(57)【要約】【課題】シンプルな構成でありながら、光利用効率の低下を抑制しつつスペックルノイズを低減可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】本発明の画像表示装置１は、光Ｌを射出する照明系１１と、照明系１１から射出された光Ｌを変調する光変調素子１２と、光変調素子１２により変調された光Ｌを投射する投射光学系１３と、を備える。光変調素子１２により変調された光Ｌが投射光学系１３に入射するときの、光Ｌの主光線の進行方向が投射光学系１３の光軸１３０と非平行になっている。【選択図】図１
2011128205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する照明系と、
前記照明系から射出された光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光を投射する投射光学系と、
を備え、
前記光変調素子により変調された光が前記投射光学系に入射するときの、該光の主光線の進行方向が前記投射光学系の光軸と非平行になっていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記照明系から射出された光の前記光変調素子に入射するときの進行方向が、前記光変調素子の画素の配列方向に対して非垂直になっていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記照明系から射出された光を前記光変調素子の画素に集光するレンズアレイを備えていることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記光変調素子の１画素は、互いに独立して前記入射光を変調する複数の変調要素を有し、
前記照明系は、互いに異なる波長のレーザー光を射出する第１の光源および第２の光源を有しているとともに、前記第１の光源から射出された光が前記画素のうちの第１の前記変調要素に前記入射光として入射し、かつ前記第２の光源から射出された光が前記画素のうちの第２の前記変調要素に前記入射光として入射するようになっていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記レンズアレイは、複数のレンズ要素を有し、
前記複数のレンズ要素の各々は、前記光変調素子の画素と１対１の対応で設けられており、
前記画素に対応する前記レンズ要素の中心位置が、該画素を構成する前記変調要素の各々の中心位置から、該画素を平面視した状態で該レンズ要素に入射する光の進行方向と反対側にずれていることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記照明系は、
前記第１の光源から射出された光を拡散する第１の拡散部と、
前記第２の光源から射出された光を拡散する第２の拡散部と、
前記第１の拡散部により拡散された光を平行化するとともに、前記第２の拡散部により拡散された光を平行化する平行化レンズと、
を備え、
前記第１の拡散部により拡散された光と、前記第２の拡散部により拡散された光とが前記平行化レンズを経て、互いに異なる入射角で前記光変調素子に前記入射光として入射するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光変調素子は、互いに独立して前記入射光を変調する複数の変調要素を有しているとともに、１画素が前記複数の変調要素の１つにより構成されており、
前記レンズアレイは、複数のレンズ要素を有し、
前記複数のレンズ要素の各々は、前記光変調素子の画素と１対１の対応で設けられており、
前記画素に対応する前記レンズ要素の中心位置が、該画素を構成する前記変調要素の中心位置から、該画素を平面視した状態で該レンズ要素に入射する光の進行方向と反対側にずれていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項８】
互いに波長が異なるレーザー光を射出する複数の前記照明系と、
前記複数の照明系の各々と１対１の対応で設けられた前記光変調素子により構成される複数の前記光変調素子と、
前記複数の光変調素子と前記投射光学系との間の光路に設けられて前記複数の光変調素子から射出される光を合成する色合成素子と、
を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３、請求項６のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大画面な画像を表示可能な画像表示装置として、プロジェクターが知られている。プロジェクターの光源としては、高コントラスト比や優れた色再現性、瞬時点灯、小型化、長寿命化等を実現可能になる観点で、レーザー光源が期待されている。レーザー光源を用いると、上記のような多くのメリットが得られるが、一方でレーザー光のコヒーレンス性に起因するスペックルノイズを生じやすくなる。スペックルノイズが視認されると、表示画像の観察者にギラツキ感を与えて、画像品質が低下することがある。
【０００３】
スペックルノイズを低減可能な手法の１つとして、高周波ノイズをスペックルノイズに重畳する手法、例えば画像光の拡散角を広げる手法（低Ｆナンバー化）が挙げられる。特に、投射光学系のフーリエ変換面での光強度が光軸の周囲にピークを有するリング状の分布になるように、画像光の拡散角を広げるとよい。光強度をリング状の分布にすると、光軸を中心とするブロードな分布にする場合と比較して、スペックルノイズの低減に寄与する光を増やすことができるともに、投射光学系で飲込めない光を減らすことができる。これにより、スペックルノイズを効果的に低減可能になるとともに、光利用効率の低下を抑制することができる。
【０００４】
画像光の拡散角を広げるには、画像光が像を結ぶ位置に拡散部を配置すればよい（例えば、特許文献１）。特許文献１では、投射光学系における中間像の形成位置に、計算合成ホログラム（ＣＧＨ）等の回折光学素子により構成される拡散板を配置しており、拡散板により画像光の拡散角を広げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４２３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術によれば、スペックルノイズを効果的に低減することが可能であるが、投射光学系が大型になる不都合がある。中間像の形成位置以外で画像光の拡散角を広げる手法としては、光変調素子（例えば、液晶ライトバルブ）における像形成面（例えば、液晶層）の近傍に拡散部を設ける手法が考えられる。
【０００７】
この手法では、装置の大型化を回避可能であるが、下記のような不都合を生じるおそれがある。この手法において光利用効率を確保するには、光強度を所望の分布に制御可能な拡散部、例えばＣＧＨ等を光変調素子に組込む必要がある。ＣＧＨのパターンを画素と対応させるには、微細な加工が必要になり、光変調素子の装置コストが高騰するおそれや装置構成が複雑になるおそれがある。また、例えば画素へ光源光を導く目的等で、光変調素子の光入射側にマイクロレンズが配置されていると、マイクロレンズに起因する波面の乱れにより、拡散部が正確に機能しなくなるおそれがある。拡散部が正確に機能しなくなると、画像光の光強度分布を所望のパターンにすることができなくなり、光利用効率が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、シンプルな構成でありながらスペックルノイズを低減することができ、しかも光利用効率の低下を抑制可能なプロジェクターを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、前記目的を達成するために以下の手段を採用している。
本発明の画像表示装置は、光を射出する照明系と、前記照明系から射出された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された光を投射する投射光学系と、を備え、前記光変調素子により変調された光が前記投射光学系に入射するときの、該光の主光線の進行方向が前記投射光学系の光軸と非平行になるようになっていることを特徴とする。
【００１０】
このようにすれば、光変調素子により変調された光（以下、画像光という）の主光線の進行方向が投射光学系の光軸と非平行になっているので、投射光学系のフーリエ変換面において、光強度の重心位置が投射光学系の光軸から離れた位置になる。したがって、結像面での高周波ノイズが増加し、この高周波ノイズが結像面でスペックルノイズと重畳されるので、スペックルノイズを効果的に低減することができる。よって、投射光学系にて画像光の拡散角を広げる必要性が低くなり、投射光学系をシンプルな構成にすることができる。また、スペックルノイズを低減する観点で画像光の拡散角の幅を広げる必要性が低くなるので、投射光学系で飲込めない光を減らすことができ、光利用効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る画像表示装置は、代表的な態様として以下のような態様をとりえる。
前記照明系から射出された光の前記光変調素子に入射するときの進行方向が、前記光変調素子の画素の配列方向に対して非垂直になっているとよい。
【００１２】
このようにすれば、このようにすれば、照明系から射出される光の進行方向が、光変調素子の画素の配列方向に対して非垂直になっているので、画像光の主光線の進行方向が画素の配列方向と非垂直になり、画像光の主光線の進行方向を投射光学系の光軸と非平行にすることが容易になる。また、光変調素子にて画像光の拡散角を制御する必要性が低くなるので、光変調素子の構成をシンプルにすることができる。
【００１３】
前記照明系から射出された光を前記光変調素子の画素に集光するレンズアレイを備えているとよい。
このようにすれば、レンズアレイが入射光を画素に集光するので、画素の配列方向に対して非垂直な方向から光が入射するにも関らず、画素の外側に入射する光を減らすことができ、光利用効率の低下を抑制することができる。
【００１４】
前記光変調素子の１画素は、互いに独立して前記入射光を変調する複数の変調要素を有し、前記照明系は、互いに異なる波長のレーザー光を射出する第１の光源および第２の光源を有しているとともに、前記第１の光源から射出された光が前記画素のうちの第１の前記変調要素に前記入射光として入射し、かつ前記第２の光源から射出された光が前記画素のうちの第２の前記変調要素に前記入射光として入射するようになっているとよい。
【００１５】
このようにすれば、第１の光源から射出された光（以下、第１の色光という）および第２の光源から射出された光（以下、第２の色光という）により画像の画素が構成され、第１、第２の色光の波長が互いに異なるので、複数色の画像を表示可能になる。光変調素子が、第１、第２の色光をいずれも変調するので、複数色の画像を表示する上で光変調素子の数を減らすことができ、画像表示装置の構成をシンプルにすることができる。
【００１６】
前記レンズアレイは、複数のレンズ要素を有し、前記複数のレンズ要素の各々は、前記光変調素子の画素と１対１の対応で設けられており、前記画素に対応する前記レンズ要素の中心位置が、該画素を構成する前記変調要素の各々の中心位置から、該画素を平面視した状態で該レンズ要素に入射する光の進行方向と反対側にずれているとよい。
【００１７】
このようにすれば、レンズ要素が画素と１対１の対応で設けられており、画素を構成する複数の変調要素でレンズ要素が共通化されているので、レンズアレイを低コストにすることができる。レンズ要素により集光された入射光が画素を構成する変調要素の各々に収まるように集光されるので、変調要素の外側に入射する光量を低減することができ、光利用効率の低下を抑制することができる。
【００１８】
前記照明系は、前記第１の光源から射出された光を拡散する第１の拡散部と、前記第２の光源から射出された光を拡散する第２の拡散部と、前記第１の拡散部により拡散された光を平行化するとともに、前記第２の拡散部により拡散された光を平行化する平行化レンズと、を備え、前記第１の拡散部により拡散された光と、前記第２の拡散部により拡散された光とが前記平行化レンズを経て、互いに異なる入射角で前記光変調素子に前記入射光として入射するようになっているとよい。
【００１９】
このようにすれば、第１、第２の色光を第１、第２の拡散部により拡散させるので、第１、第２の色光のスポットサイズを、光変調素子において画素が配列された領域に整合させることが容易になる。第１、第２の色光の波長に応じて第１、第２の拡散部を独立して設計することができるので、第１、第２の拡散部を所望の特性にすることが容易になる。第１、第２の拡散部により拡散された光を平行化レンズにより平行化するので、光変調素子対する入射角を第１の色光で揃えることができるとともに、第２の色光で揃えることができる。光変調素子に対する入射角が第１、第２の色光で互いに異なっているので、第１、第２の色光を第１、第２の変調要素に分けて入射させることが容易になる。
【００２０】
前記光変調素子は、互いに独立して前記入射光を変調する複数の変調要素を有しているとともに、１画素が前記複数の変調要素の１つにより構成されており、前記レンズアレイは、複数のレンズ要素を有し、前記複数のレンズ要素の各々は、前記光変調素子の画素と１対１の対応で設けられており、前記画素に対応する前記レンズ要素の中心位置が、該画素を構成する前記変調要素の中心位置から、該画素を平面視した状態で該レンズ要素に入射する光の進行方向と反対側にずれているとよい。
【００２１】
このようにすれば、レンズ要素により集光された入射光が画素を構成する変調要素に収まるように集光されるので、変調要素の外側に入射する光量を低減することができ、光利用効率の低下を抑制することができる。
【００２２】
互いに波長が異なるレーザー光を射出する複数の前記照明系と、前記複数の照明系の各々と１対１の対応で設けられた前記光変調素子により構成される複数の前記光変調素子と、前記複数の光変調素子と前記投射光学系との間の光路に設けられて前記複数の光変調素子から射出される光を合成する色合成素子と、を備えているとよい。
このようにすれば、互いに波長が異なる画像光が、色合成素子により合成されて投射光学系により投射され、複数色の画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態のプロジェクターを示す構成図である。
【図２】（ａ）はレンズアレイおよび光変調素子を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ２線矢視断面図である。
【図３】（ａ）はレンズアレイおよび光変調素子を通る光を示す図、（ｂ）は光変調素子から射出される光の拡散角に対する光強度を示すグラフである。
【図４】スペックルノイズが低減される仕組みを示す説明図である。
【図５】変形例１のプロジェクターを示す構成図である。
【図６】第２実施形態のプロジェクターを示す構成図である。
【図７】（ａ）はレンズアレイおよび光変調素子の平面図、（ｂ）はレンズアレイおよび光変調素子を通る光を示す説明図である。
【図８】変形例２のプロジェクターを示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は構成図である。
【図９】（ａ）は光変調素子への入射光を示す図、（ｂ）は投射光学系のフーリエ変換面における光の分布を示す図である。
【図１０】変形例３のプロジェクターを示す概略構成図である。
【図１１】第３実施形態のプロジェクターを示す構成図である。
【図１２】（ａ）は色合成素子および照明系の配置図、（ｂ）は色合成素子に入射する光の平面図、（ｃ）は投射光学系のフーリエ変換面における光の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は第１実施形態のプロジェクター１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、プロジェクター（画像表示装置）１は、照明系１１、光変調素子１２、投射光学系１３、およびレンズアレイ１４を備えている。照明系１１は、光源１５、拡散部１６、および平行化レンズ１７を有している。レンズアレイ１４は、複数のレンズ要素１４１を有している。
【００２６】
プロジェクター１は、概略すると以下のように動作する。光源１５から射出された光Ｌは、拡散部１６により拡散された後に、平行化レンズ１７により平行化される。平行化レンズ１７により平行化された光Ｌは、レンズアレイ１４のレンズ要素１４１ごとに集光され、光変調素子１２に対して画素ごとに分かれて入射する。光変調素子１２に入射した光Ｌは、画素ごとに変調されて調光され、表示画像の画素に対応した階調の光になる。光変調素子１２から射出された光Ｌは、投射光学系１３に入射してスクリーン等の結像面Ｓに拡大投射され、結像面Ｓに結像した光Ｌにより画像が表示される。
【００２７】
次に、プロジェクター１の構成要素について詳しく説明する。
照明系１１は、光変調素子１２により変調された光Ｌが投射光学系１３に入射するときの、主光線の進行方向が投射光学系１３の光軸１３０と非平行になるように、光変調素子１２を照明するものである。本実施形態では、平行化レンズ１７の光軸１７０が、投射光学系１３の光軸１３０と略一致しており、光変調素子１２の光入射領域１２０に対して略垂直になっている。光源１５の光軸１５０は、平行化レンズ１７の光軸１７０とずれた位置で略平行になっている。
【００２８】
光源１５は、レーザー光等のコヒーレンス光を射出するものであり、例えばレーザーダイオード等により構成される。光源１５のレーザーダイオードには、必要に応じて外部共振器や波長変換素子が併設される。例えば、緑色レーザー光を射出する光源を構成する場合には、赤外レーザー光を射出するレーザーダイオードに波長変換素子等を組合せた光源が用いられる。
【００２９】
拡散部１６は、光を拡散するものである。拡散部１６は、例えば拡散粒子が分散された透明基板からなる拡散板や、透明基板の表面にランダムな凹凸が形成された拡散板、ＣＧＨ等の回折光学素子等により構成される。本実施形態の拡散部１６は、回折光学素子により構成されている。拡散部１６は、光Ｌの光線束の中心軸が平行化レンズ１７の光軸１７０と非平行になるように、光Ｌを拡散させる。また、拡散部１６は、光Ｌのスポット形状を光変調素子１２の光入射領域１２０の相似形状（例えば略矩形）に調整する。
【００３０】
平行化レンズ１７は、例えばフィールドレンズである。平行化レンズ１７に入射する光Ｌの光線束の中心軸が、光軸１７０と非平行になっていることにより、平行化レンズ１７を通った光Ｌは、光軸１７０に対して非平行な方向に進行する。平行化レンズ１７から射出された光Ｌは、光変調素子１２の光入射領域１２０の法線方向に対して非平行な方向からレンズアレイ１４に入射する。なお、平行化レンズ１７は、光変調素子１２と独立して設けられていてもよいし、レンズアレイ１４とともに光変調素子１２と実質的に一体化されて設けられていてもよい。
【００３１】
図２（ａ）は、光変調素子１２の光入射領域１２０を平面視したレンズアレイ１４および光変調素子１２の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ１−Ｂ２線矢視断面図である。本実施形態の光変調素子１２は、透過型の液晶ライトバルブにより構成されている。図２（ａ）に示すように光変調素子１２は、二次元的に配列された複数の画素Ｐを有している。複数の画素Ｐの２つの配列方向に沿う平面領域のうちで、配列された画素Ｐの略全体を含む領域が光入射領域１２０になっている。本実施形態では、画素Ｐが１つの変調要素１２１により構成されている。変調要素１２１は、画素開口Ａ１と、画素開口Ａ１を囲む遮光領域Ａ２有している。
【００３２】
レンズアレイ１４は、複数のレンズ要素１４１を有している。レンズ要素１４１は、例えば平面視略矩形のものであり、変調要素１２１と１対１の対応で設けられている。レンズ要素１４１の光軸１４０は、レンズ要素１４１の中心位置に設定されている。光入射領域１２０を平面視した状態で、光軸１４０の位置は、レンズ要素１４１に入射する光の進行方向の逆方向に、画素開口Ａ１の中心位置Ｃ１からずれている。光軸１４０の位置と画素開口Ａ１の中心位置Ｃ１とのずれ量は、レンズ要素１４１に入射する光の入射角等に応じて設定される。本実施形態のレンズアレイ１４は、光変調素子１２と実質的に一体化されている。レンズアレイ１４は、照明系１１の一部として設けられていてもよいし、光変調素子１２の一部として設けられていてもよい。
【００３３】
図２（ｂ）に示すように光変調素子１２は、透明基板１２２ａ、１２２ｂ、液晶層１２３、スイッチング素子１２４、透明電極１２５ａ、１２５ｂ、平坦化層１２６、絶縁部１２７、および配向膜１２８ａ、１２８ｂを有している。透明基板１２２ａ、１２２ｂは、互いに対向して配置されており、透明基板１２２ａ、１２２ｂに挟まれる部分に液晶層１２３が設けられている。液晶層１２３の厚み方向は、レンズ要素１４１の光軸１４０と略平行な方向になっている。光入射領域１２０は、液晶層１２３の厚み方向の中心面と略平行になっている。
【００３４】
スイッチング素子１２４は、変調要素１２１ごとに設けられており、透明基板１２２ａの液晶層１２３側に配置されている。スイッチング素子１２４は、透明電極１２５ａに供給される電気信号をスイッチングする。スイッチング素子１２４に対して光の入射側を覆うように、図示略の遮光部が設けられている。遮光部は、変調要素１２１の周縁に設けられており、光入射領域１２０を平面視した状態で遮光部に重なる領域が、遮光領域Ａ２になっている。
【００３５】
平坦化層１２６は、スイッチング素子１２４を覆うように設けられている。透明電極１２５ａは、例えば画素電極であり、平坦化層１２６の液晶層１２３側に設けられている。透明電極１２５ａは、変調要素１２１ごとに独立して、例えば島状に設けられている。絶縁部１２７は、互いに隣接する透明電極１２５ａを隔てるように設けられており、平坦化層１２６の液晶層１２３側に配置されている。透明電極１２５ａの一部は、平坦化層１２６を貫通して、スイッチング素子１２４と電気的に接続されている。配向膜１２８ａは、透明電極１２５ａおよび絶縁部１２７の液晶層１２３側に設けられている。
【００３６】
透明電極１２５ｂは、複数の変調要素１２１に共通して設けられており、透明基板１２２ｂの液晶層１２３側に配置されている。配向膜１２８ｂは、透明電極１２５ｂの液晶層１２３側に設けられている。透明基板１２２ａ、１２２ｂの各々には、液晶層１２３と反対側に図示略の偏光板が設けられている。
【００３７】
図３（ａ）は、レンズアレイ１４および光変調素子１２を通る光を示す説明図である。図３（ａ）に示すように、レンズアレイ１４に入射する光の進行方向は、レンズ要素１４１の光軸１４０と非平行になっている。レンズアレイ１４に入射した光Ｌは、レンズ要素１４１ごとに集光される。本実施形態のレンズ要素１４１は、レンズ要素１４１に入射した光Ｌの略全体が、液晶層１２３において画素開口Ａ１に収まるように光Ｌを屈折させる。ここでは、レンズ要素１４１を通った光Ｌが、画素開口Ａ１の中心位置Ｃ１における液晶層１２３の光射出端の付近に焦点を結ぶようになっている。レンズ要素１４１に対する光Ｌの入射角、レンズ要素１４１の曲率や屈折率は、変調要素１２１内での光路長の違いによる変調量のばらつき等を考慮して、液晶層１２３を通る光Ｌをスイッチング可能なように設定される。レンズ要素１４１の中心を通った主光線Ｌ０の進行方向は、液晶層１２３の厚み方向と角度α°をなしている。角度α°は、例えば３°〜７°程度である。
【００３８】
図３（ｂ）は、光変調素子１２から射出される光Ｌの拡散角に対する光強度の分布Ｄ１を示すグラフである。図３（ｂ）のグラフにおいて、横軸は液晶層１２３の厚み方向の中心面の法線方向を０°としたときの拡散角を示し、縦軸は光強度の最大値で規格化した光強度を示している。図３（ｂ）のグラフには、通常のプロジェクターにおいて光変調素子から射出される光の分布Ｄ２の一例を比較のために図示している。分布Ｄ２は、光変調素子の光入射領域の法線方向から光を入射させたときに、光変調素子から射出される光の拡散角に対する光強度の分布である。分布Ｄ２は、典型的にはガウス分布である。
【００３９】
図３（ｂ）に示すように、分布Ｄ１における光強度は、主光線Ｌ０の進行方向に対応する拡散角（角度α）にピークを有している。分布Ｄ１、Ｄ２を比較すると、光強度の分布範囲すなわち拡散角の幅については、分布Ｄ１と分布Ｄ２とで同程度になっている。拡散角の絶対値が０°から離れる方向での光量については、分布Ｄ１の方が分布Ｄ２よりも多くなっている。
【００４０】
図４はスペックルノイズが低減される仕組みを示す説明図である。光変調素子１２に対して、光入射領域１２０の法線方向と非平行な方向から光Ｌが入射することにより、光変調素子１２から射出された光Ｌは、投射光学系１３の光軸１３０と非平行な方向に進行する。これにより、投射光学系１３のフーリエ変換面１３１における光Ｌのスポット１３３は、フーリエ変換面１３１と光軸１３０とが交差する位置１３２に対して偏った領域に形成される。スポット１３３の光強度の重心位置１３４は、角度αに応じた距離だけ位置１３２から離れている。
【００４１】
これに対して、上述した分布Ｄ２の光は、フーリエ変換面において光軸と重なる位置に光強度の重心を有するスポットになる。すなわち、光変調素子から射出される光の主光線が投射光学系の光軸と略一致している場合と比較して、本実施形態では、フーリエ変換面１３１において投射光学系１３の光軸１３０から離れた位置を通る光量が増加している。換言すると、フーリエ変換面１３１における高周波数成分が増加している。
【００４２】
光変調素子１２の１つの変調要素１２１から射出された光Ｌは、スポット１３３を経て結像面Ｓ上にて結像させられて、画像の１画素を示す光になる。複数の変調要素１２１から射出された光が、それぞれ結像面Ｓにて結像することにより、画像の全体が表示される。レーザー光等のコヒーレンス性を有する光により画像を表示すると、通常は表示画像にスペックルノイズを生じやすくなる。
【００４３】
本実施形態のプロジェクター１によれば、スペックルノイズが、フーリエ変換面１３１における高周波数成分に起因する高周波ノイズと重畳されるので、スペックルノイズを低減することができる。特に、上述のように高周波数成分を増加させているので、スペックルノイズを格段に低減することができる。したがって、画像の観察者にスペックルノイズによるギラツキ感を与えることが少なくなり、高品質な画像を表示可能なプロジェクター１になっている。
【００４４】
ところで、スペックルノイズを低減する手法としては、投射光学系における中間像の形成位置に拡散部材を配置する手法が知られている。これは、中間像の形成位置では、画素ごとに光の拡散角の情報が略１点に集まっているので、画素ごとの拡散角を制御しやすい等の理由による。画像光が像を結ぶ位置で拡散角を広げるという観点では、光変調素子において画像を形成する部分の近傍に拡散部材を配置する手法も考えられる。
【００４５】
本実施形態では、光変調素子１２から射出された光Ｌの進行方向を、投射光学系１３の光軸１３０と非平行にすることにより、スペックルノイズを低減している。したがって、スペックルノイズを低減する観点で、投射光学系１３で拡散角を広げる必要性が少なくなり、投射光学系１３の構成をシンプルにすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、照明系１１から射出された光Ｌの光変調素子１２に対する入射角を制御することにより、光変調素子１２から射出された光Ｌの進行方向を制御している。したがって、スペックルノイズを低減する観点で、光変調素子１２において画像を形成する部分の近傍で拡散角を広げる必要性が低くなり、光変調素子１２の構成をシンプルにすることができる。
【００４７】
また、フーリエ変換面１３１におけるスポット１３３の重心位置１３４を、投射光学系１３の光軸１３０からずらすことにより高周波ノイズを増加させている。したがって、投射光学系の光軸周りで拡散角を広げる手法と比較して、投射光学系で飲込めない光をほとんど増やすことなく高周波ノイズを増加させることができ、光利用効率の低下を抑制しつつスペックルノイズを低減することができる。
【００４８】
なお、第１実施形態では、光変調素子１２の光入射領域１２０の法線方向に対して、平行化レンズ１７の光軸１７０が略平行になっていたが、例えば図５に示す変形例１のような構成も可能である。変形例１のプロジェクター１Ｂは、照明系１１Ｂの構成要素の位置関係、および拡散部１６Ｂの特性が第１実施形態と異なっている。
【００４９】
照明系１１Ｂにおいて、平行化レンズ１７の光軸１７０は、光変調素子１２の光入射領域１２０の法線方向に対して非平行になっている。光源１５の光軸１５０が平行化レンズ１７の光軸１７０と略一致している。拡散部１６Ｂは、光源１５から射出された光Ｌについて、光源１５の光軸１５０に対して軸対称的に拡散角を広げるようになっている。
【００５０】
ここでは、照明系１１Ｂの構成要素が、位置固定具等に取付けられて実質的に一体化されており、照明系１１Ｂの光変調素子１２に対する姿勢を可変に制御することが可能になっている。これにより、光変調素子１２に入射する光Ｌの入射角を可変に制御することができ、スペックルノイズを低減する程度を可変に制御することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のプロジェクターについて説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、波長が互いに異なる色光を射出する複数の光源を含んで照明系が構成されている点と、照明系から射出された複数の色光を１つの光変調素子により変調して画像を表示する単板式のプロジェクターになっている点である。
【００５２】
図６は、第２実施形態のプロジェクター２を示す模式図、図７（ａ）は光入射領域２２０を平面視したレンズアレイ２４および光変調素子２２の平面図、図７（ｂ）はレンズアレイ２４および光変調素子２２を通る光を示す説明図である。
【００５３】
図６に示すように、プロジェクター２は、照明系２１、光変調素子２２、投射光学系１３、およびレンズアレイ２４を有している。照明系２１は、第１〜第３の光源２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ（以下、複数の光源２５と総称する）、第１〜第３の拡散部２６ｒ、２６ｇ、２６ｂ（以下、複数の拡散部２６と総称する）、および平行化レンズ１７を有している。
【００５４】
プロジェクター２は、概略すると以下のように動作する。複数の光源２５から射出された光は、複数の拡散部２６により拡散された後に、平行化レンズ１７により平行化される。平行化レンズ１７により平行化された光は、レンズアレイ２４に入射して集光され、光変調素子２２の変調素子ごとに分かれて入射する。光変調素子２２により変調された光は、投射光学系１３により結像面Ｓに投射され、結像面Ｓに結像した光により画像が表示される。
【００５５】
複数の光源２５は、いずれもレーザー光等のコヒーレンス性を有する光を射出するものであるが、射出する光の波長が互いに異なっている。本実施形態では、第１の光源２５ｒが赤色の光Ｌｒを射出し、第２の光源２５ｇが緑色の光Ｌｇを、第３の光源２５ｂが青色の光Ｌｂをそれぞれ射出するようになっている。平行化レンズ１７の光軸１７０を挟む２つの領域の、片側の領域に第１の光源２５ｒおよび第２の光源２５ｇが配置されており、もう片側の領域に第３の光源２５ｂが配置されている。
【００５６】
第１の光源２５ｒから射出された光Ｌｒは、第１の拡散部２６ｒに入射して拡散される。同様に、第２の光源２５ｇから射出された光Ｌｇは第２の拡散部２６ｇに、第３の光源２５ｂから射出された光Ｌｂは第３の拡散部２６ｂに、それぞれ入射して拡散される。複数の拡散部２６は、いずれもＣＧＨ等の回折光学素子により構成されているが、入射する光の波長に対応させて互いに異なる特性に設計されている。
【００５７】
すなわち、拡散されて平行化レンズ１７を通った後の光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの進行方向が、光変調素子２２の光入射領域２２０に対して互いに異なる角度をなすように、複数の拡散部２６による、拡散の程度や拡散後の光線束の中心軸の向きが調整されている。ここでは、平行化レンズ１７を通った後の光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂが、光変調素子１２における略同一の領域に入射するように、複数の拡散部の特性が調整されている。
【００５８】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように光変調素子２２は、二次元的に配列された複数の画素Ｐ２を有している。画素Ｐ２は、３つのサブ画素Ｐｒ、Ｐｂ、Ｐｇにより構成されている。サブ画素Ｐｒ、Ｐｂ、Ｐｇの各々は、１つの変調要素２２１により構成されている。すなわち、１つの画素Ｐ２は３つの変調要素２２１により構成されている。変調要素２２１の構成については、第１実施形態と同様である。サブ画素Ｐｒは、画素開口Ａ３を有しており、サブ画素Ｐｇは画素開口Ａ４を、サブ画素Ｐｂは画素開口Ａ５を、それぞれ有している。画素開口Ａ３〜Ａ５の周囲は遮光領域Ａ６になっている。
【００５９】
レンズアレイ２４は、複数のレンズ要素２４１を有している。レンズ要素２４１は、画素Ｐ２と１対１の対応で設けられている。レンズ要素２４１の光軸２４０は、レンズ要素２４１の中心位置に設定されている。光入射領域２２０を平面視した状態で、光軸２４０の位置は、画素開口Ａ３の中心位置Ｃ３、画素開口Ａ４の中心位置Ｃ４、および画素開口Ａ５の中心位置Ｃ５のいずれに対してもレンズ要素２４１に入射する光の進行方向の反対側にずれている。
【００６０】
光変調素子２２は、第１の基板２２２、第２の基板２２３、および液晶層２２４を有している。第１、第２の基板２２２、２２３についてはその詳細な構成を図示しないが、第１の基板２２２は、第１実施形態で説明した透明基板１２２ａ、スイッチング素子１２４、透明電極１２５ａ、平坦化層１２６、絶縁部１２７、および配向膜１２８ａ等からなる。第２の基板２２３は、透明基板１２２ｂ、透明電極１２５ｂ、および配向膜１２８ｂ等からなる。液晶層２２４は、第１、第２の基板２２２、２２３に挟まれる部分に設けられている。液晶層２２４の厚み方向は、レンズ要素２４１の光軸２４０と略平行な方向になっている。光入射領域２２０は、液晶層２２４の厚み方向の中心面と略平行になっている。
【００６１】
レンズアレイ２４に入射する光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの進行方向は、互いに異なっており、いずれもレンズ要素２４１の光軸２４０と非平行になっている。レンズアレイ２４に入射した光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、レンズ要素２４１ごとに集光される。レンズ要素２４１は、光Ｌｒが液晶層２２４においてサブ画素Ｐｒの画素開口Ａ３に収まるように、光Ｌｒを屈折させる。同様に、レンズ要素２４１は、光Ｌｇ、Ｌｂが液晶層２２４のサブ画素Ｐｇ、Ｐｂの画素開口Ａ４、Ａ５に収まるように、光Ｌｇ、Ｌｂを屈折させる。このように、光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂのうちで、サブ画素Ｐｒには光Ｌｒのみが入射し、サブ画素Ｐｇには光Ｌｇのみが、サブ画素Ｐｂには光Ｌｂのみが入射するようになっている。
【００６２】
光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、液晶層２２４にてサブ画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂごとに互いに独立して変調されて調光され、光変調素子２２から射出される。光変調素子２２から射出された光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの各々は、主光線の進行方向が投射光学系１３の光軸１３０のうちの入射光軸と非平行になっている。光変調素子２２から射出された光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、投射光学系１３を経て結像面にて結像する。１つの画素Ｐ２に含まれるサブ画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂから射出された光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、結像面上にて結像して、フルカラー画像の１画素を示す光になる。
【００６３】
第２実施形態のプロジェクター１にあっては、光変調素子２２から射出された光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの進行方向が、いずれも投射光学系１３の光軸１３０と非平行になっている。したがって、第１実施形態で説明したのと同様の理由により、光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの各々において、スペックルノイズに高周波ノイズが重畳され、スペックルノイズを低減することができる。また、投射光学系１３にて飲込めない光を減らすことができ、光利用効率の低下を抑制することができる。
また、互いに異なる波長の光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂにより画像を表示するので、フルカラーの画像を表示することができる。複数の波長の光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂを１つの光変調素子２２により変調するので、光変調素子の数を減らすことができ、プロジェクター２の装置構成をシンプルにすることができる。
【００６４】
なお、第２実施形態では、射出する光の波長が互いに異なる３つの光源を用いているが、光源の数は２または４以上であってもよいし、光源の数が３以上である場合に射出する光の波長が略同一の光源が含まれていてもよい。以下、４つの光源を有する構成について説明する。
【００６５】
図８（ａ）は、変形例２のプロジェクター２Ｂを示す斜視模式図、図８（ｂ）は、光源の１つの配列方向から光軸１３０を含む面を平面視したときのプロジェクター２Ｂの平面図である。
【００６６】
図８（ａ）に示すように、プロジェクター２Ｂは、照明系２１Ｂ、光変調素子２２Ｂ、投射光学系１３、およびレンズアレイ２４Ｂを有している。照明系２１Ｂは、複数の光源２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ、２５ｘ（以下、複数の光源２５Ｂと総称する）、第１〜第４の拡散部２６ｒ、２６ｇ、２６ｂ、２６ｘ（以下、複数の拡散部２６Ｂと総称する）、および平行化レンズ１７を有している。
【００６７】
平行化レンズ１７の光軸１７０は、光入射領域２２０Ｂの法線方向および投射光学系１３の光軸１３０と略一致している。複数の光源２５Ｂは、光変調素子２２Ｂの光入射領域２２０Ｂに沿う２方向に二次元的に配列されている。ここでは、複数の光源２５Ｂが、平行化レンズ１７の光軸１７０の周りに対称的に配置されている。複数の光源２５Ｂの各々の光軸は、いずれも平行化レンズ１７の光軸１７０とずれた位置で平行になっている。
【００６８】
第１〜第３の光源２５ｒ、２５ｇ、２５ｂおよび第１〜第３の拡散部２６ｒ、２６ｇ、２６ｂは、第２実施形態と同様のものである。第４の光源２５ｘは、第１〜第３の光源のうちのいずれかと同じ波長の光をするものであってもよいし、いずれとも異なる波長の光を射出するものであってもよい。第４の拡散部２６ｘは、第４の光源２５ｘから射出された光を拡散するものである。第４の拡散部２６ｘは、第２実施形態で説明したのと同様に、第４の光源２５ｘから射出される光の波長に応じて特性が調整されている。
【００６９】
図８（ｂ）に示すように、第１の光源２５ｒから射出された光Ｌｒは、第１の拡散部２６ｒに入射して拡散された後に、平行化レンズ１７により平行化される。平行化レンズ１７を通った光Ｌｒは、レンズアレイ２４Ｂに入射して集光され、光変調素子２２Ｂに入射する。同様に、第２の光源２５ｇから射出された光Ｌｇは、第２の拡散部２６ｇにより拡散された後に平行化レンズ１７により平行化され、次いでレンズアレイ２４Ｂにより集光されて光変調素子２２Ｂに入射する。平行化レンズ１７を通った光Ｌｒ、Ｌｇは、進行方向が互いに異なっており、いずれも光変調素子２２Ｂの光入射領域２２０の法線方向と非平行になっている。
【００７０】
なお、図８（ｂ）には、第１の光源２５ｒおよび第２の光源２５ｇから射出された光Ｌｒ、Ｌｇについて図示しているが、第１の光源２５ｒおよび第２の光源２５ｇに対して、平行化レンズ１７の光軸１７０の反対側に配置されている。第３の光源２５ｂおよび第４の光源２５ｘから射出された光についても同様になっている。すなわち、複数の光源２５Ｂから射出されて平行化レンズ１７を通った光は、進行方向が互いに異なっており、光変調素子２２Ｂの光入射領域２２０Ｂの法線方向と非平行になっている。
【００７１】
図９（ａ）は、光変調素子２２Ｂの光入射領域２２０を平面視したときの、レンズアレイ２４Ｂおよび光変調素子２２Ｂに入射光を示す平面図、図９（ｂ）は投射光学系１３のフーリエ変換面における光の分布を示す概念図である。
【００７２】
光変調素子２２Ｂは、二次元的に配置された複数の画素を有している。図９（ｂ）に示すように、１つの画素Ｐ３は、２行２列に配列された４つのサブ画素Ｐｒ、Ｐｂ、Ｐｇ、Ｐｘにより構成されている。サブ画素Ｐｒ、Ｐｂ、Ｐｇ、Ｐｘの各々は、１つの変調要素２２１により構成されている。すなわち、１つの画素Ｐ３は４つの変調要素２２１により構成されている。変調要素２２１の構成については、第１実施形態と同様である。
【００７３】
光源の配列において対角に配置されている第１、第４の光源２５ｒ、２５ｘからの光Ｌｒ、Ｌｘに着目すると、光Ｌｒは画素Ｐ３の一方の対角方向に進行してサブ画素Ｐｒに入射し、光Ｌｘは一方の対角方向を光Ｌｒと逆方向に進行してサブ画素Ｐｘに入射する。第１、第４の光源２５ｒ、２５ｘと異なる対角に配置されている第２、第３の光源２５ｇ、２５ｂからの光Ｌｇ、Ｌｂに着目すると、光Ｌｇは画素Ｐ３の他方の対角方向に進行してサブ画素Ｐｇに入射し、光Ｌｂは他方の対角方向を光Ｌｇと逆方向に進行してサブ画素Ｐｂに入射する。
【００７４】
光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ、Ｌｘは、液晶層にてサブ画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｘごとに互いに独立して変調されて調光され、光変調素子２２Ｂから射出される。光変調素子２２Ｂから射出された光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ、Ｌｘの各々は、主光線の進行方向が投射光学系１３の光軸１３０のうちの入射光軸と非平行になっている。図９（ｂ）に示すように、投射光学系１３のフーリエ変換面１３１において、光Ｌｒによるスポット１３３ｒは、フーリエ変換面１３１における光軸１３０の位置１３２から離れている。光Ｌｇ、Ｌｂ、Ｌｘによるスポット１３３ｇ、１３３ｂ、１３３ｘも同様に、位置１３２から離れている。
【００７５】
変形例２のプロジェクター２Ｂにあっては、光変調素子２２Ｂから射出された光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ、Ｌｘの進行方向が、いずれも投射光学系１３の光軸１３０と非平行になっている。したがって、投射光学系１３のフーリエ変換面１３１において、光軸１３０の位置１３２に対して偏った領域にスポット１３３ｒ、１３３ｇ、１３３ｂ、１３３ｘが形成され、高周波ノイズを効果的に発生させることができるので、スペックルノイズを効果的に低減することができる。また、投射光学系１３にて飲込めない光を減らすことができ、光利用効率の低下を抑制することができる。
【００７６】
また、複数の光源２５Ｂを二次元的に配列しているので、光源の配列方向の２方向において光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ、Ｌｘの進行方向を調整することができる。これにより、光変調素子２２Ｂに入射するときの光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ、Ｌｘの進行方向を互いに異ならせることが容易になる。
【００７７】
なお、第１、第２実施形態および変形例１、２では、透過型の光変調素子を採用しているが、図１０に示す変形例３のように、反射型の光変調素子を採用することも可能である。図１０は、変形例３のプロジェクター２Ｃの概略構成を示す図である。
【００７８】
図１０に示すように、プロジェクター２Ｃは、照明系２１Ｃ、光変調素子２２Ｃ、投射光学系１３、レンズアレイ２４Ｃ、偏光ビームスピリッタプリズム（以下、ＰＢＳプリズムという）２７Ｃを有している。照明系２１Ｃは、変形例２と同様のものであり、第１、２の光源２５ｒ、２５ｇ、第１の、第２の拡散部２６ｒ、２６ｇ、および平行化レンズ１７を有している。第１、２の光源２５ｒ、２５ｇは、後述するＰＢＳ膜２８Ｃに対するＳ偏光を射出するようになっている。
【００７９】
変形例３のレンズアレイ２４Ｃは、光変調素子２２Ｃと独立しており、照明系２１Ｃから射出された光Ｌｒ、Ｌｇが入射する位置に配置されている。レンズアレイ２４Ｃを通った光Ｌｒ、Ｌｇは、集光しつつＰＢＳプリズム２７Ｃに入射する。ＰＢＳプリズム２７Ｃは、偏光ビームスプリッター膜（以下、ＰＢＳ膜という）２８Ｃを内包している。ここでは、ＰＢＳ膜２８Ｃが平行化レンズ１７の光軸と略４５°の角度をなして配置されている。ＰＢＳプリズム２７Ｃに入射した光Ｌｒ、Ｌｇは、ＰＢＳ膜２８Ｃに対するＳ偏光がＰＢＳ膜２８Ｃで反射して進行方向が折れ曲がり、ＰＢＳプリズム２７Ｃから射出される。
【００８０】
ＰＢＳプリズム２７Ｃから射出された光Ｌｒ、Ｌｇは光変調素子２２Ｃに入射する。光変調素子２２Ｃは、反射型の液晶ライトバルブやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等により構成される。光変調素子２２Ｃは、二次元的に配列された複数のサブ画素Ｐｒ、Ｐｇを有している。光Ｌｒ、Ｌｇは、光変調素子２２Ｃに対して、サブ画素Ｐｒ、Ｐｇの２つの配列方向に沿う面に対して非垂直な方向から入射する。光変調素子２２Ｃに入射するときの光Ｌｒ、Ｌｇの進行方向は、互いに異なっている。光Ｌｒ、Ｌｇは、光変調素子２２Ｃにより変調されつつ、光変調素子２２Ｃで反射する。
【００８１】
光Ｌｒ、Ｌｇは、光変調素子２２Ｃから射出された後に、ＰＢＳ膜２８Ｃに再度入射する。光Ｌｒ、Ｌｇは、ＰＢＳ膜２８Ｃに対するＰ偏光がＰＢＳ膜２８Ｃを透過して、投射光学系１３に向かって進行する。光Ｌｒ、Ｌｇは、投射光学系１３に入射するときの進行方向が、投射光学系１３の光軸と非平行になっている。光Ｌｒ、Ｌｇは、投射光学系１３により結像面に投射されて、結像した光Ｌｒ、Ｌｇにより画像が表示される。このような構成の変形例３のプロジェクター２Ｃのおいても、上述した理由により、シンプルな構成でありながら、利用効率の低下を抑制しつつスペックルノイズを低減することができる。
【００８２】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態のプロジェクターについて説明する。第３実施形態が第２実施形態と異なる点は、複数の照明系が設けられて照明系ごとに光変調素子が設けられており、三板式のプロジェクターになっている点である。
【００８３】
図１１は、第３実施形態のプロジェクター３の概略構成を示す模式図、図１２（ａ）は色合成素子および照明系の配置図、図１２（ｂ）は投射光学系１３の光軸から見た色合成素子に入射する光の平面図、図１２（ｃ）は投射光学系のフーリエ変換面における光の分布を示す図である。図１２（ｂ）では、第１〜第３の平行化レンズ３３ｒ、３３ｇ、３３ｂの図示を省略している。
【００８４】
図１１に示すように、プロジェクター３は、第１〜第３の照明系３１ｒ、３１ｇ、３１ｂ、第１〜第３の光変調素子３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ、色合成素子３４、投射光学系１３を備えている。第１〜第３の照明系３１ｒ、３１ｇ、３１ｂは、いずれも第１実施形態の照明系と同様の構成になっているが、射出する光の波長が互いに異なっている。
【００８５】
第１の照明系３１ｒは、第１の光源２５ｒ、第１の拡散部２６ｒ、および第１の平行化レンズ３３ｒを有している。第２の照明系３１ｇは、第２の光源２５ｇ、第２の拡散部２６ｇ、および第２の平行化レンズ３３ｇを有している。第３の照明系３１ｂは、第３の光源２５ｂ、第３の拡散部２６ｂ、および第３の平行化レンズ３３ｂを有している。
【００８６】
色合成素子３４は、ダイクロイックプリズム等により構成される。本実施形態の色合成素子３４は、略直方体状のものであり、入射する光を波長の違いにより反射または透過させる２種類の波長選択膜を内包している。２種類の波長選択膜は、１方向（Ｚ方向）から平面視した色合成素子３４の対角方向に設けられており、互いに交差している。Ｚ方向から平面視したときの色合成素子３４の第１の辺に、第１の照明系３１ｒおよび第１の光変調素子３２ｒが配置されている。色合成素子３４の第１の辺と隣り合う第２の辺に、第２の照明系３１ｇおよび第２の光変調素子３２ｇが配置されている。色合成素子３４の第１の辺の対辺に、第３の照明系３１ｂおよび第３の光変調素子３２ｂが配置されている。
【００８７】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１、第３の照明系３１ｒ、３１ｂは、第１、第３の光変調素子３２ｒ、３２ｂにおける光入射領域の中心位置の法線方向から、正のＺ方向にずれた位置に配置されている。第２の照明系３１ｇは、第２の光変調素子３２ｇにおける光入射領域の中心位置の法線方向から、負のＺ方向にずれた位置に配置されている。
【００８８】
第１の照明系３１ｒから射出された光Ｌｒは、色合成素子３４の波長選択膜で反射することにより進行方向が折れ曲がり、色合成素子３４に対して第２の照明系３１ｇと反対側（Ｘ方向）から射出される。第２の照明系３１ｇから射出された光Ｌｇは、色合成素子３４の波長選択膜を透過して色合成素子３４から射出される。第３の照明系３１ｂから射出された光Ｌｂは、色合成素子３４の波長選択膜で反射することにより進行方向が折れ曲がり、色合成素子３４に対して第２の照明系３１ｇと反対側から射出される。
【００８９】
すなわち、第１〜第３の光変調素子により変調された光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、色合成素子３４を経て、Ｚ方向から平面視した色合成素子３４の１辺から射出される。上述のように、第１〜第３の照明系３１ｒ、３１ｇ、３１ｂが、第１〜第３の光変調素子３２ｒ、３２ｇ、３２ｂの光入射領域の中心位置から正または負のＺ方向にずれた位置に配置されていることにより、色合成素子３４から射出された光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの進行方向は、互いに異なっており、いずれも投射光学系１３の光軸１３０と非平行になっている。
【００９０】
図１２（ｃ）に示すように、投射光学系１３のフーリエ変換面１３１において、光Ｌｒによるスポット１３３ｒは、フーリエ変換面１３１における光軸１３０の位置１３２から離れている。光Ｌｇ、Ｌｂによるスポット１３３ｇ、１３３ｂも同様に、位置１３２から離れている。
【００９１】
第３実施形態のプロジェクター３にあっては、色合成素子３４から射出されたときの光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの進行方向が、いずれも投射光学系１３の光軸１３０と非平行になっている。したがって、高周波ノイズを効果的に発生させることができ、スペックルノイズを効果的に低減することができる。また、投射光学系１３にて飲込めない光を減らすことができ、光利用効率の低下を抑制することができる。
【００９２】
なお、本発明の技術範囲は前記実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１、１Ｂ、２、２Ｂ、２Ｃ、３・・・プロジェクター（画像表示装置）、
１１、１１Ｂ・・・照明系、１２・・・光変調素子、１３・・・投射光学系、
１４・・・レンズアレイ、１５・・・光源、１６、１６Ｂ・・・拡散部、
１７・・・平行化レンズ、２１、２１Ｂ、２１Ｃ・・・照明系、
２２、２２Ｂ、２２Ｃ・・・光変調素子、２４、２４Ｂ、２４Ｃ・・・レンズアレイ、
２５、２５Ｂ・・・複数の光源、２５ｒ・・・第１の光源、２５ｇ・・・第２の光源、
２５ｂ・・・第３の光源、２５ｘ・・・第４の光源、２６、２６Ｂ・・・複数の拡散部、
２６ｒ・・・第１の拡散部、２６ｇ・・・第２の拡散部、２６ｂ・・・第３の拡散部、
２６ｘ・・・第４の拡散部、２７Ｃ・・・ＰＢＳプリズム、２８Ｃ・・・ＰＢＳ膜、
３１ｒ・・・第１の照明系、３１ｇ・・・第２の照明系、３１ｂ・・・第３の照明系、
３２ｒ・・・第１の光変調素子、３２ｇ・・・第２の光変調素子、
３２ｂ・・・第３の光変調素子、３３ｒ・・・第１の平行化レンズ、
３３ｇ・・・第２の平行化レンズ、３３ｂ・・・第３の平行化レンズ、
３４・・・色合成素子、１２０・・・光入射領域、１２１・・・変調要素、
１２２ａ、１２２ｂ・・・透明基板、１２３・・・液晶層、
１２４・・・スイッチング素子、１２５ａ、１２５ｂ・・・透明電極、
１２６・・・平坦化層、１２７・・・絶縁部、１２８ａ、１２８ｂ・・・配向膜、
１３０・・・投射光学系の光軸、１３１・・・フーリエ変換面、１３２・・・位置、
１３３、１３３ｒ、１３３ｇ、１３３ｂ・・・スポット、１３４・・・重心位置、
１４０・・・レンズ要素の光軸、１４１・・・レンズ要素、１５０・・・光源の光軸、
１７０・・・平行化レンズの光軸、２２０、２２０Ｂ・・・光入射領域、
２２１・・・変調要素、２２２・・・第１の基板、２２３・・・第２の基板、
２２４・・・液晶層、２４０・・・レンズ要素の光軸、２４１・・・レンズ要素、
１２１・・・変調要素、Ａ１・・・画素開口、Ａ２・・・遮光領域、
Ａ３〜Ａ５・・・画素開口、Ａ６・・・遮光領域、Ｃ１、Ｃ３〜Ｃ５・・・中心位置、
Ｄ１、Ｄ２・・・分布、Ｌ、Ｌｂ、Ｌｇ、Ｌｒ、Ｌｘ・・・光、Ｌ０・・・主光線、
Ｐ、Ｐ２、Ｐ３・・・画素、Ｐｂ、Ｐｇ、Ｐｒ、Ｐｘ・・・サブ画素、Ｓ・・・結像面
【図１】
2011128205.tif 000003
【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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