(57)【要約】【課題】干渉パターンの発生および輝度むらを低減することが可能な照明装置および表示装置を提供する。【解決手段】照明装置は、レーザ光源を含んで構成され、このレーザ光源から出射されたレーザ光が所定の周波数で間欠的に出射される光源部と、この光源部から間欠的に出射されたレーザ光が通過する光学素子と、この光学素子を所定の振動周波数により振動させる駆動部とを備えている。また、上記周波数をｆ１［Ｈｚ］、光学素子から出射される照明光において光学素子の振動により生ずる輝度の変動周波数をｆ２［Ｈｚ］、ｎ１を０以上かつ１０以下の任意の整数、ｎ２を１以上の所定の整数としたとき、以下の（１）式または（２）式を満たしている。｜ｎ１×ｆ１−ｆ２｜≧２０  ……（１）、｜ｎ２×ｆ１−ｆ２｜≦３  ……（２）【選択図】図１
2012226292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源を含んで構成され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光が所定の周波数で間欠的に出射される光源部と、
前記光源部から間欠的に出射されたレーザ光が通過する光学素子と、
前記光学素子を所定の振動周波数により振動させる駆動部と
を備え、
前記周波数をｆ１［Ｈｚ］、前記光学素子から出射される照明光において前記光学素子の振動により生ずる輝度の変動周波数をｆ２［Ｈｚ］、ｎ１を０以上かつ１０以下の任意の整数、ｎ２を１以上の所定の整数としたとき、
以下の（１）式または（２）式を満たす
照明装置。
｜ｎ１×ｆ１−ｆ２｜≧２０  ……（１）
｜ｎ２×ｆ１−ｆ２｜≦３    ……（２）
【請求項２】
前記（１）式を満たす場合において、
前記光学素子の振動が停止しているときに前記光学素子から出射される照明光における輝度分布の空間周波数を、低周波側から順にｆ３１，…，ｆ３Ｍ（Ｍ：２以上の整数）とし、かつ、
前記光学素子が振動しているときにおける前記照明光の輝度分布の空間振幅をＡ０としたとき、
以下の（３）式を更に満たす
請求項１に記載の照明装置。
（１／ｆ３２）≦Ａ０  ……（３）
【請求項３】
前記光源部は、複数種類の波長のレーザ光を出射するものであり、
前記複数種類の波長のうち、少なくとも、視感度が最も高い色に対応する波長のレーザ光における前記周波数について、前記（１）式または前記（２）式を満たす
請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記複数種類の波長のうち、少なくとも、視感度が相対的に高い２色以上の各色に対応する波長のレーザ光における前記周波数について、前記（１）式または前記（２）式を満たす
請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記複数種類の波長の全てのレーザ光における前記周波数について、前記（１）式または前記（２）式を満たす
請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光学素子は、自身の振動方向に沿って配列された複数の単位構造を有し、
前記振動周波数をｆ０、（前記光学素子が振動する際の振幅／前記振動方向に沿った前記単位構造のピッチ）＝Ｎとしたとき、
ｆ２＝（２×Ｎ×ｆ０）を満たす
請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記（１）式または前記（２）式を満たすように、前記駆動周波数および前記周波数をそれぞれ動的に制御する制御部を備えた
請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記ｎ１を０以上の任意の整数としたときに、前記（１）式を満たす
請求項１に記載の照明装置。
【請求項９】
照明光を出射する光学部材を備え、
前記駆動部は、前記光学素子と前記光学部材との間の相対位置を変位させることにより、前記光学部材の入射面内において、前記レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる
請求項１に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記光学素子は、入射した光束を２方向以上に分割して出射する素子である
請求項１に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光学素子が、プリズムアレイ、回折素子、レンズまたはレンズアレイである
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記光学部材がフライアイレンズである
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記レーザ光源は、前記周波数としての所定の発光周波数により、間欠的に前記レーザ光を出射する
請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記光源部は、赤色光、緑色光または青色光を発する３種類の光源を有する
請求項１に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記３種類の光源のうちの少なくとも１つが、前記レーザ光源である
請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１６】
照明光を出射する照明装置と、
前記照明光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と
を備え、
前記照明装置は、
レーザ光源を含んで構成され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光が所定の周波数で間欠的に出射される光源部と、
前記光源部から間欠的に出射されたレーザ光が通過する光学素子と、
前記光学素子を所定の振動周波数により振動させる駆動部と
を有し、
前記周波数をｆ１［Ｈｚ］、前記光学素子から出射される照明光において前記光学素子の振動により生ずる輝度の変動周波数をｆ２［Ｈｚ］、ｎ１を０以上かつ１０以下の任意の整数、ｎ２を１以上の所定の整数としたとき、
以下の（１）式または（２）式を満たす
表示装置。
｜ｎ１×ｆ１−ｆ２｜≧２０  ……（１）
｜ｎ２×ｆ１−ｆ２｜≦３    ……（２）
【請求項１７】
前記光変調素子により変調された照明光を被投射面に対して投射する投射光学系を更に備えた
請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記光変調素子が液晶素子である
請求項１６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、レーザ光を含む光を照射する照明装置、およびそのような照明装置を用いて映像表示を行う表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ（投射型表示装置）の主要部品の１つである光学モジュールは、一般に、光源を含む照明光学系（照明装置）と、光変調素子を含む投射光学系（投影光学系）とから構成されている。このようなプロジェクタの分野では、近年、マイクロプロジェクタと呼ばれる小型（手のひらサイズ）かつ軽量な携帯型プロジェクタが普及し始めている。このマイクロプロジェクタでは、従来、照明装置の光源として主にＬＥＤ（Light Emitting Diode）が使用されている。
【０００３】
一方で、最近では照明装置の新たな光源として、レーザが注目されている。例えば、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色のレーザ光を用いたプロジェクタとして、従来から気体レーザを用いたものが知られている。このように、レーザを光源として用いたプロジェクタは、例えば特許文献１，２において提案されている。光源としてレーザを用いることにより、色再現範囲が広く、かつ消費電力も小さいプロジェクタを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−６５９４０号公報
【特許文献２】特開平６−２０８０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーザ光のようなコヒーレント光を拡散面に照射すると、通常の光では見られない斑点上の模様が観察される。このような模様は、スペックル模様と呼ばれている。このスペックル模様は、拡散面の各点で散乱された光が、面上の微視的な凹凸に応じたランダムな位相関係で干渉し合うために生じるものである。
【０００６】
ここで、上記したレーザを光源として用いたプロジェクタでは、スクリーン上において、このようなスペックル模様（干渉パターン）が表示画像に重畳される。このため、人間の眼には強度のランダムノイズとして認識され、表示画質が低下してしまうことになる。
【０００７】
そこで、レーザを光源として用いたプロジェクタにおいて、このようなスペックル模様（スペックルノイズ）の発生を低減する手法として、プロジェクタ内でレーザ光が通過する所定の光学素子等を微小振動させるようにしたものが提案されている。一般に、人間の眼および脳は、約２０〜５０ｍｓ内の画像のちらつきは判別できない。つまり、その時間内の画像は眼の中で積分され、平均化されている。したがって、この時間内に、スクリーン上において独立のスペックルパターンを多数重量させることにより、スペックルノイズを人間の眼の中で気にならない程度に平均化しようとするものである。この手法を用いることにより、レーザ光に起因した干渉パターンの発生を低減することが可能となる。
【０００８】
ところが、このようにして光学素子を微小振動させた場合、干渉パターンの発生については低減されるものの、場合によっては照明光における輝度むらが見え易くなってしまい、表示画質低下の要因となってしまう。
【０００９】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、干渉パターンの発生を低減しつつ輝度むらを抑えることが可能な照明装置および表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の照明装置は、レーザ光源を含んで構成され、このレーザ光源から出射されたレーザ光が所定の周波数で間欠的に出射される光源部と、この光源部から間欠的に出射されたレーザ光が通過する光学素子と、この光学素子を所定の振動周波数により振動させる駆動部とを備え、上記周波数をｆ１［Ｈｚ］、上記光学素子から出射される照明光において光学素子の振動により生ずる輝度の変動周波数をｆ２［Ｈｚ］、ｎ１を０以上かつ１０以下の任意の整数、ｎ２を１以上の所定の整数としたとき、以下の（１）式または（２）式を満たすようにしたものである。
｜ｎ１×ｆ１−ｆ２｜≧２０  ……（１）
｜ｎ２×ｆ１−ｆ２｜≦３    ……（２）
【００１１】
ここで、上記光学素子は、典型的には正弦波による駆動がなされるため（例えば、後述する図１０（Ｂ）参照）、その場合には、上記「輝度の変動周波数（ｆ２）」は正弦波の周波数となる。ただし、上記光学素子の駆動波形は必ずしも正弦波には限定されない。そのような場合における上記「輝度の変動周波数（ｆ２）」は、最大の振幅成分を持つ主要周波数とすればよい。また、上記レーザ光源は、典型的には矩形パルスを用いて間欠的に出射される（例えば、後述する図１０（Ａ）参照）。この矩形パルスには、一般に基本周波数の高調波成分が含まれるが、上記「周波数（ｆ１）」は、駆動パルス（例えば矩形パルス）の基本周波数そのものを意味している。
【００１２】
本開示の表示装置は、照明光を出射する上記本開示の照明装置と、照明光を映像信号に基づいて変調する光変調素子とを備えたものである。
【００１３】
本開示の照明装置および表示装置では、レーザ光源からのレーザ光が通過する光学素子が振動することにより、レーザ光に起因した干渉パターンの発生が低減する。また、上記（１）式または上記（２）式を満たすことにより、照明光において光学素子の振動により生ずる輝度の変動周波数（振動周波数）と上記周波数との関係に起因したビート（うなり）現象が、見えにくくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本開示の照明装置および表示装置によれば、レーザ光源からのレーザ光が通過する光学素子を振動させると共に、上記（１）式または上記（２）式を満たすようにしたので、レーザ光に起因した干渉パターンの発生を低減することができると共に、照明光における輝度の変動周波数（振動周波数）と上記周波数との関係に起因したビート現象を見えにくくすることができる。よって、干渉パターンの発生を低減しつつ輝度むらを抑える（表示画質を向上させる）ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の一実施の形態に係る表示装置の全体構成を表す図である。
【図２】図１に示した各レーザ光源におけるパルス発光動作の一例を表すタイミング図である。
【図３】図１に示した光学素子の作用について説明するための模式図である。
【図４】図１に示した光学素子の一例としてのプリズムアレイの詳細構成例を模式的に表す斜視図である。
【図５】比較例に係る表示装置の全体構成を表す図である。
【図６】図４に示したプリズムアレイの作用について説明するための模式図である。
【図７】プリズムアレイの振動によるビームスキャンについて説明するための模式図である。
【図８】スクリーン上で視認される輝度むらの一例を表す模式図である。
【図９】発光周波数および振動周波数とスクリーン上での輝度むらとの関係の一例を表すタイミング図である。
【図１０】発光周波数および振動周波数とスクリーン上での輝度むらとの関係の他の例を表すタイミング図である。
【図１１】図１に示した各レーザ光源から出射されるレーザ光におけるファーフィールドパターン（ＦＦＰ）の一例を表す模式図である。
【図１２】スクリーン上における輝度むら低減領域および輝度むら不変領域と、光学素子の振動による輝度分布の空間振幅との関係について説明するための模式図である。
【図１３】振動周波数と照明光における輝度の変動周波数との関係の一例について説明するための図である。
【図１４】変形例２に係る表示装置の全体構成を表す図である。
【図１５】変形例３に係る照明装置の要部構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本開示の実施の形態について、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．実施の形態（光学素子としてプリズムアレイを用いた例）
２．変形例
変形例１（振動周波数と照明光における輝度の変動周波数との関係を考慮した例）
変形例２（発光周波数および振動周波数を制御部によって動的に制御する例）
変形例３（光学素子として回折素子を用いた例）
その他の変形例
【００１７】
＜実施の形態＞
［表示装置３の全体構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る表示装置（表示装置３）の全体構成を表すものである。この表示装置３は、スクリーン３０（被投射面）に対して映像（映像光）を投射する投射型の表示装置であり、照明装置１と、この照明装置１からの照明光を用いて映像表示を行うための光学系（表示光学系）とを備えている。
【００１８】
（照明装置１）
照明装置１は、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇ、青色レーザ１１Ｂ、レンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、ダイクロイックプリズム１３１，１３２、光学素子（プリズムアレイ）１４、駆動部１５、コリメータレンズ１６、フライアイレンズ１７およびコンデンサレンズ１８を備えている。なお、図中に示したＺ０は光軸を表している。
【００１９】
赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、赤色レーザ光、緑色レーザ光または青色レーザ光を発する３種類の光源である。これらのレーザ光源により光源部が構成されており、ここでは、これら３種類の光源がいずれもレーザ光源となっている。赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、例えば半導体レーザや固体レーザ等からなる。なお、例えばこれらのレーザ光源がそれぞれ半導体レーザである場合、一例として、赤色レーザ光の波長λｒ＝６００〜７００ｎｍ程度、緑色レーザ光の波長λｇ＝５００〜６００ｎｍ程度、青色レーザ光の波長λｂ＝４００〜５００ｎｍ程度である。
【００２０】
ここで、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、例えば図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示したようにしてパルス発光を行うようになっている。すなわち、赤色レーザ１１Ｒは、所定の発光周波数ｆ１ｒ［Ｈｚ］（発光周期Ｔｒ＝１／ｆ１ｒ）により間欠的（断続的）に赤色レーザ光を出射する。緑色レーザ１１Ｇは、所定の発光周波数ｆ１ｇ［Ｈｚ］（発光周期Ｔｇ＝１／ｆ１ｇ）により間欠的に緑色レーザ光を出射する。青色レーザ１１Ｂは、所定の発光周波数ｆ１ｂ［Ｈｚ］（発光周期Ｔｂ＝１／ｆ１ｂ）により間欠的に青色レーザ光を出射する。そして、ここでは図２に示したように、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光の順に時分割的に順次発光されるようになっている。ここで、これらの発光周波数ｆ１ｒ，ｆ１ｇ，ｆ１ｂは、各々の基本周波数を意味している。なお、ここでは一例として、発光周波数ｆ１ｒ，ｆ１ｇ，ｆ１ｂは互いに等しくなっているものとする（以下では適宜、ｆ１ｒ＝ｆ１ｇ＝ｆ１ｂ＝ｆ１として示す）。また、このときの発光周波数ｆ１は、典型的にはｆ１＝６０〜１２０［Ｈｚ］程度であるが、これには限定されず、プロジェクタ（表示装置１）における表示画質等に応じて決定されればよい。
【００２１】
レンズ１２Ｒ，１２Ｇは、赤色レーザ１１Ｒから出射された赤色レーザ光および緑色レーザ１１Ｇから出射された緑色レーザ光をそれぞれコリメートして（平行光として）、ダイクロイックプリズム１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。同様に、レンズ１２Ｂは、青色レーザ１１Ｂから出射されたレーザ光をコリメートして（平行光として）、ダイクロイックプリズム１３２と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。なお、これらのレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって、ここでは入射した各レーザ光をコリメートしている（平行光としている）が、この場合には限られず、レンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによってコリメートしなくてもよい（平行光としてなくてもよい）。ただし、上記のようにコリメートしたほうが装置構成の小型化を図ることができるため、より望ましいと言える。
【００２２】
ダイクロイックプリズム１３１は、レンズ１２Ｒを介して入射した赤色レーザ光を選択的に透過させる一方、レンズ１２Ｇを介して入射した緑色レーザ光を選択的に反射させるプリズムである。ダイクロイックプリズム１３２は、ダイクロイックプリズム１３１から出射した赤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、レンズ１２Ｂを介して入射した青色レーザ光を選択的に反射させるプリズムである。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。
【００２３】
光学素子（プリズムアレイ）１４は、光源とフライアイレンズ１７との間の光路上（具体的には、ダイクロイックプリズム１３２とコリメータレンズ１６との間の光路上）に配置されており、本開示における「光学素子」の一具体例に対応するものである。プリズムアレイ１４は、後述するスペックルノイズ（干渉パターン）を低減するための光学素子であり、図中に示した光軸Ｚ０上を進行するレーザ光がこのプリズムアレイ１４を通過するようになっている。すなわち、このプリズムアレイ１４には、光源部（赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂ）から発光周波数ｆ１（＝ｆ１ｒ，ｆ１ｇ，ｆ１ｂ）により間欠的に出射される各レーザ光（赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光）が通過する。
【００２４】
このようなプリズムアレイ１４を一例とする本開示における「光学素子」では、例えば図３に示したように、入射した光束（入射光Ｌin）が２方向以上（互いに異なる２種類以上の方向）に分割され、出射光Ｌoutとして出射されるようになっている。換言すると、入射光Ｌinの光路を変化させて１方向のみに出射させるのではなく、入射光Ｌinに対して位相差を付与することにより、２方向以上（不均一な方向）に出射光Ｌoutを出射させるようになっている。
【００２５】
ここで、図４は、プリズムアレイ１４の詳細構成例を模式的に斜視図で表わしたものである。このプリズムアレイ１４では、複数（ここでは、ｎ／２個（ｎ：２以上の整数））のプリズム１４０（単位構造）が、Ｙ軸方向（後述するプリズムアレイ１４０自身の振動方向）に沿って並んで配置されている。各プリズム１４０は、レーザ光の出射側（＋Ｚ軸側）に、各々がＸ軸方向に延在する一対の傾斜面を有している。すなわち、これらのプリズム１４０は、光出射面（Ｘ−Ｙ平面）内における一対の傾斜面の延在方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に沿って、並んで配置されている。具体的には、図中のＹ軸の負方向に向かって順に、１個目のプリズム１４０は一対の傾斜面（第１面）Ｓ1および傾斜面（第２面）Ｓ2を、２個目のプリズム１４０は一対の傾斜面（第３面）Ｓ3および傾斜面（第４面）Ｓ4を、…、（ｎ／２）個目のプリズム１４０は一対の傾斜面Ｓn-1（第（ｎ−１）面）および傾斜面（第ｎ面）Ｓnを、それぞれ有している。これにより各プリズム１４０は、Ｘ軸方向に沿って延在する三角柱状（Ｙ軸方向のピッチ（プリズムピッチ）：ｄ、各傾斜面の傾斜角：θ）となっており、光出射面全体に山部（凸部）および谷部（凹部）が交互に形成されている。なお、この例では、凸部（傾斜面）が各プリズム１４０における出射面側に設けられているが、これには限られず、各プリズム１４における入射面および出射面のうちの少なくとも一方の側に設けられているようにすればよい。また、このプリズムアレイ１４の詳細な作用については後述する（図６，図７）。
【００２６】
駆動部１５は、プリズムアレイ１４とフライアイレンズ１７との間の相対位置を変位させることにより、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方（入射位置、入射角度、または、入射位置および入射角度の双方）を変化させるものである。特に本実施の形態では、駆動部１５は、プリズムアレイ１４を振動（微小振動）させる（具体的には、ここでは図４に示したプリズム１４０の配列方向であるＹ軸方向に沿って振動させる）ことにより、上記相対位置を変位させるようになっている。このようにしてプリズムアレイ１４を振動させる際における、振動周波数ｆ０を規定（決定）する手法（本実施の形態の特徴的部分の１つ）の詳細については、後述する。ここで、この振動周波数ｆ０は、最大の振幅を持つ主要周波数を意味している。なお、このような駆動部１５は、例えば、コイルおよび永久磁石（例えば、ネオジム（Ｎｄ）や鉄（Ｆｅ）、ホウ素（ボロン；Ｂ）等の材料からなる永久磁石）等を含んで構成されている。
【００２７】
コリメータレンズ１６は、プリズムアレイ１４とフライアイレンズ１７との間の光路上に配置されており、プリズムアレイ１４から出射した光をコリメートして平行光とするためのレンズである。
【００２８】
フライアイレンズ１７は、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、これらのレンズの配列に応じて入射光束を空間的に分割して出射させるものである。これにより、このフライアイレンズ１７からの出射光が均一化され（面内の強度分布が均一化され）、照明光として出射されるようになっている。なお、このフライアイレンズ１７が、本開示における「光学部材」の一具体例に対応している。
【００２９】
コンデンサレンズ１８は、フライアイレンズ１７により均一化されて入射した光（照明光）を集光するためのレンズである。
【００３０】
（表示光学系）
前述した表示光学系は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ；Polarization Beam Splitter）２２、反射型液晶素子２１および投射レンズ２３（投射光学系）を用いて構成されている。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ２２は、特定の偏光（例えばｓ偏光）を選択的に透過させると共に、他方の偏光（例えばｐ偏光）を選択的に反射させる光学部材である。これにより、照明装置１からの照明光（例えばｓ偏光）が選択的に反射されて反射型液晶素子２１へ入射すると共に、この反射型液晶変調素子２１から出射した映像光（例えばｐ偏光）が選択的に透過し、投射レンズ２３へ入射するようになっている。
【００３２】
反射型液晶素子２１は、照明装置１からの照明光を、図示しない表示制御部から供給される映像信号に基づいて変調しつつ反射させることにより、映像光を出射する光変調素子である。このとき、反射型液晶素子２１では、入射時と出射時とにおける各偏光（例えば、ｓ偏光またはｐ偏光）が異なるものとなるように、反射がなされる。このような反射型液晶素子２１は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の液晶素子からなる。
【００３３】
投射レンズ２３は、反射型液晶素子２１により変調された照明光（映像光）をスクリーン３０に対して投射（拡大投射）するためのレンズである。
【００３４】
［表示装置３の作用・効果］
（１．表示動作）
この表示装置３では、図１に示したように、まず照明装置１において、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂからそれぞれ出射された光（レーザ光）が、レンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによってそれぞれコリメートされ、平行光となる。次いで、このようにして平行光とされた各レーザ光（赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光）は、ダイクロイックプリズム１３１，１３２によって色合成（光路合成）がなされる。光路合成がなされた各レーザ光は、プリズムアレイ１４を通過したのち、コリメータレンズ１６によってコリメートされて平行光となり、フライアイレンズ１７へ入射する。この入射光は、フライアイレンズ１７によって均一化（面内の強度分布の均一化）がなされて出射したのち、コンデンサレンズ１８によって集光される。このようにして、照明装置１から照明光が出射される。
【００３５】
次いで、この照明光は、偏光ビームスプリッタ２２によって選択的に反射され、反射型液晶素子２１へ入射する。反射型液晶素子２１では、この入射光が映像信号に基づいて変調されつつ反射されることにより、映像光として出射する。ここで、この反射型液晶素子２１では、入射時と出射時とにおける各偏光が異なるものとなるため、反射型液晶素子２１から出射した映像光は選択的に偏光ビームスプリッタ２２を透過し、投射レンズ２３へと入射する。そして、この入射光（映像光）は、投射レンズ２３によって、スクリーン３０に対して投射（拡大投射）される。
【００３６】
この際、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、例えば図２に示したように、所定の発光周波数ｆ１（＝ｆ１ｒ，ｆ１ｇ，ｆ１ｂ）による間欠的な発光動作を行う。これにより、各レーザ光（赤色レーザ光，緑色レーザ光，青色レーザ光）が、時分割的に順次出射される。そして、反射型液晶素子２１では、各色成分（赤色成分、緑色成分、青色成分）の映像信号に基づいて、対応する色のレーザ光が時分割的に順次変調される。このようにして、映像信号に基づくカラー映像表示が表示装置３においてなされる。
【００３７】
（２．特徴的部分の作用）
次に、本開示の特徴的部分の作用（照明装置１の作用）について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
【００３８】
（２−１．比較例）
図５は、比較例に係る表示装置（表示装置１００）の全体構成を表したものである。この比較例の表示装置１００は、本実施の形態の表示装置３と同様に、スクリーン３０に対して映像光を投射する投射型の表示装置である。表示装置１００は、赤色レーザ１０１Ｒ、緑色レーザ１０１Ｇ、青色レーザ１０１Ｂ、ダイクロイックミラー１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ、拡散素子１０３、モータ（駆動部）１０４、レンズ１０５、光変調素子１０６および投射レンズ１０７を備えている。
【００３９】
この表示装置１００では、赤色レーザ１０１Ｒ、緑色レーザ１０１Ｇおよび青色レーザ１０１Ｂから出射された各色のレーザ光は、ダイクロイックミラー１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂにおいて色合成（光路合成）がなされ、拡散素子１０３へ入射する。この入射光は、拡散素子１０３によって拡散されたのち、レンズ１０５によって照明光として光変調素子１０６へ照射される。この光変調素子１０６では、この照明光が映像信号に基づいて変調されつつ反射されることにより、映像光として出射する。そして、この映像光は、投射レンズ１０７によってスクリーン３０に対して投射（拡大投射）され、これにより映像信号に基づくカラー映像表示が表示装置１００においてなされる。
【００４０】
ところで、レーザ光のようなコヒーレント光を拡散面に照射すると、通常の光では見られない斑点上の模様が観察される。このような模様は、スペックル模様と呼ばれている。このスペックル模様は、拡散面の各点で散乱された光が、面上の微視的な凹凸に応じたランダムな位相関係で干渉し合うために生じるものである。
【００４１】
ここで、上記比較例の表示装置１００のようにレーザ光源を用いたプロジェクタでは、スクリーン上において、このようなスペックル模様（干渉パターン）が表示画像に重畳される。したがって、そのままでは人間の眼には強度のランダムノイズとして認識され、表示画質が低下してしまうことになる。
【００４２】
そこで、レーザ光源を用いたプロジェクタにおいて、このようなスペックル模様（スペックルノイズ）の発生を低減するために、プロジェクタ内でレーザ光が通過する所定の光学素子やスクリーンを微小振動させる手法が考えられる。一般に、人間の眼および脳は、約２０〜５０ｍｓ内の画像のちらつきは判別できない。つまり、その時間内の画像は眼の中で積分され、平均化されている。したがって、この時間内に、スクリーン上において独立のスペックルパターンを多数重畳させることにより、スペックルノイズを人間の眼の中で気にならない程度に平均化しようとするものである。
【００４３】
そこで、上記比較例の表示装置１００では、モータ１０４によって拡散素子１０３を機械的に回転させ、スペックルパターンの位置をスクリーン３０上で高速に変位させる（微小振動させる）ことにより、スペックルノイズの発生を低減させている。
【００４４】
（２−２．本実施の形態）
一方、本実施の形態の照明装置１においても、レーザ光が通過する光学素子（プリズムアレイ）１４が振動（微小振動）するように、駆動部１５によって光学素子１４０を駆動する。これにより、以下詳述するようにして、レーザ光に起因したスペックルノイズ（干渉パターン）の発生が低減する。
【００４５】
（干渉パターンの低減作用について）
まず、プリズムアレイ１４では、各プリズム１４０への入射光が、以下のようにして一対の傾斜面から出射する。すなわち、図６に示したように、各プリズム１４０の一対の傾斜面において、入射光の位置と、プリズムアレイ１４から所定の距離を隔てた面上（ここでは、フライアイレンズ１７の入射面上）における出射光の位置とが互いに入れ替わるように、出射光が出射する。具体的には、プリズムアレイ１４における前述した１個目のプリズム１４０では、傾斜面Ｓ1および傾斜面Ｓ2の間で、入射光の入射位置と、フライアイレンズ１７の入射面上における出射光の位置とが、互いに入れ替わる。すなわち、傾斜面Ｓ1からの出射光は、傾斜面Ｓ2への入射光の入射位置（１個目のプリズム１４０の出射面内における下方側）に向かって出射する一方、傾斜面Ｓ2からの出射光は、傾斜面Ｓ1への入射光の入射位置（１個目のプリズム１４０の出射面内における上方側）に向かって出射する。同様に、前述した（ｎ／２）個目のプリズム１４０では、傾斜面Ｓn-1および傾斜面Ｓnの間で、入射光の入射位置と、フライアイレンズ１７の入射面上における出射光の位置とが、互いに入れ替わる。すなわち、傾斜面Ｓn-1からの出射光は、傾斜面Ｓnへの入射光の入射位置（（ｎ／２）個目のプリズム１４０の出射面内における下方側）に向かって出射する一方、傾斜面Ｓnからの出射光は、傾斜面Ｓn-1への入射光の入射位置（（ｎ／２）個目のプリズム１４０の出射面内における上方側）に向かって出射する。なお、このような入射光と出射光との位置の入れ替わり作用は、図４中に示したプリズムピッチｄおよび傾斜角θの設定によって、任意に調整可能となっている。
【００４６】
そして、駆動部１５は、このプリズムアレイ１４とフライアイレンズ１７との間の相対位置を変位させる。具体的には、駆動部１５は、例えば図７中の矢印Ｐ１で示したように、プリズムアレイ１４を、光軸Ｚ０と直交する面内におけるプリズム１４０の配列方向（Ｙ軸方向）に沿って振動させることにより、上記相対位置を変位させる。すなわち、上記した各プリズム１４０の傾斜面からの出射光（一対の傾斜面間で互いに位置が入れ替わるように出射された出射光）の位置も、例えば図７中の矢印Ｐ２１，Ｐ２１で示したようにＹ軸方向に沿って変位（シフト）する。これにより、フライアイレンズ１７の入射面上において、プリズムアレイ１４内の各プリズム１４０からの入射光によるビームスキャンがなされる。その結果、上記した原理（スペックルパターンの多重化（時間平均））によって、レーザ光に起因したスペックルノイズ（干渉パターン）の発生が低減する。
【００４７】
また、本実施の形態では、駆動部１５は、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方が変化するように、プリズムアレイ１４とフライアイレンズ１７との間の相対位置（ここではプリズムアレイ１４自体）を変位（振動）させている。これにより、上記した相対位置の変位（ビームスキャン）がなされても、プリズムアレイ１４からフライアイレンズ１７への入射の際における光損失が、低減もしくは回避される。すなわち、上記比較例の手法では、拡散素子１０３によってこの拡散素子１０３への入射光を拡散させていることから、光の利用効率が低下してしまう。これに対して本実施の形態では、この比較例の手法とは異なり、スペックルノイズの多重化（時間平均）を利用したスペックルノイズの低減を行う際に、レーザ光の損失（ロス）が最小限に低減もしくは回避される。
【００４８】
（輝度むらの低減作用について）
ところで、このようにして光学素子（プリズムアレイ１４）を微小振動させた場合、干渉パターンの発生については低減されるものの、場合によっては、例えば図８に示したような輝度むら（照明むら）が照明光において発生し、表示画質低下の要因となってしまう。このような輝度むらは、比較例のような拡散板の代わりにプリズムアレイ１４を用いて干渉パターンの発生を低減させていることに起因している。
【００４９】
すなわち、プリズムアレイ１４では、拡散板のように光の利用効率を低下させずに（光を拡散させずに）入射光Ｌinの光路を変化させる（曲げる）ようにしていることから、原理的に、照明光（スクリーン３０上）において輝度のばらつきが生じ易い。例えば、このプリズムアレイ１４の場合、各プリズム１４０における凹凸（傾斜面Ｓ1〜Ｓn）の影によって、照明光に輝度むらが発生し易い。一方で、このような凹凸による輝度むらが視認されない程度にまで凹凸の角度（傾斜面Ｓ1〜Ｓnにおける傾斜角θ）を小さく設定した場合、干渉パターンの低減作用が小さくなる（低減量が少なくなる）ため、本末転倒である。
【００５０】
また、このような輝度むらは、プリズムアレイ１４の振動によってある程度は低減されるものの、このプリズムアレイ１４の振動周波数ｆ０とレーザ光の発光周波数ｆ１との関係によっては、輝度むらがかえって強調される結果となる。つまり、これらの振動周波数ｆ０および発光周波数ｆ１の値によっては、以下詳述するビート（うなり）現象が発生する（生じ易くなる）ことから、輝度むらが視認され易くなってしまうのである。具体的には、振動周波数ｆ０および発光周波数ｆ１同士が互いに近い値である場合、これらの周波数同士でビート周波数が形成され、輝度むらがゆっくりと動くのが視認され易くなる。
【００５１】
具体的には、まず、例えば図９（Ａ），（Ｂ）に示したレーザ光源のパルス発光および光学素子（プリズムアレイ）１４の振動の場合（振動周波数ｆ０＝発光周波数ｆ１）、これらの波形同士を掛け合わせてなる照明光（スクリーン３０上での映像光）の輝度は、例えば図９（Ｃ）に示したようになる。すなわち、一定の周期の変動を有するタイミング波形となる。ただし、１周期内の輝度変動は人間の眼には見えずに（視認されずに）平均化されて（時間的に積分されて）しまい、図９（Ｃ）中の破線で示したような視認可能信号の動き、つまり動きが止まっているように見える。このため、照明光において空間的な輝度むらが元々発生していたとしても、その輝度むらは動かずに止まって見えることになる。
【００５２】
一方、例えば図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、振動周波数ｆ０と発光周波数ｆ１との間にわずかな違いがある（略等しい）場合（振動周波数ｆ０≒発光周波数ｆ１）、照明光（スクリーン３０上での映像光）の輝度は、例えば図１０（Ｃ）に示したようになる。すなわち、時間的に平均化された結果である視認可能信号（図１０（Ｃ）中の破線）は、上記のような一定値ではなく例えば低周波の正弦波を示すようになり、その低周波の動き（上記したビート現象の発生）が視認され得る。このため、照明光において空間的な輝度むらが元々発生していた場合、その輝度むらの動きが明滅として見えてしまうおそれがある。
【００５３】
ここで、人間の眼の周波数感度の上限は最悪環境下では２０Ｈｚ程度であることから、振動周波数ｆ０および発光周波数ｆ１におけるビート周波数である｜ｆ１−ｆ０｜が２０Ｈｚ未満である（｜ｆ１−ｆ０｜＜２０）場合に、ビート現象（輝度むらの明滅）が視認されてしまうことになる。ただし、発光周波数ｆ１（基本周波数）の高調波成分（高調波の周波数）を考慮すると、０以上の整数をｎ（高調波の次数）としたときに、｜ｎ×ｆ１−ｆ０｜＜２０を満たす場合にビート現象が視認されると言える。ここで、例えば図２，図９，図１０に示したように、レーザ光の発光パルスが矩形パルスである場合、高調波成分の信号レベルは（１／ｎ）に比例することから、一般にはｎ≦１０程度までの高調波を考慮すれば十分であると言える。また、ｎ＝０の場合は、レーザ光が常時出射される場合に相当する。したがって、１≦ｎ≦１０の高調波を考慮するのが望ましいと言える。なお、振動周波数ｆ０については、最大の振幅成分を持つ主要周波数（基本周波数）だけを考慮すればよい（高調波成分を考慮しなくてもよい）。
【００５４】
ここで、上記した「２０Ｈｚ」という値は、Temporal Contrast Sensitivity Function（Hart.Jr W.M.による“The Temporal Responsiveness of Vision"などを参照）において、５０ルーメンの明るさの映像を２５インチに投影した場合に、その１％の明るさの輝度分布が生じていると仮定した条件下で規定することができる。その条件とは、７トロランド（瞳径φ＝３ｍｍ、完全拡散仮定）に相当し、輝度分布が表示画面のＸ方向において１０％程度であるとすると（５０ｍｍ）、２０Ｈｚ以上で人間の眼に知覚されなくなることに対応している。なお、一般的には更に条件が厳しい場合が多く、その場合にはさらに周波数の使用可能領域が狭まることになる。
【００５５】
なお、このような輝度むらは、上記したように拡散板の代わりにプリズムアレイを用いて干渉パターンの発生を低減させていることに起因して発生する他、以下のことに起因しても発生する。すなわち、例えば図１１に示したように、レーザ光のファーフィールドパターン（ＦＦＰ；Far Field Pattern）の形状が円形（等方的）ではない場合（ここでは楕円形の場合）、照明光の輝度分布にも空間的な不均等性が生じ、輝度むらが発生し易くなる。つまり、フライアイレンズ１７の機能によっても、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）場合が起こり得るのである。なお、この対策として、アナモフィックレンズ（レンズの曲率が等方的ではないレンズ）を設けるという手法が考えられるが、この場合には部材のコストが増大してしまうことになる。
【００５６】
そこで、本実施の形態の照明装置１では、発光周波数をｆ１［Ｈｚ］、光学素子１４から出射される照明光においてこの光学素子１４の振動により生ずる輝度の変動周波数をｆ２［Ｈｚ］、ｎ１を０以上かつ１０以下の任意の整数、ｎ２を１以上の所定の整数としたときに、以下の（１）式または（２）式を満たすようにしている。なお、本実施の形態では、上記した変動周波数ｆ２＝振動周波数ｆ０であるものとし、以下の（１），（２）式では変動周波数ｆ２を用いて規定している。これにより本実施の形態では、上記したような、照明光において光学素子１４の振動により生ずる輝度の変動周波数ｆ２（振動周波数ｆ０）と、発光周波数ｆ１との関係に起因したビート現象（基本周波数および高調波成分によるビート現象）が、見えにくくなる（人間の眼に視認されにくくなる）。ここで、以下、これらの（１）式および（２）式について、これまで説明した輝度むらが元々発生している場合と元々発生していない場合とに分けて説明する。
｜ｎ１×ｆ１−ｆ２｜≧２０  ……（１）
｜ｎ２×ｆ１−ｆ２｜≦３    ……（２）
【００５７】
（Ａ．輝度むらが元々発生している場合）
この場合、前述した人間の眼の周波数感度の上限（２０Ｈｚ程度）を考慮すると、振動周波数ｆ０と発光周波数ｆ１との関係に起因したビート現象が視認されにくくなる（望ましくは視認されない）ようにするには、上記（１）式を満たす必要がある。また、前述した理由から、特に１≦ｎ１≦１０の場合（ｎ１が１以上かつ１０以下の任意の整数である場合）について、（１）式を満たすようにするのが望ましいと言える。そして、前述した理由から、ｎ１を０以上の任意の整数としたときに（１）式を満たすようにすれば、ビート現象が視認されなくなると言える。
【００５８】
また、この（１）式を満たす場合には、プリズムアレイ１４の振動が停止しているときに生じる照明光の輝度むらの大きさ（幅）と比べ、プリズムアレイ１４が振動しているときの照明光の輝度むらの振幅（振動幅）のほうが大きいほうが望ましい。つまり、プリズムアレイ１４の振動時におけるスクリーン３０上での照明光の輝度むらの移動範囲のほうが、この照明光の輝度むらの範囲よりも大きいことが望ましい。これは、例えば図１２に示したように、スクリーン３０上において、輝度むら低減領域同士が常に重なり続けている領域は、輝度むら不変領域（輝度むらが低減されない領域）となってしまうためである。このことは、換言すると、プリズムアレイ１４の振動時におけるスクリーン３０上での照明光の変動空間周波数が、輝度むらの空間周波数よりも大きいことを意味している。つまり、プリズムアレイ１４の振動が停止しているときの照明光における輝度分布の空間周波数を、低周波側から順にｆ３１，…，ｆ３Ｍ（Ｍ：２以上の整数）とし、プリズムアレイ１４が振動しているときにおける照明光の輝度分布の空間振幅をＡ０とすると、以下の（３）式を更に満たすようにするのが望ましい。なお、ここでｆ３１を除いたのは、一般に照明光では中心付近が明るくかつ周辺が暗いことから、ｆ３１の成分はかなり大きなものとなっており、人間の眼には視認されにくいためである。
（１／ｆ３２）≦Ａ０  ……（３）
【００５９】
（Ｂ．輝度むらが元々発生していない場合）
一方、輝度むらが元々発生していない場合には、前述した図９の例のようにすれば、変動周波数ｆ２（振動周波数ｆ０）と発光周波数ｆ１との関係に起因したビート現象が視認されにくくなる（望ましくは視認されない）ことになる。つまり、この場合には、上記（１）式の代わりに、上記（２）式を満たすようにすればよい。ここで、この（２）式における上限値（３Ｈｚ）は、約０．３３秒間に１回の頻度でビート現象が発生することを意味しており、この程度のビート現象の発生であれば、同一の映像表示が長期間行われない限り視認されにくいと言える。ただし、この場合にはわずかな周波数のずれによってもビート現象が視認され易くなってしまうことから、振動周波数ｆ０および発光周波数ｆ１同士での周波数同期を厳密に行うようにするのが望ましい。
【００６０】
ここで、この上限値「３Ｈｚ」という値は、前述したTemporal Contrast Sensitivity Functionにおいて、人間の眼の応答感度が鈍る周波数に対応している。また、（２）式における上限値を「０．５Ｈｚ」とすれば、ビート現象の発生の頻度（周波数）が２秒に１回程度となることから、条件によらずビート現象がほとんど視認されなくなることが実験的にも確認できており、より効果が大きいと言える。
【００６１】
なお、この（２）式を満たすように設定した場合には、干渉パターン発生の低減効果が多少損なわれることになる。これは、図９に示した例と同様に、干渉パターン発生の低減作用の際にも、ある時点（レーザ光の発光期間）で輝点であった領域は、次の発光期間においても輝点に見え易いためである。ただし、プリズムアレイ１４の振動時にわずかなゆれが生じることから、実際には干渉パターンの発生は低減する。これは、干渉パターンに関しては光の干渉で明暗が生じるため、微小な動きが大きく影響するためである。これらのことから、本実施の形態では、上記（１）式（２０Ｈｚ以上となる場合）と、上記（２）式（３Ｈｚ以下となる場合）との、いずれを満たすようにしてもよい。
【００６２】
ここで、具体的な実施例としては、以下の例が挙げられる。すなわち、まず、赤色レーザ１１Ｒ，緑色レーザ１１Ｇ，青色レーザ１１Ｂのそれぞれについて、前述した発光周波数ｆ１ｒ＝ｆ１ｇ＝ｆ１ｂ＝１２０Ｈｚ（＝ｆ１）とする。そして、図２に示したようにして各色のレーザ光を順次出射させ、白色光からなる照明光を出射するようにする（このときのパルス発光の遅延時間を、赤色レーザ光，緑色レーザ光，青色レーザ光について、例えば、０ｍｓ，２．７８ｍｓ，５．５６ｍｓとする）。このとき、例えば図８に示したような輝度むら（輝度の濃淡縞）は、実際には各波長の分散に応じて異なった間隔からなる濃淡縞となるため、色づいて見える。ここで、例えば赤色レーザ光について着目すると、上記したように発光周波数ｆ１ｒ＝１２０Ｈｚであることから、ビート現象が視認されないようにするため、例えば、プリズムアレイ１４の振動周波数ｆ０＝９０Ｈｚに設定する。この場合、０以上の整数ｎのいずれについても上記（１）式を満たすことから、ビート現象は視認されなくなる。また、この場合において、プリズムアレイ１４の振動が停止しているときの照明光における輝度分布の空間周波数ｆ３＝５［ｌｐ／ｍｍ］程度であることから、上記（３）式における照明光の輝度分布の空間振幅Ａ０は、Ａ０≧（１／ｆ３）＝０．２［ｍｍ］となる。この条件式を満たすようにプリズムアレイ１４を振動させるようにすれば、輝度むらがほとんど視認されないようにする（視認されにくくする）ことができる。なお、ここでは赤色レーザ光に着目して説明したが、緑色レーザ光および青色レーザ光についても同様にして考えることが可能である。
【００６３】
また、本実施の形態のように、光源部から複数種類の波長のレーザ光（ここでは赤色レーザ光，緑色レーザ光，青色レーザ光の３種類）が出射される場合には、以下の波長のレーザ光について、上記（１）式または上記（２）式を満たすようにするのが望ましい。すなわち、まず、これら複数種類の波長のうち、少なくとも、視感度が最も高い色に対応する波長のレーザ光における発光周波数ｆ１について、上記（１）式または上記（２）式を満たすようにするのが望ましい。また、これら複数種類の波長のうち、少なくとも、視感度が相対的に高い２色以上の各色に対応する波長のレーザ光における発光周波数ｆ１について、上記（１）式または上記（２）式を満たすようにしてもよい。そして、複数種類の波長の全てのレーザ光における発光周波数ｆ１について、上記（１）式または上記（２）式を満たすようにするのが最も望ましい。
【００６４】
具体的には、本実施の形態のように、赤色レーザ光（Ｒ），緑色レーザ光（Ｇ），青色レーザ光（Ｂ）の３種類の波長のレーザ光が出射される場合には、まず、視感度が最も高い色（緑色）に対応する緑色レーザ光（Ｇ）における発光周波数ｆ１ｇについて、上記（１）式または上記（２）式を満たすようにするのが望ましい。また、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ，黄色レーザ光（Ｙ）の４種類の波長のレーザ光が出射される場合や、Ｒ，Ｇ，Ｂ，白色レーザ光（Ｗ）の４種類の波長のレーザ光が出射される場合には、例えば、Ｇ，Ｙ，Ｗの各色のレーザ光における発光周波数ｆ１ｇ，ｆ１ｙ，ｆ１ｗについて、上記（１）式または上記（２）式を満たすようにするのが望ましい。更に、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の波長のレーザ光が出射される場合、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙの４種類の波長のレーザ光が出射される場合、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４種類の波長のレーザ光が出射される場合のいずれにおいても、全ての波長（色）のレーザ光における発光周波数ｆ１について、上記（１）式または上記（２）式を満たすようにするのが最も望ましい。なお、これまでは各色のレーザ光における発光周波数ｆ１がいずれも等しくなっている場合について説明したが、例えばＲ→Ｇ→Ｂ→Ｇの各色レーザ光を周期的に出射させる場合のように、一部の発光周波数が他の発光周波数と異なっている場合についても同様である。また、例えばＲ，Ｇ，Ｂの３種類の波長のレーザ光のうち、Ｒのレーザ光の出射期間とＧのレーザ光の出射期間とが一部重なっている場合などについても、各レーザ光の発光周波数ｆ１について個別に考えればよい。
【００６５】
以上のように本実施の形態では、レーザ光源（赤色レーザ１１Ｒ，緑色レーザ１１Ｇ，青色レーザ１１Ｂ）からのレーザ光（赤色レーザ，緑色レーザ，青色レーザ）が通過する光学素子（プリズムアレイ）１４を振動させると共に、上記（１）式または上記（２）式を満たすようにしたので、レーザ光に起因した干渉パターンの発生を低減することができると共に、照明光における輝度の変動周波数ｆ２（振動周波数ｆ０）と発光周波数ｆ１との関係に起因したビート現象を見えにくくすることができる。よって、干渉パターンの発生を低減しつつ輝度むらを抑える（表示画質を向上させる）ことが可能となる。
【００６６】
また、上記比較例のような拡散板の代わりにプリズムアレイ１４を用いて干渉パターンの発生を低減させるようにしたので、レーザ光の損失を最小限に低減もしくは回避することができ、光の利用効率を向上させる（省電力化を図る）ことが可能となる。
【００６７】
更に、レーザ光のＦＦＰの形状が等方的ではない場合であっても、プリズムアレイ１４を振動させることにより、そのような非等方的なＦＦＰに起因した輝度むらを見えにくくすることができる。よって、例えばアナモフィックレンズ等の部材を設けることなく画質向上を図ることができ、部材コストの増大を回避することが可能となる。
【００６８】
なお、本実施の形態（および以下の各変形例）の手法は、レーザ光（照明光）を走査する方式（いわゆるビームスキャン方式）の画像変調デバイス以外について有効である。これは、このビームスキャン方式においては、レーザ光における空間的なコヒーレント性が強く残るため、干渉パターンの低減に対して他の手段を講じなければ不十分なためである。また、本実施の形態等の手法では、干渉パターンの発生対策だけでなく輝度むらの低減対策をも兼ねている点において、上記ビームスキャン方式とは、周波数の特性および得られる効果が大きく異なっている。
【００６９】
＜変形例＞
続いて、上記実施の形態の変形例（変形例１〜３）について説明する。なお、実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７０】
［変形例１］
これまでは、光学素子１４の振動周波数ｆ０＝照明光における輝度の変動周波数ｆ２（照明光において光学素子１４の振動により生ずる輝度の変動周波数）であるものと仮定した条件下において説明していた。ただし、実際には、これらの振動周波数ｆ０と変動周波数ｆ２とは一致しないことが多い。例えば図１３に示したように、光学素子１４が１次元配列のシリンドリカルレンズアレイであって、この光学素子１４の振動の際の振幅がこの２倍周期である場合、光学素子１４の１周期振動で得られる輝度分布の明滅（変動周波数ｆ２）は、振動周波数ｆ０の４倍となる（ｆ２＝４×ｆ０）。
【００７１】
したがって、振動周波数ｆ０は、元々、輝度分布の明滅周波数を指し示すものであることから、このような場合には、上記実施の形態で説明した各条件式（（１），（２）式）において、以下の置き換えをする必要がある。すなわち、本変形例では、上記したような振動周波数ｆ０と照明光における輝度の変動周波数ｆ２との関係を考慮した例に対応しており、以下の（４）式を満たすようにしている。ただし、Ｎ＝（光学素子１４が振動する際の振幅／光学素子１４において振動方向に沿った単位構造のピッチ）である。例えば図４に示したプリズムアレイからなる光学素子１４の例では、プリズム１４０のピッチｄ＝単位構造のピッチとなる。
ｆ２＝（２×Ｎ×ｆ０）  ……（４）
【００７２】
具体的には、上記実施の形態における各条件式（（１），（２）式）はそれぞれ、上記（４）式を用いると、以下の（５）式および（６）式のように置き換えることができる。したがって本変形例では、以下の（５）式または（６）式を満たすようにすればよい。
｜ｎ１×ｆ１−２Ｎ×ｆ０｜≧２０  ……（５）
｜ｎ２×ｆ１−２Ｎ×ｆ０｜≦３    ……（６）
【００７３】
なお、どの周波数成分（明滅周波数成分）が主であるかの問題は存在し、例えば上記のような場合であっても、輝度分布の明滅は４倍周波数が主成分ではあるものの、１倍周波数も変わらず持っている。このため、ｆ０および４ｆ０について上記条件式を計算し、それらの積集合を取ったものが最も適していることとなる。
【００７４】
また、図１３では、光学素子１４が１次元配列のシリンドリカルレンズアレイである場合を例に挙げて説明したが、複数の単位構造が振動方向に沿って配列されたものであれば、光学素子１４の構成はこれには限られない。この際、例えばミラー等によって照明像を重ねるなどの特殊な照明手法の場合には、前述した、Ｎ＝（光学素子１４が振動する際の振幅／光学素子１４において振動方向に沿った単位構造のピッチ）が成り立たない例外もあり得る。
【００７５】
［変形例２］
図１４は、変形例２に係る表示装置（表示装置３Ａ）の全体構成を表すものである。本変形例の表示装置３Ａは、上記実施の形態の表示装置３において、照明装置１の代わりに以下説明する照明装置１Ａを設けるようにしたものであり、他の構成は同様となっている。
【００７６】
照明装置１Ａは、上記実施の形態の照明装置１において制御部１９を更に設けるようにしたものであり、他の構成は同様となっている。
【００７７】
この制御部１９は、上記（１）式または上記（２）式を満たすように、駆動周波数ｆ０および発光周波数ｆ１（ｆ１ｒ，ｆ１ｇ，ｆ１ｂ）をそれぞれ動的に（ダイナミックに，随時）制御するものである。あるいは、上記（１）式または上記（２）式を満たす代わりに、上記（５）式または上記（６）式を満たすようにしてもよい。
【００７８】
本変形例では、このような制御部１９を設けるようにしたので、上記実施の形態における効果に加え、ビート現象をより視認されにくくする（より厳密な周波数設定を行う）ことができ、表示画質を更に向上させることが可能となる。
【００７９】
［変形例３］
図１５は、変形例３に係る照明装置（照明装置１Ｂ）の要部構成（一部の構成）を表したものである。本変形例の照明装置１Ｂは、本開示における「光学素子」の一具体例として、上記実施の形態および変形例２で説明したプリズムアレイ１４の代わりに、以下説明する回折素子１４Ｂを設けたものであり、他の構成は照明装置１と同様となっている。
【００８０】
回折素子１４Ｂは、図１５中に示したように、入射光を回折させてコリメータレンズ１６およびフライアイレンズ１７へと出射する光学素子である。
【００８１】
本変形例では、駆動部１５は、この回折素子１４Ｂとフライアイレンズ１７との間の相対位置を変位させることにより、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる。具体的には、駆動部１５は、回折素子１４Ｂを、この回折素子１４Ｂおよびフライアイレンズ１７の光軸（光軸Ｚ０）の方向（Ｚ軸方向）に沿って振動（微小振動）させることにより、上記相対位置を変位させる。
【００８２】
このようにして、回折素子１４Ｂによる入射光の回折作用（回折光の出射）と、駆動部１５による回折素子１４Ｂの光軸方向への振動動作とがなされることにより、上記実施の形態と同様のビームスキャンがなされる。すなわち、フライアイレンズ１７の入射面上において、回折素子１４Ｂからの入射光によるビームスキャンがなされる。その結果、上記実施の形態と同様に、スペックルパターンの多重化（時間平均）によって、レーザ光に起因したスペックルノイズ（干渉パターン）の発生が低減する。
【００８３】
また、本変形例においても、駆動部１５は、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方が変化するように、回折素子１４Ｂとフライアイレンズ１７との間の相対位置（ここでは回折素子１４Ｂ自体）を変位（振動）させている。したがって、本変形例においても上記実施の形態と同様に、上記した相対位置の変位（ビームスキャン）がなされても、回折素子１４Ｂからフライアイレンズ１７への入射の際における光損失が、低減もしくは回避される。
【００８４】
ここで、図１５中に示したように、回折素子１４Ｂからの回折光のうちのｍ次光（ｍ次回折光）は、コリメータレンズ１６およびフライアイレンズ１７の位置における光軸Ｚ０からの高さ（Ｙ軸方向の距離）をそれぞれ、Ｈ，Ｔとする。また、このｍ次光の回折角をθｍ、回折素子１４Ｂとコリメータレンズ１６との距離をＺ１、コリメータレンズ１６とフライアイレンズ１７との距離をＤ、コリメータレンズ１６の合成焦点距離をｆ（図示せず）とすると、以下の（７）式が成り立つ。このため、回折素子１４Ｂの振動の際の振幅をΔＬとすると、フライアイレンズ１７上の高さＴの変化量ΔＴは、以下の（８）式により表わすことができる。したがって、本変形例では、この変化量ΔＴが、スペックルノイズ低減に効果的な範囲内の値となるように、振動の際の振幅ΔＬを設定すればよいことになる。また、上記した回折角θｍは、回折素子１４Ｂにおける回折格子のピッチをｐ、入射光の波長をλとすると、以下の（９）式により表わすことができる。したがって、本変形例において、フライアイレンズ１７上でのスペックル低減に効果的なビームシフト量をＳとすると、このビームシフト量Ｓについて、以下の条件式（（１０）式）が成り立つことになる。
【００８５】
【数１】
2012226292.tif 000003
【００８６】
このような構成の照明装置１Ｂおよびそれを用いた表示装置においても、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。すなわち、小型化および光の利用効率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。
【００８７】
なお、本変形例では、本開示における「光学素子」の一具体例として回折素子１４Ｂを設けた場合について説明したが、これには限られない。すなわち、「光学素子」としては、例えばプリズムアレイ、回折素子、レンズまたはレンズアレイの他、場合によっては拡散素子を用いるようにしてもよい。
【００８８】
また、本変形例においても上記変形例２と同様に、制御部１９を設けて動的な周波数制御を行うようにしてもよい。
【００８９】
［その他の変形例］
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【００９０】
例えば、上記実施の形態等では、本開示における「光学素子」の一例として、プリズムアレイ、回折素子、レンズおよびレンズアレイを挙げて説明したが、これら以外の他の光学素子を用いてもよい。同様に、本開示における「光学部材」として、上記実施の形態等で説明したフライアイレンズ以外の光学部材（例えば、ロッドインテグレータなど）を用いてもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態等では、レーザ光源が発光周波数ｆ１により間欠的にレーザ光を照射することによって、光源部から所定の周波数ｆ１により間欠的にレーザ光が出射される場合について説明したが、この場合には限られない。すなわち、例えば、レーザ光源から出射されたレーザ光を何らかの手法で遮ったり、音響光学素子や電気光学効果を用いた素子等を用いることによって、光源部から所定の周波数ｆ１により間欠的にレーザ光が出射されるようにしてもよい。
【００９２】
更に、上記実施の形態等では、複数種類（赤色用，緑色用，青色用）の光源がいずれもレーザ光源である場合について説明したが、この場合には限られず、複数種類の光源のうちの少なくとも１つがレーザ光源であればよい。すなわち、光源部内に、レーザ光源と他の光源（例えばＬＥＤ等）とを組み合わせて設けるようにしてもよい。
【００９３】
加えて、上記実施の形態等では、光変調素子が反射型の液晶素子である場合を例に挙げて説明したが、この場合には限られない。すなわち、例えば透過型の液晶素子であってもよく、更には、液晶素子以外の光変調素子（例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）など）であってもよい。
【００９４】
また、上記実施の形態等では、異なる波長の光を発する３種類の光源を用いた場合について説明したが、例えば３種類の光源ではなく、１種類や２種類，４種類以上の光源を用いるようにしてもよい。
【００９５】
更に、上記実施の形態等では、照明装置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。具体的には、例えばダイクロイックプリズム１３１，１３２の代わりに、ダイクロイックミラーを設けるようにしてもよい。
【００９６】
加えて、上記実施の形態等では、光変調素子により変調された光をスクリーンに投射する投射光学系（投影レンズ）を備え、投射型の表示装置として構成されている場合について説明したが、本技術は、直視型の表示装置などにも適用することが可能である。
【００９７】
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
［１］
レーザ光源を含んで構成され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光が所定の周波数で間欠的に出射される光源部と、
前記光源部から間欠的に出射されたレーザ光が通過する光学素子と、
前記光学素子を所定の振動周波数により振動させる駆動部と
を備え、
前記周波数をｆ１［Ｈｚ］、前記光学素子から出射される照明光において前記光学素子の振動により生ずる輝度の変動周波数をｆ２［Ｈｚ］、ｎ１を０以上かつ１０以下の任意の整数、ｎ２を１以上の所定の整数としたとき、
以下の（１）式または（２）式を満たす
照明装置。
｜ｎ１×ｆ１−ｆ２｜≧２０  ……（１）
｜ｎ２×ｆ１−ｆ２｜≦３    ……（２）
［２］
前記（１）式を満たす場合において、
前記光学素子の振動が停止しているときに前記光学素子から出射される照明光における輝度分布の空間周波数を、低周波側から順にｆ３１，…，ｆ３Ｍ（Ｍ：２以上の整数）とし、かつ、
前記光学素子が振動しているときにおける前記照明光の輝度分布の空間振幅をＡ０としたとき、
以下の（３）式を更に満たす
上記［１］に記載の照明装置。
（１／ｆ３２）≦Ａ０  ……（３）
［３］
前記光源部は、複数種類の波長のレーザ光を出射するものであり、
前記複数種類の波長のうち、少なくとも、視感度が最も高い色に対応する波長のレーザ光における前記周波数について、前記（１）式または前記（２）式を満たす
上記［１］または［２］に記載の照明装置。
［４］
前記複数種類の波長のうち、少なくとも、視感度が相対的に高い２色以上の各色に対応する波長のレーザ光における前記周波数について、前記（１）式または前記（２）式を満たす
上記［３］に記載の照明装置。
［５］
前記複数種類の波長の全てのレーザ光における前記周波数について、前記（１）式または前記（２）式を満たす
上記［４］に記載の照明装置。
［６］
前記光学素子は、自身の振動方向に沿って配列された複数の単位構造を有し、
前記振動周波数をｆ０、（前記光学素子が振動する際の振幅／前記振動方向に沿った前記単位構造のピッチ）＝Ｎとしたとき、
ｆ２＝（２×Ｎ×ｆ０）を満たす
上記［１］ないし［５］のいずれかに記載の照明装置。
［７］
前記（１）式または前記（２）式を満たすように、前記駆動周波数および前記周波数をそれぞれ動的に制御する制御部を備えた
上記［６］に記載の照明装置。
［８］
前記ｎ１を０以上の任意の整数としたときに、前記（１）式を満たす
上記［１］ないし［７］のいずれかに記載の照明装置。
［９］
照明光を出射する光学部材を備え、
前記駆動部は、前記光学素子と前記光学部材との間の相対位置を変位させることにより、前記光学部材の入射面内において、前記レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる
上記［１］ないし［８］のいずれかに記載の照明装置。
［１０］
前記光学素子は、入射した光束を２方向以上に分割して出射する素子である
上記［１］ないし［８］のいずれかに記載の照明装置。
［１１］
前記光学素子が、プリズムアレイ、回折素子、レンズまたはレンズアレイである
上記［９］または［１０］に記載の照明装置。
［１２］
前記光学部材がフライアイレンズである
上記［９］ないし［１１］のいずれかに記載の照明装置。
［１３］
前記レーザ光源は、前記周波数としての所定の発光周波数により、間欠的に前記レーザ光を出射する
上記［１］ないし［１２］のいずれかに記載の照明装置。
［１４］
前記光源部は、赤色光、緑色光または青色光を発する３種類の光源を有する
上記［１］ないし［１３］のいずれかに記載の照明装置。
［１５］
前記３種類の光源のうちの少なくとも１つが、前記レーザ光源である
上記［１４］に記載の照明装置。
［１６］
照明光を出射する照明装置と、
前記照明光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と
を備え、
前記照明装置は、
レーザ光源を含んで構成され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光が所定の周波数で間欠的に出射される光源部と、
前記光源部から間欠的に出射されたレーザ光が通過する光学素子と、
前記光学素子を所定の振動周波数により振動させる駆動部と
を有し、
前記周波数をｆ１［Ｈｚ］、前記光学素子から出射される照明光において前記光学素子の振動により生ずる輝度の変動周波数をｆ２［Ｈｚ］、ｎ１を０以上かつ１０以下の任意の整数、ｎ２を１以上の所定の整数としたとき、
以下の（１）式または（２）式を満たす
表示装置。
｜ｎ１×ｆ１−ｆ２｜≧２０  ……（１）
｜ｎ２×ｆ１−ｆ２｜≦３    ……（２）
［１７］
前記光変調素子により変調された照明光を被投射面に対して投射する投射光学系を更に備えた
上記［１６］に記載の表示装置。
［１８］
前記光変調素子が液晶素子である
上記［１６］または［１７］に記載の表示装置。
【符号の説明】
【００９８】
１，１Ａ，１Ｂ…照明装置、１１Ｒ…赤色レーザ、１１Ｇ…緑色レーザ、１１Ｂ…青色レーザ、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…レンズ、１３１，１３２…ダイクロイックプリズム、１４…光学素子（プリズムアレイ）、１４Ｂ…光学素子（回折素子）、１４０…プリズム、１５…駆動部、１６…コリメータレンズ、１７…フライアイレンズ、１８…コンデンサレンズ、１９…制御部、２１…反射型液晶素子、２２…偏光ビームスプリッタ、２３…投射レンズ、３，３Ａ…表示装置、３０…スクリーン、Ｚ０…光軸、Ｓ1，Ｓ2，Ｓn-1，Ｓn…傾斜面、Ｌin…入射光、Ｌout…出射光、ＦＦＰ…ファーフィールドパターン、ｆ０…振動周波数、ｆ１，ｆ１ｒ，ｆ１ｇ，ｆ１ｂ…発光周波数、ｆ２…変動周波数、Ｔｒ，Ｔｇ，Ｔｂ…発光周期。
【図１】
2012226292.tif 000004
【図２】
2012226292.tif 000005
【図３】
2012226292.tif 000006
【図４】
2012226292.tif 000007
【図５】
2012226292.tif 000008
【図６】
2012226292.tif 000009
【図７】
2012226292.tif 000010
【図８】
2012226292.tif 000011
【図９】
2012226292.tif 000012
【図１０】
2012226292.tif 000013
【図１１】
2012226292.tif 000014
【図１２】
2012226292.tif 000015
【図１３】
2012226292.tif 000016
【図１４】
2012226292.tif 000017
【図１５】
2012226292.tif 000018