(57)【要約】【課題】簡易な構成で効率良くスペックルを低減し、良質な画像を表示することができる投写型表示装置を得ること。【解決手段】スクリーン上に画像を投写して画像表示を行なう投写型表示装置において、コヒーレントな光を出射する少なくとも１つのレーザ光源１１と、レーザ光源１１から出射された光束を所定の光路内へ伝播させてスクリーン側へ導く照明光学系４と、照明光学系４が導いてくる光束によって照明される被照明面２ａに、スクリーンへ表示させる画像を形成する反射型光変調素子２と、反射型光変調素子２の被照明面２ａに形成された画像をスクリーン上に拡大投写する投写光学系３と、を備え、照明光学系４は、照明光学系４の絞り位置４５の近傍にレーザ光源１１から出射された光束を拡散させる拡散素子５を有する。【選択図】        図１
2008268271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン上に画像を投写して画像表示を行なう投写型表示装置において、
コヒーレントな光を出射する少なくとも１つの光源と、
前記光源から出射された光束を所定の光路内へ伝播させて前記スクリーン側へ導く照明光学系と、
前記照明光学系が導いてくる光束によって照明される被照明領域に、前記スクリーンへ表示させる画像を形成するライトバルブと、
前記ライトバルブの被照明領域に形成された画像を前記スクリーン上に拡大投写する投写光学系と、
を備え、
前記照明光学系は、当該照明光学系の絞り位置近傍に前記光源から出射された光束を拡散させる拡散部を有することを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
前記照明光学系は、
前記光源から出射された光束の強度分布を均一化する光強度均一化素子と、
前記光強度均一化素子から出射された光束を前記ライトバルブに導くリレーレンズ群と、
をさらに有し、
前記照明光学系の絞り位置は前記リレーレンズ群の近傍であって、かつ前記リレーレンズ群が前記拡散部を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項３】
前記照明光学系は、
前記光源から出射された光束の強度分布を均一化する光強度均一化素子と、
前記光強度均一化素子から出射された光束を前記ライトバルブに導くミラー群と、
をさらに有し、
前記照明光学系の絞り位置は前記ミラー群の近傍であって、かつ前記ミラー群が前記拡散部を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記拡散部は、ホログラフィック拡散素子で構成したことを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記拡散部は、映像光を散乱する散乱部材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項６】
前記拡散部は、すりガラスで構成したことを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項７】
前記拡散部は、前記リレーレンズ群におけるレンズ面の少なくとも１面を粗面化することで構成したことを特徴とする請求項２に記載の投写型表示装置。
【請求項８】
前記拡散部は、前記リレーレンズ群におけるレンズの少なくとも１枚を拡散材料で構成したことを特徴とする請求項２に記載の投写型表示装置。
【請求項９】
前記拡散部は、前記リレーレンズ群におけるレンズ面の少なくとも１面に拡散フィルムを貼合したことで構成したことを特徴とする請求項２に記載の投写型表示装置。
【請求項１０】
前記拡散部は、前記ミラー群におけるミラー面の少なくとも１面を粗面化することで構成したことを特徴とする請求項３に記載の投写型表示装置。
【請求項１１】
前記拡散部は、その表面に反射防止コートを施して構成したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項１２】
前記光源が、レーザ光源であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の投写型表示装置。
【請求項１３】
前記光源から出射された光束を光ファイバーを用いて前記光強度均一化素子まで導くように構成したことを特徴とする請求項１２に記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン上に画像を投写して画像表示を行なう投写型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ライトバルブを用いた投写型表示装置の光源には、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等のランプ光源が用いられてきた。このようなランプ光源は光源の寿命が短いので、ランプ交換等のメンテナンス作業の頻度が多いという問題点がある。また、ランプ光源から出射される白色光から、赤色光、緑色光、青色光を取り出すための光学系が必要となるので、装置構成が複雑になるとともに光利用効率が低下するという問題点がある。
【０００３】
このため、近年では投写型表示装置の光源に半導体レーザ等のレーザ光源を採用する試みがなされている。このレーザ光源は、従来のランプ光源に比べて寿命が長いので、メンテナンス作業がほぼ不要となる。また、レーザ光源を用いた場合、表示画像に応じてレーザ光を直接変調することができるので、装置構成が簡易になるとともに光利用効率も向上する。さらに、レーザ光源を採用することによって、色再現範囲を広くすることができるという利点を有している。
【０００４】
しかしながら、レーザ光源は高いコヒーレンス（可干渉性）を有しているので、投写型表示装置の光源にレーザ光源を用いた場合、スペックル、スペックルノイズ、スペックルパターンなどのコントラストの高い斑点状の模様がスクリーン上に形成される。このため、表示画像の画質を劣化してしまうという問題がある。したがって、投写型表示装置の光源にレーザ光源を採用する場合には、スペックルなどを低減させることが重要となる。スペックルなどを低減させるために、光学系内で拡散素子を回転させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２０８０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザ光源を採用した投写型表示装置が光学系内で拡散素子を回転させてスペックルを低減させる場合、拡散素子（拡散板）には、すりガラス等が用いられる。しかしながら、上記従来技術では、拡散板を光学系内の何れの位置に配置し、拡散板をどのように回転させればよいかといった、拡散素子の構成や動作に関する具体的な提案がなされていない。このため、効率良くスペックルを低減させることができないといった問題があった。また、上記従来技術では、拡散板を回転させる機構が必要となるので装置の大型化を招くととともに、騒音が発生したり部品点数が増大しコスト高になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で効率良くスペックルを低減し、良質な画像を表示することができる投写型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、スクリーン上に画像を投写して画像表示を行なう投写型表示装置において、コヒーレントな光を出射する少なくとも１つの光源と、前記光源から出射された光束を所定の光路内へ伝播させて前記スクリーン側へ導く照明光学系と、前記照明光学系が導いてくる光束によって照明される被照明領域に、前記スクリーンへ表示させる画像を形成するライトバルブと、前記ライトバルブの被照明領域に形成された画像を前記スクリーン上に拡大投写する投写光学系と、を備え、前記照明光学系は、当該照明光学系の絞り位置近傍に前記光源から出射された光束を拡散させる拡散部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、光源から出射された光束を拡散させる拡散部が照明光学系の絞り位置近傍にあるので、簡易な構成で効率良くスペックルを低減し、良質な画像を表示することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る投写型表示装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る投写型表示装置の光学系の構成を示す図である。投写型表示装置１０１は、ライトバルブを用いてスクリーン上に画像を投写する投写型の画像表示装置である。
【００１２】
図１に示すように、実施の形態１に係る投写型表示装置１０１は、集光光学系１と、照明光学系４と、反射型ライトバルブである反射型光変調素子２と、照明光学系４により照明された反射型光変調素子２の被照明領域（画像形成領域）２ａの画像をスクリーン（図示せず）に投写する投写光学系３とを有している。
【００１３】
集光光学系１は、複数色のレーザ光源１１と、レーザ光源１１から出射された光束を１〜複数枚のレンズやミラーで集光する複数の集光部１２と、集光部１２から出射された光束を照明光学系４に導く複数本の光ファイバ１３とから構成されている。
【００１４】
集光光学系１では、１つのレーザ光源１１に、１つの集光部１２と１つの光ファイバ１３を対応させている。したがって、各レーザ光源１１から出射された光束は、それぞれのレーザ光源１１に対応する集光部と光ファイバ１３を介して照明光学系４に導かれる。
【００１５】
図１では、集光光学系１のレーザ光源１１が３色（３つのレーザ光源）であり、集光部１２が３枚（３つの集光部）であり、光ファイバ１３が３本（３つの光ファイバ）である場合を示している。
【００１６】
照明光学系４は、集光光学系１（光ファイバ１３）から出射された光束の強度分布を均一化する光強度均一化素子４１と、レンズ４２ａ，４２ｂから構成されるリレーレンズ群４２と、拡散素子５と、第１ミラー４３ａおよび第２ミラー４３ｂから構成されるミラー群４３と、を有している。照明光学系４は、リレーレンズ群４２とミラー群４３によって、光強度均一化素子４１から出射した光束を反射型光変調素子２に導いている。
【００１７】
光強度均一化素子４１は、集光光学系１が出射した光束の光強度を均一化する機能（照度ムラを低減する機能など）を有している。光強度均一化素子４１は、光の入射口である入射面（入射端面）４１ａが光ファイバ１３側を向き、光の出射口である出射面（出射端面）４１ｂがリレーレンズ群４２側を向くよう照明光学系４内に配設されている。
【００１８】
光強度均一化素子４１は、例えばガラス又は樹脂等の透明材料で作られる素子である。光強度均一化素子４１は、側壁内側が全反射面となるように構成された多角形柱状のロッド（断面形状が多角形の柱状部材）、または反射面を内側にして筒状に組み合わされた断面形状が多角形のパイプ（管状部材）などを含んで構成されている。
【００１９】
光強度均一化素子４１が多角柱状のロッドである場合には、透明材料と空気界面との全反射作用を利用して光を複数回反射させた後に出射面４１ｂから光を出射させる。また、光強度均一化素子４１が多角形のパイプである場合には、内側を向く表面鏡の反射作用を利用して光を複数回反射させた後に出射面４１ｂから光を出射させる。
【００２０】
光強度均一化素子４１は、光束の進行方向に適当な長さを確保すれば、内部で複数回反射した光が光強度均一化素子４１の出射面４１ｂの近傍に重畳照射され、光強度均一化素子４１の出射面４１ｂの近傍では略均一な強度分布が得られる。この略均一な強度分布を有する出射面４１ｂからの出射光は、リレーレンズ群４２及びミラー群４３によって反射型光変調素子２へと導かれ、反射型光変調素子２の被照明面２ａを照明する。
【００２１】
拡散素子５は、リレーレンズ群４２を介して伝播してくる光を拡散させてからミラー群４３へ送ることによってスペックルを低減させる素子である。拡散素子５は、基板上に施したホログラムパターンによって光の拡散角度を設定できるホログラフィック拡散素子などである。本実施の形態では、拡散素子５を後述する絞り位置４５に配置することによって、効率良くスペックルを低減する。
【００２２】
反射型光変調素子２は、例えばＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）（登録商標）素子などの反射型の光変調素子である。反射型光変調素子２は、各画素に対応する可動式のマイクロミラーを多数（例えば、数十万個）平面的に配列したものであり、画素情報に応じて各マイクロミラーの傾角（チルト）を変化させるように構成されている。
【００２３】
反射型光変調素子２は、マイクロミラーの配列された面（マイクロミラーが形成された基板の表面）を基準面とした場合に、この基準面に対してマイクロミラーを一定の方向に所定の角度α（例えば、１２度）だけ傾けることによって、入射光束を投写光学系３に向けて反射する。投写光学系３に入射した光束はスクリーン（図示せず）上の画像投写に利用される。
【００２４】
また、反射型光変調素子２は、基準面に対してマイクロミラーを一定の方向に所定の角度β（例えば、マイナス１２度）だけ傾けることによって、入射光束を光吸収板（図示せず）に向けて反射する。光吸収板に入射した光束はスクリーン上の画像投写に利用されない。
【００２５】
ここで照明光学系４内の光路における光伝播について説明する。図２は、照明光学系の光伝播の概念を説明するための図である。なお、図２ではリレーレンズ群４２とミラー群４３を各々１つのレンズ素子で構成した場合を、照明光学系４の一例として示している。
【００２６】
本実施の形態では、光強度均一化素子４１の出射面４１ｂと反射型光変調素子２の被照明面２ａとが光学的に共役な関係になるよう照明光学系４を構成している。また、照明光学系４のうち、投写光学系３の入射側開口部３１と共役な関係となる位置が照明光学系４の絞り位置４５である。この照明光学系４の絞り位置４５は、光強度均一化素子４１から出射された主光線が略集光する位置であり、投写光学系３の入射側開口部３１と共役であるとともに、光強度均一化素子４１の入射面４１ａと共役な関係となっている。このため、絞り位置４５は、絞り位置４５で例えば光束の一部をカットした場合であっても、画像の一部が欠けるといった不具合が発生しにくい位置である。
【００２７】
本実施の形態では、図１に示したリレーレンズ群４２とミラー群４３のほぼ中間付近（図１の照明光学系４で拡散素子５を配置した位置の近傍）に照明光学系４の絞り位置４５が存在するよう照明光学系４を構成する。
【００２８】
つぎに、レーザ光源などのコヒーレントな光を出射する光源を使用した場合に発生するスペックルパターンを拡散素子５の拡散効果によって変化させ、その結果としてスペックルを低減させる方法について説明する。
【００２９】
本実施の形態では、拡散素子５を適切な位置に配置してスペックルを効率良く低減させる。投写光学系３は結像光学系であるので、投写光学系３内に拡散素子５を配置すると、画像のぼけが大きくなる。このため、投写光学系３内に拡散素子５を配置することは適切でない。そこで、本実施の形態では、照明光学系４内に拡散素子５を配置する。
【００３０】
図３は、拡散素子の配置位置に応じた表示画像の表示結果の一例を示す図である。図３では、拡散素子５を、光強度均一化素子４１の入射面４１ａ、光強度均一化素子４１の出射面４１ｂ、照明光学系４の絞り位置４５に配置した場合の、それぞれの表示画像を実験によって検証した結果（スクリーンの明るさ、スペックルの強度）の一例を示している。図３では、拡散素子５の種類Ａ，Ｂ，Ｃに対する表示画像の表示結果を示している。
【００３１】
図３の表示結果では、照明光学系４に拡散素子５を配置しない場合のスクリーンの明るさを１００％とした場合のスクリーンの明るさ（％）と、このスクリーンの明るさに対応するスペックルの強度を示している。スペックルの強度は、強いスペックルが発生した場合を「×」（スペックル強）で示し、スペックルが弱い場合（スペックルが効率良く低減されている場合）を「○」（スペックル弱）で示している。また、スペックル強とスペックル弱の間のスペックルの強度を「△」（スペックル中）で示している。
【００３２】
拡散素子５は、ホログラフィック拡散素子と呼ばれるもので、基板上に施したホログラムパターンによって、光の拡散角度を設定できる構成となっている。図３に示した拡散素子５の種類Ａ，Ｂ，Ｃ（拡散板Ａ，Ｂ，Ｃ）は，それぞれ設定されている拡散角度が異なるものであり、平行光入射時の拡散特性を、それぞれ図４〜図６に示す。図４は種類Ａの拡散素子の拡散特性を示し、図５は種類Ｂの拡散素子の拡散特性を示し、図６は種類Ｃの拡散素子の拡散特性を示している。
【００３３】
図４に示すように、種類Ａの拡散素子５は、平行光を入射させた場合に片側に約１°広がるような拡散特性を得ることができる拡散素子である。図５に示すように、種類Ｂの拡散素子５は、平行光を入射させた場合に片側に約５°広がるような拡散特性を得ることができる拡散素子である。図６に示すように、種類Ｃの拡散素子５は、平行光を入射させた場合に片側に約２５°広がるような拡散特性を得ることができる拡散素子である。
【００３４】
図３に示すように、光強度均一化素子４１の入射面４１ａに種類Ａの拡散素子５を配置した場合、スクリーンの明るさは拡散素子５を配置しない場合の８５％であり、スペックル低減効果は非常に小さい。また、種類Ｂの拡散素子５を配置した場合、スクリーンの明るさは拡散素子５を配置しない場合の８４％であり、スペックル低減効果は非常に小さい。また、種類Ｃの拡散素子５を配置した場合、スペックル低減効果は大きく良好な画質を得ることができるが、拡散が強いためスクリーンの明るさは拡散素子５を配置しない場合の５９％であり明るさが大きく劣化する。
【００３５】
また、光強度均一化素子４１の出射面４１ｂに種類Ａ〜Ｃの拡散素子５を配置した場合、画質が大きく劣化する。これは、光強度均一化素子４１の出射面４１ｂが反射型光変調素子２の被照明面２ａと共役関係にあり、この出射面４１ｂの位置に拡散素子５を挿入すると、拡散素子５の粒子構造がスクリーンに転写されるからである。したがって、本実施の形態では、種類Ａ〜Ｃの拡散素子５を、光強度均一化素子４１の出射面４１ｂの位置には配置しない。
【００３６】
さらに、照明光学系４の絞り位置４５に種類Ａの拡散素子５を配置した場合、スクリーンの明るさは拡散素子５を配置しない場合の９０％となる。このときのスペックルは、かなり低減するが、スペックルを視認できるレベルであり、良好な画像表示には至らない。
【００３７】
また、種類Ｂの拡散素子５を配置した場合、スクリーンの明るさは拡散素子５を配置しない場合の８７％となる。このときのスペックル低減効果は高く、良好な画質を得ることができる。また、種類Ｃの拡散素子５を配置した場合、スペックル低減効果は大きく良好な画質を得ることができるが、スクリーンの明るさは拡散素子５を配置しない場合の６２％であり明るさが大きく劣化する。
【００３８】
また、反射型光変調素子２の被照明面２ａに拡散素子５を配置すると、画像に拡散素子５の粒子構造が転写され表示画像が大きく劣化してしまう。一方、本実施の形態では、照明光学系４の絞り位置４５の近傍に拡散素子５を配置するので表示画像が大きく劣化することはない。
【００３９】
図３に示した種類Ａ〜Ｃの拡散素子５は、表面に反射防止コート等の処理を施していないので、拡散素子５の表面反射によって明るさの損失が約１０％程度発生している。言い換えると、種類Ａ〜Ｃの拡散素子５を配置することによって生じる表面反射以外の幾何光学的な明るさの損失は非常に少ない。したがって、拡散素子５の表面に反射防止コートを施せば、拡散素子５の表面反射による損失を数％程度まで小さくすることが可能となる。また、拡散素子５を回転、振動等させると、拡散素子５を回転、振動等させない場合よりもスペックル低減効果が高くなる。
【００４０】
また、本実施の形態では、拡散素子５に３種類のホログラフィック拡散素子を用いた場合について説明したが、拡散素子５の構成はホログラフィック拡散素子を用いた構成に限られない。例えば、表面にビーズ状の粒子をコーティングすることによって映像光を拡散（散乱）させる拡散素子（散乱部材）やすりガラスを拡散素子５に用いても、拡散素子５にホログラフィック拡散素子を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
なお、本実施の形態ではリレーレンズ群４２をレンズ４２ａ，４２ｂの２枚のレンズで構成した場合を示したが、リレーレンズ群４２を構成するレンズは２枚に限定されるものではなく、１枚または３枚以上で構成してもよい。また、ミラー群４３を第１ミラー４３ａ、第２ミラー４３ｂの２枚のミラー構成した場合を示したが、ミラー群４３を構成するミラーは２枚に限定されるものではなく、１枚または３枚以上で構成してもよい。
【００４２】
また、本実施の形態では、光強度均一化素子４１を多角形柱状の部材や管状部材を用いて構成する場合について説明したが、光強度均一化素子４１の構成はこれらの構成に限られない。例えば、光強度均一化素子４１を、複数のレンズ素子を平面的に配列したレンズアレイで構成してもよい。
【００４３】
また、本実施の形態では、ライトバルブ（反射型光変調素子２）にＤＭＤ（登録商標）素子などの反射型の光変調素子を用いた場合について説明したが、ライトバルブにＤＭＤ（登録商標）素子以外の透過型液晶表示素子、反射型液晶表示素子、液晶パネルなどを用いてもよい。
【００４４】
このように実施の形態１によれば、コヒーレントな光を出射する光源を用いた光学系において、拡散素子５を照明光学系４の絞り位置４５に配置しているので、簡易な構成で効率良くスペックルを低減し、良質な画像を表示することが可能となる。
【００４５】
また、拡散素子５を絞り位置４５に配置すると、面積が小さくかつ拡散性が比較的弱い部材でスペックルを低減することが可能となる。したがって、低コストで効率良く良好な画像を表示することができるとともに、光学系を容易に小型化することが可能となる。
【００４６】
また、拡散素子５をホログラフィック拡散素子で構成したので、効率良くスペックルを低減することが可能となる。また、拡散素子５を映像光を散乱する散乱部材で構成したので、簡易な構成かつ低コストでスペックルを低減することが可能となる。また、拡散素子５をすりガラスで構成したので、耐熱性が高い光学系を構成することが可能となる。また、拡散素子５に反射防止コートを施したので、拡散素子５の表面反射によって生じる明るさの損失を低減し、効率良く画像表示を行なうことが可能となる。
【００４７】
また、投写型表示装置１０１の光源をレーザ光源１１で構成したので、寿命が長く色再現性がよい明るい光学系を構成することが可能となる。また、レーザ光源１１から出射された光束を光ファイバ１３を用いて導く構成としたので、光学系の配置に柔軟性を待たせることができるとともに、光束の取り込み効率が高い光学系を構成できる。さらに、光ファイバ１３内で光束が多重反射されるので、スペックルを効率良く低減し、均一性の高い画像を得ることができる。
【００４８】
また、光強度均一化素子４１の管状部材でその内面の光束を反射させるように構成した場合には、照明光束によって光強度均一化素子４１自身の加熱が生じにくくなり、光強度均一化素子４１の冷却及び保持が容易になる。また、光強度均一化素子４１を透明材料の多角形柱状の部材で構成したので、光強度均一化素子４１の設計が容易になる。
【００４９】
また、光強度均一化素子４１を、複数のレンズ素子を平面的に配列したレンズアレイで構成しているので、照明光束の断面内の強度分布を均一にでき、照度ムラを抑えることが可能となる。
【００５０】
実施の形態２．
つぎに、図７および図８を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、照明光学系４の絞り位置４５がリレーレンズ群４２の近傍となるよう照明光学系４を構成するとともに、リレーレンズ群４２に拡散素子５の機能（拡散部）を持たせる。
【００５１】
図７は、本発明の実施の形態２に係る投写型表示装置の光学系の構成を示す図である。図７の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１の投写型表示装置１０１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００５２】
図７に示すように、実施の形態２に係る投写型表示装置１０２は、照明光学系４の絞り位置４５がリレーレンズ群４２の近傍となるよう照明光学系４を構成している。図７では、絞り位置４５がレンズ４２ｂの出射面４２ｃの近傍となるよう照明光学系４を構成した場合を示している。
【００５３】
このように、本実施の形態では、照明光学系４の絞り位置４５がリレーレンズ群４２の近傍となるよう照明光学系４を構成している。このため、リレーレンズ群４２を構成するレンズ素子の少なくとも１面を粗面化することによって、実施の形態１の拡散素子５を照明光学系４内に配置した場合と同様の効果（表示画像）を得ることが可能となる。図７の投写型表示装置１０２では、照明光学系４の絞り位置４５がレンズ４２ｂの出射面４２ｃの近傍に存在するので、レンズ４２ｂの出射面４２ｃを粗面化している。換言すると、本実施の形態では、レンズ４２ｂの出射面４２ｃが拡散素子５の機能を有している。なお、レンズ４２ｂの出射面４２ｃの表面に拡散フィルムを貼合わせた場合や、リレーレンズ群４２を構成するレンズ素子の少なくとも１枚を拡散材料で構成することによっても拡散素子５を配置した場合と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５４】
このように、レンズ４２ｂの出射面４２ｃを粗面化すること、又はレンズ４２ｂの出射面４２ｃの表面に拡散フィルムを貼合わせることによって、拡散素子５を配置する必要がなくなる。
【００５５】
また、レンズ４２ｂを、すりガラスや拡散材を配合したプラスチック材料で構成してもよい。図８は、本発明の実施の形態２に係る投写型表示装置の光学系の他の構成を示す図である。図８の各構成要素のうち図１，７に示す投写型表示装置１０１，１０２と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００５６】
図８に示す投写型表示装置１０３は、レンズ４２ｂを、すりガラスや拡散材を配合したプラスチック材料で構成している。レンズ４２ｂをすりガラスや拡散材を配合したプラスチック材料で構成しても、実施の形態１の拡散素子５を配置した場合と同様の効果を得ることができる。換言すると、本実施の形態では、レンズ４２ｂの出射面４２ｃが拡散素子５の機能を有している。この場合も投写型表示装置１０２と同様に、拡散素子５を配置する必要がなくなる。
【００５７】
このように実施の形態２によれば、拡散素子５を配置する必要がなくなるので、拡散素子５の表面反射による光束の損失がなくなり、簡易な構成で効率良くスペックルを低減することが可能となる。
【００５８】
実施の形態３．
つぎに、図９を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、照明光学系４の絞り位置４５がミラー群４３の近傍となるよう照明光学系４を構成するとともに、ミラー群４３に拡散素子５の機能（拡散部）を持たせる。
【００５９】
図９は、本発明の実施の形態３に係る投写型表示装置の光学系の構成を示す図である。図９の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１の投写型表示装置１０１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００６０】
図９に示すように、実施の形態３に係る投写型表示装置１０４は、照明光学系４の絞り位置４５がミラー群４３の近傍となるよう照明光学系４を構成している。図９では、絞り位置４５が第１ミラー４３ａの反射面４３ｃの近傍となるよう照明光学系４を構成した場合を示している。
【００６１】
このように、本実施の形態では、照明光学系４の絞り位置４５がミラー群４３の近傍となるよう照明光学系４を構成している。このため、ミラー群４３を構成するミラー素子の少なくとも１面を粗面化することによって、実施の形態１の拡散素子５を照明光学系４内に配置した場合と同様の効果（表示画像）を得ることが可能となる。図９の投写型表示装置１０４では、照明光学系４の絞り位置４５が第１ミラー４３ａの反射面４３ｃの近傍に存在するので、第１ミラー４３ａの反射面４３ｃを粗面化している。換言すると、本実施の形態では、第１ミラー４３ａの反射面４３ｃが拡散素子５の機能を有している。
【００６２】
このように実施の形態３によれば、第１ミラー４３ａの反射面４３ｃを粗面化することによって、拡散素子５を配置する必要がなくなるので、拡散素子５の表面反射による光束の損失がなくなり、簡易な構成で効率良くスペックルを低減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明に係る投写型表示装置は、コヒーレントな光を出射する光源を用いてスクリーン上へ画像を投写表示させる際の光の拡散に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態１に係る投写型表示装置の光学系の構成を示す図である。
【図２】照明光学系の光伝播の概念を説明するための図である。
【図３】拡散素子の配置位置に応じた表示画像の表示結果の一例を示す図である。
【図４】種類Ａの拡散素子の拡散特性を示す図である。
【図５】種類Ｂの拡散素子の拡散特性を示す図である。
【図６】種類Ｃの拡散素子の拡散特性を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る投写型表示装置の光学系の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る投写型表示装置の光学系の他の構成を示す図である。
【図９】実施の形態３に係る投写型表示装置の光学系の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  集光光学系
２  反射型光変調素子
２ａ  被照明面
３  投写光学系
４  照明光学系
５  拡散素子
１１  レーザ光源
１２  集光部
１３  光ファイバ
３１  入射側開口部
４１  光強度均一化素子
４１ａ  入射面
４１ｂ，４２ｃ  出射面
４２  リレーレンズ群
４２ａ，４２ｂ  レンズ
４３  ミラー群
４３ａ  第１ミラー
４３ｂ  第２ミラー
４３ｃ  反射面
４５  絞り位置
１０１〜１０４  投写型表示装置
【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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