【手続補正書】
【提出日】平成26年6月25日(2014.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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または請求項２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ないし請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記（１）式または前記（２）式を満たすように、前記振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ないし請求項７のいずれか１項に記載の照明装置。
【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ないし請求項８のいずれか１項に記載の照明装置。
【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ないし請求項８のいずれか１項に記載の照明装置。
【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または請求項１０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ないし請求項１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【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ないし請求項１２のいずれか１項に記載の照明装置。
【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ないし請求項１３のいずれか１項に記載の照明装置。
【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または請求項１７に記載の表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】変形例１に係る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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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１４０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）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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１４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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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，Ｐ２２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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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素子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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
すなわち、プリズムアレイ１４では、拡散素子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。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
なお、このような輝度むらは、上記したように拡散素子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。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、前記振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。