(57)【要約】【課題】単純な経路にて光学素子上を広範囲に亘って走査して、被照明領域を種々の方向から照明することができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置４０は、光学素子５０と、光学素子上を走査するようにして光学素子に光を照射する照射装置６０と、を含む。照射装置は、光を射出する光源装置６１と、特定方向からの光を線状走査経路で走査させる第１走査デバイス７１と、特定方向からの光を周状走査経路で走査させる第２走査デバイス７３と、を有する。光源装置からの光の光路を第１走査デバイス及び第２走査デバイスで変更して光を光学素子に照射する。【選択図】図１
2015114628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、
前記光学素子上を走査するようにして前記光学素子に光を照射する照射装置と、を備え、
前記照射装置は、光を射出する光源装置と、特定方向からの光を線状走査経路で走査させる第１走査デバイスと、特定方向からの光を周状走査経路で走査させる第２走査デバイスと、を有し、前記光源装置からの光の光路を前記第１走査デバイス及び前記第２走査デバイスで変更して当該光を前記光学素子に照射する、照明装置。
【請求項２】
前記第２走査デバイスは、光を反射する反射面を有し、
前記反射面は、前記反射面の法線方向に対して傾斜した軸を中心として回転可能である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された照明装置と、
前記照明装置からの光によって照明される空間光変調器と、を備える、投射装置。
【請求項４】
光の偏光状態を制御する偏光制御手段を、さらに備え、
前記光学素子は、第１区域と第２区域とを含み、
前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光が第１偏光成分の光となり且つ前記光学素子の前記第２区域から進み出た光が前記第１偏光成分とは異なる第２偏光成分の光となるように、光の偏光状態を制御する、請求項３に記載の投射装置。
【請求項５】
前記偏光制御手段は、前記光学素子が配置されている面に対する共役面上に配置され、
前記空間光変調器は、前記光学素子から前記偏光制御手段までの光路中に配置されている、請求項４に記載の投射装置。
【請求項６】
前記照射装置は、振動方向が一定となっている直線偏光の光を射出し、
前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光の光路上に設けられた１／２波長板を有する、請求項４又は５に記載の投射装置。
【請求項７】
前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光の光路上と、前記光学素子の前記第２区域から進み出た光の光路上と、に設けられた１／４波長板を、さらに有する、請求項６に記載の投射装置。
【請求項８】
前記照射装置は、旋回方向が一定となっている円偏光または楕円偏光の光を射出し、
前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光の光路上に設けられた１／２波長板を有する、請求項４又は５に記載の投射装置。
【請求項９】
前記照射装置は、無偏光の光を射出し、
前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光の光路上に設けられ前記第１偏光成分を選択的に透過させる第１偏光板と、前記光学素子の前記第２区域から進み出た光の光路上に設けられ前記第２の偏光成分を選択的に透過させる第２偏光板と、を有する、請求項４又は５に記載の投射装置。
【請求項１０】
前記光学素子は、第１区域と第２区域とを含み、
前記光源装置は、交互に光を射出する第１光源および第２光源を含み、
前記第１光源が、前記光学素子の前記第１区域に第１偏光成分の光を照射し、前記第２光源が、前記光学素子の前記第２区域に前記第１偏光成分とは異なる第２偏光成分の光を照射する、請求項３に記載の投射装置。
【請求項１１】
特定方向からの光を線状走査経路で走査させる第１走査デバイスと、
特定方向からの光を周状走査経路で走査させる第２走査デバイスと、を備える、走査装置。
【請求項１２】
前記第２走査デバイスは、光を反射する反射面を有し、
前記反射面は、前記反射面の法線方向に対して傾斜した軸を中心として回転可能である、請求項７に記載の走査装置。
【請求項１３】
請求項１または２に記載の照明装置に用いられる光学素子であって、前記照射装置から照射される光の光路を変更する、光学素子。
【請求項１４】
複数の単位レンズを含むレンズアレイを備え、
前記各単位レンズに入射した光が、それぞれ、前記少なくとも一部分において互いに重なり合う領域に向かう、請求項１３に記載の光学素子。
【請求項１５】
入射光を回折させて前記少なくとも一部分において互いに重なり合う領域に向けるホログラム記録媒体を備える、請求項１３に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子と、光学素子上を走査するようにして光学素子に光を照射する照射装置と、を備えた照明装置に関する。また、本発明は、この照明装置を有する投射装置に関する。さらに、本発明は、入射光の光路を変更する走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、レンズアレイやホログラムからなる光学素子を用いた照明装置が知られている。とりわけ特許文献１に開示された照明装置では、コーレント光を射出する光源と、光源からの光の光路を周期的に変化させる走査装置と、を有した照射装置が設けられている。この照明装置では、光学素子上の各領域に入射した光の光路が、光学素子によって調整されて一定の被照明領域に向けられる。この結果、被照明領域は、光学素子上の各領域に対応した種々の方向から照明されることになる。
【０００３】
なお、レーザー光などのコヒーレント光を射出する照明装置では、スペックルの発生という問題が生じる。スペックル（speckle）は、レーザー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る。スペックルは、例えば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、観察者に対して生理的な悪影響を及ぼす要因になる。特許文献１に開示された照明装置によれば、照明光の散乱面への入射角度が経時的に変化するため、コヒーレント光の拡散で生じる散乱面上でのスペックルが時間的に平均化されて目立たなくなる。
【０００４】
また、特許文献１では、光学素子上を第１区域と第２区域とに平面分割し、各区域から進み出た光の偏光状態を制御している。そして、空間光変調器を照明する照明光の偏光状態が時分割的に変化し、その一方で、空間光変調器は、偏光状態に応じた変調画像を形成する。このような照明装置と空間光変調器との組み合わせによれば、画像を立体的に表示することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１２／０３３１７８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光学素子の劣化防止の観点、均一照明の観点、加えてスペックルの不可視化の観点からすれば、光学素子上における光の走査経路は、単なる直線状ではなく光学素子上の広範囲に広がっていることが好ましく、さらに、単なる円経路や楕円経路のような周状経路ではなく周状の内側領域内も光が走査するように広面積又は長距離に亘っていることが好ましい。本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、広範囲に広がり且つ広面積又は長距離に亘る走査を可能にして、被照明領域を種々の方向から照明することができる照明装置、この照明装置を有する投射装置、並びに、この照明装置に用いられる走査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
なお、照明装置を用いて３Ｄ表示を行う場合には、クロストークを回避する観点から、光学素子上における光の走査経路を二以上の区域に区分けしやすくなっていることが好ましい。本発明において、この点が満たされれば、非常に都合が良い。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による照明装置は、
光学素子と、
前記光学素子上を走査するようにして前記光学素子に光を照射する照射装置と、を備え、
前記照射装置は、光を射出する光源装置と、特定方向からの光を線状走査経路で走査させる第１走査デバイスと、特定方向からの光を周状走査経路で走査させる第２走査デバイスと、を有し、前記光源装置からの光の光路を前記第１走査デバイス及び前記第２走査デバイスで変更して当該光を前記光学素子に照射する。
【０００９】
本発明による照明装置において、前記照射装置から照射されて前記光学素子内の複数の領域に入射した光が、少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明するようにしてもよい。
【００１０】
本発明による照明装置において、前記第１走査デバイスは、一つの軸を中心として回動可能に保持された光路変更部材を有するようにしてもよい。
【００１１】
本発明による照明装置において、前記第１走査デバイスは、一つの軸を中心として回動可能に保持された反射部材を有し、前記反射部材は、前記一つの軸と平行な反射面を有するようにしてもよい。
【００１２】
本発明による照明装置において、
前記第２走査デバイスは、光を反射する反射面を有し、
前記反射面は、前記反射面の法線方向に対して傾斜した軸を中心として回転可能であるようにしてもよい。
【００１３】
本発明による照明装置において、前記光学素子は、光の進行方向を変化させるレンズアレイを含むようにしてもよい。
【００１４】
本発明による照明装置において、前記光学素子は、ホログラム記録媒体を含むようにしてもよい。
【００１５】
本発明による投射装置は、
上述した本発明による第１及び第２の照明装置のいずれかと、
前記照明装置からの光によって照明される空間光変調器と、を備える。
【００１６】
本発明による投射装置が、前記空間光変調器からの光を被投射体に上に向ける投射光学系を、さらに備えるようにしてもよい。
【００１７】
本発明による投射装置が、光の偏光状態を制御する偏光制御手段を、さらに備え、
前記光学素子は、第１区域と第２区域とを含み、
前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光が第１偏光成分の光となり且つ前記光学素子の前記第２区域から進み出た光が前記第１偏光成とは異なる第２偏光成分の光となるように、光の偏光状態を制御するようにしてもよい。
【００１８】
本発明による投射装置において、前記偏光制御手段は、前記光学素子が配置されている面に対する共役面上に配置され、前記空間光変調器は、前記光学素子から前記偏光制御手段までの光路中に配置されていてもよい。
【００１９】
本発明による投射装置において、前記偏光制御手段は、前記光学素子に積層されていてもよいし、或いは、前記照射装置から前記光学素子までの光路中に配置されていてもよい。
【００２０】
本発明による投射装置において、前記第１偏光成分および前記第２偏光成分の一方が、右回りの円偏光または右回りの楕円偏光であり、前記第１偏光成分および前記第２偏光成分の他方が、左回りの円偏光または左回りの楕円偏光であるようにしてもよい。
【００２１】
本発明による投射装置において、前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光が入射するようになる第１制御区域と、前記光学素子の前記第２区域から進み出た光が入射するようになる第２制御区域と、を含み、前記第１制御区域から進みでる光が前記第１偏光成分の光となり且つ前記第２制御区域から進みでる光が前記第２偏光成分の光となるように光の偏光状態を制御するようにしてもよい。
【００２２】
本発明による投射装置において、
前記照射装置は、振動方向が一定となっている直線偏光の光を射出し、
前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光の光路上に設けられた１／２波長板を有するようにしてもよい。
【００２３】
本発明による投射装置において、前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光の光路上と、前記光学素子の前記第２区域から進み出た光の光路上と、に設けられた１／４波長板を、さらに有するようにしてもよい。
【００２４】
本発明による投射装置において、前記照射装置は、旋回方向が一定となっている円偏光または楕円偏光の光を射出し、前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光の光路上に設けられた１／２波長板を有するようにしてもよい。
【００２５】
本発明による投射装置において、
前記照射装置は、無偏光の光を射出し、
前記偏光制御手段は、前記光学素子の前記第１区域から進み出た光の光路上に設けられ前記第１偏光成分を選択的に透過させる第１偏光板と、前記光学素子の前記第２区域から進み出た光の光路上に設けられ前記第２の偏光成分を選択的に透過させる第２偏光板と、を有するようにしてもよい。
【００２６】
本発明による投射装置において、
前記光学素子は、第１区域と第２区域とを含み、
前記光源装置は、交互に光を射出する第１光源および第２光源を含み、
前記第１光源が、前記光学素子の前記第１区域に第１偏光成分の光を照射し、前記第２光源が、前記光学素子の前記第２区域に前記第１偏光成分とは異なる第２偏光成分の光を照射するようにしてもよい。
【００２７】
本発明による投射装置において、前記光学素子は、前記第１区域および前記第２区域の間に位置する中間領域を、さらに含み、前記中間領域へ向けて進む前記光の光路上または前記中間領域への入射後に前記照明されるべき領域へ進む前記光の光路上に、当該光を吸収する光吸収体が設けられていてもよい。
【００２８】
本発明による投射装置において、前記光学素子は、前記第１区域および前記第２区域の間に位置する中間領域を、さらに含み、前記照射装置が、光が前記第１区域および前記第２区域へ入射し且つ前記中間領域へ入射しないよう、間欠的に前記光を照射するようにしてもよい。
【００２９】
本発明による投射装置において、前記空間光変調器は、前記第１の偏光成分の光に対応した第１変調画像と、前記第２の偏光成分の光に対応した第２変調画像と、を時分割で形成するようにしてもよい。
【００３０】
本発明による投射装置が、前記空間光変調器からの光を被投射体上に向ける投射光学系を、さらに備えるようにしてもよい。
【００３１】
本発明による投射型表示装置は、
上述した本発明による投射装置のいずれかと、
前記投射装置から光を投射される被投射体と、を備える。
【００３２】
本発明による走査装置は、
特定方向からの光を線状走査経路で走査させる第１走査デバイスと、
特定方向からの光を周状走査経路で走査させる第２走査デバイスと、を備える。
【００３３】
本発明による走査装置において、
前記第２走査デバイスは、光を反射する反射面を有し、
前記反射面は、前記反射面の法線方向に対して傾斜した軸を中心として回転可能であるようにしてもよい。
【００３４】
本発明による光学素子は、
上述した本発明による照明装置のいずれかに用いられる光学素子であって、
前記照射装置から照射される光の光路を変更する。
【００３５】
本発明による光学素子が、複数の単位レンズを含むレンズアレイを備え、
前記各単位レンズに入射した光が、それぞれ、前記少なくとも一部分において互いに重なり合う領域に向かうようにしてもよい。
【００３６】
本発明による光学素子が、入射光を回折させて前記少なくとも一部分において互いに重なり合う領域に向けるホログラム記録媒体を備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、広範囲に広がり且つ広面積又は長距離に亘る走査を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、投射装置および投射型表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の投射装置に含まれた照明装置の照射装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、照射装置から照射された光の光学素子上での走査経路を示す平面図である。
【図４】図４は、図１の投射装置に含まれた照明装置の光学素子を示す側面図である。
【図５】図５は、光学素子の一変形例を示す側面図である。
【図６】図６は、偏光制御手段を有した投射装置の一例を示す図である。
【図７】図７は、図６の投射装置に含まれた偏光制御手段の一例を示す側面図である。
【図８】図８は、偏光制御手段の他の例を示す側面図である。
【図９】図９は、偏光制御手段を有した投射装置の他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、光学素子の他の変形例を示す側面図である。
【図１１】図１１は、投射装置の一変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、投射装置の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。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、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００４０】
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００４１】
図１に示す投射型映像表示装置１０は、スクリーン１５と、映像光を投射する投射装置２０と、を有している。投射装置２０は、仮想面上に位置する被照明領域ＬＺを照明する照明装置４０と、被照明領域ＬＺと重なる位置に配置され照明装置４０によって照明される空間光変調器３０と、空間光変調器３０からのコヒーレント光をスクリーン１５に投射する投射光学系２５と、を有している。すなわち、ここで説明する一実施の形態において、照明装置４０は、空間光変調器３０を照明するための照明装置として、投射装置２０に組み込まれている。とりわけ本実施の形態では、照明装置４０は、コヒーレント光によって被照明領域ＬＺを照明し、且つ、照明装置４０には、スペックルを目立たなくさせる工夫がなされている。
【００４２】
まず、照明装置４０について説明する。図１に示されているように、照明装置４０は、光の進行方向を被照明領域ＬＺへ向ける光学素子５０と、光学素子５０へ光、とりわけ本例ではコヒーレント光を照射する照射装置６０と、を有している。図１に示された例において、照射装置６０は、コヒーレント光が光学素子５０上を走査するようにして、光学素子５０へコヒーレント光を照射するようになっている。したがって、ある瞬間に、照射装置６０によってコヒーレント光を照射されている光学素子５０上の領域は、光学素子５０の表面の一部分となる。
【００４３】
照射装置６０は、特定波長帯域のコヒーレント光を射出する光源装置６１と、光源装置６１からの光の進行方向を光学素子５０に向ける走査装置７０と、を有している。光源装置６１は、コヒーレント光を生成する光源６２、例えばレーザー光源６２を有している。
【００４４】
図示された具体例として、走査装置７０は、ある特定の方向からの入射光を線状走査経路で走査させ得る第１走査デバイス７１と、ある特定方向からの光を周状走査経路で走査させ得る第２走査デバイス７３と、を有している。光源装置６１からの光は、その光路を第１走査デバイス７１及び第２走査デバイス７３によって繰り返し変更されることにより、光学素子５０上を走査するようになる。ここで線状の走査経路とは、領域を取り囲むようになる周状の走査経路と区別される走査経路である。
【００４５】
第１走査デバイス７１は、一つの回動軸Ｒａ１を中心として回動可能な光路変更部材を有している。光路変更部材は、それ自体、入射光の光路を変更する機能を有している。この光路変更部材が、一つの軸Ｒａ１を中心として回動することにより、ある一定の方向から第１走査デバイス７１に入射する光が、線状経路を走査することが可能となる。すなわち、第１走査デバイス７１は、一次元走査デバイスとして構成されている。光路変更部材としては、プリズム等を例示することができる。図示された例では、光路変更部材は、第１反射面７２を有した反射部材７１ａとして構成されている。この反射部材７１ａは、第１反射面７２と平行な回動軸Ｒａ１を中心として回動可能に保持されている。このような第１走査デバイス７１は、共振ミラーデバイスから構成され得る。
【００４６】
第２走査デバイス７３は、二次元走査デバイスとして構成されており、ある一定の方向から第２走査デバイス７３に入射する光が周状経路を走査することを可能としている。第２走査デバイス７３は、例えば、入射光の光路を変更する機能を有した光路変更部材を含み、この光路変更部材が、非平行な二方向を中心として回動可能となっているようにしてもよい。
【００４７】
図示された具体例において、第２走査デバイス７３は、第２反射面７４を有した反射部材７３ａと、反射部材７３ａを支持した軸部材７３ｂと、を有している。図２に示すように、軸部材７３ｂは、その軸線方向である回転軸Ｒａ２を中心として回転可能となっている。軸部材７３ｂが回転することにより、軸部材７３ｂに支持された反射部材７３ａも、回転軸Ｒａ２を中心として回転する。ただし、第２反射面７４は、回転軸Ｒａ２に対して直交していない。言い換えると、第２反射面７４の法線方向は、回転軸Ｒａ２と非平行であり、回転軸Ｒａ２に対して傾斜している。したがって、反射部材７３ａが、回転軸Ｒａ２を中心として回転すると、第２反射面７４は、向きを変化させるようになる。このとき、反射部材７３ａの回転が定速であれば、第２反射面７４は、回転軸Ｒａ２と直交する仮想面Ｖｐを中心として、周期的に向きを変動させることになる。そして、このような第２走査デバイス７３によれば、回転軸Ｒａ２を中心として反射部材７３ａを回転させるといった極めて簡単な制御により、或る一定の方向から第２走査デバイス７３の第２反射面７４上に入射する光が、円周状または楕円周状の周状経路を走査することが可能となる。
【００４８】
図示された走査装置７０では、第１走査デバイス７１が、第２走査デバイス７３よりも、光源装置６１から光学素子５０へ向かう光路における上流側に位置している。すなわち、光源装置６１から射出された光は、まず、第１走査デバイス７１によって光路を変更されて、次に、第２走査デバイス７３に向かうようになる。
【００４９】
第１走査デバイス７１で光路を繰り返し変更された光の、第２走査デバイス７３の第２反射面７４上への入射位置は、直線状に振動する。このため、図２及び図３に示すように、照射装置６０で照射された光の光学素子５０上への入射位置は、第２走査デバイス７３での光路変更機能に依存した単なる周状経路ではなく、周状経路を辿りながら更に光学素子５０の入射面上における一方向に振動する経路となる。この一方向は、第１走査デバイス７１の第１反射面７２の回動に依存して決定され、図示された例では回動軸Ｒａ１に直交する方向となっている。すなわち、この走査装置７０を用いた場合、光学素子５０上への入射位置は、第２走査デバイス７３に依存した単或る周状経路ではなく、第１走査デバイス７１に依存した振動方向に沿ってこの周状経路からずれた位置も含まれるようになる。
【００５０】
次に、光学素子５０について説明する。光学素子５０は、各領域への入射光を当該領域の位置に応じた特定の方向に向ける光路制御機能を有している。ここで説明する光学素子５０は、各領域への入射光の進行方向を補正して所定の領域ＬＺに向ける。この領域が、被照明領域ＬＺとなる。すなわち、光学素子５０の入射面を平面分割してなる各領域に照射された照射装置６０からの光は、光学素子５０を経由した後に、少なくとも一部分において重なり合う領域を照明するようになる。
【００５１】
一例として、図１及び図３に示された例において、光学素子５０は、照射装置６０からの光の入射方向に対応して形成されたレンズアレイ５１を含んで構成され得る。ここで「レンズアレイ」とは、単位レンズとも呼ばれる小さなレンズの集合体であり、屈折または反射によって光の進行方向を偏向させる素子として機能する。図示された例において、光学素子５０は、各単位レンズ５１ａに対応する各領域に入射する光を、それぞれ、少なくとも被照明領域ＬＺの全域に入射するように拡散させる。すなわち、光学素子５０は、各領域に照射装置６０から入射する光を拡散させることによって、同一の被照明領域ＬＺを照明する。
【００５２】
図４に示された一具体例において、光学素子５０は、凸レンズからなる単位レンズ５１ａを敷き詰めてなるフライアイレンズとして構成されたレンズアレイ５１と、レンズアレイ５１に対向して配置されたコンデンサレンズ５２またはフィールドレンズと、を有している。図４の光学素子５０において、レンズアレイ５１が、光学素子５０の最入光側に配置されており、照射装置６０からの光を受ける。レンズアレイ５１をなす各単位レンズ５１ａは、概ね発散光束をなす光線の光路をたどるようにして入射する光を、一点に収束させる。そして、コンデンサレンズ５２は、各単位レンズ５１ａによる収束点によって画成される面上に配置され、各凸レンズからの光を、被照明領域ＬＺに向ける。とりわけ、コンデンサレンズ５２によれば、各凸レンズからの光を、同一の被照明領域ＬＺのみに向けることができ、各方向からの照明光を被照明領域ＬＺに重畳させる。なお、照射装置６０から照射される発散光の発散角度を制御するため、レンズアレイ５１の入射前となる光路上にコリメータレンズ等の調整手段を設けるようにしてもよい。
【００５３】
また、図５に示された他の具体例において、光学素子５０は、図４に示されたレンズアレイ５１及びコンデンサレンズ５２に加えて、これらの間に配置された第２レンズアレイ５３をさらに有している。図５に示された例において、第２レンズアレイ５３も、レンズアレイ５１と同様に、凸レンズからなる単位レンズ５３ａを敷き詰めるようにして形成されたフライアイレンズとして構成されている。第２レンズアレイ５３は、レンズアレイ５１の各単位レンズ５１ａによる収束点上に各単位レンズ５３ａが位置するよう、配置されている。図５の光学素子５０において、第２レンズアレイ５３の各単位レンズ５３ａは、レンズアレイ５１からの光を発散させる。そして、第２レンズアレイ５３の各単位レンズ５３ａからの発散光は、コンデンサレンズ５２によって、被照明領域ＬＺに重畳される。
【００５４】
次に、空間光変調器３０について説明する。空間光変調器３０は、被照明領域ＬＺに重ねて配置される。そして、空間光変調器３０は、照明装置４０によって照明され、変調画像を形成する。照明装置４０からの光は、上述したように被照明領域ＬＺの全域のみを照明する。したがって、空間光変調器３０の入射面は、照明装置４０によって光を照射される被照明領域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からの光を、変調画像の形成に高い利用効率で利用することができるからである。
【００５５】
空間光変調器３０は、特に制限されることなく、種々の公知の空間光変調器を利用することができる。例えば、偏光を利用することなく変調画像を形成する空間光変調器、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）や、偏光を利用して変調画像を形成する透過型の液晶マイクロディスプレイや反射型のＬＣｏＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ（登録商標））を、空間光変調器３０として用いることができる。
【００５６】
図１に示された例のように、空間光変調器３０が、透過型の液晶マイクロディスプレイである場合、照明装置４０によって面状に照明される空間光変調器３０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、空間光変調器３０をなすディスプレイの画面上に変調画像が形成されるようになる。こうして得られた変調画像は、最終的には、投射光学系２５によって、等倍で或いは変倍されてスクリーン１５へ投射される。これにより、観察者は、スクリーン１５上に投射された当該画像を観察することができる。スクリーン１５は、透過型スクリーンとして構成されていてもよいし、反射型スクリーンとして構成されていてもよい。
【００５７】
次に、以上の構成からなる照明装置４０、投射装置２０および投射型映像表示装置１０の作用について説明する。
【００５８】
まず、照射装置６０は、光学素子５０上を走査するようにして、光学素子５０へコヒーレント光を照射する。具体的には、光源装置６１の光源６２で一定方向に沿って進む特定波長帯域のコヒーレント光が生成され、このコヒーレント光が走査装置７０で進行方向を変えられる。走査デバイス７０は、周期的な動作を行っており、この結果、光学素子５０上でのコヒーレント光の入射位置も、周期的に変化するようになる。
【００５９】
光学素子５０の各領域に入射したコヒーレント光は、それぞれ、光学素子５０での光路調整機能により、被照明領域ＬＺに重畳されるようになる。すなわち、照射装置６０から光学素子５０の各領域に入射したコヒーレント光は、それぞれ、光学素子５０で拡散ないしは拡げられて、被照明領域ＬＺの全域に入射するようになる。このようにして、照射装置６０は、被照明領域ＬＺをコヒーレント光で照明することができる。
【００６０】
図１に示すように、投射装置２０においては、照明装置４０の被照明領域ＬＺと重なる位置に空間光変調器３０が配置されている。このため、空間光変調器３０は、照明装置４０によって面状に照明され、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、映像を形成するようになる。この映像は、投射光学系２５によってスクリーン１５に投射される。スクリーン１５に投射されたコヒーレント光は、拡散され、観察者に映像として認識されるようになる。
【００６１】
ところで、スクリーン上に投射されたコヒーレント光は拡散によって干渉し、スペックルを生じさせることになる。一方、ここで説明する照明装置４０によれば、次に説明するように、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。
【００６２】
スペックルを目立たなくさせるには、偏光・位相・角度・時間といったパラメータを多重化し、モードを増やすことが有効であるとされている。ここでいうモードとは、互いに無相関なスペックルパターンのことである。例えば、複数のレーザー光源から同一のスクリーンに異なる方向からコヒーレント光を投射した場合、レーザー光源の数だけ、モードが存在することになる。また、同一のレーザー光源からのコヒーレント光を、時間を区切って異なる方向から、スクリーンに投射した場合、人間の目で分解不可能な時間の間にコヒーレント光の入射方向が変化した回数だけ、モードが存在することになる。そして、このモードが多数存在する場合には、光の干渉パターンが無相関に重ねられ平均化され、結果として、観察者の目によって観察されるスペックルが目立たなくなるものと考えられている。
【００６３】
上述した照明装置４０では、コヒーレント光が、光学素子５０上を走査するようにして、光学素子５０に照射される。また、照射装置６０から光学素子５０の各領域に入射したコヒーレント光は、それぞれ、同一の被照明領域ＬＺの全域をコヒーレント光で照明するが、当該被照明領域ＬＺを照明するコヒーレント光の照明方向は互いに異なる。そして、コヒーレント光が入射する光学素子５０上の領域が経時的に変化するため、被照明領域ＬＺへのコヒーレント光の入射方向も経時的に変化する。
【００６４】
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コヒーレント光が入射してくるが、その入射方向は、図１に矢印Ａ１で示すように、常に変化し続けることになる。結果として、空間光変調器３０の透過光によって形成された映像の各画素をなす光が、図１に矢印Ａ２で示すように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。
【００６５】
以上のことから、上述してきた照明装置４０を用いることによれば、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り、結果として、人間の目には、相関の無いコヒーレント光の散乱パターンが多重化されて観察されることになる。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。
【００６６】
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上でのコヒーレント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コヒーレント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、空間光変調器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、本実施の形態によれば、コヒーレント光が光学素子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コヒーレント光が、それぞれ、空間光変調器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、空間光変調器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。
【００６７】
なお、ここで説明した照明装置４０では、光源装置６１からの光の光路を変化させる走査装置７０は、特定方向からの光を周状走査経路で走査させる第２走査デバイス７３を有している。したがって、照射装置６０の光が、光学素子５０上を周状走査経路に沿って走査することができる。すなわち、照射装置６０からの光の走査経路が、光学素子５０の入射面上において広範囲に広がる。このため、被照明領域ＬＺに入射する光の入射角度が経時的に大きな角度範囲内にて変化することになる。つまり、光学素子５０の広さを有効に利用して、広い角度範囲から、被照明領域ＬＺを照明することができる。これにより、被照明領域ＬＺを均一に照明することができ、また、スペックルを効果的に目立たなくさせることが可能となる。
【００６８】
とりわけ、ここで説明した照明装置４０では、走査装置７０が、特定方向からの光を周状走査経路で走査させる第２走査デバイス７３に加えて、さらに特定方向からの光を線状走査経路で走査させる第１走査デバイス７１を有している。第１走査デバイス７１と第２走査デバイス７３との組み合わせによれば、図２及び図３に示すように、照射装置６０で照射された光の光学素子５０上への入射位置は、第２走査デバイス７３での光路変更機能に依存した単なる周状経路ではなく、周状経路を辿りながら更に光学素子５０の入射面上における一方向に振動する経路となる。すなわち、この走査装置７０を用いた場合、光学素子５０上への入射位置は、第２走査デバイス７３に依存した単なる周状経路ではなく、第１走査デバイス７１に依存した振動方向に沿ってこの周状経路からずれた位置も含まれるようになる。
【００６９】
このような走査装置７０によれば、走査装置７０を複雑化または大型化させることなく、広範囲に広がり且つ広面積又は長距離に亘る走査経路を実現することができる。したがって、広い角度範囲の種々の方向から、被照明領域ＬＺを照明することができ、被照明領域ＬＺをより均一に照明することができる。また、スペックるパターンの多重化が進み、スペックルをより効果的に目立たなくさせることが可能となる。また、光源装置６１から射出された光が、光学素子５０の広い領域に分散して入射するので、光学素子５０の局所的な劣化を効果的に回避することができる。
【００７０】
以上のように本実施の形態によれば、照射装置６０は、光を射出する光源装置６１と、特定方向からの光を線状走査経路で走査させる第１走査デバイス７１と、特定方向からの光を周状走査経路で走査させる第２走査デバイス７３と、を有している。そして、光源装置６１からの光の光路を第１走査デバイス７１及び第２走査デバイス７３で変更して当該光を光学素子５０に照射する。このような本実施の形態によれば、広範囲に広がり且つ広面積又は長距離に亘る走査を実現することができる。また、走査装置７０を複雑化または大型化させることもない。
【００７１】
上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。
【００７２】
＜３Ｄ表示への適用＞
まず、図３に示された走査経路は、第１走査デバイス７１の振動周波数が、第２走査デバイス７３の振動周波数よりも大きくなっている。具体的には、第２走査デバイス７３の周波数を３０Ｈｚとしているのに対して、第１走査デバイス７１の周波数は５００Ｈｚっと、格段に高く設定している。この結果として、図３における左右に光学素子５０を第１区域Ｚ１及び第２区域Ｚ２に区分けした場合、照射装置６０からの光が、光学素子５０の第１区域Ｚ１内を走査している時間帯と、光学素子５０の第２区域Ｚ２内を走査している時間帯と、に区分けしやすくなる。このような照明装置４０は、３Ｄ表示に好適に使用され得る。以下、上述した照明装置４０を、３Ｄ表示可能な投射装置２０及び投射型表示装置１０に適用した変形例について、主として、図６〜図９を参照して説明する。
【００７３】
図６に示された例において、投射装置２０は、図１に示された実施の形態の投射装置に加えて、光の偏光状態を制御する偏光制御手段８０と、光学素子５０と偏光制御手段８０との間に配置されたリレー光学系３３と、を有している。リレー光学系３３は、光学素子５０についての結像光学系を構成し、図示された例では、一枚のフィールドレンズとしても作用している。一方、偏光制御手段８０は、光学素子５０の第１区域Ｚ１で拡散されてその後に空間光変調器３０から進み出た光が第１偏光成分の光となり且つ光学素子５０の第２区域Ｚ２で拡散されてその後に空間光変調器３０から進み出た光が第１偏光成とは異なる第２偏光成分の光となるように光の偏光状態を制御する。すなわち、空間光変調器３０から進み出る光は既に変調画像を形成する画像光をなしているが、偏光制御手段８０は、この画像光が、光学素子５０の第１区域Ｚ１を経由する光か、光学素子５０の第２区域Ｚ２を経由する光かに依存して、当該画像光の偏光状態を制御するようになっている。
【００７４】
結像素子として機能するリレー光学系３３は、光学素子５０の面Ａ上の各位置から発散する光を面Ａの共役面Ｂ上の一点に収束させる。つまり、共役面Ｂは、面Ａの像面となっている。そして、図６に示すように、面Ａ上に光学素子５０が配置され、共役面Ｂ上に次に説明する偏光制御手段８０が配置されている。すなわち、光学素子５０は面Ａと少なくとも部分的に重なるように配置され、偏光制御手段８０は共役面Ｂと少なくとも部分的に重なるように配置されている。図６に示された例では、光学素子５０は、複数のレンズ素子を含んでおり、最も入光側に位置するレンズ素子が、面Ａ上に配置されている。また、図６に示された例では、リレー光学系３３が、一枚のフィールドレンズによって構成されているため、図面において上方に位置する光学素子５０の第１区域Ｚ１内の各位置で拡散された光は、図面において下方に位置する偏光制御手段８０の第１制御区域ＣＺ１内の対応する各位置で収束する。その一方で、図面において下方に位置する光学素子５０の第２区域Ｚ２内の各位置で拡散された光は、図面において上方に位置する偏光制御手段８０の第２制御区域ＣＺ２内の対応する各位置で収束する。
【００７５】
偏光制御手段８０は、偏光状態を制御することができる種々の素子を用いて構成される。より具体的には、光学素子５０の第１区域Ｚ１を経由してきた光が入射する共役面Ｂ上における第１制御区域ＣＺ１と、光学素子５０の第２区域Ｚ１を経由してきた光が入射する共役面Ｂ上における第２制御区域ＣＺ２と、に配置された異なる素子によって、偏光制御手段８０が形成され得る。図７に示された例において、偏光制御手段８０は、第１制御区域ＣＺ１上に配置された第１偏光制御素子８１と、第１制御区域ＣＺ１及び第２制御区域ＣＺ２に跨って配置された第２偏光制御素子８２と、を有している。第１偏光制御素子８１は、１／２波長板８１ａであり、第２偏光制御素子８２は、１／４波長板８２ａである。
【００７６】
照射装置６０の光源装置６１が、振動方向が一定の直線偏光を、言い換えると、所定の偏光軸を有した直線偏光を投射する場合、図７に示すように、光学素子５０の第１区域Ｚ１を経由して共役面Ｂまで到達した光Ｌ７１は、偏光制御手段８０の第１偏光制御素子８１及び第２偏光制御素子８２に入射する。当該直線偏光の光Ｌ７１は、１／２波長板８１ａとしての第１偏光制御素子８１によって、偏光軸とも呼ばれるその振動方向を９０°ずらすことになる。この光Ｌ７１は、その後、１／４波長板８２ａとしての第２偏光制御素子８２に入射し、直線偏光から円偏光へと変換される。これに対して、光学素子５０の第２区域Ｚ２を経由して第２共役面Ｂまで到達した光Ｌ７２は、偏光制御手段８０の第１偏光制御素子８１に入射することなく第２偏光制御素子８２のみに入射する。この光Ｌ７２は、第２偏光制御素子８２によって、直線偏光から円偏光へと変換される。
【００７７】
ただし、光学素子５０の第１区域Ｚ１を経由して偏光制御手段８０の第１制御区域ＣＺ１に進んだ光Ｌ７１と、第２区域Ｚ２を経由して第２制御区域ＣＺ２に進んだ光Ｌ７２とは、第１偏光制御素子８１による偏光制御作用の有無に依存して、円偏光の旋回方向が逆向きとなる。一例として、図７に示された例では、光学素子５０の第１区域Ｚ１に入射して偏光制御手段８０の第１制御区域ＣＺ１に進んだ光Ｌ７１が、第１の偏光成分としての左円偏光（旋回方向が左回りである円偏光）となり、光学素子５０の第２区域Ｚ２に入射して偏光制御手段８０の第２制御区域ＣＺ２に進んだ光Ｌ７２が、第１の偏光成分とは異なる第２の偏光成分としての右円偏光（旋回方向が右回りである円偏光）となっている。
【００７８】
なお、照射装置６０の光源装置６１から、旋回方向が一定となっている円偏光の光が射出されている場合、図７の偏光制御手段８０では、第１偏光制御素子８１において、光学素子５０の第１区域Ｚ１を経由して第１制御区域ＣＺ１に進んだ光の旋回方向が、逆向きに変換される。次に、光学素子５０の第１区域Ｚ１を経由して第１制御区域ＣＺ１に進んだ光及び光学素子５０の第２区域Ｚ２を経由して第２制御区域ＣＺ２に進んだ光は、円偏光から直線偏光へと変換される。結果として、光学素子５０の第１区域Ｚ１に入射して偏光制御手段８０の第１制御区域ＣＺ１に進んだ光は、第１の偏光成分としての一方向に振動する直線偏光となり、光学素子５０の第２区域Ｚ２に入射して偏光制御手段８０の第２制御区域ＣＺ２に進んだ光は、第１の偏光成分の振動方向となる一方向に対して９０°ずれた他方向に振動する直線偏光となる。
【００７９】
図８には、偏光制御手段８０の別の具体例が示されている。図８に示された偏光制御手段８０は、第１制御区域ＣＺ１に配置された１／２波長板８１ａとしての第１偏光制御素子８１のみを有しており、第２偏光制御素子８２を有していない。図８の偏光制御手段８０によれば、照射装置６０の光源装置６１が一定方向に振動する直線偏光を投射する場合、光学素子５０の第１区域Ｚ１に入射して偏光制御手段８０の第１制御区域ＣＺ１に進んだ光Ｌ８１は、一方向に振動する直線偏光となり、光学素子５０の第２区域Ｚ２に入射して偏光制御手段８０の第２制御区域ＣＺ２に進んだ光Ｌ８２は、当該一方向に対して９０°ずれた他方向に振動する直線偏光となる。また、照射装置６０の光源装置６１が一定方向に旋回する円偏光又は楕円偏光を投射する場合、光学素子５０の第１区域Ｚ１に入射して偏光制御手段８０の第１制御区域ＣＺ１に進んだ光は、一方向に旋回する円偏光又は楕円偏光となり、光学素子５０の第２区域Ｚ２に入射して偏光制御手段８０の第２制御区域ＣＺ２に進んだ光は、当該一方向とは逆向きに旋回する円偏光又は楕円偏光となる。
【００８０】
さらに他の例として、照射装置６０の光源装置６１が無偏光の光を射出し、偏光制御手段８０が、第１制御区域ＣＺ１上に設けられた第１の偏光成分を選択的に透過させる第１偏光板と、第２制御区域ＣＺ２上に設けられた第２の偏光成分を選択的に透過させる第２偏光板と、を有するようにしてもよい。この例において、第１偏光板及び第２偏光板として、吸収軸が直交するようにして配置された偏光子を用いることができる。
【００８１】
このようなリレー光学系３３及び偏光制御手段８０を含んだ投射装置２０において、空間光変調器３０は、光学素子５０の第１区域Ｚ１を経由して空間光変調器３０に入射するコヒーレント光に対応した第１変調画像と第２区域Ｚ２を経由して空間光変調器３０に入射するコヒーレント光に対応した第２変調画像との二つの変調画像を時分割で、すなわち、二つの変調画像を細かい時間単位で順繰りに、形成する。
【００８２】
第１変調画像及び第２変調画像をなす光は、光学素子５０が配置された第１共役面Ａに対して共役となる第２共役面Ｂ上に設けられた偏光制御手段８０に入射する。光学素子５０の第１区域Ｚ１を経由した第１変調画像をなす光は、第２共役面Ｂ上における偏光制御手段８０の第１制御区域ＣＺ１を入射し、一方、光学素子５０の第２区域Ｚ２を経由した第２変調画像をなす光は、第２共役面Ｂ上における偏光制御手段８０の第２制御区域ＣＺ２を入射する。そして、偏光制御手段８０によって、第１変調画像をなす光及び第２変調画像をなす光は、互いに異なる偏光成分の光をなすようになる。
【００８３】
このようにして偏光状態を制御された第１変調画像をなす光及び第２変調画像をなす光は、その後、投射光学系２５によってスクリーン１５に投射される。すなわち、第１偏光成分の光からなる第１変調画像光と、第１偏光成分とは異なる第２偏光成分の光からなる第２変調画像光とが、時分割的に、スクリーンに投射される。
【００８４】
このため、観察者による一方の目（例えば、右目）での第１偏光成分の光からなる画像の観察および当該観察者による他方の目（例えば、左目）での第２偏光成分の光からなる画像の観察を可能とする「偏光めがね方式」用の専用めがねを用いることにより、観察者が、一方の目で第１変調画像としてスクリーン１５上に映し出される第１の画像を観察し、他方の目で第２変調画像としてスクリーン１５上に映し出される第２の画像を観察することができる。なお、第１変調画像および第２変調画像は、交互に、スクリーン１５上に表示されるが、照射装置６０による走査動作に対応した空間光変調器３０の時分割動作が人間の目で検出不可能な程度に高速であれば、一方の目用の第１の画像が連続的に表示され続け且つ他方の目用の第２の画像も連続的に表示され続けているかのように、観察者によって観察される。この結果、一方の目を介した第１の画像の観察および他方の目を介した第２の画像の観察が同時に行われ、結果として、観察者は画像を立体的に観察することができる。
【００８５】
また、観察者による右目での画像の観察および当該観察者による左目での画像の観察を交互に時分割で可能とする「液晶シャッター方式」用の専用めがねを用いることによっても、観察者が、一方の目（例えば、右目）で第１変調画像としてスクリーン１５上に映し出される第１の画像を観察し、他方の目（例えば、左目）で第２変調画像としてスクリーン１５上に映し出される第２の画像を観察することができる。すなわち、ここで説明する投射装置２０によれば、「偏光めがね方式」用の専用めがねを用いた場合だけでなく、「液晶シャッター方式」用の専用めがねを用いた場合においても、画像を立体的に観察することが可能となる。
【００８６】
さらに、このような変形例では、上述したように、また図３に示すように、光学素子５０上における照射装置６０からの光の走査経路を、二以上の区域Ｚ１，Ｚ２の間で、区分けしやすくなっている。また、光学素子５０上における照射装置６０からの光の走査経路が、二つの区域Ｚ１，Ｚ２の境界を頻繁に横切ることもない。したがって、クロストークを効果的に回避して、表示画像を明瞭に立体的に把握することが可能となる。この点において、上述した照明装置４０は、画像を立体的に表示する投射装置２０及び投射型表示装置１０に好適に利用され得る。なお、クロストークを効果的に回避し且つスペックルを効果的に不可視化する観点から、第１走査デバイス７１の振動周波数と、第２走査デバイス７３の振動周波数の比が５：１より大きいことが好ましく、１０：１より大きいことがより好ましい。また、第２走査デバイス７３の振動周波数は３０Ｈｚより大きいことが好ましい。
【００８７】
なお、上述したように、空間光変調器３０として、照明光の偏光状態に依存して変調画像を形成する空間光変調器、例えば、特定の偏光成分の照明光により変調画像を形成する液晶型のマイクロディスプレイを利用することができる。その一方で、空間光変調器３０として、照明光の偏光状態に依存することなく変調画像を形成することが可能な空間光変調器、例えばデジタルマイクロディスプレイデバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調器を使用することもできる。そして、照明光の偏光状態に依存することなく変調画像を形成することが可能な空間光変調器を利用する場合には、偏光制御手段８０の配置を図９に示すように変更してもよい。図９に示された例において、偏光制御手段８０は、光学素子５０に積層されている。また、偏光制御手段８０は、照射装置６０から光学素子５０までの光路中に配置されていてもよい。
【００８８】
また、光学素子５０が、第１区域Ｚ１および第２区域Ｚ２に隣接して当該第１区域Ｚ１および第２区域Ｚ２の間に位置する中間区域を、さらに含むようにしてもよい。この例において、共役面Ｂ上に配置された偏光制御手段８０は、第１制御区域ＣＺ１および第２制御区域ＣＺ２に隣接して当該第１制御区域ＣＺ１および第２制御区域ＣＺ２の間に位置する中間区域３を、さらに含むようになる。そして、中間区域へ向けて進む光の光路上または中間区域への入射後に被照明領域ＬＺ（空間光変調器３０）へ進む光の光路上に、当該光を吸収する光吸収体が設けられているようにしてもよい。光吸収体の一例として、黒色顔料を含んで成る樹脂硬化物や黒色の金属酸化物を例示することができる。このような例によれば、第１変調画像をなす光がより確実に第１の偏光成分からなり、且つ、第２変調画像をなす光がより確実に第２の偏光成分からなるようにすることができる。結果として、表示される画像が、より安定して、立体的に観察され得るようにすることができる。
【００８９】
さらに、光吸収体を設けることに変えて或いは光吸収体を設けることに加えて、光が第１区域Ｚ１および第２区域Ｚ２へ入射し且つ中間区域へ入射しないよう、照射装置６０が間欠的に光を照射するようにしてもよい。すなわち、仮に照射装置６０から光が照射されたとするならば、当該光が中間区域に入射するようになるタイミングでは、照射装置６０から光が照射されないようにしてもよい。このような例によっても、第１変調画像をなす光がより確実に第１の偏光成分からなり、且つ、第２変調画像をなす光がより確実に第２の偏光成分からなるようにすることができる。
【００９０】
さらに、図３に示された例では、光学素子５０が、左右に二等分されて、第１区域Ｚ１および第２区域Ｚ２に区分けされていたが、これに限られない。例えば、第１区域Ｚ１および第２領域２が、ストライプ状や格子状に、交互に並べられていてもよい。
【００９１】
光源装置６１は、交互に光を射出する第１光源および第２光源を含み、第１光源が、光学素子５０の第１区域Ｚ１に第１偏光成分の光を照射し、第２光源が、光学素子５０の第２区域Ｚ２に第１偏光成分とは異なる第２偏光成分の光を照射するようにしてもよい。この例によれば、偏光制御手段８０を用いることなく、立体表示を可能とすることができる。
【００９２】
＜走査装置＞
上述した走査装置７０は、一例に過ぎない。例えば、第１走査デバイス７１として、図示された例では共振ミラーデバイスを用いたが、共振ミラーデバイスに代えてポリゴンミラーデバイスを用いることができる。ポリゴンミラーデバイスを用いた場合、反射部材７１ａの第１反射面７２の傾斜角度が、一定速で又はステップ状に変化する。したがって、第１反射面７２の傾斜角度の変化速度が０となる瞬間を含む共振ミラーデバイスと比較して、ポリゴンミラーデバイスはスペックルを安定して不可視化することができる点において優れる。
【００９３】
また、図示された例では、光源装置６１から光学素子５０に向かう光路において、第１走査デバイス７１が第２走査デバイス７３よりも上流側に配置されている例を示したが、この例に限られず、第２走査デバイス７３が第１走査デバイス７１よりも上流側に配置されていてもよい。このような変形例においても、上述してきた作用効果を奏することができる。さらに、光学素子の劣化防止の観点、均一照明の観点、スペックルの不可視化の観点からすれば、第１走査デバイス７１の振動周波数は、第２走査デバイス７３の振動周波数よりも高くなっている必要はなく、第２走査デバイス７３の振動周波数が第１走査デバイス７１の振動周波数よりも高くなっていてもよい。
【００９４】
＜光源装置＞
また上述した実施の形態において、光源装置６１は、単一の光源６２を有していた。しかしながら、この例に限られず、光源装置６１が、複数の光源を含むようにしてもよい。一例として、光源装置６１が、複数のレーザー光源を含むレーザーアレイとして構成されていてもよい。光源装置６１に含まれる複数の光源は、互いに異なる波長帯域の光を生成するようにしてもよいし、同一波長帯域の光を生成するようにしてもよい。異なる波長帯域の光を生成する複数の光源を用いた場合、加法混色により、単一の光源では生成することができない色の光によって、被照明領域ＬＺを照明することができる。また、複数の光源が、赤色波長帯域の光、緑色波長帯域の光、青色波長帯域の光をそれぞれ生成する場合には、白色光にて被照明領域ＬＺを照明することができる。一方、同一の波長帯域の光うぃ生成する複数の光源を用いた場合、高出力で被照明領域ＬＺを照明することが可能となる。
【００９５】
＜光学素子＞
さらに上述した実施の形態において、光学素子５０が、レンズアレイ５１を含んで構成される例を示したが、これに限られない。図１０に示すように、光学素子５０が、ホログラム記録媒体５７を含むようにしてもよい。図１０に示された例において、照射装置６０から照射されてホログラム記録媒体５７上を走査する光は、ホログラム記録媒体５７上の各領域に、当該ホログラム記録媒体５７の回折条件を満たすような入射角度で、入射するようになっている。照射装置６０からホログラム記録媒体５７の各領域に入射した光は、それぞれ、ホログラム記録媒体５７で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明する。図１０に示された例では、照射装置６０からホログラム記録媒体５７の各領域に入射した光は、それぞれ、ホログラム記録媒体５７で回折されて同一の被照明領域ＬＺを照明するようになっている。例えば、照射装置６０からホログラム記録媒体５７の各領域に入射した光が、それぞれ、被照明領域ＬＺに重ねて散乱板の像を再生するようにしてもよい。
【００９６】
＜投射装置＞
さらに上述した実施の形態では、照明装置４０によって照明される被照明領域ＬＺに空間光変調器３０が配置されていたが、この例に限られない。一例として、図１１及び図１２に示された例では、被照明領域ＬＺに均一化光学系３７の入射面３７ａが配置されている。すなわち、照明装置４０からの光は、均一化光学系３７に入射するようになる。均一化光学系３７に入射した光は、全反射を繰り返しながら均一化光学系３７内を伝搬して、均一化光学系３７から出射する。このような均一化光学系３７の出射面３７ｂ上の各位置での照度は、均一化されることになる。均一化光学系３７として、例えばインテグレーターロッドを用いることができる。
【００９７】
図１１に示された例では、空間光変調器３０が、均一化光学系３７の出射面３７ｂに直面するようにして配置され、空間光変調器３０が均一な光量にて照明されるようになっている。一方、図１２に示された例においては、均一化光学系３７と空間光変調器３０との間にリレー光学系３５が配置されている。リレー光学系３５によって、空間光変調器３０が配置されている位置は、均一化光学系３７の出射面３７ｂと共役な面となっている。このため、図１２に示された例においても、空間光変調器３０は、均一な光量にて照明される。
【００９８】
＜他の用途＞
さらに、上述した実施の形態において、照明装置４０が、投射装置２０及び投射型映像表示装置１０に組み込まれた例を示したが、これに限られず、種々の用途に照明装置４０を用いることができる。一例として、上述した照明装置４０を、スキャナ用の照明装置等に用いることができる。
【００９９】
＜変形例の組み合わせ＞
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１００】
Ｒａ１ 回動軸
Ｒａ２ 回転軸
Ｚ１   第１区域
Ｚ２   第２区域
ＣＺ１ 第１制御区域
ＣＺ２ 第２制御区域
ＬＺ   被照明領域
１０   投射型表示装置
１５   スクリーン
２０   投射装置
２５   投射光学系
３０   空間光変調器
３５   リレー光学系
３７   均一化光学系
４０   照明装置
５０   光学素子
５１   レンズアレイ
５１ａ 単位レンズ
５２   フィールドレンズ、コンデンサレンズ
５３   第２レンズアレイ
５３ａ 単位レンズ
５７   ホログラム記録媒体
６０   照射装置
６１   光源装置
６２   光源
６６   第１光源
６７   第２光源
６８   第３光源
７０   走査装置
７１   第１走査デバイス、第１光路変更デバイス
７１ａ 反射部材、光路変更部材
７２   第１反射面
７３   第２走査デバイス、第２光路変更デバイス
７３ａ 反射部材、光路変更部材
７３ｂ 軸部材
７４   第２反射面
８０   偏光制御手段
８１   第１偏光制御素子
８１ａ １／２波長板
８２   第２偏光制御素子
８２ａ １／４波長板
【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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