(57)【要約】【課題】光学系の構成を簡略化でき、かつ均一化光学系に対して理想的に近い状態でコヒーレント光を入射可能にする。【解決手段】照明装置は、コヒーレント光を放射するコヒーレント光源と、入射されたコヒーレント光を拡散させる光学素子と、前記コヒーレント光源からのコヒーレント光を光学素子上で走査させる光走査部材と、光学素子で拡散されたコヒーレント光を集光する集光光学系と、集光光学系により集光されたコヒーレント光を反射させながら伝搬させた後に出射する均一化光学系と、を備え、均一化光学系の入射面は、集光光学系の後側焦点位置よりも光軸後方側に配置される。【選択図】図１
2015155950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレント光を放射するコヒーレント光源と、
入射されたコヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からのコヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
前記光学素子で拡散されたコヒーレント光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光されたコヒーレント光を反射させながら伝搬させた後に出射する均一化光学系と、を備え、
前記均一化光学系の入射面は、前記集光光学系の後側焦点位置よりも光軸後方側に配置される照明装置。
【請求項２】
前記光走査部材と前記集光光学系との間の光学距離をａ、前記集光光学系と前記均一化光学系の入射面との間の光学距離をｂ、前記集光光学系の焦点距離をｆとすると、ｂ＝ａ×ｆ／（ａ−ｆ）である請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光学素子には、前記光走査部材からのコヒーレント光がコリメートされずに入射され、
前記集光光学系には、前記光学素子で拡散されたコヒーレント光がコリメートされずに入射される請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光学素子は、参照部材の像を再生するための干渉縞が記録されたホログラム記録媒体である請求項１乃至３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
前記光学素子は、複数の要素レンズを、これら要素レンズの光軸に直交する面上に並べたレンズアレイである請求項１乃至３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記均一化光学系は、入射面に入射された前記集光光学系にて集光されたコヒーレント光を筒状筐体の内壁で反射させながら伝搬させて、出射面の全域で光量が均一なコヒーレント光を出射させるインテグレータロッドを有する請求項１乃至８のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置と、
前記均一化光学系から出射されたコヒーレント光で照明されて変調画像を生成する光変調器と、
前記変調画像を所定の投射部材上に投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光を用いて所定の領域を均一に照明可能な照明装置および投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式投射装置（プロジェクタ）では、光源から照射された光でスクリーンを均一に照明することが重要である。スクリーンの均一照明を実現する手法として、液晶デバイス用のフライアイレンズ方式やＤＭＤ（Digital Micromirror Device）用のインテグレータロッド方式などが提案されている。
【０００３】
従来は、プロジェクタ用の光源として、高圧水銀ランプなどの高輝度水銀ランプを用いていたが、この種のランプは寿命が短いことから、半導体レーザ等のコヒーレント光源を用いることが注目されている。
【０００４】
しかしながら、コヒーレント光源から出射されるコヒーレント光は、スペックルを発生させるという問題がある。スペックル（speckle）は、レーザ光などのコヒーレント光を散乱面に照射したときに現れる斑点状の模様であり、スクリーン上に発生すると斑点状の輝度ムラ（明るさのムラ）として観察され、照明品質や画像品質の低下のほか、観察者に対して生理的な悪影響を及ぼす要因になる。コヒーレント光を用いた場合にスペックルが発生する理由は、スクリーンなどの散乱反射面の各部で反射したコヒーレント光が、その極めて高い可干渉性ゆえに、互いに干渉し合うことによって生じるものとされている。
【０００５】
本発明者は、過去に、コヒーレント光で被照明領域を照明する際に、光走査装置にてコヒーレント光を走査させて、被照明領域内でのスペックルを目立たなくさせる照明装置を発明するとともに、この種の照明装置を用いてスクリーン上に光変調画像を投射する際に、スクリーン上で発生するスペックルも目立たなくさせる投射装置とを発明した（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−５８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
投射装置用の照明装置では、均一な照度分布を持つ面光源が必要となる。従来から、この種の面光源には、インテグレータロッドが用いられてきた。インテグレータロッドは、入射面に入射された光を、筒状部材の内壁で全反射させながら伝搬させて、出射面の全域から均一な光を出射させることを意図している。
【０００８】
光走査装置にて走査されたコヒーレント光は、コリメートレンズでコリメートされた後にコンデンサレンズで収束されて、インテグレータロッドに入射される。理想的には、コンデンサレンズの後側焦点位置にインテグレータロッドの入射面を配置するのが望ましい。
【０００９】
しかしながら、光走査装置から出射されるコヒーレント光のビーム径が大きい場合には、コリメートレンズで平行化されない収束光成分を含むことになり、このような収束光成分がコンデンサレンズに入射されると、コンデンサレンズの後側焦点位置よりも光軸前方で焦点を結んでしまう。コンデンサレンズの後側焦点位置よりも光軸前方で焦点を結んだコヒーレント光は、発散光となってインテグレータロッドに入射されるため、発散光の一部はインテグレータロッドに入射されなくなってしまい、被照明領域の照明強度が低くなる。
【００１０】
このように、光走査装置から出射されるコヒーレント光がある程度のビーム径を持っていることを考慮すると、コリメートレンズを設けることで、コヒーレント光を絞りすぎて理想的な状態でインテグレータロッドに入射できなくなり、コリメートレンズを設ける意味が薄れてしまう。もし、コリメートレンズがなくても、均一化照明が可能になるのであれば、その方が光学系の構成を簡略化できて望ましい。
【００１１】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光学系の構成を簡略化でき、かつ均一化光学系に対して理想的に近い状態でコヒーレント光を入射可能な照明装置および投射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、コヒーレント光を放射するコヒーレント光源と、
入射されたコヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光源からのコヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
前記光学素子で拡散されたコヒーレント光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光されたコヒーレント光を反射させながら伝搬させた後に出射する均一化光学系と、を備え、
前記均一化光学系の入射面は、前記集光光学系の後側焦点位置よりも光軸後方側に配置される照明装置が提供される。
【００１３】
前記光走査部材と前記集光光学系との間の光学距離をａ、前記集光光学系と前記均一化光学系の入射面との間の光学距離をｂ、前記集光光学系の焦点距離をｆとすると、ｂ＝ａ×ｆ／（ａ−ｆ）であってもよい。
【００１４】
前記光学素子には、前記光走査部材からのコヒーレント光がコリメートされずに入射されてもよく、
前記集光光学系には、前記光学素子で拡散されたコヒーレント光がコリメートされずに入射されてもよい。
【００１５】
前記光学素子は、参照部材の像を再生するための干渉縞が記録されたホログラム記録媒体であってもよい。
【００１６】
前記光学素子は、複数の要素レンズを、これら要素レンズの光軸に直交する面上に並べたレンズアレイであってもよい。
【００１７】
前記均一化光学系は、入射面に入射された前記集光光学系にて集光されたコヒーレント光を筒状筐体の内壁で反射させながら伝搬させて、出射面の全域で光量が均一なコヒーレント光を出射させるインテグレータロッドを有していてもよい。
【００１８】
本発明の一態様では、上述した照明装置と、
前記均一化光学系から出射されたコヒーレント光で照明されて変調画像を生成する光変調器と、
前記変調画像を所定の投射部材上に投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする投射装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コリメートレンズが不要になることから、光学系の構成を簡略化でき、かつ均一化光学系に対して理想的に近い状態でコヒーレント光を入射できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による照明装置４０を備えた投射装置２０の概略構成を示す光学構成図。
【図２】リレー光学系を備えた投射装置の概略構成を示す光学構成図。
【図３】集光光学系７０とインテグレータロッド７６との位置関係を示す図。
【図４】インテグレータロッド７６の入射面の理想的な配置場所を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから適宜変更したり、誇張してある。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態による照明装置４０を備えた投射装置２０の概略構成を示す光学構成図である。図１の投射装置２０は、照射装置６０と、光学素子５０と、集光光学系７０と、均一化光学系７５と、光変調器３０と、投射光学系８０とを備えている。光学素子５０と照射装置６０にて照明装置４０が構成される。
【００２３】
照射装置６０は、コヒーレント光が光学素子５０の表面を走査するように、光学素子５０にコヒーレント光を照射する。照射装置６０は、コヒーレント光を放射するレーザ光源６１と、レーザ光源６１から放射されたコヒーレント光を光学素子５０の表面上で走査させる光走査装置（光走査部材）６５とを有する。
【００２４】
光走査装置６５は、入射されたコヒーレント光の反射角度を一定周期で可変させて、反射されたコヒーレント光が光学素子５０上を走査するようにしている。
【００２５】
光学素子５０は、入射されたコヒーレント光を拡散させるものであり、例えばホログラム記録媒体、レンズアレイまたは拡散板等からなる拡散部材である。光学素子５０上で拡散されたコヒーレント光は、集光光学系７０に入射されて集光される。集光光学系７０の集光位置に、均一化光学系７５の入射面が配置される。
【００２６】
均一化光学系７５は、集光光学系７０により集光されたコヒーレント光を反射させながら伝搬させた後に出射面から出射する。均一化光学系７５の出射面は均一な光量で照明されるため、均一化光学系７５の出射面を面照明光として用いることができる。図１では、均一化光学系７５の出射面を被照明領域ＬＺとしている。均一化光学系７５を設けることで、被照明領域ＬＺ内の全域が均一な光量で照明されることになる。
【００２７】
均一化光学系７５は、例えばインテグレータロッド７６を用いて構成可能である。インテグレータロッド７６は、筒状になっており、その入射面に入射されたコヒーレント光を内壁で全反射させながら出射面方向に伝搬させる。これにより、均一化光学系７５の出射面からは、出射面内の全域で光量が均一なコヒーレント光が出射される。ここで、均一化の程度は、個々の使用形態によって異なるが、概略的な目安としては、出射面での輝度分布のばらつきが１０%以内である。なお、均一化光学系７５は、インテグレータロッド７６のように、コヒーレント光を全反射させる光学部材だけでなく、カライドスコープやライトパイプのように、全反射ではないもののコヒーレント光を反射させる機能を持った光学部材でもよい。以下では、均一化光学系７５の一例として、インテグレータロッド７６を用いる例を説明する。
【００２８】
光変調器３０は、被照明領域ＬＺの照明光を受けて、変調画像を生成する。図１では、光変調器３０をインテグレータロッド７６の出射面に接するように配置する例を示しているが、図２に示すように、インテグレータロッド７６よりも後方にリレー光学系７７を設けて、このリレー光学系７７のさらに後方に光変調器３０を設けてもよい。この場合、インテグレータロッド７６の出射面位置と光変調器３０の位置とは共役の関係になるように位置決めされる。図２の場合、リレー光学系７７を通過したコヒーレント光を面照明光として利用することになる。すなわち、図１と図２のいずれの場合も、照明装置４０の被照明領域は、光変調器３０に重なる位置に配置されている。
【００２９】
光変調器３０としては、反射型のマイクロディスプレイを用いることが可能である。この場合、光変調器３０での反射光によって変調画像が形成され、光変調器３０へ照明装置４０からコヒーレント光が照射される面と、光変調器３０で生成された変調画像の映像光（反射光）の出射面が同一の面となる。このような反射光を利用する場合、光変調器３０としてＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子を用いることも可能である。
【００３０】
あるいは、光変調器３０として、透過型の液晶マイクロディスプレイ例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）を用いることができる。この場合、照明装置４０によって面状に照明される液晶マイクロディスプレイが、画素毎にコヒーレント光を選択して透過させることにより、液晶マイクロディスプレイ上に変調画像が形成される。こうして得られた変調画像（映像光）は、投射光学系８０によって、必要に応じて変倍されて拡散スクリーン１５へ投射される。拡散スクリーン１５に投射される変調画像のスペックルパターンは時間的に変化するため、スペックルは不可視化される。
【００３１】
また、光変調器３０の入射面は、照明装置４０がコヒーレント光を照射する被照明領域ＬＺと同一の形状および大きさであることが好ましい。この場合、照明装置４０からのコヒーレント光を、拡散スクリーン１５への映像の表示に高い利用効率で利用することができるからである。
【００３２】
光変調器３０で生成された変調画像を拡散スクリーン１５に投射する投射光学系８０は、例えば両面凸形状のプロジェクションレンズ８１を有し、光変調器３０で生成された変調画像は、プロジェクションレンズ８１で屈折されて拡散スクリーン１５上に変調画像を投射する。プロジェクションレンズ８１の径や、プロジェクションレンズ８１の焦点距離によって、拡散スクリーン１５に投影される変調画像のサイズを調整することができる。一般に、プロジェクションレンズ８１は複数のレンズを組み合わせて構成され、各レンズの位置を調整することで、プロジェクションレンズ８１の合成焦点距離が変化し、その結果、プロジェクションレンズ８１の結像位置が変化し、変調画像のサイズを可変させることができる。すなわち、プロジェクションレンズ８１の焦点距離を調整することで、プロジェクションレンズ８１を構成する各レンズと光変調器３０との距離や、各レンズと拡散スクリーン１５との距離が変わり、その結果、拡散スクリーン１５に投影される変調画像のサイズを調整できる。図１の拡散スクリーン１５は、透過型であり、投射された変調画像光を拡散する。なお、拡散スクリーン１５は、反射型でもよい。
【００３３】
光変調器３０では、種々の変調画像を生成可能であり、光変調器３０で変調画像を生成して、それを被照明領域ＬＺで照明することで、種々の変調画像を拡散スクリーン上に投射することができる。
【００３４】
照射装置６０内のレーザ光源６１は、例えばそれぞれ異なる波長帯域のレーザ光を放射する複数のレーザ光源６１を用いてもよい。複数のレーザ光源６１を用いる場合は、各レーザ光源６１からのレーザ光が光走査装置６５上を照射するようにする。これにより、光学素子５０は、各レーザ光源６１の照明色が混ざり合った再生照明光で照明されることになる。
【００３５】
レーザ光源６１は、単色のレーザ光源６１でもよいし、発光色の異なる複数のレーザ光源６１でもよい。例えば、赤、緑、青の複数のレーザ光源６１を用いて構成してもよい。複数のレーザ光源６１を用いる場合は、各レーザ光源６１からのコヒーレント光が光走査装置６５上に照射されるように各レーザ光源６１を配置すれば、各レーザ光源６１からのコヒーレント光の入射角度に応じた反射角度で反射されて、光学素子５０上に入射され、光学素子５０から別個に集光・発散されて、被照明領域ＬＺ上で重ね合わされて合成色になる。例えば、赤、緑、青の複数のレーザ光源６１を用いて構成して場合には白色になる。あるいは、各レーザ光源６１ごとに、別個の光走査装置６５を設けてもよい。
【００３６】
なお、例えば白色で照明する場合は、赤緑青以外の色で発光するレーザ光源６１、例えば、黄色で発光するレーザ光源６１を別個に設けた方が、より白色に近い色を再現できる場合もある。したがって、照射装置６０内に設けるレーザ光源６１の種類は、特に限定されるものではない。
【００３７】
カラーの変調画像を形成する場合には、種々の実現手法が考えられる。光変調器３０がＬＣＯＳなどで構成されていて、各画素ごとにカラーフィルタを有する場合には、被照明領域ＬＺを白色光とすることで、光変調器３０で生成される変調画像をカラー化することができる。
【００３８】
あるいは、例えば、赤色の変調画像を生成する光変調器３０と、緑色の変調画像を生成する光変調器３０と、青色の変調画像を生成する光変調器３０とを近接配置し、これら３つの光変調器３０のそれぞれを照明する３つの被照明領域ＬＺを、順次に光学素子５０からの拡散光で照明するようにしてもよい。これにより、３つの光変調器３０で生成された３色の変調画像が合成されて、カラーの変調画像を生成可能となる。このような時分割駆動の代わりに、３つの光変調器３０で同時に生成した３色の変調画像をプリズム等を用いて合成して、カラーの変調画像を生成してもよい。
【００３９】
被照明領域ＬＺを基準にして考えると、被照明領域ＬＺ内の各領域には絶えずレーザ光が入射してくるが、走査デバイス６５内の第１走査部材６６と第２走査部材６７を常に回転駆動していることから、被照明領域ＬＺへのレーザ光の入射方向も常に変化し続けることになる。結果として、光変調器３０の透過光または反射光によって形成された変調画像光は、経時的に光路を変化させながら、スクリーン１５の特定の位置に投射されるようになる。
【００４０】
以上のことから、本実施形態による照明装置４０を用いれば、映像を表示しているスクリーン１５上の各位置において時間的にレーザ光の入射方向が変化していき、且つ、この変化は、人間の目で分解不可能な速さであり、結果として、人間の目には、相関の無いレーザ光の散乱パターンが多重化されて観察される。したがって、各散乱パターンに対応して生成されたスペックルが重ねられ平均化されて、観察者に観察されることになる。これにより、スクリーン１５に表示されている映像を観察する観察者に対して、スペックルを極めて効果的に目立たなくさせることができる。
【００４１】
なお、人間によって観察される従来のスペックルには、スクリーン１５上でのレーザ光の散乱を原因とするスクリーン側でのスペックルだけでなく、スクリーンに投射される前におけるレーザ光の散乱を原因とする投射装置側でのスペックルも発生し得る。この投射装置側で発生したスペックルパターンは、光変調器３０を介してスクリーン１５上に投射されることによって、観察者に認識され得るようにもなる。しかしながら、本実施形態では、レーザ光が光学素子５０上を連続的に走査し、そして光学素子５０の各領域に入射したレーザ光が、それぞれ、光変調器３０が重ねられた被照明領域ＬＺの全域を照明するようになる。すなわち、光学素子５０が、スペックルパターンを形成していたそれまでの波面とは別途の新たな波面を形成し、複雑且つ均一に、被照明領域ＬＺ、さらには、光変調器３０を介してスクリーン１５を照明するようになる。このような光学素子５０での新たな波面の形成により、投射装置２０側で発生するスペックルパターンは不可視化されることになる。
【００４２】
上述したように、本実施形態では、コヒーレント光は、光学素子５０上を連続的に走査する。これに伴って、照射装置６０から光学素子５０を介して被照明領域ＬＺに入射されるコヒーレント光の入射方向も連続的に変化する。ここで、光学素子５０から被照明領域ＬＺへのコヒーレント光の入射方向が僅か（例えば０．数°）だけ変化すれば、被照明領域ＬＺ上に生じるスペックルのパターンも大きく変化し、無相関なスペックルパターンが重畳されることになる。
【００４３】
本実施形態では、被照明領域ＬＺの各位置において時間的にコヒーレント光の入射方向が変化していき、且つ、この変化は、人間の目で分解不可能な速さである。したがって、仮に被照明領域ＬＺにスクリーンを配置したとすると、各入射角度に対応して生成されたスペックルが重ねられ平均化されて観察者に観察されることから、スクリーンに表示されている映像を観察する観察者に対して、スペックルを極めて効果的に目立たなくさせることができる。本実施形態の場合は、被照明領域ＬＺの位置に重ねて光変調器３０を配置し、この光変調器３０から投射光学系８０を介して拡散スクリーン１５に投射しているが、この場合も同様であり、拡散スクリーン１５上で発生するスペックルが重ねられて平均化されるため、拡散スクリーン１５上で発生するスペックルは目立たなくなる。
【００４４】
図３は集光光学系７０とインテグレータロッド７６との位置関係を示す図である。集光光学系７０に入射されるコヒーレント光が平行光であれば、図３の破線で示すように、集光光学系７０を通過したコヒーレント光は、集光光学系７０の後側焦点位置で焦点を結ぶ。したがって、この場合は、集光光学系７０の後側焦点位置にインテグレータロッド７６の入射面を配置するのが望ましい。その理由は、集光光学系７０で集光されるコヒーレント光のほぼすべてがインテグレータロッド７６に入射され、入射光の利用効率を向上できるためである。
【００４５】
ところが、本実施形態では、光走査装置６５で走査されたコヒーレント光はコリメートされずに光学素子５０に入射され、光学素子５０で拡散されたコヒーレント光もコリメートされずに集光光学系７０に入射される。すなわち、本実施形態による照明装置４０には、コリメータ光学系は設けられていない。したがって、光学素子５０で拡散されて集光光学系７０に入射されるコヒーレント光は、平行光ではなく、拡散光である。このため、集光光学系７０で集光されるコヒーレント光は、図３の実線で示すように、集光光学系７０の後側焦点位置よりも光軸後方側で焦点を結ぶ。仮に、インテグレータロッド７６が、図３の破線で示すように集光光学系７０の後側焦点位置に配置されていたとすると、集光光学系７０からのコヒーレント光は、インテグレータロッド７６の内部で焦点を結ぶことになり、インテグレータロッド７６の内壁で全反射されずにそのまま出射面から抜け出る光成分も出てきてしまう。
【００４６】
このように、集光光学系７０で集光されたコヒーレント光がインテグレータロッド７６の内部で焦点を結ぶと、インテグレータロッド７６で全反射される光の割合が減少し、出射面での光強度が均一でなくなってしまう。
【００４７】
そこで、本実施形態では、インテグレータロッド７６の入射面を、集光光学系７０の後側焦点位置よりも光軸後方側に配置する。より理想的には、集光光学系７０で集光されたコヒーレント光が焦点を結ぶ位置にインテグレータロッド７６の入射面を配置するのが望ましいが、多少前後して配置しても、被照明領域の照明強度と照明均一性を向上させることは可能となる。
【００４８】
図４はインテグレータロッド７６の入射面の理想的な配置場所を説明する図である。図４では、光走査装置６５で走査されたコヒーレントが光学素子５０に入射され、その入射角度と同じ発散角度で光学素子５０から発散されて集光光学系７０に入射されたと仮定している。また、図４では、光走査装置６５から集光光学系７０までの光学距離をａ、集光光学系７０の配置場所から集光光学系７０によるコヒーレント光の収束点までの光学距離をｂ、集光光学系７０の焦点距離をｆとしている。この場合、以下の（１）式が成り立つ。
【数１】
2015155950.tif 000003
【００４９】
（１）式を変形すると、以下の（２）式が得られる。
【数２】
2015155950.tif 000004
【００５０】
ｂの位置にインテグレータロッド７６を配置するのが理想的と考えられるが、その位置は、光走査装置６５から集光光学系７０までの光学距離ａと集光光学系７０の焦点距離ｆとによって、上述した（２）式から容易に求めることができる。
【００５１】
図１の光学素子５０としてレンズアレイを用いる場合、拡散機能を有する全反射型または屈折型のフレネルレンズや、フライアイレンズなどを適用可能である。
【００５２】
また、光学素子５０は必ずしもレンズアレイには限らず、例えばホログラム記録媒体を用いてもよい。この場合のホログラム記録媒体には、被照明領域ＬＺに散乱板の像を再生し得る干渉縞が形成されている。ホログラム記録媒体に照射装置６０からのコヒーレント光が照射されると、干渉縞で回折されたコヒーレント光が発散光（拡散光）となって放射される。より詳細には、照射装置６０からホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、ホログラム記録媒体で回折されて、集光光学系７０を通過した後に、インテグレータロッド７６に入射される。
【００５３】
ホログラム記録媒体は、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラムでもよいし、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラムを含んでもよい。また、光学素子５０は、透過型の体積型ホログラム記録媒体を含んでいてもよいし、レリーフ型（エンボス型）のホログラム記録媒体を含んでいてもよい。
【００５４】
あるいは、光学素子５０は、拡散板で構成することも可能である。拡散板としては、オパールガラスやすりガラス等のガラス部材、あるいは樹脂拡散板などが考えられる。拡散板は、走査デバイス６５で反射されたコヒーレント光を拡散させるため、ホログラム記録媒体やレンズアレイを用いた場合と同様に、種々の方向から被照明領域ＬＺを照明することができる。なお、本実施形態における光学素子５０における「拡散」とは、入射光を所定の方向に角度的に拡げて出射することを指し、回折光学素子５０やレンズアレイ等による拡散角が十分に制御された場合のみならず、オパールガラス等の散乱粒子により出射角を拡げる場合も含まれるものとする。
【００５５】
このように、本実施形態では、光走査装置６５から集光光学系７０までの間でコヒーレント光のコリメートを行わないようにするとともに、インテグレータロッド７６の入射面を集光光学系７０の後側焦点位置よりも光軸後方に配置するため、理想的に近い状態でインテグレータロッド７６にコヒーレント光を入射でき、インテグレータロッド７６の出射光で照明される被照明領域の照明強度と照明均一度を向上できる。本実施形態によれば、コリメートレンズを省略できるため、照明装置４０の光学構成を簡略化できるという利点があることに加えて、被照明領域の照明強度と照明均一度を向上できるという利点も得られる。
【００５６】
また、本実施形態では、走査デバイス６５でコヒーレント光を光学素子５０上で走査させるため、均一化光学系７５の出射面でのコヒーレント光の出射角度を時間的に変化させることができる。よって、均一化光学系７５の出射面でのコヒーレント光を投射光学系８０に導くことで、拡散スクリーン１５上に投影される、あるいは拡散スクリーン１５上で発生するスペックルパターンを時間的に変化させることができ、観察されるスペックルが不可視化される。
【００５７】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
２０  投射装置、３０  光変調器、４０  照明装置、５０  光学素子、６０  照射装置、６１  レーザ光源、６５  走査デバイス、７０  集光光学系、８０  投射光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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