構成によれば、スペックルパターンが時間的に変化する。時間平均されたスペックルパターンが観察者に認識されるため、拡散板３１が回転しない場合よりもスペックルノイズが目立ちにくい。
また、回転拡散板３０は、レーザー光を用いたことによる干渉ムラを低減することもできる。
なお、本実施形態の構成は、最もスペックルノイズが目立ち易い赤色光用照明装置１０１Ｒに適用した場合に顕著な効果を得ることができる。また、ロッド１３を第２実施形態で説明したロッド１１３に置き換えてもよい。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記第２、第３、第４実施形態では、集光光学系１２とロッド１３の光入射端面１３ａとの間或いは光射出端面１３ｂに拡散部を設ける場合を例に挙げたが、拡散部を設ける位置はこれに限定されない。すなわち、拡散部は光入射端面１３ａ上に設けてもよく、またはロッド１３の内部（光入射端面１３ａと光射出端面１３ｂとの間）に設けても良い。
【００７３】
上記実施形態では、３つの液晶ライトバルブを備えるプロジェクターを例示したが、１つの液晶ライトバルブでカラー映像を表示するプロジェクターに適用してもよい。さらに、光変調装置としては、例えばデジタルミラーデバイスを用いてもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、本発明による照明装置をプロジェクターに応用する例を示したが、これに限られない。本発明による照明装置を自動車用ヘッドライトなどの照明器具にも適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１…プロジェクター、１０…光源装置、１１…第１コリメート光学系、１２…集光光学系、１３…ロッド、１３ａ…光入射端面、１３ｂ…光射出端面、１４…第２コリメート光学系、１５…レンズインテグレーター、１６…重畳レンズ、１７…拡散部、１８…拡散板、１９…レーザー光源、２４…第１レンズアレイ、２４ａ…第１小レンズ、２５…第２レンズアレイ、２５ａ…第２小レンズ、３０…回転拡散板、１００…プロジェクター、１０１Ｂ…青色光用照明装置、１０１Ｇ…緑色光用照明装置、１０１Ｒ…赤色光用照明装置、１０２Ｂ…青色光用液晶ライトバルブ、１０２Ｇ…緑色光用液晶ライトバルブ、１０２Ｒ…赤色光用液晶ライトバルブ、１０４…投射光学系、１１３…ロッド、１１３ａ…光入射端面、１１３ｂ…光射出端面、２０１Ｂ…青色光用照明装置、３０１Ｂ…青色光用照明装置、４０１Ｂ…青色光用照明装置、ＬＢ…光線束、ＬＧ…光線束、ＬＲ…光線束。
【図１】
2018041564.tif 000003
【図２】
2018041564.tif 000004
【図３】
2018041564.tif 000005
【図４】
2018041564.tif 000006
【図５】
2018041564.tif 000007
【図６】
2018041564.tif 000008
【図７】
2018041564.tif 000009
【図８】
2018041564.tif 000010
【図９】
2018041564.tif 000011
【図１０】
2018041564.tif 000012