(57)【要約】【課題】スペックルノイズを確実に低減できるプロジェクターを提供する。【解決手段】プロジェクター１は、レーザー光を変調する光変調素子と、光変調素子から射出された光が入射する投射光学系５と、を備える。投射光学系５の射出瞳におけるレーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、特定の数式から求められるＥＰの値を、レーザー光の色に応じた範囲に設定する。【選択図】図１
2015064444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光源装置と光拡散装置と光変調装置と投射光学系とを備え、
前記レーザー光源装置は、赤色レーザー光を射出する第１のレーザー光源を含み、
前記光拡散装置は、前記赤色レーザー光の光路上に設けられた第１の光拡散素子と、前記赤色レーザー光が該第１の光拡散素子に入射する位置を移動させる第１の駆動装置と、を含み、
前記光変調装置は、前記第１の光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた第１の光変調素子を含み、
前記第１の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射し、
前記投射光学系の射出瞳における前記赤色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧３５であるプロジェクター。
【数１】
2015064444.tif 000019
【請求項２】
前記赤色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧５１である請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記レーザー光源装置は、緑色レーザー光を射出する第２のレーザー光源を含み、
前記光拡散装置は、前記緑色レーザー光の光路上に設けられた第２の光拡散素子と、前記緑色レーザー光が該第２の光拡散素子に入射する位置を移動させる第２の駆動装置と、を含み、
前記光変調装置は、前記第２の光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた第２の光変調素子を含み、
前記第２の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射し、
前記投射光学系の射出瞳における前記緑色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、前記（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧２７である請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記緑色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧３８である請求項３に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記レーザー光源装置は、青色レーザー光を射出する第３のレーザー光源を含み、
前記光拡散装置は、前記青色レーザー光の光路上に設けられた第３の光拡散素子と、前記青色レーザー光が該第３の光拡散素子に入射する位置を移動させる第３の駆動装置と、を含み、
前記光変調装置は、前記第３の光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた第３の光変調素子を含み、
前記第３の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射し、
前記投射光学系の射出瞳における前記青色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、前記（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧１６である請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記青色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧２６である請求項５に記載のプロジェクター。
【請求項７】
緑色レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記緑色レーザー光の光路上に設けられた光拡散素子と、
前記緑色レーザー光が前記光拡散素子に入射する位置を移動させる駆動装置と、
前記光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた光変調素子と、
前記光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系の射出瞳における前記緑色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧２７であるプロジェクター。
【数２】
2015064444.tif 000020
【請求項８】
ＥＰ≧３８である請求項７に記載のプロジェクター。
【請求項９】
青色レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記青色レーザー光の光路上に設けられた光拡散素子と、
前記青色レーザー光が前記光拡散素子に入射する位置を移動させる駆動装置と、
前記光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた光変調素子と、
前記光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系の射出瞳における前記青色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧１６であるプロジェクター。
【数３】
2015064444.tif 000021
【請求項１０】
ＥＰ≧２６である請求項９に記載のプロジェクター。
【請求項１１】
赤色レーザー光を射出する第１のレーザー光源を含むレーザー光源装置と、
前記赤色レーザー光の光路上に設けられた第１の光変調素子を含む光変調装置と、
前記第１の光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系の射出瞳における前記赤色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧７９であるプロジェクター。
【数４】
2015064444.tif 000022
【請求項１２】
前記赤色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧１１９である請求項１１に記載のプロジェクター。
【請求項１３】
前記レーザー光源装置は、緑色レーザー光を射出する第２のレーザー光源をさらに含み、
前記光変調装置は、前記緑色レーザー光の光路上に設けられた第２の光変調素子をさらに含み、
前記第２の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射し、
前記投射光学系の射出瞳における前記緑色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、前記（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧６５である請求項１１または請求項１２に記載のプロジェクター。
【請求項１４】
前記緑色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧９３である請求項１３に記載のプロジェクター。
【請求項１５】
前記レーザー光源装置は、青色レーザー光を射出する第３のレーザー光源をさらに含み、
前記光変調装置は、前記青色レーザー光の光路上に設けられた第３の光変調素子をさらに含み、
前記第３の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射し、
前記投射光学系の射出瞳における前記青色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、前記（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧４５である請求項１１から請求項１４までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項１６】
前記青色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧５９である請求項１５に記載のプロジェクター。
【請求項１７】
緑色レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記緑色レーザー光の光路上に設けられた光変調素子と、
前記光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系の射出瞳における前記緑色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧６５であるプロジェクター。
【数５】
2015064444.tif 000023
【請求項１８】
ＥＰ≧９３である請求項１７に記載のプロジェクター。
【請求項１９】
青色レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記青色レーザー光の光路上に設けられた光変調素子と、
前記光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系の射出瞳における前記青色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧４５であるプロジェクター。
【数６】
2015064444.tif 000024
【請求項２０】
ＥＰ≧５９である請求項１９に記載のプロジェクター。
【請求項２１】
前記規格化照度Ｐ（ｘ，ｙ）が、（２）式で表される請求項１から請求項２０までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
Ｐ（ｘ，ｙ）＝照度（cd/m２）／瞳径の照度分布における上位０．１％の平均照度（cd/m２）  …（２）
【請求項２２】
前記規格化照度Ｐ（ｘ，ｙ）が、単位時間にわたって積分した値として求められる請求項１から請求項２１までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項２３】
前記レーザー光源装置は、マルチモードの半導体レーザー光源である請求項１から請求項２２までのいずれか一項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、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光源を用いたプロジェクターは、装置の小型化が図れる、色再現性に優れる、瞬時点灯が可能である、光源の寿命が長い、等の利点を有している。一方、レーザー光源から発せられるレーザー光は、一般的にコヒーレント光である。そのため、この種のプロジェクターでは、レーザー光の干渉によって生じるスペックルノイズと呼ばれる斑点模様がスクリーン上に視認される場合がある。これにより、表示品質が大きく低下する。
【０００３】
レーザー光源を用いた従来のプロジェクターでは、スペックルノイズに起因する表示品質の低下を抑えるための対策が採られている。特許文献１に、投射レンズの入射瞳像が照明光学系の射出瞳径よりも大きく、投射レンズの入射瞳内において照明光学系の射出瞳像を回転移動させる瞳整合手段を備えた投射型表示装置が開示されている。非特許文献１には、スペックル現象に関する解説、スペックル除去方法などが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１６８４３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】黒田和男、他１７名、“平成２１年度  ユビキタス・レーザディスプレイの調査研究報告書”、社団法人  日本機械工業連合会、財団法人  光産業技術振興協会、平成２２年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の投射型表示装置では、瞳整合手段として、複数の微細な楔形状部を有する透明板と、透明板を回転させるモーターと、を備えている。瞳整合手段が照明光学系の射出瞳像を回転移動させるため、瞳整合手段の後段に配置された結像レンズや投射レンズの口径を大きくする必要がある。その結果、この投射型表示装置によれば、瞳整合手段を配置するスペースが必要であること、結像レンズや投射レンズを大径化すること、などに起因して装置が大型化する、という問題がある。
【０００７】
非特許文献１には、スペックルの予測方法が記載されている。この予測方法は、瞳像が均一な照度を有することを前提としている。しかしながら、一般にプロジェクターの瞳像は照度分布を有している。そのため、現実的には非特許文献１の予測方法を用いることはできない。
【０００８】
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って、装置が大型化することなく、スペックルノイズを確実に低減できるプロジェクターの提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様のプロジェクターは、レーザー光源装置と光拡散装置と光変調装置と投射光学系とを備え、前記レーザー光源装置は、赤色レーザー光を射出する第１のレーザー光源を含み、前記光拡散装置は、前記赤色レーザー光の光路上に設けられた第１の光拡散素子と、前記赤色レーザー光が該第１の光拡散素子に入射する位置を移動させる第１の駆動装置と、を含み、前記光変調装置は、前記第１の光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた第１の光変調素子を含み、前記第１の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射し、前記投射光学系の射出瞳における前記赤色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧３５である。
【００１０】
【数１】
2015064444.tif 000003
【００１１】
本発明者らは、投射光学系の射出瞳像が照度分布を有する場合、（１）式で示されるＥＰを指標とした評価と、スペックルノイズの感応評価と、の間に相関があることを見出した。本発明者らは、実験の結果、一般的なスペックルノイズの指標であるスペックルコントラスト（以下、ＳＣと記す）とＥＰとが相関を有し、ＥＰの大小によりスペックルノイズの程度が予測できることを見出した。具体的には、ＥＰの値が小さい程、スペックルノイズが認識されやすく、ＥＰの値が大きい程、スペックルノイズが認識されにくい。
【００１２】
本発明の第１の態様のプロジェクターは、赤色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧３５を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。ＥＰ≧３５の根拠を示す実験結果については後述する。このように、本発明の第１の態様のプロジェクターによれば、スペックルノイズを、投射光学系の射出瞳像の照度分布の調整で低減でき、回転板などの部材を追加する必要がない。そのため、装置が大型化することなく、スペックルノイズを確実に低減できるプロジェクターを提供することができる。
【００１３】
本発明の第１の態様のプロジェクターにおいては、前記赤色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧５１であることがより好ましい。
赤色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧５１を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。ＥＰ≧５１の根拠については後述する。
【００１４】
本発明の第１の態様のプロジェクターにおいて、前記レーザー光源装置は、緑色レーザー光を射出する第２のレーザー光源を含み、前記光拡散装置は、前記緑色レーザー光の光路上に設けられた第２の光拡散素子と、前記緑色レーザー光が該第２の光拡散素子に入射する位置を移動させる第２の駆動装置と、を含み、前記光変調装置は、前記第２の光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた第２の光変調素子を含み、前記第２の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射する構成であってもよい。その場合、前記投射光学系の射出瞳における前記緑色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、前記（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧２７であることが望ましい。
【００１５】
本発明の第１の態様のプロジェクターは、緑色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧２７を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。ＥＰ≧２７の根拠については後述する。
【００１６】
本発明の第１の態様のプロジェクターにおいては、前記緑色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧３８であることがより好ましい。
緑色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧３８を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。ＥＰ≧３８の根拠については後述する。
【００１７】
本発明の第１の態様のプロジェクターにおいて、前記レーザー光源装置は、青色レーザー光を射出する第３のレーザー光源を含み、前記光拡散装置は、前記青色レーザー光の光路上に設けられた第３の光拡散素子と、前記青色レーザー光が該第３の光拡散素子に入射する位置を移動させる第３の駆動装置と、を含み、前記光変調装置は、前記第３の光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた第３の光変調素子を含み、前記第３の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射する構成であってもよい。その場合、前記投射光学系の射出瞳における前記青色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、前記（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧１６であることが望ましい。
【００１８】
本発明の第１の態様のプロジェクターは、青色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧１６を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。ＥＰ≧１６の根拠については後述する。
【００１９】
本発明の第１の態様のプロジェクターにおいては、前記青色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧２６であることがより好ましい。
青色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧２６を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。ＥＰ≧２６の根拠については後述する。
【００２０】
本発明の第２の態様のプロジェクターは、緑色レーザー光を射出するレーザー光源と、前記緑色レーザー光の光路上に設けられた光拡散素子と、前記緑色レーザー光が前記光拡散素子に入射する位置を移動させる駆動装置と、前記光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた光変調素子と、前記光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、前記投射光学系の射出瞳における前記緑色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧２７である。
【００２１】
【数２】
2015064444.tif 000004
【００２２】
本発明の第２の態様のプロジェクターは、緑色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧２７を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。このように、本発明の第２の態様のプロジェクターによれば、スペックルノイズを、投射光学系の射出瞳像の照度分布の調整で低減でき、回転板などの部材を追加する必要がない。そのため、装置が大型化することなく、スペックルノイズを確実に低減可能なプロジェクターを提供することができる。
【００２３】
本発明の第２の態様のプロジェクターにおいては、ＥＰ≧３８であることがより望ましい。
緑色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧３８を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。
【００２４】
本発明の第３の態様のプロジェクターは、青色レーザー光を射出するレーザー光源と、前記青色レーザー光の光路上に設けられた光拡散素子と、前記青色レーザー光が前記光拡散素子に入射する位置を移動させる駆動装置と、前記光拡散素子から射出された光の光路上に設けられた光変調素子と、前記光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、前記投射光学系の射出瞳における前記青色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧１６である。
【００２５】
【数３】
2015064444.tif 000005
【００２６】
本発明の第３の態様のプロジェクターは、青色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧１６を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。このように、本発明の第３の態様のプロジェクターによれば、スペックルノイズを、投射光学系の射出瞳像の照度分布の調整で低減でき、回転板などの部材を追加する必要がない。そのため、装置が大型化することなく、スペックルノイズを確実に低減可能なプロジェクターを提供することができる。
【００２７】
本発明の第３の態様のプロジェクターにおいては、ＥＰ≧２６であることがより望ましい。
青色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧２６を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。
【００２８】
本発明の第４の態様のプロジェクターは、赤色レーザー光を射出する第１のレーザー光源を含むレーザー光源装置と、前記赤色レーザー光の光路上に設けられた第１の光変調素子を含む光変調装置と、前記第１の光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、前記投射光学系の射出瞳における前記赤色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧７９である。
【００２９】
【数４】
2015064444.tif 000006
【００３０】
本発明の第４の態様のプロジェクターは、赤色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧７９を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。このように、本発明の第４の態様のプロジェクターによれば、スペックルノイズを、投射光学系の射出瞳像の照度分布の調整で低減でき、回転板などの部材を追加する必要がない。そのため、装置が大型化することなく、スペックルノイズを確実に低減可能なプロジェクターを提供することができる。
【００３１】
本発明の第４の態様のプロジェクターにおいては、前記赤色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧１１９であることがより望ましい。
赤色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧１１９を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。
【００３２】
本発明の第４の態様のプロジェクターにおいて、前記レーザー光源装置は、緑色レーザー光を射出する第２のレーザー光源をさらに含み、前記光変調装置は、前記緑色レーザー光の光路上に設けられた第２の光変調素子をさらに含み、前記第２の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射する構成であってもよい。その場合、前記投射光学系の射出瞳における前記緑色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、前記（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧６５であることが好ましい。
【００３３】
本発明の第４の態様のプロジェクターは、緑色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧６５を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。
【００３４】
本発明の第４の態様のプロジェクターにおいては、前記緑色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧９３であることがより望ましい。
緑色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧９３を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。
【００３５】
本発明の第４の態様のプロジェクターにおいて、前記レーザー光源装置は、青色レーザー光を射出する第３のレーザー光源をさらに含み、前記光変調装置は、前記青色レーザー光の光路上に設けられた第３の光変調素子をさらに含み、前記第３の光変調素子から射出された光が前記投射光学系に入射する構成であってもよい。その場合、前記投射光学系の射出瞳における前記青色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、前記（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧４５であることが望ましい。
【００３６】
本発明の第４の態様のプロジェクターは、青色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧４５を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。
【００３７】
本発明の第４の態様のプロジェクターにおいては、前記青色レーザー光の照度分布に基づいて求められたＥＰが、ＥＰ≧５９であることがより望ましい。
青色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧５９を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。
【００３８】
本発明の第５の態様のプロジェクターは、緑色レーザー光を射出するレーザー光源と、前記緑色レーザー光の光路上に設けられた光変調素子と、前記光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、前記投射光学系の射出瞳における前記緑色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧６５である。
【００３９】
【数５】
2015064444.tif 000007
【００４０】
本発明の第５の態様のプロジェクターは、緑色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧６５を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。このように、本発明の第５の態様のプロジェクターによれば、スペックルノイズを、投射光学系の射出瞳像の照度分布の調整で低減でき、回転板などの部材を追加する必要がない。そのため、装置が大型化することなく、スペックルノイズを確実に低減可能なプロジェクターを提供することができる。
【００４１】
本発明の第５の態様のプロジェクターにおいては、ＥＰ≧９３であることがより望ましい。
緑色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧９３を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。
【００４２】
本発明の第６の態様のプロジェクターは、青色レーザー光を射出するレーザー光源と、前記青色レーザー光の光路上に設けられた光変調素子と、前記光変調素子から射出された光が入射する投射光学系と、を備え、前記投射光学系の射出瞳における前記青色レーザー光の照度分布の中心座標をｘ＝０、ｙ＝０とし、各座標における規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）とし、積分の計算範囲をｒ（ｍｍ）としたとき、（１）式から求められるＥＰが、ＥＰ≧４５である。
【００４３】
【数６】
2015064444.tif 000008
【００４４】
本発明の第６の態様のプロジェクターは、青色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧４５を満たすため、観察者がスペックルノイズを認識しても気にならない程度まで低減することができる。このように、本発明の第６の態様のプロジェクターによれば、スペックルノイズを、投射光学系の射出瞳像の照度分布の調整で低減でき、回転板などの部材を追加する必要がない。そのため、装置が大型化することなく、スペックルノイズを確実に低減可能なプロジェクターを提供することができる。
【００４５】
本発明の第６の態様のプロジェクターにおいては、ＥＰ≧５９であることがより望ましい。
緑色レーザー光を用いた場合のＥＰの値がＥＰ≧５９を満たせば、スペックルノイズを観察者がほとんど認識できない程度まで低減することができる。
【００４６】
本発明の第１〜第６の態様のプロジェクターにおいて、前記規格化照度Ｐ（ｘ，ｙ）は、（２）式で表されることが望ましい。
Ｐ（ｘ，ｙ）＝照度（cd/m２）／瞳径の照度分布における上位０．１％の平均照度（cd/m２）  …（２）
【００４７】
規格化照度を（２）式に従って計算することにより、投射光学系の射出瞳における照度分布において、例えば高い照度成分の分布を考慮した値として、精度の高い評価結果を得ることができる。
【００４８】
本発明の第１〜第６の態様のプロジェクターにおいて、前記規格化照度Ｐ（ｘ，ｙ）として、単位時間にわたって積分した値を採用してもよい。
この構成によれば、投射光学系の射出瞳における照度分布が時間的に変化する場合であっても、精度の高い評価結果を得ることができる。
【００４９】
本発明の第１〜第６の態様のプロジェクターにおいて、前記レーザー光源装置は、マルチモードの半導体レーザー光源であることが望ましい。
マルチモードの半導体レーザー光源の場合、例えばシングルモードの半導体レーザー光源、半導体励起固体（ＤＰＳＳ）レーザーなどに比べてコヒーレント長が短く、波長幅が広いことから、スペックルノイズを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
【図２】ＳＣを説明するための図である。
【図３】ＥＰの計算式における照度分布の座標軸を示す図である。
【図４】照度分布の一例を示す図である。
【図５】照度のヒストグラムの一例を示す図である。
【図６】ＥＰとＳＣとの相関を示すグラフである。
【図７】実施例におけるプロジェクター、被験者、スクリーンの位置関係を示す図である。
【図８】第１実施例におけるＥＰとＳＣとの相関を示すグラフである。
【図９】第２実施例におけるＥＰとＳＣとの相関を示すグラフである。
【図１０】第３実施例におけるＥＰとＳＣとの相関を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
【図１２】（Ａ）照度分布の時間変化を示す図、（Ｂ）照度分布の時間変化を時間積分した状態を示す図、である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
本実施形態では、レーザー光源装置を用いたプロジェクターの一例を示す。
図１は、第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００５２】
図１に示すように、プロジェクター１は、レーザー光源装置ＬＳＲと、照明光学系１００Ｒと、照明光学系１００Ｇと、照明光学系１００Ｂと、赤色光用液晶ライトバルブ（第１の光変調素子）３Ｒと、緑色光用液晶ライトバルブ（第２の光変調素子）３Ｇと、青色光用液晶ライトバルブ（第３の光変調素子）３Ｂと、色合成素子４と、投射光学系５と、を含んでいる。
【００５３】
レーザー光源装置ＬＳＲは、少なくとも一つの赤色光用レーザー光源（第１のレーザー光源）７Ｒと、少なくとも一つの緑色光用レーザー光源（第２のレーザー光源）７Ｇと、少なくとも一つの青色光用レーザー光源（第３のレーザー光源）７Ｂと、を備える。赤色光用レーザー光源７Ｒと緑色光用レーザー光源７Ｇと青色光用レーザー光源７Ｂ各々は、マルチモード半導体レーザーである。
【００５４】
照明光学系１００Ｒは、回折光学素子８と、重畳光学系９と、第１の光拡散素子１０Ｒと、第１の駆動装置１１Ｒと、を備えている。
照明光学系１００Ｇは、回折光学素子８と、重畳光学系９と、第２の光拡散素子１０Ｇと、第２の駆動装置１１Ｇと、を備えている。
照明光学系１００Ｂは、回折光学素子８と、重畳光学系９と、第３の光拡散素子１０Ｂと、第３の駆動装置１１Ｂと、を備えている。
【００５５】
本実施形態において、光拡散装置は、第１の光拡散素子１０Ｒと、第２の光拡散素子１０Ｇと、第３の光拡散素子１０Ｂと、第１の駆動装置１１Ｒと、第２の駆動装置１１Ｇと、第３の駆動装置１１Ｂと、を備える。また、光変調装置は、赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒと、緑色光用液晶ライトバルブ３Ｇと、青色光用液晶ライトバルブ３Ｂと、を備える。
【００５６】
なお、以下の説明では、第１の光拡散素子１０Ｒと、第２の光拡散素子１０Ｇと、第３の光拡散素子１０Ｂと、を光拡散素子１０とよび、第１の駆動装置１１Ｒと、第２の駆動装置１１Ｇと、第３の駆動装置１１Ｂと、を駆動装置１１と呼ぶ。
【００５７】
複数の赤色光用レーザー光源７Ｒと、複数の赤色光用レーザー光源７Ｒに対応する照明光学系１００Ｒとは、赤色光用光源装置２Ｒを構成する。複数の緑色光用レーザー光源７Ｇと、複数の緑色光用レーザー光源７Ｇに対応する照明光学系１００Ｇとは、緑色光用光源装置２Ｇを構成する。複数の青色光用レーザー光源７Ｂと、複数の青色光用レーザー光源７Ｂに対応する照明光学系１００Ｂとは、青色光用光源装置２Ｂを構成する。
【００５８】
プロジェクター１は、概略すると以下のように動作する。
赤色光用光源装置２Ｒから射出された赤色レーザー光ＬＲは、赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒに入射して変調される。同様に、緑色光用光源装置２Ｇから射出された緑色レーザー光ＬＧは、緑色光用液晶ライトバルブ３Ｇに入射して変調される。青色光用光源装置２Ｂから射出された青色レーザー光ＬＢは、青色光用液晶ライトバルブ３Ｂに入射して変調される。赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒにより変調された赤色レーザー光ＬＲ、緑色光用液晶ライトバルブ３Ｇにより変調された緑色光ＬＧ、および青色光用液晶ライトバルブ３Ｂにより変調された青色光ＬＢは、色合成素子４に入射して合成される。色合成素子４により合成された光（画像光）は、投射光学系５によりスクリーン１３に拡大投射される。このようにして、フルカラーの投射画像が表示される。
【００５９】
以下、プロジェクター１の各構成要素について説明する。
赤色光用光源装置２Ｒ、緑色光用光源装置２Ｇ、および青色光用光源装置２Ｂは、射出される光の色が異なるだけであり、構成は同様である。したがって、以下では、赤色光用光源装置２Ｒについてのみ説明し、緑色光用光源装置２Ｇおよび青色光用光源装置２Ｂについては説明を省略する。
【００６０】
赤色光用光源装置２Ｒは、複数の赤色光用レーザー光源７Ｒを備える。図１では、赤色光用光源装置２Ｒは、３個の赤色光用レーザー光源７Ｒを備えているが、赤色光用レーザー光源７Ｒの個数は特に３個に限るものではない。複数の赤色光用レーザー光源７Ｒは、紙面に平行な方向だけでなく、紙面に垂直方向に配列され、全体としてアレイ状に配列されていてもよい。緑色光用光源装置２Ｇ、青色光用光源装置２Ｂについても同様である。一例として、赤色光用レーザー光源７Ｒは、概ね５８５ｎｍ〜７２０ｎｍの波長域の光を射出する。緑色光用レーザー光源７Ｇは、概ね４９５ｎｍ〜５８５ｎｍの波長域の光を射出する。青色光用レーザー光源７Ｂは、概ね３８０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長域の光を射出する。
【００６１】
なお、各赤色光用レーザー光源７Ｒは、図示しないコリメーターレンズを備えていてもよい。各赤色光用レーザー光源７Ｒがコリメーターレンズを備えている場合、射出された赤色レーザー光ＬＲは、コリメーターレンズに入射し、平行化されて射出される。緑色光用レーザー光源７Ｇ、青色光用レーザー光源７Ｂについても同様である。
【００６２】
赤色光用レーザー光源７Ｒから射出された赤色レーザー光ＬＲは、光拡散素子１０に入射する。光拡散素子１０は、光拡散素子１０に入射する光の入射角度分布に対して光拡散素子１０から射出される光の射出角度分布を拡大する。光拡散素子１０は、例えばすりガラスや拡散フィルム等の光拡散板、ホログラフィックディフューザー等の回折光学素子、マイクロレンズアレイ等のレンズ部品等によって構成することができる。
【００６３】
光拡散素子１０は、基板の中心を通り、基板の法線方向に延びる回転軸を有する。回転軸は、光拡散素子１０の駆動装置１１であるモーターに接続されている。駆動装置１１が動作することにより、光拡散素子１０は回転軸を中心として回転する。光拡散素子１０が設けられたことにより、スクリーン１３に投射される光の配光分布が均一化され、スペックルノイズが低減される。さらに、光拡散素子１０が回転することにより、刻々と変化するスペックルノイズの空間的分布が時間的に重畳され、スペックルノイズがより低減される。
【００６４】
光拡散素子１０から射出された赤色レーザー光ＬＲは、回折光学素子８に入射する。回折光学素子８は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）からなる。ＣＧＨは、例えば石英（ガラス）や合成樹脂などの光透過性材料からなる基材の表面に、計算機によって設計された微細な凹凸を有する表面レリーフ型のホログラム素子である。回折光学素子８は、入射した赤色レーザー光ＬＲを回折することにより、後述する赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒに入射する赤色レーザー光ＬＲの強度分布を均一化し、赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒに入射する赤色レーザー光ＬＲの利用効率を高める。回折光学素子８から射出された回折光は、重畳光学系９に入射する。
【００６５】
重畳光学系９は、少なくとも１枚以上の重畳レンズからなる。重畳光学系９は、回折光学素子８から射出された複数の光束を被照明領域である液晶ライトバルブ上で重畳させる。ここでは、第１重畳レンズ９Ａ、第２重畳レンズ９Ｂの２枚の重畳レンズからなる重畳光学系９の例を示す。回折光学素子８から射出された赤色レーザー光ＬＲの複数の光束は、重畳光学系９を介して赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒに入射する。複数の光束は、重畳光学系９によって赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒ上で互いに重畳される。これにより、赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒを照明する光の輝度分布が均一化されるとともに、光線軸周りの軸対称性が高められる。
【００６６】
赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒ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。液晶層のモードは、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。緑色光用液晶ライトバルブ３Ｇ、青色光用液晶ライトバルブ３Ｂも、同様の構成である。
【００６７】
色合成素子４は、クロスダイクロイックプリズム等により構成される。クロスダイクロイックプリズムは、４つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされた構造を有する。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、クロスダイクロイックプリズムの内面になる。クロスダイクロイックプリズムの内面では、赤色光が反射して緑色光が透過するミラー面と、青色光が反射して緑色光が透過するミラー面と、が互いに直交している。クロスダイクロイックプリズムに入射した緑色光は、ミラー面を透過してそのまま射出される。クロスダイクロイックプリズムに入射した赤色光および青色光は、ミラー面で選択的に反射して緑色光の射出方向と同じ方向に射出される。このようにして３つの色光が重ね合わされて合成され、合成された色光が投射光学系５に向けて射出される。
【００６８】
上記構成のプロジェクター１において、図２に示すように、投射光学系５からの光がスクリーン１３に入射する際の投射側の開口数をＮＡｐ、スクリーン１３から光が射出される際の観察側の開口数をＮＡｅとしたとき、スペックルコントラストＳＣは（２）式で表される。
【００６９】
【数７】
2015064444.tif 000009
【００７０】
（２）式から明らかなように、観察側開口数ＮＡｅが一定である場合、スペックルコントラストＳＣは投射側開口数ＮＡｐで決まる。プロジェクターにおいて、投射側開口数ＮＡｐは、投射光学系の射出瞳とスクリーンとの間の距離と、射出瞳のサイズと、から求められる。観察側開口数ＮＡｅは、観察者とスクリーンとの間の距離と、観察者の瞳のサイズと、から求められる。ただし、（２）式を用いてスペックルコントラストＳＣを計算する際、投射光学系の射出瞳における瞳像の照度分布が、投射側開口数ＮＡｐの範囲内で均一なことを前提としている。しかしながら、実際のプロジェクターの射出瞳像は、図４に示すような照度分布を有し、照度が均一でない。そのため、（２）式の前提を満たさず、スペックルコントラストＳＣを正確に計算することはできない。
【００７１】
そこで、本発明者らは、実験により、射出瞳像が照度分布を有していても、スペックルノイズを精度良く評価できる指標を求める式を導き出した。図３に示すように、射出瞳像Ｚの中心を座標の原点Ｏとして、互いに直交する軸をｘ軸、ｙ軸とする。このとき、座標（ｘ、ｙ）の点の規格化照度をＰ（ｘ，ｙ）と示す。本発明者らは、（１）式で表される指標をＥＰ（Effective Pupil）と呼ぶことにした。
【００７２】
【数８】
2015064444.tif 000010
【００７３】
規格化照度Ｐ（ｘ，ｙ）は、（３）式で求められる。
Ｐ（ｘ，ｙ）＝照度（cd/m２）／射出瞳像の照度分布のうちの上位０．１％の平均照度（cd/m２）  …（３）
【００７４】
（１）式において、絶対的な照度でなく、規格化照度を用いることで、射出瞳像の明るさによらずにＥＰを算出することができる。また、規格化照度を計算する際に、射出瞳像の明るさの上位０．１％の平均照度を用いることにより、ＥＰの計算結果の精度をより高めることができる。その理由は、以下の通りである。
【００７５】
スペックルノイズは、照度の高低の差が人間の目に斑として認識されたものである。照度が高い部分は明るい干渉の斑を発生させ、照度が低い部分は暗い干渉の斑を発生させる。人間に認識されやすいのは、照度が高い部分による干渉で発生するスペックルノイズである。すなわち、スペックルノイズには照度が低い部分よりも照度が高い部分の影響が大きい。
【００７６】
例えば図４に示す射出瞳像の照度分布をヒストグラムで示したものが図５である。グラフの横軸は照度、縦軸は頻度である。このように、高い照度成分がグラフの右側の裾に分布している。規格化照度の計算方法としては、例えば照度分布における照度の最大値を基準とすることも考えられる。しかしながら、スパイクが発生するなどにより、照度分布に非常に高い照度成分が含まれる場合、この計算方法では、高い照度領域における照度分布がＥＰの計算結果に正しく反映されない。そのため、人間の目にとって最適化したＥＰの値を計算することができない。これに対し、本発明者らは、実験結果から、明るさの上位０．１％の平均照度を基準として規格化照度を計算することにより、高い照度領域における照度分布を良好に反映したＥＰの値が得られることを見出した。
【００７７】
本発明者らは、実験により、１個の円形開口を透過したときに生じる射出瞳像と、複数個の円形開口を透過したときに生じる射出瞳像と、を生成し、ＳＣとＥＰとの相関関係を得た。その結果を図６に示す。図６の横軸はＥＰを示し、縦軸はＳＣを示す。このように、射出瞳像の形状が異なっていても、ＳＣとＥＰとの間には破線の曲線で示すような相関関係があることが判った。すなわち、（１）式を用いて算出したＥＰを用いて、ＳＣを予測できることが判った。
【００７８】
本発明者らは、複数の被験者によるスペックルノイズの感応評価を行った。
第１実施形態のプロジェクター１において、光拡散素子１０を回転させないときのスペックルノイズと、光拡散素子１０を回転させたときのスペックルノイズと、を比較することにより、スペックルノイズの時間重畳効果について評価した。光拡散素子１０を回転させないときはスペックルノイズの時間重畳効果が含まれず、光拡散素子１０を回転させるときはスペックルノイズの時間重畳効果が含まれる。
【００７９】
評価の条件としては、図７に示すように、プロジェクター１の射出瞳像とスクリーン１３との距離Ｌは２ｍ、被験者Ｍとスクリーン１３との距離は２ｍ、に設定した。これらの距離を２ｍと設定したのは、会議等でプロジェクター１が使用される状況を想定したためである。スクリーン１３には、ホワイトマットスクリーンを用いた。
【００８０】
射出瞳像の強度分布は、例えば赤色光に対しては、レーザー光源装置ＬＳＲから射出される複数の赤色レーザー光の間の間隔を変化させることによって調整した。他の色光に対しても同様にして射出瞳像の強度分布を調整した。このように射出瞳像の強度分布を調整することによって、ＥＰの値を調整した。
【００８１】
初めに、プロジェクター１から中心波長が６３８ｎｍの赤色光を射出させて、スペックルノイズの感応評価を行った。表１および表２は、射出瞳像を種々変化させ、複数の被験者の目でスペックルノイズがどの程度気になるかとの評価を行った結果を示している。
【００８２】
表１は、光拡散素子を回転させないときのＳＣおよびＥＰの算出結果、および被験者の主観評価の結果である。表２は、光拡散素子を回転させたときのＳＣおよびＥＰの算出結果、および被験者の主観評価の結果である。表１および表２中の主観評価の欄において、「×」は全ての被験者にとってスペックルノイズが気になる、「△」は略半数の被験者にとってスペックルノイズが認識されるものの気にはならない、「○」は全ての被験者にとってスペックルノイズがほぼ認識されない、ことを示す。
【００８３】
【表１】
2015064444.tif 000011
【００８４】
【表２】
2015064444.tif 000012
【００８５】
図８は、表１および表２の評価結果をグラフ化したものである。グラフの横軸はＥＰ、グラフの縦軸はＳＣを示す。破線で示す直線の下側の領域は、表１および表２の「△」および「○」の領域に対応する。このように、ＳＣが所定の値以下であるとき、スペックルノイズが認識されても気にならないことがわかった。
【００８６】
上記の評価結果から、ＳＣが１．７％以下のときに、略半数の被験者にとってスペックルノイズは気にならない。このときのＥＰは、光拡散素子を回転させないときで７９以上、光拡散素子を回転させたときで３５以上、であった。さらに、ＳＣが１．５％以下のときに、全ての被験者にとってスペックルノイズが認識されない。このときのＥＰは、光拡散素子を回転させないときで１１９以上、光拡散素子を回転させたときで５１以上、であった。
【００８７】
次に、プロジェクター１から中心波長が５２０ｎｍの緑色光を射出させて、スペックルノイズの感応評価を行った。
【００８８】
表３は、光拡散素子を回転させないときのＳＣおよびＥＰの算出結果、および被験者の主観評価の結果である。表４は、光拡散素子を回転させたときのＳＣおよびＥＰの算出結果、および被験者の主観評価の結果である。表３および表４中の主観評価の欄において、「×」は全ての被験者にとってスペックルノイズが気になる、「△」は略半数の被験者にとってスペックルノイズが認識されるものの気にはならない、「○」は全ての被験者にとってスペックルノイズがほぼ認識されない、ことを示す。
【００８９】
【表３】
2015064444.tif 000013
【００９０】
【表４】
2015064444.tif 000014
【００９１】
図９は、表３および表４の評価結果をグラフ化したものである。グラフの横軸はＥＰ、グラフの縦軸はＳＣを示す。破線で示す直線の下側の領域は、表３および表４の「△」および「○」の領域に対応する。このように、ＳＣが所定の値以下であるとき、スペックルノイズが認識されても気にならないことがわかった。
【００９２】
上記の評価結果から、ＳＣが１．８％以下のときに、略半数の被験者にとってスペックルノイズが気にならない。このときのＥＰは、光拡散素子を回転させないときで６５以上、光拡散素子を回転させたときで２７以上、であった。さらに、ＳＣが１．６％以下のときに、全ての被験者にとってスペックルノイズが認識されない。このときのＥＰは、光拡散素子を回転させないときで９３以上、光拡散素子を回転させたときで３８以上、であった。
【００９３】
次に、プロジェクター１から中心波長が４４５ｎｍの青色光を射出させて、スペックルノイズの感応評価を行った。
【００９４】
表５は、光拡散素子を回転させないときのＳＣおよびＥＰの算出結果、および被験者の主観評価の結果である。表６は、光拡散素子を回転させたときのＳＣおよびＥＰの算出結果、および被験者の主観評価の結果である。表５および表６中の主観評価の欄において、「×」は全ての被験者にとってスペックルノイズが気になる、「△」は略半数の被験者にとってスペックルノイズが認識されるものの気にはならない、「○」は全ての被験者にとってスペックルノイズがほぼ認識されない、ことを示す。
【００９５】
【表５】
2015064444.tif 000015
【００９６】
【表６】
2015064444.tif 000016
【００９７】
図１０は、表５および表６の評価結果をグラフ化したものである。グラフの横軸はＥＰ、グラフの縦軸はＳＣを示す。破線で示す直線の下側の領域は、表５および表６の「△」および「○」の領域に対応する。このように、ＳＣが所定の値以下であるとき、スペックルノイズが認識されても気にならないことがわかった。
【００９８】
上記の評価結果から、ＳＣが１．９％以下のときに、略半数の被験者にとってスペックルノイズが気にならない。このときのＥＰは、光拡散素子を回転させないときで４５以上、光拡散素子を回転させたときで１６以上、であった。さらに、ＳＣが１．７％以下のときに、全ての被験者にとってスペックルノイズが認識されない。このときのＥＰは、光拡散素子を回転させないときで５９以上、光拡散素子を回転させたときで２６以上、であった。
【００９９】
以上の評価結果を改めて表にまとめると、以下のようになった。
人間の目にスペックルノイズが認識されても、スペックルノイズが実用上気にならないレベルとなるＥＰの値をまとめると、表７となる。より好ましくは、人間の目にスペックルノイズが略認識できないレベルとなるＥＰの値をまとめると、表８となる。
【０１００】
【表７】
2015064444.tif 000017
【０１０１】
【表８】
2015064444.tif 000018
【０１０２】
レーザー光の色（波長域）によってＥＰの目標値が異なるのは、スペックルのサイズは波長に依存しているからである。波長が短いほど、スペックルのサイズは小さい。ある一定のサイズ以下となると、人間の目で認識しにくくなる。また、人間の目にとって青色光は感度が低いことから、青色光においてはスペックルノイズが認識されにくい。そのため、青色光におけるＥＰの目標値は、他の色におけるＥＰの目標値よりも小さい。
【０１０３】
なお、ＥＰの目標値は色毎に設定する。２つの光線の波長の差が大きいと、人間の目には異なる色と認識され、スペックルノイズが分離して認識される。その場合、空間重畳の効果が得られないからである。
【０１０４】
第１実施形態のプロジェクター１によれば、スペックルノイズを投射光学系５の射出瞳像の照度分布の調整で低減でき、スペックルノイズを確実に低減可能なプロジェクターを提供することができる。
【０１０５】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１１、図１２を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、光源装置の構成が異なる。
図１１は、第２実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
図１１において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１０６】
図１１に示すように、プロジェクター２１は、レーザー光源装置ＬＳＲと、照明光学系２００Ｒと、照明光学系２００Ｇと、照明光学系２００Ｂと、赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒと、緑色光用液晶ライトバルブ３Ｇと、青色光用液晶ライトバルブ３Ｂと、色合成素子４と、投射光学系５と、を含んでいる。
【０１０７】
照明光学系２００Ｒは、光路変換素子２３と、回折光学素子８と、重畳光学系９と、第１の光拡散素子１０Ｒと、第１の駆動装置１１Ｒと、を備えている。
照明光学系２００Ｇは、光路変換素子２３と、回折光学素子８と、重畳光学系９と、第２の光拡散素子１０Ｇと、第２の駆動装置１１Ｇと、を備えている。
照明光学系２００Ｂは、光路変換素子２３と、回折光学素子８と、重畳光学系９と、第３の光拡散素子１０Ｂと、第３の駆動装置１１Ｂと、を備えている。
【０１０８】
複数の赤色光用レーザー光源７Ｒと、複数の赤色光用レーザー光源７Ｒに対応する照明光学系２００Ｒとは、赤色光用光源装置２２Ｒを構成する。複数の緑色光用レーザー光源７Ｇと、複数の緑色光用レーザー光源７Ｇに対応する照明光学系２００Ｇとは、緑色光用光源装置２２Ｇを構成する。複数の青色光用レーザー光源７Ｂと、複数の青色光用レーザー光源７Ｂに対応する照明光学系２００Ｂとは、青色光用光源装置２２Ｂを構成する。
【０１０９】
赤色光用光源装置２２Ｒは、複数の赤色光用レーザー光源７Ｒを備える。図１１には、１個の赤色光用レーザー光源７Ｒのみが示されているが、複数の赤色光用レーザー光源７Ｒは、紙面に垂直な方向に配列されている。本実施形態では、６個の赤色光用レーザー光源７Ｒが用いられるが、赤色光用レーザー光源の個数は特に６個に限るものではない。緑色光用光源装置２２Ｇおよび青色光用光源装置２２Ｂについても同様である。
【０１１０】
光路変換素子２３は、複数の赤色光用レーザー光源７Ｒから射出される赤色レーザー光ＬＲの光路上に配置されている。本実施形態では、光路変換素子２３としてガルバノミラーが用いられる。ガルバノミラーは、回転軸を中心として回動するミラーである。光路変換素子２３には、図示しない駆動装置が備えられている。光路変換素子２３は、駆動装置によって一定の角度範囲内で回動する。光路変換素子２３の回動に伴って、赤色光用レーザー光源７Ｒから光路変換素子２３への赤色レーザー光ＬＲの入射角は変化し、光路変換素子２３からの赤色レーザー光ＬＲの射出方向は変化する。
【０１１１】
このとき、図１２（Ａ）に示すように、射出瞳Ｐｕの一端側から他端側に向けて、赤色光用レーザー光源７Ｒの配列に対応した６個の照射スポットＳが時間的に走査される。このように、射出瞳像は時間的に変化する。そこで、本実施形態の場合、人間が１フレーム期間と認識できる期間にわたって、例えば１／５０秒の間、照度を積分する。図１２（Ｂ）に、照度を積分した後の照度分布Ｂのイメージを示す。この照度分布Ｂを射出瞳像として、実施例１と同様にＥＰを計算する。人間が１フレーム期間と認識できる期間が、特許請求の範囲の単位時間に相当する。
【０１１２】
第２実施形態のプロジェクター２１によれば、スペックルノイズを投射光学系５の射出瞳像の照度分布の調整で低減でき、スペックルノイズを確実に低減可能なプロジェクターを提供することができる。また、規格化照度Ｐ（ｘ，ｙ）として、単位時間にわたって積分した値を採用したことにより、投射光学系５の射出瞳像における照度分布が時間的に変化する場合であっても、精度の高い評価結果を得ることができる。
【０１１３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、スペックルノイズを時間的に重畳させるために、光拡散素子１０を回転させる構成を採用したが、光拡散素子１０を振動させる、光拡散素子１０を揺動させる等の構成を採用してもよい。
【０１１４】
また、光拡散素子１０を動かす代わりに、回折光学素子８を動かしてもよい。この場合、光拡散素子１０を省略してもよい。光拡散素子１０を省略した場合、光拡散装置は、回折光学素子８と、回折光学素子８を動かすための駆動装置と、から構成される。
【０１１５】
また、スペックルノイズを時間的に重畳させるための手段は、上記の手段に限られない。
【０１１６】
また、上記実施形態では、スペックルノイズを時間的に重畳させない場合にも、光拡散装置を設けていたが、光拡散装置を省略してもよい。しかし、射出瞳像の強度分布を均一化するためには、光拡散素子やレンズを用いて光を拡げることが好ましい。
【０１１７】
また、上記実施形態では、赤色光用レーザー光源７Ｒと緑色光用レーザー光源７Ｇと青色光用レーザー光源７Ｂそれぞれに対して、光拡散素子および駆動装置を設けたが、これに限られない。赤色光用レーザー光源７Ｒと緑色光用レーザー光源７Ｇと青色光用レーザー光源７Ｂとに共通する一組の光拡散素子および駆動装置を設けてもよい。
【０１１８】
また、上記実施形態では、光変調装置は、赤色光用液晶ライトバルブ３Ｒと、緑色光用液晶ライトバルブ３Ｇと、青色光用液晶ライトバルブ３Ｂと、を備えていたが、これに限られない。一つの液晶ライトバルブが、赤色光と緑色光と青色光とを変調する構成でもよい。また、液晶ライトバルブの代わりに、デジタルマイクロミラーデバイスを用いてもよい。
【０１１９】
また、上記実施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光用の光源装置の全てにレーザー光源を用いたが、一部の色光用の光源装置にレーザー光源を用いてもよい。例えば単色のレーザー光源と波長変換素子とを用いて他の色光を生成する光源装置を備えたプロジェクターに本発明を適用することができる。その他、プロジェクターの各種構成要素の数、配置等については、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１，２１…プロジェクター、３Ｒ…赤色光用液晶ライトバルブ（光変調素子）、３Ｇ…緑色光用液晶ライトバルブ（光変調素子）、３Ｂ…青色光用液晶ライトバルブ（光変調素子）、７Ｒ…赤色光用レーザー光源、７Ｇ…緑色光用レーザー光源、７Ｂ…青色光用レーザー光源、１０…光拡散素子、１１…駆動装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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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４】
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【図６】
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【図１２】
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