(57)【要約】  第１の照明装置は、指向性を有する光を出射する光源と、２次元配置された複数のレンズを含むと共に光源からの出射光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系とを備える。照明対象エリアが、光源の出射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向に略平行な方向に沿って延在する辺を含む面形状を成し、第１のフライアイレンズにおけるレンズの配列の周期方向は、長軸方向または短軸方向に対して傾斜している。
2016047450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
を備え、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
照明対象エリアの面形状における第１の基準方向が、前記第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状の長軸方向または短軸方向に略平行な方向に沿って延在し、
前記第１のフライアイレンズにおける前記レンズの配列の周期方向は、前記長軸方向または前記短軸方向に対して傾斜している
照明装置。
【請求項２】
前記第１のフライアイレンズは、周縁部の一部に、一方向に沿って直線的に延在する外形基準を有する
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１のフライアイレンズは、前記レンズの周期方向が前記外形基準の延在方向に対して傾斜し、かつ前記外形基準の延在方向が前記長軸方向または前記短軸方向と略平行となるように配置されている
請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１のフライアイレンズは、前記レンズの周期方向が前記外形基準の延在方向に対して略平行または略垂直であり、かつ前記外形基準の延在方向が前記長軸方向または前記短軸方向に対して傾斜するように配置されている
請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源と前記ライトバルブとの間の光路上に、第２のフライアイレンズを更に備え、
前記第１のフライアイレンズは、前記第２のフライアイレンズよりも前記光源側に配置されている
請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１のフライアイレンズは、
光入射側および光出射側の一方または両方に複数のレンズを有し、
光入射側に前記複数のレンズを有する場合に、その光入射側のレンズの周期方向が、前記長軸方向または前記短軸方向に対して傾斜している
請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源および前記第１のフライアイレンズを内部に設置可能な筐体を更に備え、
前記第１のフライアイレンズの前記レンズの周期方向は、前記筐体の設置面に対して、傾斜している
請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第１のフライアイレンズの前記複数のレンズは、それぞれが配置された面内において正六角形の面形状を有し、かつ全体としてハニカム状に配置されている
請求項１に記載の照明装置。
【請求項９】
前記第１のフライアイレンズの前記レンズの周期方向と、前記長軸方向または前記短軸方向との傾斜角度は、０度より大きく３０度より小さい
請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記傾斜角度は１５度である
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光源は、同一のまたは異なる波長の光を発する１または複数のレーザダイオードを含む
請求項１に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記照明対象エリアの面形状は矩形状であり、
前記第１の基準方向は、前記矩形状における辺に沿った方向である
請求項１に記載の照明装置。
【請求項１３】
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
を備え、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
前記第１のフライアイレンズは、周縁部の一部に、一方向に沿って直線的に延在する外形基準を有すると共に、前記レンズの配列の周期方向が前記外形基準の延在方向に対して傾斜し、かつ前記外形基準の延在方向が前記第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向と略平行となるように配置されている
照明装置。
【請求項１４】
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
を備え、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
前記第１のフライアイレンズは、周縁部の一部に、一方向に沿って直線的に延在する外形基準を有すると共に、前記レンズの配列の周期方向が前記外形基準の延在方向と略平行または略垂直であり、かつ前記外形基準の延在方向が前記第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向に対して傾斜するように配置されている
照明装置。
【請求項１５】
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
前記光源および前記第１のフライアイレンズを内部に設置可能な筐体と
を備え、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
前記第１のフライアイレンズにおける前記レンズの配列の周期方向は、前記筐体の設置面に対して傾斜している
照明装置。
【請求項１６】
照明光学系と、
映像信号に基づいて前記照明光学系からの照明光を変調して出射するライトバルブと、
前記ライトバルブからの光を投影面に向けて投射する投射レンズと
を備え、
前記照明光学系は、
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
を有し、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
照明対象エリアの面形状における第１の基準方向が、前記第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状の長軸方向または短軸方向に略平行な方向に沿って延在し、
前記第１のフライアイレンズにおける前記レンズの配列の周期方向は、前記長軸方向または前記短軸方向に対して傾斜している
表示装置。
【請求項１７】
前記照明対象エリアは、前記ライトバルブの有効エリアである
請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記有効エリアの面形状は矩形状であり、
前記第１の基準方向は、前記矩形状における辺に沿った方向である
請求項１７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）などの固体発光素子を用いた照明装置、およびそれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスだけでなく、家庭でも、スクリーンに映像を投影するプロジェクタが広く利用されている。プロジェクタは、光源からの光をライトバルブで変調することにより画像光を生成し、スクリーンに投射して表示を行うものである（例えば、特許文献１参照）。最近では、プロジェクタの小型化が進み、手のひらサイズのものや、プロジェクタ内蔵の携帯電話機などが普及し始めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３４３２４号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、上記のようなプロジェクタ、あるいはそれに用いられる照明装置では、照射面内の明るさや色などの照度の均一性が高いことが望まれる。そこで、一般的には、フライアイレンズ等のインテグレータを用いて、照明光の輝度むらの低減（照明光の輝度の均一化）が図られる。しかしながら、このインテグレータを用いた場合であっても、照明光の輝度むらを低減しきれない（輝度分布が一様にはならない）ことがあり得るため、更なる改善が求められる。
【０００５】
したがって、照明光の輝度むらを低減することが可能な照明装置、ならびにそのような照明装置を用いた表示装置を提供することが望ましい。
【０００６】
本開示の一実施の形態に係る第１の照明装置は、光源と、２次元配置された複数のレンズを含むと共に光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系とを備えたものである。第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、照明対象エリアの面形状における第１の基準方向が、第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向に略平行な方向に沿って延在し、第１のフライアイレンズにおけるレンズの配列の周期方向は、長軸方向または短軸方向に対して傾斜している。
【０００７】
本開示の一実施の形態に係る表示装置は、照明光学系と、映像信号に基づいて照明光学系からの光を変調して出射するライトバルブと、ライトバルブからの光を投影面に向けて投射する投射レンズとを備えたものである。照明光学系は、光源と、２次元配置された複数のレンズを含むと共に光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系とを有する。第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、照明対象エリアの面形状における第１の基準方向が、第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向に略平行な方向に沿って延在し、第１のフライアイレンズにおけるレンズの配列の周期方向は、長軸方向または短軸方向に対して傾斜している。
【０００８】
本開示の一実施の形態に係る第１の照明装置および表示装置では、光源からの出射光に基づく光は、第１のフライレンズを有する均一照明光学系を通過した後、照明対象エリアを照明する。ここで、照明対象エリアの面形状における第１の基準方向が、第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向に略平行な方向に延在する。第１のフライアイレンズにおけるレンズ配列の周期方向が長軸方向または短軸方向に対して傾斜することで、第１のフライアイレンズを通過後の照明像における強度分布においてむらが低減される。
【０００９】
本開示の一実施の形態に係る第２の照明装置は、光源と、２次元配置された複数のレンズを含むと共に光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系とを備えたものである。第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、第１のフライアイレンズは、周縁部の一部に、一方向に沿って直線的に延在する外形基準を有すると共に、レンズの配列の周期方向が外形基準の延在方向に対して傾斜し、かつ外形基準の延在方向が第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向と略平行となるように配置されている。
【００１０】
本開示の一実施の形態に係る第３の照明装置は、光源と、２次元配置された複数のレンズを含むと共に光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系とを備えたものである。第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、第１のフライアイレンズは、周縁部の一部に、一方向に沿って直線的に延在する外形基準を有すると共に、レンズの配列の周期方向が外形基準の延在方向と略平行または略垂直であり、かつ外形基準の延在方向が第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向に対して傾斜するように配置されている。
【００１１】
本開示の一実施の形態に係る第４の照明装置は、光源と、２次元配置された複数のレンズを含むと共に光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と、光源および第１のフライアイレンズを内部に設置可能な筐体とを備えたものである。第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、第１のフライアイレンズのレンズの配列の周期方向は、筐体の設置面に対して傾斜している。
【００１２】
本開示の一実施の形態に係る第１ないし第４の照明装置および表示装置では、第１のフライアイレンズにおけるレンズの配列の周期方向が所定の方向に対して傾斜するようにしたので、指向性を有する光に基づく照明像において強度分布のむらを低減することができる。よって、照明光の輝度むらを低減することが可能となる。
【００１３】
なお、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の全体構成を表す構成図である。
【図２Ａ】図１に示した赤色レーザ、緑色レーザおよび青色レーザの構成の一例を表す断面図である。
【図２Ｂ】図１に示した赤色レーザ、緑色レーザおよび青色レーザの構成の一例を表す断面図である。
【図３Ａ】図１に示した赤色レーザ、緑色レーザおよび青色レーザの構成の他の例を表す断面図である。
【図３Ｂ】図１に示した赤色レーザ、緑色レーザおよび青色レーザの構成の他の例を表す断面図である。
【図３Ｃ】図１に示した赤色レーザ、緑色レーザおよび青色レーザの構成の他の例を表す断面図である。
【図４】図１に示した第１のフライアイレンズの構成を表すＸＹ平面模式図である。
【図５】図４に示した第１のフライアイレンズの配置例を表す模式図である。
【図６】第１のフライアイレンズのレンズの配列の周期方向を説明するための模式図である。
【図７】光源部、第１のフライアイレンズおよび照明対象エリアの配置について説明するための要部構成図である。
【図８】第１のフライアイレンズへの入射光の強度（輝度）分布形状を表すＸＹ平面模式図である。
【図９】比較例１に係る第１のフライアイレンズと、入射光の強度分布形状とを表すＸＹ平面模式図である。
【図１０】図９に示した第１のフライアイレンズを通過後の強度分布形状を説明するための模式図である。
【図１１Ａ】比較例１の照明像を表す模式図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示したＩ−Ｉ線における強度分布を表す特性図である。
【図１２】比較例２に係る第１のフライアイレンズと、入射光の強度分布形状とを表すＸＹ平面模式図である。
【図１３】図１２に示した第１のフライアイレンズを通過後の強度分布形状を説明するための模式図である。
【図１４Ａ】比較例２の照明像を表す模式図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示したII−II線における強度分布を表す特性図である。
【図１５】図４に示した第１のフライアイレンズを通過後の強度分布形状を説明するための模式図である。
【図１６Ａ】図１５に示した照明像を表す模式図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示したIII−III線における強度分布を表す特性図である。
【図１７】比較例３に係る第１のフライアイレンズと、入射光の強度分布形状とを表すＸＹ平面模式図である。
【図１８Ａ】図１７に示した強度分布形状による作用を説明するための模式図である。
【図１８Ｂ】図８に示した強度分布形状による作用，効果を説明するための模式図である。
【図１９Ａ】図１７に示した強度分布形状が形成される場合の光学部品の有効径について説明するための模式図である。
【図１９Ｂ】図８に示した強度分布形状が形成される場合の光学部品の有効径について説明するための模式図である。
【図２０】比較例４に係る第１のフライアイレンズの構成を表すＸＹ平面模式図である。
【図２１】本開示の第２の実施の形態に係る第１のフライアイレンズの構成を表す平面模式図である。
【図２２】図２１に示した第１のフライアイレンズと、入射光の強度分布形状とを表すＸＹ平面模式図である。
【図２３】変形例１に係る第１のフライアイレンズと、入射光の強度分布形状とを表すＸＹ平面模式図である。
【図２４】変形例２に係る第１のフライアイレンズと、入射光の強度分布形状とを表すＸＹ平面模式図である。
【図２５】図２４に示した第１のフライアイレンズを通過後の強度分布形状を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（フライアイレンズのレンズ配列が所定の方向から傾斜するように構成されている投射型の表示装置の例）
２．第２の実施の形態（フライアイレンズの傾斜配置の他の例）
３．変形例１（フライアイレンズを垂直面に対して設置した例）
４．変形例２（フライアイレンズの各レンズ形状が矩形状の場合の例）
【００１６】
＜第１の実施の形態＞
［構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る表示装置（表示装置）の全体構成の一例を示している。表示装置１は、映像を壁やスクリーン等に例えば拡大投射するプロジェクタである。
【００１７】
この表示装置１は、例えば、照明光学系１０と、ライトバルブ２１と、偏光分離素子としての偏光ビームスプリッタ２３と、投射レンズ２４と、照明制御部２９とを備えている。なお、以下の説明では、光軸Ｚ１に沿った方向をＺ方向（Ｚ軸方向）とし、Ｚ方向に直交する面内において水平方向をＸ方向（Ｘ軸方向）、垂直方向をＹ方向（Ｙ軸方向）とする。
【００１８】
照明光学系１０は、照明光Ｌ１を出射し、任意のエリア（後述の照明対象エリアＳａ）を照明するものである。本実施の形態では、照明光学系１０は、照明光Ｌ１を偏光ビームスプリッタ２３に向けて出射し、照明対象エリアＳａとしてライトバルブ２１の有効エリアを照明する。この照明光学系１０は、光源部１１として、例えば、青色レーザ１１Ｂと、緑色レーザ１１Ｇと、赤色レーザ１１Ｒと、第１のカップリングレンズ１２Ｂと、第２のカップリングレンズ１２Ｇと、第３のカップリングレンズ１２Ｒと、第１のダイクロイックミラー１３１と、第２のダイクロイックミラー１３２とを備えている。照明光学系１０はまた、駆動光学素子１４と、ミラー１８と、第１のフライアイレンズ１５１と、第２のフライアイレンズ１５２と、第１のコンデンサレンズ１６１と、第２のコンデンサレンズ１６２と、第３のコンデンサレンズ１６３と、第４のコンデンサレンズ１６４とを備えている。この照明光学系１０が、本開示の「照明装置」の一具体例に相当する。
【００１９】
青色レーザ１１Ｂは、例えば波長４５０ｎｍ程度の青色レーザ光を発するレーザ光源である。緑色レーザ１１Ｇは、例えば波長５２０ｎｍ程度の緑色レーザ光を発するレーザ光源である。赤色レーザ１１Ｒは、例えば波長６４０ｎｍ程度の赤色レーザ光を発するレーザ光源である。なお、ここでは、光源の一例としてレーザダイオード（ＬＤ）を例に挙げるが、これに限らず、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）または有機電界発光素子（ＯＬＥＤ）などの他の固体発光素子が用いられてもよいし、これらのうちの２種以上の固体発光素子が用いられてもよい。これらの青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒの出射光は、指向性を有し、その強度分布（光軸に直交する面内における強度分布。以下、単に強度分布という）の形状は、非等方的となる。ここでは、光源部１１にレーザ光源を用い、出射光の強度分布の形状、いわゆるファーフィールドパターン（ＦＦＰ）の形状が楕円状である場合を例に挙げて説明する。但し、以下に説明する技術内容は、僅かでも指向性をもつ光（等方的でない光）を発する光源に対して広く適用可能である。一例としては、ＬＥＤあるいはＬＤとその出射光により励起される蛍光体とを用いた光源、非線形光学結晶による高次高調波を用いた光源などが挙げられる。出射光の強度分布形状は、楕円状に限らず、相対的に長い軸方向および短い軸方向をもつような（等方的でない）、他の形状であってもよい。また、光源から出射される光そのものが指向性を持たない（等方的な強度分布を有する）ものであってもよい。光源から出射した光は、光源と均一照明光学系との間に配置される他の光学部材（例えば、アナモレンズ、回折素子など）を通過することにより、強度分布が等方的でなくなる場合があるからである。即ち、本開示内容は、均一照明光学系のフライアイレンズ（ここでは第１のフライアイレンズ１５１）に入射する光の強度分布が指向性をもつ場合に有効なものであり、光源の種類は限定されるものではない。但し、レーザ光のように、直交する２軸方向に沿って互いに異なる強度分布を有するような光を発する光源を用いる場合に特に有効であり、均一化のメリットが大きい。
【００２０】
図２Ａおよび図２Ｂは、青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒの各構成の一例を示したものである。青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒは、それぞれ、複数のチップ１１２Ａを含んで構成されている。
【００２１】
チップ１１２Ａは、例えば、所定の波長の光を発する端面発光型のレーザダイオードからなり、単一の発光スポット１１２Ｂを有している。複数のチップ１１２Ａから発せられる光の波長は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。これらの複数のチップ１１２Ａは、例えば、ステム１１３とキャップ１１４とによって囲まれた空間に、Ｘ方向に沿って配置されている。チップ１１２Ａの数は、青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒ同士の間で、異なっていても同じであってもよい。
【００２２】
ステム１１３は、キャップ１１４と共にチップ１１２Ａを封止するものであり、例えば、サブマウント１１５を支持する支持基板１１３Ａと、支持基板１１３Ａの裏面に配置された外枠基板１１３Ｂと、複数の接続端子１１３Ｃとを有している。
【００２３】
サブマウント１１５は導電性および放熱性を有する材料からなる。支持基板１１３Ａおよび外枠基板１１３Ｂは、それぞれ、導電性および放熱性を有する基材に、１または複数の絶縁性のスルーホールと、１または複数の導電性のスルーホールとが形成されたものである。支持基板１１３Ａおよび外枠基板１１３Ｂは、例えば、円板形状となっており、双方の中心軸（図示せず）が互いに重なり合うように積層されている。外枠基板１１３Ｂの直径は、支持基板１１３Ａの直径よりも大きくなっている。外枠基板１１３Ｂの外縁は、外枠基板１１３Ｂの中心軸を法線とする面内において外枠基板１１３Ｂの中心軸から放射方向に張り出した環状のフランジとなっている。フランジは、製造過程においてキャップ１１４を支持基板１１３Ａに嵌合させるときの基準位置を規定する役割を有している。
【００２４】
複数の接続端子１１３Ｃの少なくとも１つの端子（以下、便宜的に「端子α」とする）は、個々のチップ１１２Ａの電極（図示せず）に１つずつ電気的に接続されている。端子αは、例えば、一端が外枠基板１１３Ｂから長く突出しており、他端は支持基板１１３Ａから短く突出すると共に、ワイヤ１１６を介して個々のチップ１１２Ａと電気的に接続されている。また、複数の接続端子１１３Ｃのうちの端子α以外の端子（以下、便宜的に「端子β」とする）は、全てのチップ１１２Ａの他の電極（図示せず）に電気的に接続されている。端子βは、例えば、一端が外枠基板１１３Ｂから長く突出しており、他端は支持基板１１３Ａ内に埋め込まれると共に、支持基板１１３Ａおよびサブマウント１１５を介して全てのチップ１１２Ａと電気的に接続されている。各接続端子１１３Ｃのうち外枠基板１１３から長く突出している部分は、例えば基板などに嵌め込まれる部分に相当する。端子αは、支持基板１１３Ａおよび外枠基板１１３Ｂに設けられた絶縁性のスルーホールによって支持されており、そのスルーホールによって支持基板１１３Ａおよび外枠基板１１３Ｂから絶縁分離されている。さらに、個々の端子αは、上記の絶縁部材によって互いに絶縁分離されている。一方、端子βは、支持基板１１３Ａおよび外枠基板１１３Ｂに設けられた導電性のスルーホールによって支持されており、そのスルーホールと電気的に接続されている。
【００２５】
キャップ１１４は、例えば、上端および下端に開口が設けられた筒部１１４Ａを有している。筒部１１４Ａの下端が、例えば、支持基板１１３Ａの側面に接しており、筒部１１４Ａの内部空間に、チップ１１２Ａが配置される。キャップ１１４は、筒部１１４Ａの上端側の開口を塞ぐようにして配置された光透過窓１１４Ｂを有している。光透過窓１１４Ｂは、複数のチップ１１２Ａの光射出面に対向するように配置されており、各チップ１１２Ａから出力された光を透過する機能を有している。
【００２６】
図３Ａおよび図３Ｂは、青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒの各構成の他の例を示したものである。青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒは、上記のように複数のチップ１１２Ａを含んで構成されていてもよいが、単一のチップ１１２Ａを含んで構成されていてもよい。また、図３Ｃに示したように、１つのチップ１１２Ａがモノリシック構造を有していてもよく、この場合には、複数（ここでは２つ）の発光スポット１１２Ｂが形成される。
【００２７】
これらの青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒは、光源部１１からの出射光（青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒの各出射光に基づく光）の強度分布形状（光軸Ｚ１に直交する面内における強度分布形状）の長軸方向および短軸方向が、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して略平行または略垂直になるように配置されている。以下の説明では、光源部１１からの出射光（即ち、第１のフライアイレンズ１５１への入射光）の強度分布形状の長軸方向（ＡL）がＹ軸方向に略平行で、短軸方向（ＡS）がＸ軸方向に略平行である場合を例に挙げて説明するが、これとは逆に、長軸方向（ＡL）がＸ軸方向に略平行で、短軸方向（ＡS）がＹ軸方向に略平行であってもよい。
【００２８】
照明制御部２９は、例えば青色レーザ１１Ｂ、緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒの発光制御を行うものである。照明制御部２９は例えば、これらの青色レーザ１１Ｂ、緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒをそれぞれフィールドシーケンシャル方式で発光制御するようになっている。
【００２９】
第２のカップリングレンズ１２Ｇは、緑色レーザ１１Ｇから出射された緑色レーザ光をコリメートして（平行光として）、第１のダイクロイックミラー１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。同様に、第１のカップリングレンズ１２Ｂは、青色レーザ１１Ｂから出射された青色レーザ光をコリメートして、第１のダイクロイックミラー１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。また、第３のカップリングレンズ１２Ｒは、赤色レーザ１１Ｒから出射された赤色レーザ光をコリメートして、第２のダイクロイックミラー１３２と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。なお、これらのカップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって、入射した各レーザ光をコリメートする（平行光にする）ことが好ましい。
【００３０】
第１のダイクロイックミラー１３１は、第１のカップリングレンズ１２Ｂを介して入射された青色レーザ光を選択的に透過させる一方、第２のカップリングレンズ１２Ｇを介して入射された緑色レーザ光を選択的に反射させるミラーである。第２のダイクロイックミラー１３２は、第１のダイクロイックミラー１３１から出射された青色レーザ光および緑色レーザ光を選択的に透過させる一方、第３のカップリングレンズ１２Ｒを介して入射された赤色レーザ光を選択的に反射させるミラーである。これにより、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光に対する色合成（光路合成）がなされるようになっている。
【００３１】
駆動光学素子１４は、照明光Ｌ１におけるスペックルノイズおよび干渉縞を低減するための光学素子であり、第１のコンデンサレンズ１６１と第２のコンデンサレンズ１６２との間の光路上に配置されている。駆動光学素子１４は、例えば光軸に沿った方向や、光軸に対して垂直方向に微小振動することで、通過する光束の状態を変化させ、照明光Ｌ１におけるスペックルノイズおよび干渉縞を低減させることが可能となっている。
【００３２】
第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２はそれぞれ、基板上に複数のレンズが２次元配置された光学部材（インテグレータ）であり、複数のレンズの配列に応じて入射光束を空間的に分割し、各レンズへの入射光束を重ね合わせて、出射させるものである。第１のフライアイレンズ１５１は、第２のダイクロイックミラー１３２と第１のコンデンサレンズ１６１との間の光路上に配置されている。第２のフライアイレンズ１５２は、第２のコンデンサレンズ１６２と第３のコンデンサレンズ１６３との間の光路上に配置されている。第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２によって、照明光Ｌ１の面内の光量分布の均一化が図られる。これらの第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２ではそれぞれ、光入射側と光出射側との各面に複数のレンズ（レンズアレイ）が形成されている。但し、第１のフライアイレンズ１５１，第２のフライアイレンズ１５２は、それぞれ光入射側あるいは光出射側のいずれかの面に複数のレンズが形成されたものであっても構わない。
【００３３】
これらの第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２が、本開示の「均一照明光学系」の一具体例に相当する。本実施の形態では、詳細は後述するが、これらのうち、光源側に配置された第１のフライアイレンズ１５１が、レンズ配列の周期方向が所定の角度傾斜するように、配置されている。
【００３４】
ミラー１８は、第１のコンデンサレンズ１６１と駆動光学素子１４との間の光路上に配置されている。第１のコンデンサレンズ１６１は、第１のフライアイレンズ１５１からの出射光を集光し、ミラー１８を介して駆動光学素子１４へ入射させるためのレンズである。第２のコンデンサレンズ１６２は、駆動光学素子１４からの出射光を集光し、第２のフライアイレンズ１５２へ入射させるためのレンズである。
【００３５】
第３のコンデンサレンズ１６３および第４のコンデンサレンズ１６４は、第２のフライアイレンズ１５２からの出射光を集光し、照明光Ｌ１として出射させるためのレンズである。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ２３は、例えば光学機能膜が各面にコーティングされた複数のプリズムを貼り合わせたものであり、入射した光を第１の偏光成分（例えばＳ偏光成分）と第２の偏光成分（例えばＰ偏光成分）とに分離し、それぞれを互いに異なる方向に出射する偏光分離素子である。この偏光ビームスプリッタ２３は、例えばＳ偏光成分を選択的に反射し、ｐ偏光成分を選択的に透過するように構成されている。なお、偏光ビームスプリッタ２３に代えて、他の偏光分離素子、例えばワイヤーグリッドあるいは偏光フィルムなどが用いられてもよい。
【００３７】
偏光ビームスプリッタ２３では、入射した照明光Ｌ１のうちの例えばＳ偏光成分のほぼすべてを反射してライトバルブ２１へ向けて出射する。このＳ偏光成分は、ライトバルブ２１において変調（回転）され、Ｐ偏光成分の変調光となって偏光ビームスプリッタ２３へ再び入射する。このＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ２３を透過した後、投射レンズ２４を介してスクリーン３０の投影面３０Ａ上に投射される。
【００３８】
ライトバルブ２１は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の反射型の液晶素子である。ライトバルブ２１は例えば、偏光ビームスプリッタ２３を介して入射された、照明光Ｌ１に含まれる第１の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を映像信号に基づいて変調するものである。ライトバルブ２１はまた、その変調光を、偏光ビームスプリッタ２３を介して投射レンズ２４に向けて出射するようになっている。ライトバルブ２１からは、入射時とは偏光状態が回転された変調光として出射される。なお、ライトバルブ２１では、入射したＳ偏光成分をそのままの偏光状態で偏光ビームスプリッタ２３に戻すことで黒表示を行うことが可能である。このライトバルブ２１の有効エリア（照明対象エリアＳａ）における第１の基準方向は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に略平行な方向に沿って延在している。ここでは、ライトバルブ２１の有効エリアの面形状は矩形状であり、第１の基準方向は矩形状の辺に沿った方向となっている。具体的には、矩形状の長辺がＸ軸方向に略平行で、短辺がＹ軸方向に略平行となっている。
【００３９】
投射レンズ２４は、偏光ビームスプリッタ２３を介して入射されたライトバルブ２１からの変調光を、スクリーン３０の投影面３０Ａ上に投射するものである。
【００４０】
（第１のフライアイレンズの構成および配置）
図４は、第１のフライアイレンズ１５１のＸＹ平面構成を表したものである。このように、第１のフライアイレンズ１５１では、少なくとも一面（例えば光入射面）に、複数のレンズ１５１ａが２次元配置されている。レンズ１５１ａの面形状（ＸＹ平面形状）は、例えば正六角形である。この正六角形状のレンズ１５１ａが、ＸＹ平面上に敷き詰めて配置され、即ち全体としてハニカム状に配置されている。このような配置とすることで、入射光束の重ね合わせの効果を高め、第２フライアイレンズ１５２への入射光の輝度分布を均一化し易くなる。但し、レンズ１５１ａの面形状は、このような正六角形に限定されるものではなく、他の形状、例えば正方形状、矩形状（後述）あるいは正三角形状などであってもよい。なお、図４に示したレンズ１５１ａの個数や配列は説明のため簡略化して示したものであり、レンズ１５１ａの個数や配列は図示したものに限定されず、これと異なっていてもよい。
【００４１】
このような第１のフライアイレンズ１５１では、レンズ１５１ａの配列の周期方向Ａ１が、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に対して傾斜している（例えば、Ｘ軸方向に対して傾斜角θ11で傾斜している）。ここで、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇおよび赤色レーザ１１Ｒの出射光の強度分布形状（光源像）における長軸方向（ＡL）および短軸方向（ＡS）に一致する。また、照明対象エリアＳａとしてのライトバルブ２１の有効エリアの面形状は、長軸方向ＡLまたは短軸方向ＡSに略平行な方向（第１の基準方向）に沿って延在する辺（ここでは、短辺および長辺）を有する面形状（ここでは、矩形状）となっている。
【００４２】
第１のフライアイレンズ１５１は、周縁部の一部に、直線状に延在する基準（外形基準ＰSTD）を有している。本実施の形態では、光軸Ｚ１に直交する面内において、周期方向Ａ１が、外形基準ＰSTDの延在方向に対して所定の角度（傾斜角θ11）傾斜するように、複数のレンズ１５１ａが形成されている。外形基準ＰSTDの延在方向は、ここでは短軸方向ＡS（Ｘ軸方向）に略平行である。第１のフライアイレンズ１５１は、例えば図５に示したように、外形基準ＰSTDが保持部材１７に沿うように保持されている。第１のフライアイレンズ１５１は、この保持部材１７によって保持された状態で、筐体１８に設置されている。換言すると、第１のフライアイレンズ１５１におけるレンズ１５１ａの周期方向Ａ１は、筐体１８の設置面１８ａに対して傾斜している。保持部材１７は、第１のフライアイレンズ１５１のみを保持するものであってもよいし、第１のフライアイレンズ１５１を含む複数の光学部品を光軸方向に沿って並べて保持可能なものであってもよい。
【００４３】
ここで、レンズ１５１ａの周期方向Ａ１について説明する。レンズ１５１ａの配列の周期方向Ａ１は、隣り合うレンズ１５１ａ同士の間隔が最小となる方向とする。レンズ１５１ａの面形状が正六角形の場合、図６に示したように、計３つの周期方向Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３が存在する。このように複数の周期方向が存在する場合には、Ｘ軸方向（短軸方向ＡS）またはＹ軸方向（長軸方向ＡL）との成す角（傾斜角）が最小となる周期方向を、「周期方向Ａ１」とする。ここでは、例えばθ11≦θ12≦θ13であり、周期方向Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３のうちＸ軸方向との成す角が最小となる周期方向Ａ１１を、周期方向Ａ１と設定することができる。
【００４４】
図７に、表示装置１の配置構成例について示す。但し、図７では、簡便化のため、表示装置１の要部のみを示し、一部の光学部品を省略している。このように、光軸Ｚ１に沿って光源部１１と、第１のフライアイレンズ１５１と、照明対象物としてのライトバルブ２１とが配置されている。
【００４５】
青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇ，赤色レーザ１１Ｒからの出射光（合成光）に基づく光は、第１のフライアイレンズ１５１の光入射面において、例えば楕円状の強度（輝度）分布形状ＳＬ1を示す（楕円状のファーフィールドパターン（ＦＦＰ）が形成される）。この強度分布形状ＳＬ1では、例えばその短軸方向ＡSがＸ軸方向に略平行で、長軸方向ＡLがＹ軸方向に略平行となっている。詳細には、青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇ，赤色レーザ１１Ｒは、強度分布形状ＳＬ1における短軸方向ＡSがＸ軸方向に略平行で、長軸方向ＡLがＹ軸方向に略平行となるように、それぞれ光軸上に配置されている。
【００４６】
他方、ライトバルブ２１では、照明対象エリアＳａとして、矩形状の有効エリアを有する。ライトバルブ２１は、その有効エリアの矩形状の長辺がＸ軸方向に略平行で、短辺がＹ軸方向に略平行となるように光軸上に配置されている。
【００４７】
これに対し、第１のフライアイレンズ１５１は、上記のようにレンズ１５１ａの配列の周期方向Ａ１が短軸方向ＡS（Ｘ軸方向）に対して傾斜するように配置されている。このように、本実施の形態では、光源部１１からの出射光（第１のフライアイレンズ１５１への入射光）の強度分布形状ＳＬ1の長軸方向ＡLおよび短軸方向ＡSと、照明対象エリアＳａの短辺および長辺とが略平行である。この一方で、第１のフライアイレンズ１５１における周期方向Ａ１は、長軸方向ＡLまたは短軸方向ＡSに対して傾斜している。詳細には、光源部１１、第１のフライアイレンズ１５１およびライトバルブ２１の中で、第１のフライアイレンズ１５１のレンズ１５１ａの２次元配列のみが、光軸Ｚ１まわりに所定の角度（傾斜角θ11）回転した状態となっている。
【００４８】
ここで、傾斜角θ11は、レンズ１５１ａの面形状が正六角形の場合、例えば０度より大きく３０度より小さく、具体的には１５度であることが望ましい。傾斜角θ11が１５度である場合に、第１のフライアイレンズ１５１による光の重畳効果（重ね合わせの効果）が最大となり、照明光Ｌ１における面内強度分布（面内照度分布）のむらを効果的に低減することができるためである。
【００４９】
［作用、効果］
表示装置１では、光源部１１からの出射光（レーザ光）は、均一照明光学系（第１のフライアイレンズ１５１，第２のフライアイレンズ１５２）により、面内強度分布の均一化が図られ、照明光Ｌ１として照明光学系１０から出射する。この照明光Ｌ１の一部（例えばＳ偏光成分）が偏光ビームスプリッタ２３を介してライトバルブ２１に入射され、ライトバルブ２１において、外部から入力された映像信号に基づいて変調される。この変調光は、例えばＰ偏光成分となってライトバルブ２１を出射した後、偏光ビームスプリッタ２３を通過して投射レンズ２４へ入射する。これにより、投射レンズ２４によって映像がスクリーン３０の投影面３０Ａ上に映し出される。このようにして表示装置１では、映像表示が行われる。
【００５０】
ここで、本実施の形態では、第１のフライアイレンズ１５１におけるレンズ１５１ａの周期方向Ａ１が長軸方向ＡSまたは短軸方向ＡSに対して傾斜していることが特徴である。具体的には、第１のフライアイレンズ１５１は、レンズ１５１ａの周期方向Ａ１が外形基準ＰSTDの延在方向に対して傾斜するように構成されている。この一方で、第１のフライアイレンズ１５１への入射光の強度分布形状ＳＬ1の長軸方向ＡLおよび短軸方向ＡSと、ライトバルブ２１の矩形状の短辺および長辺とは、略平行である。これにより、図８に示したように、第１のフライアイレンズ１５１の光入射面上に形成される強度分布形状ＳＬ1は、選択的な複数のレンズ１５１ａ（レンズ１５１ａ１，１５１ａ２，１５１ａ３，１５１ａ４，１５１ａ５）に跨って形成される。
【００５１】
（比較例）
図９は、本実施の形態の比較例１に係る第１のフライアイレンズの構成例を強度分布形状ＳＬ1と共に模式的に表したものである。比較例１では、本実施の形態と異なり、第１のフライアイレンズにおけるレンズ１５１ｂの配列の周期方向Ａ１００が、強度分布形状ＳＬ1の長軸方向ＡLに略平行となっている。即ち、周期方向Ａ１００の、強度分布形状ＳＬ1の長軸方向ＡLに対する傾斜角度は０度である。なお、短軸方向ＡSを基準にした場合、周期方向との傾斜角度は３０度となる。
【００５２】
比較例１の第１のフライアイレンズでは、強度分布形状ＳＬ1が、選択的な複数のレンズ１５１ｂ（レンズ１５１ｂ１〜１５１ｂ５）に跨って形成される。このため、図１０に模式的に示したように、第１のフライアイレンズを通過後の光の強度分布形状（照明像ＳＬ100）は、レンズ１５１ｂ１〜１５１ｂ５のそれぞれに入射した光束を重ね合わせたものに相当する。この結果、比較例１では、照明像ＳＬ100における強度分布が、面内の局所的な部分（例えば、中央付近）に偏る。また、この照明像ＳＬ100は、図１１Ａに示したＩ−Ｉ線における矢視断面でみると、図１１Ｂに示したような不均一な分布を示す。このように、強度分布形状ＳＬ1の長軸方向ＡLに対する傾斜角度が０度である場合、第１のフライアイレンズによる重畳効果は不十分となる。
【００５３】
図１２は、本実施の形態の比較例２に係る第１のフライアイレンズの構成例を強度分布形状ＳＬ1と共に模式的に表したものである。比較例２では、本実施の形態と異なり、第１のフライアイレンズにおけるレンズ１５１ｃの配列の周期方向Ａ１０１が、強度分布形状ＳＬ1の短軸方向ＡSに略平行となっている。即ち、周期方向Ａ１０１の、強度分布形状ＳＬ1の短軸方向ＡSに対する傾斜角度は０度である（長軸方向ＡLに対する傾斜角度は３０度である）。
【００５４】
比較例２の第１のフライアイレンズでは、強度分布形状ＳＬ1が、選択的な複数のレンズ１５１ｃ（レンズ１５１ｃ１〜１５１ｃ７）に跨って形成される。このため、図１３に模式的に示したように、第１のフライアイレンズを通過後の光の強度分布形状（照明像ＳＬ101）は、レンズ１５１ｃ１〜１５１ｃ７のそれぞれに入射した光束を重ね合わせたものに相当する。この結果、比較例２では、照明像ＳＬ101における強度分布が、面内の局所的な部分に偏る。また、この照明像ＳＬ101は、図１４Ａに示したII−II線における矢視断面でみると、図１４Ｂに示したような不均一な分布を示す。このように、強度分布形状ＳＬ1の短軸方向ＡSに対する傾斜角度が０度である場合にも、第１フライアイレンズによる重畳効果は十分ではない。
【００５５】
これに対し、本実施の形態では、図１５に模式的に示したように、第１のフライアイレンズ１５１を通過後の光の強度分布形状（照明像ＳＬ2）は、図８におけるレンズ１５１ａ１〜１５１ａ５への入射光束を重ね合わせたものに相当する。この結果、本実施の形態では、比較例１，２とは異なり、照明像ＳＬ2における強度分布の偏りが生じにくく、強度むら（照度むら）が低減される。また、この照明像ＳＬ2は、図１６Ａに示したIII−III線における矢視断面でみると、図１６Ｂに示したような略均一な分布を示す。なお、これは、傾斜角θ11を１５度とした場合の分布である。
【００５６】
このように、第１のフライアイレンズ１５１におけるレンズ１５１ａの周期方向Ａ１を所定の方向から傾斜させることにより、光源部１１からの出射光が、例えばレーザ光などの指向性をもつ光である場合にも、照明光Ｌ１における強度分布のむらが低減される。
【００５７】
（レンズ傾斜配置によるメリット）
ここで、本実施の形態の比較例３として、図１７に、第１のフライアイレンズ１００と、光源部１１からの出射光（第１のフライアイレンズ１００への入射光）の強度分布形状ＳＬ3とのＸＹ平面構成について示す。このように、比較例３では、第１のフライアイレンズ１００のレンズ１００ａの配列の周期方向Ａ１０２はＸ軸方向と略平行であるのに対し、強度分布形状ＳＬ3の長軸方向ＡLおよび短軸方向ＡSが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向から傾斜している。この比較例の配置構成は、光源部１１における各レーザ光源（青色レーザ１１Ｂ，緑色レーザ１１Ｇ，赤色レーザ１１Ｒ）を、光軸まわりに回転させた状態で配置することで実現可能である。この比較例３においても、本実施の形態と同様の重畳効果を得ることができる。つまり、第１のフライアイレンズに入射する光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向に対して、レンズ配列の周期方向が、相対的に傾斜していれば、上述したような重畳効果を得て、照明像における強度分布のむらを低減することができる。
【００５８】
しかしながら、比較例３のように光源部１１の各レーザ光源を光軸まわりに回転させて配置した場合、例えば図１８Ａに示したように、強度分布形状ＳＬ3において、各レーザ光源の偏光方向ＬDPが、例えばＳ偏光成分と一致せず、偏光ビームスプリッタ２３における反射光（Ｓ偏光成分）に僅かにＰ偏光成分が混じってしまう。つまり、偏光ビームスプリッタ２３への入射偏光比が悪くなる。この結果、表示画質におけるコントラスト比が低下する。
【００５９】
これに対し、本実施の形態のように、光源部１１の各レーザ光源の配置を変えることなく、第１のフライアイレンズ１５１のレンズ１５１ａの周期方向Ａ１を傾斜させた場合には、例えば図１８Ｂに示したように、強度分布形状ＳＬ1において、各レーザ光源の偏光方向ＬDPが、例えばＳ偏光成分と一致し、偏光ビームスプリッタ２３へＰ偏光成分が入射しにくい。つまり、偏光ビームスプリッタ２３への入射偏光比が改善され、この結果、表示画質において良好なコントラスト比を得ることができる。
【００６０】
また、上記の比較例３では、レーザ光源そのものを回転させ、光源部１１からの出射光の強度分布形状ＳＬ3をＸ軸方向およびＹ軸方向から傾斜させた配置であるため、例えば図１９Ａに示したように、強度分布形状ＳＬ3の投影面積を確保するための光学的な有効領域（有効径）Ｅ１００が比較的大きくなり易い。この結果、光学部品（例えば、光路合成部品）のサイズが大きくなってしまう。
【００６１】
これに対し、本実施の形態では、レンズ１５１ａの傾斜配置によって、レーザ光源そのものを回転させる必要がない。このため、例えば図１９Ｂに示したように、強度分布形状ＳＬ1の投影面積を確保するための光学的な有効領域（有効径）Ｅ１は比較的小さくなる。この結果、光学部品（例えば、光路合成部品）のサイズを小さくすることができ、光学系の小型化に有利となる。
【００６２】
なお、上述したような重畳効果を得るために、例えば図２０に示した比較例４の第１のフライアイレンズ１０１を用いることもできる。この第１のフライアイレンズ１０１では、レンズ１０１ａの位置が、行単位または列単位で、Ｙ軸方向またはＸ軸方向に沿って（ここでは、Ｙ軸方向に沿って列単位で）シフトした構成となっている。ところが、このようなレンズ配列を有する第１のフライアイレンズ１０１は、製造が非常に困難である。具体的には、第１のフライアイレンズ１０１は、例えば射出成型により製造することができるが、その射出成型に用いる金型は、次のようにして作製される。即ち、図２０のＹ方向に沿った１列分に相当するレンズアレイの金型を、複数個（例えば５列分）、切削などによって作製したのち、それらの５列分の金型を位置合わせして組み付けることで、図２０に示したような構成の第１のフライアイレンズ１０１の金型を形成する。このため、金型作製にコストがかかると共に、精度が出にくい。あるいは、一括して（一度に）金型を形成する手法もあるが、その場合には、レンズ１０１ａの面形状が完全な矩形状にならない（図２０の一点鎖線部拡大図）。
【００６３】
以上のように本実施の形態では、第１のフライアイレンズ１５１におけるレンズ１５１ａの配列の周期方向Ａ１が、強度分布形状ＳＬ1の長軸方向ＡLまたは短軸方向ＡSに対して傾斜するようにしたので、指向性を有する光に基づく照明像において強度分布のむらを低減することができる。よって、照明光の輝度むらを低減することが可能となる。
【００６４】
以下、本開示の他の実施の形態および変形例について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００６５】
＜第２の実施の形態＞
図２１は、本開示の第２の実施の形態に係る第１のフライアイレンズ（第１のフライアイレンズ１５３）の構成を表すものである。上記第１の実施の形態では、第１のフライアイレンズ１５１のレンズ１５１ａの周期方向Ａ１が外形基準ＰSTDの延在方向（Ｘ軸方向）に対して傾斜する場合について説明したが、レンズの周期方向は外形基準ＰSTDの延在方向に対して傾斜していなくともよい。具体的には、図２１に示した第１のフライアイレンズ１５３のように、レンズ１５３ａの配列の周期方向Ａ２が、外形基準ＰSTDの延在方向に対して略平行または略垂直（ここでは略平行）となっていてもよい。
【００６６】
但し、本実施の形態では、第１のフライアイレンズ１５３は、上記第１の実施の形態と異なり、例えば図２２に示したように、保持部材１７によって短軸方向ＡS（Ｘ軸方向）から所定の角度（傾斜角θ2）傾斜した状態で配置されている。なお、本実施の形態では、この第１のフライアイレンズ１５３の構成および配置において上記第１の実施の形態と異なり、光源部１１およびライトバルブ２１を含む他の光学部品の構成および配置は、上記第１の実施の形態と同様である。つまり、本実施の形態においても、第１のフライアイレンズ１５３への入射光（光源部１１からの出射光）の強度分布形状ＳＬ1の長軸方向ＡLおよび短軸方向ＡSは、Ｘ軸方向またはＹ軸方向と一致している。また、これらの長軸方向ＡLおよび短軸方向ＡSと、照明対象エリアＳａとしてのライトバルブ２１の有効エリアの矩形状の短辺および長辺とは、それぞれ略平行となっている。
【００６７】
このような配置構成により、レンズ１５３ａの周期方向Ａ２が長軸方向ＡLまたは短軸方向ＡSに対して傾斜していてもよい。換言すると、第１のフライアイレンズ１５３のレンズ１５３ａの周期方向Ａ２は、筐体１８の設置面１８ａに対して傾斜した状態で配置されている。また、傾斜角θ2は、上記第１の実施の形態における傾斜角θ11と同様、レンズ１５３ａの面形状が正六角形である場合には、例えば０度より大きく３０度より小さくなっており、具体的には１５度であることが望ましい。
【００６８】
本実施の形態では、第１のフライアイレンズ１５３におけるレンズ１５３ａの配列の周期方向Ａ２が外形基準ＰSTDの延在方向と略平行または略垂直であり、かつ外形基準ＰSTDの延在方向が強度分布形状ＳＬ1における長軸方向ＡLまたは短軸方向ＡSに対して傾斜するように配置されている。これにより、上記第１の実施の形態と同様、第１のフライアイレンズ１５３による重畳効果が効果的に得られ、上記第１の実施の形態と同等の効果を実現可能である。
【００６９】
＜変形例１＞
図２３は、変形例１に係る第１のフライアイレンズの配置例を表す模式図である。上記第１の実施の形態では、第１のフライアイレンズ１５１が、外形基準ＰSTDの延在方向がＸ軸方向に沿うように水平面（ＸＺ平面）上に配置された例を挙げたが、本変形例のようにＹ軸方向に沿うように垂直面（ＹＺ平面）上に配置されてもよい。また、本変形例では、第１のフライアイレンズ１５１のレンズ１５１ａの周期方向Ａ３が、短軸方向ＡS（Ｘ軸方向）に対して所定の角度（傾斜角θ3）傾斜しており、この短軸方向ＡSと外形基準ＰSTDの延在方向と略垂直となっている。傾斜角θ3は、上記第１の実施の形態における傾斜角θ11と同様、レンズ１５３ａの面形状が正六角形である場合には、例えば０度より大きく３０度より小さくなっており、具体的には１５度であることが望ましい。
【００７０】
本変形例においても、第１のフライアイレンズ１５１の周期方向Ａ３が、強度分布形状ＳＬ1における長軸方向ＡLまたは短軸方向ＡSに対して傾斜することで、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【００７１】
＜変形例２＞
図２４は、変形例２に係る第１のフライアイレンズ（第１のフライアイレンズ１５４）と、入射光の強度分布形状とを表すＸＹ平面模式図である。本変形例の第１のフライアイレンズ１５４は、上記第１の実施の形態と同様、基板の少なくとも一面上に２次元配置された複数のレンズ１５４ａを有している。また、レンズ１５４ａの周期方向Ａ３は、長軸方向ＡLまたは短軸方向ＡSに対して傾斜している。但し、本変形例では、各レンズ１５４ａの面形状が、矩形状である。この場合にも、図２５に模式的に示したように、第１のフライアイレンズ１５４の通過後（光束重ね合わせ後）の光の強度分布形状ＳＬ3において、輝度むらを低減することができる。このように、第１のフライアイレンズ１５４のレンズ１５４ａの面形状は、矩形状であっても構わない。
【００７２】
以上、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本開示は上述の実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、第１のフライアイレンズとして、周縁部に所定の外形基準を有するものを例示したが、第１のフライアイレンズは、そのような外形基準を有していなくともよい。レンズの配列の周期方向が、光源部からの出射光の強度分布形状の長軸方向または短軸方向に対して傾斜するように構成されていれば、本開示の効果を得ることができる。
【００７３】
また、上記実施の形態等では、照明光学系（照明装置）の照明対象エリアとして、ライトバルブの有効エリアを例示したが、照明対象エリアはこれに限定されるものではなく、他の様々なエリアを設定することができる。また、照明対象エリアの面形状は、上述の矩形状に限られるものではない。長軸方向または短軸方向に沿って延在する方向（第１の基準方向）に辺や軸（長軸，短軸）を有する形状であればよい。例えば、正方形状や他の多角形状であってもよいし、楕円形状や円形状などの直線を持たない形状であっても構わない。
【００７４】
更に、上記実施の形態等では、ライトバルブ２１が反射型の液晶表示素子によって構成されている場合について説明したが、ライトバルブ２１は、これに限らず、例えばデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）によって構成されていてもよい。
【００７５】
加えて、上記実施の形態等では、照明光学系および表示装置の各構成要素（光学系）を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態等では、本開示の照明装置の用途として、投射型等の表示装置を例に挙げて説明したが、これには限られず、例えばステッパ等の露光装置にも適用することが可能である。
【００７７】
なお、上記実施の形態等において説明した効果は一例であり、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【００７８】
また、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
（１）
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
を備え、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
照明対象エリアの面形状における第１の基準方向が、前記第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状の長軸方向または短軸方向に略平行な方向に沿って延在し、
前記第１のフライアイレンズにおける前記レンズの配列の周期方向は、前記長軸方向または前記短軸方向に対して傾斜している
照明装置。
（２）
前記第１のフライアイレンズは、周縁部の一部に、一方向に沿って直線的に延在する外形基準を有する
上記（１）に記載の照明装置。
（３）
前記第１のフライアイレンズは、前記レンズの周期方向が前記外形基準の延在方向に対して傾斜し、かつ前記外形基準の延在方向が前記長軸方向または前記短軸方向と略平行となるように配置されている
上記（２）に記載の照明装置。
（４）
前記第１のフライアイレンズは、前記レンズの周期方向が前記外形基準の延在方向に対して略平行または略垂直であり、かつ前記外形基準の延在方向が前記長軸方向または前記短軸方向に対して傾斜するように配置されている
上記（２）に記載の照明装置。
（５）
前記光源と前記ライトバルブとの間の光路上に、第２のフライアイレンズを更に備え、
前記第１のフライアイレンズは、前記第２のフライアイレンズよりも前記光源側に配置されている
上記（１）〜（４）のいずれかに記載の照明装置。
（６）
前記第１のフライアイレンズは、
光入射側および光出射側の一方または両方に複数のレンズを有し、
光入射側に前記複数のレンズを有する場合に、その光入射側のレンズの周期方向が、前記長軸方向または前記短軸方向に対して傾斜している
上記（１）〜（５）のいずれかに記載の照明装置。
（７）
前記光源および前記第１のフライアイレンズを内部に設置可能な筐体を更に備え、
前記第１のフライアイレンズの前記レンズの周期方向は、前記筐体の設置面に対して、傾斜している
上記（１）〜（６）のいずれかに記載の照明装置。
（８）
前記第１のフライアイレンズの前記複数のレンズは、それぞれが配置された面内において正六角形の面形状を有し、かつ全体としてハニカム状に配置されている
上記（１）〜（７）のいずれかに記載の照明装置。
（９）
前記第１のフライアイレンズの前記レンズの周期方向と、前記長軸方向または前記短軸方向との傾斜角度は、０度より大きく３０度より小さい
上記（８）に記載の照明装置。
（１０）
前記傾斜角度は１５度である
上記（９）に記載の照明装置。
（１１）
前記光源は、同一のまたは異なる波長の光を発する１または複数のレーザダイオードを含む
上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の照明装置。
（１２）
前記照明対象エリアの面形状は矩形状であり、
前記第１の基準方向は、前記矩形状における辺に沿った方向である
上記（１）〜（１１）のいずれかに記載の照明装置。
（１３）
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
を備え、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
前記第１のフライアイレンズは、周縁部の一部に、一方向に沿って直線的に延在する外形基準を有すると共に、前記レンズの配列の周期方向が前記外形基準の延在方向に対して傾斜し、かつ前記外形基準の延在方向が前記第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向と略平行となるように配置されている
照明装置。
（１４）
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
を備え、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
前記第１のフライアイレンズは、周縁部の一部に、一方向に沿って直線的に延在する外形基準を有すると共に、前記レンズの配列の周期方向が前記外形基準の延在方向と略平行または略垂直であり、かつ前記外形基準の延在方向が前記第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状における長軸方向または短軸方向に対して傾斜するように配置されている
照明装置。
（１５）
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
前記光源および前記第１のフライアイレンズを内部に設置可能な筐体と
を備え、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
前記第１のフライアイレンズにおける前記レンズの配列の周期方向は、前記筐体の設置面に対して傾斜している
照明装置。
（１６）
照明光学系と、
映像信号に基づいて前記照明光学系からの照明光を変調して出射するライトバルブと、
前記ライトバルブからの光を投影面に向けて投射する投射レンズと
を備え、
前記照明光学系は、
光源と、
２次元配置された複数のレンズを含むと共に前記光源からの出射光に基づく光を通過させる第１のフライアイレンズを有する均一照明光学系と
を有し、
前記第１のフライアイレンズへの入射光が指向性を有し、
照明対象エリアの面形状における第１の基準方向が、前記第１のフライアイレンズへの入射光の強度分布形状の長軸方向または短軸方向に略平行な方向に沿って延在し、
前記第１のフライアイレンズにおける前記レンズの配列の周期方向は、前記長軸方向または前記短軸方向に対して傾斜している
表示装置。
（１７）
前記照明対象エリアは、前記ライトバルブの有効エリアである
上記（１６）に記載の表示装置。
（１８）
前記有効エリアの面形状は矩形状であり、
前記第１の基準方向は、前記矩形状における辺に沿った方向である
上記（１７）に記載の表示装置。
【００７９】
本出願は、日本国特許庁において２０１４年９月２６日に出願された日本特許出願番号第２０１４−１９６７２１号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
【００８０】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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