(57)【要約】【課題】  新たに製造される画像投影装置だけでなく、既存の画像投影装置に対しても、スペックルノイズの低減を図ることができる位相変調器を提供する。【解決手段】  位相変調器２は、複屈折性を有する位相変調素子３と、画像投影装置１０から出射される光が位相変調素子３を透過するように、位相変調素子３を画像投影装置１０に接続する接続部４と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折性を有する位相変調素子と、
画像投影装置から出射される光が前記位相変調素子を透過するように、前記位相変調素子を前記画像投影装置に接続する接続部と、を備える位相変調器。
【請求項２】
鏡筒から光を出射する画像投影装置に対し、
前記接続部は、前記位相変調素子を前記鏡筒に対して位置決めすべく、前記鏡筒の先端部に当接する当接部を備える請求項１に記載の位相変調器。
【請求項３】
前記接続部は、前記位相変調素子を透過する際の光の進行方向に対して平行な方向又は傾斜して交差する方向を軸に、前記位相変調素子を回転させる動作部を備える請求項１又は２に記載の位相変調器。
【請求項４】
前記接続部は、前記位相変調素子を透過する際の光の進行方向と交差する方向に、前記位相変調素子を移動させる動作部を備える請求項１又は２に記載の位相変調器。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載される位相変調器と、
光を出射し、前記位相変調器に接続される画像投影装置と、を備える画像投影システム。
【請求項６】
ランプを有するランプ光源部を装置本体に取り付ける画像投影装置に対し、
前記ランプ光源部を、前記装置本体から取り外すことと、
半導体レーザを有するレーザ光源部を、前記装置本体に取り付けることと、
請求項１〜４の何れか１項に記載される位相変調器を、前記画像投影装置に接続することと、を備える画像投影システムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折性を有する位相変調器に関する。また、本発明は、その位相変調器を備える画像投影システムに関し、さらに、その画像投影システムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像投影装置として、レーザ光を出射するレーザ光源を備えた画像投影装置が、知られている。斯かる画像投影装置において、光の照射面や観測者の網膜上に、スペックルノイズと呼ばれる光の強弱のあるノイズが発生する。例えば、画像投影装置から出射される光の偏光方向が一定方向に偏ることにより、スペックルノイズが生じる。
【０００３】
そこで、スペックルノイズを低減すべく、屈折率の異なる媒質が並列されることで複屈折性を有する構造が複数設けられ、それらの光学軸が同一面内の異なる方向を向くようにした位相変調素子が、提案されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、特許文献１に係る装置においては、位相変調素子が装置の内部に固定されている。したがって、新たに製造される装置に対しては、斯かる位相変調素子を設置することができる一方、既存の装置に対しては、斯かる位相変調素子を設置することができない。
【０００４】
例えば、既存の光源であるランプを半導体レーザに置き換えられた画像投影装置、所謂、レトロフィットされた画像投影装置に対しては、装置の内部に、位相変調素子の設置スペースがないため、位相変調素子を設置することができない。また、例えば、光源が半導体レーザであり且つ設置環境によりスペックルノイズの低減が必要となった既存の画像投影装置に対しても、装置の内部に、位相変調素子の設置スペースがないため、位相変調素子を設置することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４１４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、新たに製造される画像投影装置だけでなく、既存の画像投影装置に対しても、スペックルノイズの低減を図ることができる位相変調器を提供することを課題とする。
【０００７】
また、本発明は、斯かる事情に鑑み、スペックノイズの低減を得ることができる画像投影システムを提供することを課題とする。
【０００８】
さらに、本発明は、斯かる事情に鑑み、既存の画像投影装置から、スペックルノイズが低減された画像投影システムを製造する画像投影システムの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る位相変調器は、複屈折性を有する位相変調素子と、画像投影装置から出射される光が前記位相変調素子を透過するように、前記位相変調素子を前記画像投影装置に接続する接続部と、を備える。
【００１０】
本発明に係る位相変調器によれば、接続部が、位相変調素子を画像投影装置に接続するため、画像投影装置から出射される光が、位相変調素子を透過する。そして、位相変調素子が複屈折性を有するため、例えば、直線偏光した光は、位相変調素子を透過することにより、複数の楕円偏光又は円偏光状態が混在した光となる。
【００１１】
これにより、位相変調素子から出射された光の可干渉性が低下するため、スペックルノイズが低減する。したがって、新たに製造される画像投影装置だけでなく、既存の画像投影装置に対しても、スペックルノイズの低減を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る位相変調器においては、鏡筒から光を出射する画像投影装置に対し、前記接続部は、前記位相変調素子を前記鏡筒に対して位置決めすべく、前記鏡筒の先端部に当接する当接部を備える、という構成でもよい。
【００１３】
斯かる構成によれば、鏡筒から光を出射する画像投影装置に対し、接続部は、鏡筒の先端部に当接部を当接した状態で、位相変調素子を画像投影装置に接続する。これにより、位相変調素子が鏡筒に対して位置決めできるため、画像投影装置から出射される光が位相変調素子の所望の位置を透過する。
【００１４】
また、本発明に係る位相変調器においては、前記接続部は、前記位相変調素子を透過する光線の進行方向に対して平行な方向又は傾斜して交差する方向を軸に、前記位相変調素子を回転させる動作部を備える、という構成でもよい。
【００１５】
斯かる構成によれば、動作部が、位相変調素子を透過する光線の進行方向に対して平行な方向又は傾斜して交差する方向を軸に、位相変調素子を回転させるため、位相変調素子の回転に伴って、位相変調素子を透過する光の偏光の状態が変化する。これにより、位相変調素子から出射された光による干渉パターンが変化し、それらのパターンが時間的に重畳されるため、スペックルノイズがさらに低減する。
【００１６】
また、本発明に係る位相変調器においては、前記接続部は、前記位相変調素子を透過する際の光の進行方向と交差する方向に、前記位相変調素子を移動させる動作部を備える、という構成でもよい。
【００１７】
斯かる構成によれば、動作部が、位相変調素子を透過する際の光の進行方向と交差する方向に、位相変調素子を移動させるため、位相変調素子の移動に伴って、位相変調素子を透過する光の偏光状態が変化する。これにより、位相変調素子から出射された光による干渉パターンが変化し、それらのパターンが時間的に重畳されるため、スペックルノイズがさらに低減する。
【００１８】
また、本発明に係る画像システムは、上記される位相変調器と、光を出射し、前記位相変調器に接続される画像投影装置と、を備える。
【００１９】
また、本発明に係る画像投影システムの製造方法は、ランプを有するランプ光源部を装置本体に取り付けられる画像投影装置に対し、前記ランプ光源部を、前記装置本体から取り外すことと、半導体レーザを有するレーザ光源部を、前記装置本体に取り付けることと、上記される位相変調器を、前記画像投影装置に接続することと、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
以上の如く、本発明に係る位相変調器は、新たに製造される画像投影装置だけでなく、既存の画像投影装置に対しても、スペックルノイズの低減を図ることができる、という優れた効果を奏する。
【００２１】
また、本発明に係る画像投影システムは、スペックノイズの低減を得ることができるという優れた効果を奏する。
【００２２】
さらに、本発明に係る画像投影システムの製造方法は、既存の画像投影装置から、スペックルノイズが低減された画像投影システムを製造する、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像投影システムの全体概要平面図を示す。
【図２】同実施形態に係る位相変調器の出射側の要部正面図を示す。
【図３】同実施形態に係る位相変調器の図２のIII−III線断面図を示す。
【図４】同実施形態に係る位相変調素子の要部正面図を示す。
【図５】同実施形態に係る位相変調素子の要部断面図を示す。
【図６】同実施形態に係る位相変調素子の変更例の要部断面図を示す。
【図７】同実施形態に係る画像投影システムの製造方法を説明する図であって、全体概要平面図を示す。
【図８】同実施形態に係る画像投影システムの製造方法を説明する図であって、全体概要平面図を示す。
【図９】同実施形態に係る画像投影システムの製造方法を説明する図であって、全体概要平面図を示す。
【図１０】同実施形態に係る画像投影システムの製造方法を説明する図であって、全体概要平面図を示す。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る位相変調器の出射側の要部正面図を示す。
【図１２】同実施形態に係る位相変調器の図１１のXII−XII線断面図を示す。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係る位相変調器の出射側の要部正面図を示す。
【図１４】同実施形態に係る位相変調器の図１３のXIV−XIV線断面図を示す。
【図１５】同実施形態に係る変更例の位相変調素子の要部正面図を示す。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態に係る位相変調器の出射側の要部正面図を示す。
【図１７】同実施形態に係る位相変調器の図１６のXVII−XVII線断面図を示す。
【図１８】同実施形態に係る変更例の位相変調素子の要部正面図を示す。
【図１９】本発明のさらに他の実施形態に係る位相変調素子の要部正面図を示す。
【図２０】本発明のさらに他の実施形態に係る位相変調素子の要部正面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る画像投影システムにおける第１の実施形態について、図１〜図１０を参酌して説明する。なお、各図（図１１〜図２０も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致していない。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る画像投影システム１は、光画像である光を出射する画像投影装置１０と、画像投影装置１０に接続される位相変調器２とを備えている。そして、画像投影システム１は、画像投影装置１０から出射された光を、位相変調器２を透過した後に、スクリーン１００に向けて投影している。
【００２６】
画像投影装置１０は、装置本体１１と、レーザ光を出射するレーザ光源部１２と、レーザ光源部１２から出射されたレーザ光が入射される光源側光学系１３とを備えている。また、画像投影システム１は、光源側光学系１３から出射された光を入射して光画像を生成する画像光学系１４と、画像光学系１４から出射された光画像を入射してスクリーン１００に投影する投影光学系１５とを備えている。
【００２７】
装置本体１１は、各構成を収容する筐体１１ａと、筐体１１ａから突出し、光を出射する筒状の鏡筒１１ｂとを備えている。そして、装置本体１１は、レーザ光源部１２、光源側光学系１３、画像光学系１４、及び投影光学系１５を内部に収容している。
【００２８】
レーザ光源部１２は、第１の色（例えば、赤色）のレーザ光を出射する第１レーザ光源装置１２ａと、第２の色（例えば、緑色）のレーザ光を出射する第２レーザ光源装置１２ｂと、第３の色（例えば、青色）のレーザ光を出射する第３レーザ光源装置１２ｃとを備えている。各レーザ光源装置１２ａ〜１２ｃは、半導体レーザ、コリメートレンズ、集束レンズ等を備えている。なお、図１において、１点鎖線１０１〜１０３は、各レーザ光源装置１２ａ〜１２ｃから出射されるレーザ光の進行方向を示している。
【００２９】
光源側光学系１３は、投影された照射面の照度を均一することを図るべく、例えばフライアイレンズ等のインテグレータ光学系１３ａを備えている。そして、光源側光学系１３は、各レーザ光源装置１２ａ〜１２ｃから出射されたレーザ光の進行方向１０１〜１０３を一致させるべく、反射ミラー１３ｂ及びダイクロイックミラー１３ｃ，１３ｃを備えている。
【００３０】
画像光学系１４は、光源側光学系１３から出射された光を変調することで、光画像にする空間変調素子１４ａを備えている。本実施形態においては、各空間変調素子１４ａは、反射型液晶素子である。そして、画像光学系１４は、画像を生成するために、偏光ビームスプリッタ１４ｂ及び色合成部材（ダイクロイックプリズム）１４ｃを備えている。また、画像光学系１４は、光を色分離するために、ダイクロイックミラー１４ｄ及び反射ミラー１４ｅを備えている。
【００３１】
ダイクロイックミラー１４ｄ及び反射ミラー１４ｅは、光源側光学系１３から出射された光を色分離して、各偏光ビームスプリッタ１４ｂに入射させる。そして、偏光ビームスプリッタ１４ｂは、入射された光のうち、Ｐ偏光成分を透過する一方、Ｓ偏光成分を、空間変調素子１４ａに向けて反射する。
【００３２】
その後、偏光ビームスプリッタ１４ｂは、空間変調素子１４ａで反射された光（光画像）を入射し、空間変調素子１４ａで変調されたＰ偏光成分の光のみを透過する。そして、色合成部材１４ｃは、偏光ビームスプリッタ１４ｂで透過された光（光画像）を入射し、それらの光を合成した後、投影光学系１５に向けて出射する。
【００３３】
空間変調素子１４ａは、複数の画素を備えている。そして、空間変調素子１４ａは、複数の画素にそれぞれ入射される光を変調することにより、光画像を生成している。具体的には、空間変調素子１４ａは、共通電極と各画素に対応する画素電極との間に配置される液晶層に加える電圧を制御している。
【００３４】
なお、空間変調素子１４ａは、反射型液晶素子であるという構成だけでなく、透過型液晶素子であるという構成でもよく、また、デジタルマイクロミラーデバイスであるという構成でもよい。具体的には、画像光学系１４は、反射型液晶素子である空間変調素子１４ａを有する構成だけでなく、透過型液晶素子である空間変調素子１４ａを有する構成でもよく、また、デジタルマイクロミラーデバイスである空間変調素子１４ａを有する構成でもよい。
【００３５】
投影光学系１５は、少なくとも一つの投影レンズ１５ａを備えている。なお、図１（以後の図も同様）は、少なくとも一つの投影レンズ１５ａのうち、最も出射側（光路における最も下流側）に配置されている投影レンズ１５ａのみ示している。なお、図１において、１点鎖線１０４は、画像光学系１４及び投影光学系１５から出射される光の進行方向を示している。そして、斯かる進行方向１０４は、位相変調器２（具体的には、位相変調素子３）を透過する際の光の進行方向でもある。
【００３６】
位相変調器２は、図２及び図３に示すように、複屈折性を有する位相変調素子３と、位相変調素子３を装置本体１１に接続する接続部４とを備えている。そして、位相変調器２は、投影光学系１５よりも下流側に配置されている。即ち、各空間変調素子１４ａから出射された光は、偏光ビームスプリッタ１４ｂ、色合成部材１４ｃ及び投影光学系１５を経由して、位相変調器２の位相変調素子３に入射される。
【００３７】
位相変調素子３は、図４及び図５に示すように、平板状のベース部３１と、ベース部３１の一方側（出射側）に複屈折性を有する複数（図４において７行×７列）の複屈折部３２と、ベース部３１の他方側（入射側）に反射防止層３３とを備えている。そして、位相変調素子３において、複屈折性を有する領域（複屈折部３２を有する領域）３ａは、光が位相変調素子３を透過する領域よりも大きくなっている。
【００３８】
複屈折部３２は、屈折率の異なる媒質３２ａ，３２ｂがストライプ状に並列されて、構成されている。具体的には、屈折率の異なる媒質３２ａ，３２ｂは、入射される光の波長より小さい幅寸法で、交互にストライプ状に配置されている。
【００３９】
これにより、複屈折部３２において、ストライプに平行な偏光成分の屈折率とストライプに垂直な偏光成分の屈折率とは、異なる。したがって、複屈折部３２は、複屈折性を有し、その光学軸は、異なる媒質３２ａ，３２ｂが並列される方向である。その結果、複屈折部３２は、透過する光に、複屈折作用を生じさせる。
【００４０】
そして、各複屈折部３２の光学軸は、隣接する他の複屈折部３２の光学軸と、交差している。具体的には、各複屈折部３２の光学軸は、隣接する他の複屈折部３２の光学軸と、傾斜して交差している。即ち、各複屈折部３２の光学軸は、隣接する他の複屈折部３２の光学軸と、０°より大きく且つ９０°より小さく角度で交差している。
【００４１】
図４において、領域１１０は、空間変調素子１４ａのある一つの画素から出射される光が位相変調素子３を透過する領域（以下、「１画素光領域」ともいう）１１０を示している。図４に示すように、各複屈折部３２の領域は、１画素光領域１１０よりも、小さい。これにより、空間変調素子１４ａの一つの画素から出射される光は、複数の複屈折部３２に亘って透過している。
【００４２】
なお、複屈折部３２において、各媒質３２ａ，３２ｂの幅寸法及び厚み寸法（深さ寸法）は、同じであるという構成だけでなく、異なっているという構成でもよい。また、複屈折部３２は、ベース部３１の出射側のみに設けられているという構成だけでなく、ベース部３１の入射側のみに設けられているという構成でもよく、また、ベース部３１の両側に設けられているという構成でもよい。
【００４３】
第１の媒質３２ａは、ベース部３１と同じ材料で構成されている。例えば、第１の媒質３２ａは、石英ガラスであり、第２の媒質３２ｂは、酸化ジルコニウムである。なお、図６に示すように、第２の媒質３２ｂは、空気層であるという構成でもよい。即ち、複屈折部３２は、位相変調素子３の表面が凹凸状となるように、複数の溝（凸条）を備えている、という構成でもよい。また、複屈折部３２は、２種類の異なる媒質からなる、という構成だけでなく、３種類以上の異なる媒質からなる、という構成でもよい。
【００４４】
反射防止層３３は、フッ化マグネシウム等の単層又は多層の構造で構成されている。これにより、位相変調素子３の表面で反射する光の損失が抑えられるため、光利用効率を高めることができる。なお、反射防止層３３は、単層又は多層の構造だけでなく、モスアイ構造により構成されてもよい。また、反射防止層３３は、位相変調素子３の入射側の表面に設けられている構成だけでなく、位相変調素子３の出射側の表面に設けられている構成でもよく、また、位相変調素子３の両側の表面に設けられている構成でもよい。
【００４５】
図２及び図３に戻り、接続部４は、装置本体１１に固定される接続部本体５と、位相変調素子３を保持する保持体６とを備えている。そして、接続部４は、画像投影装置１０から出射される光が位相変調素子３を透過するように、位相変調素子３を画像投影装置１０の鏡筒１１ｂに接続している。
【００４６】
接続部本体５は、装置本体１１の鏡筒１１ｂに固定される固定部５１を備えている。また、接続部本体５は、内部が光路となるように、環状に形成される環状部５２を備えている。さらに、接続部本体５は、位相変調素子３を鏡筒１１ｂに対して位置決めすべく、鏡筒１１ｂの先端部に当接する当接部５３を備えている。
【００４７】
固定部５１は、筒状に形成されている。そして、固定部５１は、鏡筒１１ｂを内部に挿入するように配置されている。また、固定部５１は、締結部材９により、鏡筒１１ｂに固定されている。そして、環状部５２は、固定部５１の端部に連結されている。また、当接部５３は、環状部５２から径方向の内方に向けて突出している。なお、当接部５３は、環状部５２の周方向に沿って断続的に配置される、という構成でもよく、また、環状部５２の周方向に沿って連続的に配置される、という構成でもよい。
【００４８】
保持体６は、内部が光路となるように、環状に形成されている。そして、保持体６は、締結部材９で接続部本体５の環状部５２と締結されることにより、環状部５２との間で位相変調素子３を保持している。
【００４９】
本実施形態に係る画像投影システム１の構成は以上の通りであり、次に、本実施形態に係る画像投影システム１の製造方法について、図７〜図１０を参酌して、説明する。一例として、光源をランプから半導体レーザに交換し、さらに、デスペックル効果を向上させる画像投影システム１の改良方法について説明する。
【００５０】
図７に示すように、既存の画像投影装置２００は、キセノンランプ等のランプ２０１ａを有するランプ光源部２０１を備えている。そして、ランプ光源部２０１は、装置本体１１に取り付けられている。なお、既存の画像投影装置２００は、装置本体１１、インテグレータ光学系１３ａ、画像光学系１４、及び投影光学系１５を備えている。
【００５１】
まず、図８に示すように、装置本体１１の筐体１１ａに取り付けられているランプ光源部２０１を、装置本体１１の筐体１１ａから取り外す。そして、図９に示すように、半導体レーザを有するレーザ光源部１２を、装置本体１１の筐体１１ａに取り付ける。
【００５２】
このとき、各レーザ光源装置１２ａ〜１２ｃから出射されるレーザ光の進行方向を、ランプ光源部２０１から出射される光の進行方向と一致させるために、反射ミラー１３ｂ及びダイクロイックミラー１３ｃ，１３ｃも、装置本体１１の筐体１１ａに取り付ける。これにより、既存のインテグレータ光学系１３ａ、画像光学系１４、及び投影光学系１５の構成や配置等を変更する必要がなく、再利用できる。
【００５３】
そして、図１０に示すように、位相変調器２を、装置本体１１の筐体１１ａに固定することにより、位相変調器２が画像投影装置１０に接続される。このように、光源をランプから半導体レーザに交換し、さらに、デスペックル効果を向上させた画像投影システム１が完成する。なお、位相変調器２を画像投影装置１０に接続する時期は、レーザ光源部１２を装置本体１１に取り付ける後だけでなく、レーザ光源部１２を装置本体１１に取り付ける前でもよく、また、ランプ光源部２０１を装置本体１１から取り外す前でもよい。
【００５４】
以上より、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、接続部４が、位相変調素子３を画像投影装置１０に接続するため、画像投影装置１０から出射される光が、位相変調素子３を透過する。そして、位相変調素子３が複屈折性を有するため、直線偏光した光は、位相変調素子３を透過することにより、複数の楕円偏光又は円偏光状態が混在した光となる。これにより、位相変調素子３から出射された光の可干渉性が低下するため、スペックルノイズが低減する。
【００５５】
また、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、鏡筒１１ｂから光を出射する画像投影装置１０に対し、接続部４は、鏡筒１１ｂの先端部に当接部５３を当接した状態で、位相変調素子３を画像投影装置１０に接続する。これにより、位相変調素子３が鏡筒１１ｂに対して位置決めできるため、画像投影装置１０から出射される光が位相変調素子３の所望の位置を透過する。
【００５６】
ところで、空間変調素子１４ａの一つの画素から出射される光が、一つの複屈折部３２のみに入射され、当該光が、当該複屈折部３２の光学軸と直交又は平行に直線偏光した光の場合がある。斯かる場合には、当該光が、当該複屈折部３２を透過しても、直線偏光した光のままであるため、スペックルノイズが、低減されないこともある。
【００５７】
それに対して、本実施形態に係る画像投影システム１は、複数の画素を有し且つ複数の画素にそれぞれ入射される光を変調する空間変調素子１４ａと、複屈折性を有し、空間変調素子１４ａから出射される光が入射される位相変調素子３と、を備えている。
【００５８】
そして、位相変調素子３は、屈折率の異なる媒質３２ａ，３２ｂがストライプ状に並列されることで複屈折性を有し且つ並列される方向に光学軸を有する複屈折部３２を複数備えている。さらに、各複屈折部３２は、光学軸が隣接する他の複屈折部３２の光学軸と交差するように、配置されている。加えて、一つの画素から出射される光は、複数の複屈折部３２に亘って透過している。
【００５９】
斯かる構成によれば、一つの画素から出射される光が、直線偏光した光であっても、少なくとも一つの複屈折部３２により、当該光の少なくとも一部は、楕円偏光又は円偏光した光となる。したがって、一つの画素から出射された光が、複数の偏光状態が混在した状態となることにより、可干渉性が低下するため、スペックルノイズが、低減する。
【００６０】
また、本実施形態に係る画像投影システム１においては、各複屈折部３２の領域は、一つの画素から出射される光が位相変調素子３を透過する領域よりも、小さくなっている。斯かる構成によれば、位相変調素子３と空間変調素子１４ａとの位置関係に関わらず、一つの画素から出射される光は、必ず、複数の複屈折部３２に亘って透過することになる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る画像投影システム１における第２の実施形態について、図１１及び図１２を参酌して説明する。なお、図１１及び図１２において、図１〜図１０の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と略同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。
【００６２】
本実施形態に係る画像投影システム１は、第１実施形態に係る画像投影システム１に対して、位相変調器２の構成、具体的には、接続部４の構成で相違している。したがって、本実施形態に係る画像投影システム１においては、接続部４の構成について、以下に説明する。
【００６３】
図１１及び図１２に示すように、接続部４は、装置本体１１に固定される接続部本体５と、位相変調素子３を保持する保持体６とを備えている。そして、接続部４は、画像投影装置１０から出射される光が位相変調素子３を透過するように、位相変調素子３を画像投影装置１０の鏡筒１１ｂに接続している。
【００６４】
接続部本体５は、装置本体１１の鏡筒１１ｂに固定される筒状の固定部５１を備えている。また、接続部本体５は、位相変調素子３を鏡筒１１ｂに対して位置決めすべく、鏡筒１１ｂの先端部に当接する当接部５３を備えている。さらに、接続部本体５は、保持体６を固定すべく、保持体６と螺合する螺合部５４と、位相変調素子３を鏡筒１１ｂの内部に配置させるべく、鏡筒１１ｂの内部で位相変調素子３を支持する支持部５５とを備えている。
【００６５】
固定部５１は、鏡筒１１ｂを内部に挿入するように配置されている。また、固定部５１は、締結部材９により、鏡筒１１ｂに固定されている。そして、当接部５３は、固定部５１の端部から径方向の内方に向けて突出している。なお、当接部５３は、固定部５１の周方向に沿って断続的に配置される、という構成でもよく、また、固定部５１の周方向に沿って連続的に配置される、という構成でもよい。
【００６６】
螺合部５４は、筒状に形成されている。そして、螺合部５４は、固定部５１の内部に配置されている。そして、固定部５１の一端部と螺合部５４の一端部とは、当接部５３により連結されている。これにより、螺合部５４は、当接部５３から投影レンズ１５ａに向けて突出している。そして、鏡筒１１ｂの先端側は、固定部５１と螺合部５４との間の隙間に挿入されている。また、螺合部５４は、内周部に保持体６の外周部と螺合する雌ネジ機構を備えている。
【００６７】
支持部５５は、螺合部５４の他端部から径方向の内方に突出している。なお、支持部５５は、螺合部５４の周方向に沿って断続的に配置される、という構成でもよく、また、螺合部５４の周方向に沿って連続的に配置される、という構成でもよい。
【００６８】
保持体６は、内部が光路となるように、環状に形成されている。また、保持体６は、外周部に、螺合部５４の内周部と螺合する雄ネジ機構を備えている。そして、保持体６は、外周部が螺合部５４の外周と螺合することにより、支持部５５との間で位相変調素子３を挟持して保持している。
【００６９】
以上より、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、接続部４が、位相変調素子３を画像投影装置１０に接続するため、画像投影装置１０から出射される光が、位相変調素子３を透過する。そして、直線偏光した光は、位相変調素子３を透過することにより、複数の楕円偏光又は円偏光状態が混在した光となる。これにより、位相変調素子３から出射された光の可干渉性が低下するため、スペックルノイズが低減する。
【００７０】
また、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、鏡筒１１ｂから光を出射する画像投影装置１０に対し、接続部４は、鏡筒１１ｂの先端部に当接部５３を当接した状態で、位相変調素子３を画像投影装置１０に接続する。これにより、位相変調素子３が鏡筒１１ｂに対して位置決めできるため、画像投影装置１０から出射される光が位相変調素子３の所望の位置を透過する。
【００７１】
また、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、支持部５５が、鏡筒１１ｂの内部で位相変調素子３を支持するため、位相変調素子３を鏡筒１１ｂの内部に配置させることができる。これにより、位相変調素子３を投影レンジ１５に接近させることができるため、位相変調素子３の大きさ（寸法）が大きくなることを抑制できる。
【００７２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明に係る画像投影システム１における第３の実施形態について、図１３〜図１５を参酌して説明する。なお、図１３〜図１５において、図１〜図１０の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と略同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。
【００７３】
本実施形態に係る画像投影システム１は、第１実施形態に係る画像投影システム１に対して、位相変調器２の構成、具体的には、接続部４の構成で相違している。したがって、本実施形態に係る画像投影システム１においては、接続部４の構成について、以下に説明する。
【００７４】
接続部４は、図１３及び図１４に示すように、装置本体１１に固定される接続部本体５と、位相変調素子３を保持する保持体６と、位相変調素子３を動作させる動作部７とを備えている。そして、接続部４は、画像投影装置１０から出射される光が位相変調素子３を透過するように、位相変調素子３を画像投影装置１０の鏡筒１１ｂに接続している。
【００７５】
接続部本体５は、装置本体１１の鏡筒１１ｂに固定される固定部５１と、内部が光路となるように、環状に形成される環状部５２とを備えている。また、接続部本体５は、位相変調素子３を鏡筒１１ｂに対して位置決めすべく、鏡筒１１ｂの先端部に当接する当接部５３を備えている。そして、環状部５２は、動作部７（動作部本体７２）を滑らかに案内する案内部５２ａを備えている。本実施形態においては、案内部５２ａは、ベアリングとしている。
【００７６】
保持体６は、内部が光路となるように、環状に形成されている。そして、保持体６は、締結部材９で動作部７（動作部本体７２）と締結されることにより、動作部７（動作部本体７２）との間で位相変調素子３を保持している。
【００７７】
動作部７は、駆動源７１を備えている。また、動作部７は、保持体６との間で位相変調素子３を保持し且つ駆動源７１の駆動により位相変調素子３を動作させる動作部本体７２と、駆動源７１の駆動を動作部本体７２に伝達する伝達部７３とを備えている。
【００７８】
そして、動作部７は、位相変調素子３を透過する際の光の進行方向１０４と平行な方向を軸１２０に、位相変調素子３を回転（自転）させている。なお、位相変調素子３は、位相変調素子３を透過する光の進行方向１０４に対して垂直でない方向を軸１２０に回転していればよく、光の進行方向１０４と傾斜して交差する方向を軸１２０に回転していてもよい。
【００７９】
動作部本体７２は、内部が光路となるように、環状に形成されている。また、伝達部７３は、駆動源７１の回転駆動により回転する。そして、動作部本体７２の外周部と伝達部７３の外周部とが噛合することにより、駆動源７１の駆動が動作部本体７２に伝達されている。なお、一般的に、人間の目が１５Ｈｚまで変化を感じとるため、位相変調素子３の１周期（１回転の時間）は、１／１５秒より小さいことが好ましく、１／５０秒より小さいことがさらに好ましい。
【００８０】
以上より、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、接続部４が、位相変調素子３を画像投影装置１０に接続するため、画像投影装置１０から出射される光が、位相変調素子３を透過する。そして、直線偏光した光は、位相変調素子３を透過することにより、複数の楕円偏光又は円偏光状態が混在した光となる。これにより、位相変調素子３から出射された光の可干渉性が低下するため、スペックルノイズが低減する。
【００８１】
また、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、鏡筒１１ｂから光を出射する画像投影装置１０に対し、接続部４は、鏡筒１１ｂの先端部に当接部５３を当接した状態で、位相変調素子３を画像投影装置１０に接続する。これにより、位相変調素子３が鏡筒１１ｂに対して位置決めできるため、画像投影装置１０から出射される光が位相変調素子３の所望の位置を透過する。
【００８２】
また、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、動作部７が、位相変調素子３を透過する際の光の進行方向１０４の方向を軸１２０に、位相変調素子３を回転させるため、位相変調素子３の回転に伴って、位相変調素子３を透過する光の偏光の状態が変化する。これにより、位相変調素子３から出射された光による干渉パターンが変化し、それらのパターンが時間的に重畳されるため、スペックルノイズがさらに低減する。
【００８３】
また、本実施形態に係る画像投影システム１は、複数の画素を有し且つ複数の画素にそれぞれ入射される光を変調する空間変調素子１４ａと、複屈折性を有し、空間変調素子１４ａから出射される光が入射される位相変調素子３と、位相変調素子３を動作させる動作部７と、を備えている。そして、位相変調素子３は、屈折率の異なる媒質３２ａ，３２ｂがストライプ状に並列されることで複屈折性を有し且つ並列される方向に光学軸を有する複屈折部３２を少なくとも一つ備える。
【００８４】
さらに、動作部７は、一つの画素から出射される光が位相変調素子３を透過する領域（１画素光領域）１１０において、複屈折部３２の光学軸が一つの方向で維持されることを抑制すべく、位相変調素子３を動作させている。具体的には、動作部は、位相変調素子３を透過する際の光の進行方向１０４の方向を軸１２０に、位相変調素子３を回転させている。
【００８５】
斯かる構成によれば、動作部７が、位相変調素子３を回転させる。これにより、１画素光領域１１０において、複屈折部３２の光学軸が一つの方向で維持されることを抑制できる。したがって、一つの画素から出射された光による干渉パターンが変化し、それらのパターンが時間的に重畳されるため、スペックルノイズがさらに低減する。
【００８６】
なお、本実施形態に係る画像投影システム１においては、図１５に示すように、位相変調素子３が一つの複屈折部３２を備える構成としても、１画素光領域１１０において、複屈折部３２の光学軸が一つの方向で維持されることを抑制できる。具体的には、位相変調素子３が連続的に回転することにより、１画素光領域１１０における複屈折部３２の光学軸も、連続的に変化することになる。したがって、１画素光領域１１０において、複屈折部３２の光学軸が一つの方向で維持されることを抑制できる。
【００８７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明に係る画像投影システム１における第４の実施形態について、図１６〜図１８を参酌して説明する。なお、図１６〜図１８において、図１３〜図１５の符号と同一の符号を付した部分は、第３実施形態と略同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。
【００８８】
本実施形態に係る画像投影システム１は、第３実施形態に係る画像投影システム１に対して、位相変調器２の構成、具体的には、接続部４の構成で相違している。したがって、本実施形態に係る画像投影システム１においては、接続部４の構成について、以下に説明する。
【００８９】
接続部４は、図１６及び図１７に示すように、装置本体１１に固定される接続部本体５と、位相変調素子３を保持する保持体６と、位相変調素子３を動作させる動作部７とを備えている。そして、接続部４は、画像投影装置１０から出射される光が位相変調素子３を透過するように、位相変調素子３を画像投影装置１０の鏡筒１１ｂに接続している。
【００９０】
接続部本体５は、装置本体１１の鏡筒１１ｂに固定される固定部５１と、内部が光路となるように、環状に形成される環状部５２とを備えている。また、接続部本体５は、位相変調素子３を鏡筒１１ｂに対して位置決めすべく、鏡筒１１ｂの先端部に当接する当接部５３を備えている。そして、環状部５２は、動作部７（動作部本体７２）を滑らかに案内する案内部５２ａを備えている。本実施形態においては、案内部５２ａは、ガイドレールとしている。
【００９１】
保持体６は、内部が光路となるように、環状に形成されている。そして、保持体６は、締結部材９で動作部７（動作部本体７２）と締結されることにより、動作部７（動作部本体７２）との間で位相変調素子３を保持している。
【００９２】
動作部７は、駆動源７１を備えている。また、動作部７は、保持体６との間で位相変調素子３を保持し且つ駆動源７１の駆動により位相変調素子３を動作させる動作部本体７２と、駆動源７１の駆動を動作部本体７２に伝達する伝達部７３とを備えている。
【００９３】
そして、動作部７は、位相変調素子３を透過する際の光の進行方向１０４の方向と交差する方向（具体的には、直交する方向）に、位相変調素子３を移動させている。なお、位相変調素子３を移動させている方向は、必ずしも光の進行方向１０４と直交していなくてもよく、傾斜して交差していてもよい。
【００９４】
動作部本体７２は、内部が光路となるように、環状に形成されている。また、伝達部７３は、駆動源７１と動作部本体７２とを連結している。そして、伝達部７３は、駆動源７１の駆動により、動作部本体７２を直線往復運動させている。なお、一般的に、人間の目が１５Ｈｚまで変化を感じとるため、位相変調素子３の１周期（１往復の時間）は、１／１５秒より小さいことが好ましく、１／５０秒より小さいことがさらに好ましい。
【００９５】
以上より、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、接続部４が、位相変調素子３を画像投影装置１０に接続するため、画像投影装置１０から出射される光が、位相変調素子３を透過する。そして、直線偏光した光は、位相変調素子３を透過することにより、複数の楕円偏光又は円偏光状態が混在した光となる。これにより、位相変調素子３から出射された光の可干渉性が低下するため、スペックルノイズが低減する。
【００９６】
また、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、鏡筒１１ｂから光を出射する画像投影装置１０に対し、接続部４は、鏡筒１１ｂの先端部に当接部５３を当接した状態で、位相変調素子３を画像投影装置１０に接続する。これにより、位相変調素子３が鏡筒１１ｂに対して位置決めできるため、画像投影装置１０から出射される光が位相変調素子３の所望の位置を透過する。
【００９７】
また、本実施形態に係る画像投影システム１によれば、動作部７が、位相変調素子３を透過する際の光の進行方向１０４の方向と交差する方向に、位相変調素子３を移動させるため、位相変調素子３の移動に伴って、位相変調素子３を透過する光の偏光状態が変化する。これにより、位相変調素子３から出射された光による干渉パターンが変化し、それらのパターンが時間的に重畳されるため、スペックルノイズがさらに低減する。
【００９８】
また、本実施形態に係る画像投影システム１においては、複屈折部３２は、位相変調素子３に複数並列されている。そして、各複屈折部３２は、光学軸が隣接する他の複屈折部３２の光学軸と交差するように、配置されている。さらに、動作部７は、一つの画素から出射される光が一つの複屈折部３２のみを透過することを抑制すべく、位相変調素子３を透過する際の光の進行方向１０４の方向と交差する方向に、位相変調素子３を移動させている。
【００９９】
斯かる構成によれば、動作部７は、位相変調素子３を透過する際の光の進行方向１０４の方向と交差する方向に、位相変調素子３を移動させる。これにより、一つの画素から出射される光が一つの複屈折部３２のみを透過することを抑制できる。したがって、一つの画素から出射される光が位相変調素子３を透過する領域１１０において、複屈折部３２の光学軸が一つの方向で維持されることを抑制できる。その結果、一つの画素から出射された光による干渉パターンが変化し、それらのパターンが時間的に重畳されるため、スペックルノイズがさらに低減する。
【０１００】
なお、本実施形態に係る画像投影システム１においては、図１８に示すように、各複屈折部３２の領域が、１画素光領域１１０よりも大きい構成としても、１画素光領域１１０において、複屈折部３２の光学軸が一つの方向で維持されることを抑制できる。具体的には、一つの画素から出射される光が、時間の経過により、異なる複屈折部３２を透過するように、位相変調素子３が、連続的に移動している。
【０１０１】
これにより、一つの画素から出射される光が一つの複屈折部３２のみを透過することを抑制することができる。したがって、１画素光領域１１０における複屈折部３２の光学軸が一つの方向で維持されることを抑制することができる。
【０１０２】
なお、本発明は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記した複数の実施形態の各構成や各方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る各構成や各方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【０１０３】
上記実施形態に係る位相変調器２においては、複数の複屈折部３２は、同じ大きさであり且つ同じ形状（正方形）である、という構成である。しかしながら、本発明に係る位相変調器は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る位相変調器においては、複数の複屈折部３２は、図１９に示すように、異なる大きさである、という構成でもよい。また、複数の複屈折部３２は、図２０に示すように、異なる大きさであり且つ異なる形状である、という構成でもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態に係る位相変調器２においては、複屈折部３２は、屈折率の異なる媒質３２ａ，３２ｂがストライプ状に並列されてなる、という構成である。しかしながら、本発明に係る位相変調器は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る位相変調器においては、複屈折部３２は、複屈折性を有していればよく、その構成は、限定されない。
【０１０５】
また、上記実施形態に係る位相変調器２においては、接続部４は、位相変調素子３と鏡筒１１ｂとを接続する、という構成である。しかしながら、本発明に係る位相変調器は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る位相変調器においては、接続部４は、位相変調素子３と筐体１１ａとを接続する、という構成でもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態に係る位相変調器２においては、接続部４は、鏡筒１１ｂの先端部に当接する当接部５３を備える、という構成である。しかしながら、本発明に係る位相変調器は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る位相変調器においては、接続部４は、筐体１１ａに当接する当接部５３を備える、という構成でもよく、また、接続部４は、当接部５３を備えていない、という構成でもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１…画像投影システム、２…位相変調器、３…位相変調素子、３ａ…複屈折性を有する領域、４…接続部、５…接続部本体、６…保持体、７…動作部、９…締結部材、１０…画像投影装置、１１…装置本体、１１ａ…筐体、１１ｂ…鏡筒、１２…レーザ光源部、１２ａ…第１レーザ光源装置、１２ｂ…第２レーザ光源装置、１２ｃ…第３レーザ光源装置、１３…光源側光学系、１３ａ…インテグレータ光学系、１３ｂ…反射ミラー、１３ｃ…ダイクロイックミラー、１４…画像光学系、１４ａ…空間変調素子、１４ｂ…偏光ビームスプリッタ、１４ｃ…色合成部材、１４ｄ…ダイクロイックミラー、１４ｅ…反射ミラー、１５…投影光学系、１５ａ…投影レンズ、３１…ベース部、３２…複屈折部、３２ａ…第１の媒質、３２ｂ…第２の媒質、３３…反射防止層、５１…固定部、５２…環状部、５２ａ…案内部、５３…当接部、５４…螺合部、５５…支持部、７１…駆動源、７２…動作部本体、７３…伝達部、１００…スクリーン、１０１，１０２，１０３，１０４…光の進行方向、１１０…１画素光領域、１２０…軸、２００…（既存の）画像投影装置、２０１…ランプ光源部、２０１ａ…ランプ
【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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