(57)【要約】【課題】より簡易な構成で確実にスペックルを低減することが可能なプロジェクタ及び投射装置を提供すること。【解決手段】光を射出する光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、該光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂと、該光変調装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成された画像を被投射面５０に投射する投射装置４０とを備え、投射装置４０が、光変調装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像を拡大し中間像を形成する第１光学系と、中間像が形成される位置に配置され第１光学系から射出された光を拡散する光拡散部材と、該光拡散部材により拡散された光を被投射面５０に拡大投射する第２光学系とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2009042373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する光源と、
該光源から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により形成された画像を被投射面に投射する投射装置とを備え、
前記投射装置が、前記光変調装置により形成される画像を拡大し中間像を形成する第１光学系と、
前記中間像が形成される位置に配置され前記第１光学系から射出された光を拡散する光拡散部材と、
該光拡散部材により拡散された光を前記被投射面に拡大投射する第２光学系とを有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記光拡散部材は、基材中に複数の光散乱材が分散されており、
前記光変調装置により形成された画像を前記被投射面に投射する投影倍率をＡ倍とし、前記第１光学系により前記光拡散部材に中間像を形成する倍率をＢ倍とし、前記第２光学系により前記被投射面に中間像を投射する倍率をＣ倍とし、前記光拡散部材の隣接する前記光散乱材間のピッチをＤとすると、
Ｄ≦［（Ｂ／Ａ）×５０］＝（１／Ｃ）×５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記光拡散部材が、ホログラム素子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記第２光学系がレンズを有し、
前記光拡散部材は、当該光拡散部材により拡散される光の拡散角が前記レンズの取り込み角と同じ、あるいは、取り込み角以下となるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記第１光学系による前記中間像の拡大倍率に比べて前記第２光学系による中間像の拡大倍率の方が大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置により光変調装置を照明し、その光変調装置から射出された画像光を投射レンズ等の投射光学系によりスクリーンに拡大投射するプロジェクタが広く知られている。
そのプロジェクタの照明装置として、従来はメタルハライドランプやハロゲンランプ等が利用されていたが、近時では照明装置およびプロジェクタの小型化を図るため、半導体レーザ（ＬＤ）の利用が提案されている。レーザ光源の利点として、小型化以外にも、色再現性がよいことや、輝度およびコントラストの高い映像表示が可能であること、瞬時点灯が可能であることなどが挙げられる。
【０００３】
しかしながら、レーザ光はコヒーレント光であるため、拡大投射された映像光には、明点および暗点がランダムに分布したスペックルパターンが生じる。スペックルパターンは、投射光学系の各点からの出射光が不規則な位相関係で干渉することによって生じるものである。このスペックルパターンを有する映像は、観察者にぎらぎらとしたちらつき感を与えるため問題である。
【０００４】
この問題を解決するため、特許文献１には、拡散素子を外力によって振動・回転させることにより、人間の知覚できる表示の書き換え時間より短い時間でスペックルパターンを変化させ、積分効果による平均化によって観察者の目がスペックルを視覚に留めないようにしたディスプレイ装置が開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００５】
特許文献１に記載の投射型画像表示装置は、複数の発光部または光変調部を一方向に配列した１次元表示素子と、１次元表示素子から射出された光を走査し２次元中間像を形成する光走査手段と、２次元中間像を表示部へ拡大投射する投射レンズとを備えている。また、光走査手段と投射レンズとの間にディフューザを配置し駆動させて、ディフューザを通過する光に時間的な位相変調を与える。このようにして、スペックルノイズを低減して良好な画像を得ている。
また、特許文献２に記載の表示光学系は、光を発する光源と、光源から射出された光を走査する走査手段と、走査手段により走査される光を表示面に表示させる第１光学系及び第２光学系とを備えている。この第１光学系は、走査手段により走査された光に中間像を形成させる光学系であり、第２光学系は、中間像からの光を表示面上に結像させる光学系である。また、第１光学系と第２光学系との間には、入射したレーザビームの拡がり角を拡大して第２光学系に入射させる光拡散角変換素子が設けられている。この光拡散角変換素子により、観察者が観察する走査面上への光束の入射角（拡がり角）を大きくすることで、第２光学系に入射する光の入射角が異なる複数の光成分を生成することができる。これにより、スペックルノイズを低減することが可能である。
【特許文献１】特開２００５−８４１１７号公報
【特許文献２】特開２００６−５３４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載及び特許文献２に記載の技術では、入射した光を拡散させる光学素子を用いているが、単にこのような光学素子を用いただけでは、効果的にスペックルノイズを低減するのは困難である。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、より簡易な構成で確実にスペックルを低減することが可能なプロジェクタ及び投射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】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のプロジェクタは、光を射出する光源と、該光源から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により形成された画像を被投射面に投射する投射装置とを備え、前記投射装置が、前記光変調装置により形成される画像を拡大し中間像を形成する第１光学系と、前記中間像が形成される位置に配置され前記第１光学系から射出された光を拡散する光拡散部材と、該光拡散部材により拡散された光を前記被投射面に拡大投射する第２光学系とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るプロジェクタでは、光源から射出された光は光変調装置に入射され、光変調装置において所望の大きさの画像を形成する。そして、第１光学系により光変調装置において形成された画像を拡大し中間像を形成した後、光拡散部材により拡散させ、第２光学系により画像を被投射面に投射する。
このとき、被投射面に光拡散材により拡散された光の散乱パターンが投射される。本発明では、第１光学系により拡大された中間像を光拡散部材により拡散しているため、被投射面上の散乱パターンのピッチが、第１光学系が等倍の光学系である場合に比べて、第１光学系の倍率の逆数分だけ小さくなる。すなわち、簡易な構成により、被投射面上に細かい散乱パターンのピッチを形成することが可能となる。したがって、第２光学系から射出される光は、確実にスペックルノイズが抑えられた光となる。
また、逆に、スペックルノイズを低減させるための被投射面上での散乱パターンのピッチを光拡散部材により形成するには、第１光学系として等倍のレンズ群を用いたときの光拡散部材の散乱中心のピッチに比べて、第１光学系の倍率分だけ大きくなる。すなわち、光拡散部材の散乱中心のピッチの大きさを大きくすることができるため、光拡散部材の製造が容易となる。
【００１０】
また、本発明のプロジェクタは、前記光拡散部材は、基材中に複数の光散乱材が分散されており、前記光変調装置により形成された画像を前記被投射面に投射する投影倍率をＡ倍とし、前記第１光学系により前記光拡散部材に中間像を形成する倍率をＢ倍とし、前記第２光学系により前記被投射面に中間像を投射する倍率をＣ倍とし、前記光拡散部材の隣接する前記光散乱材間のピッチをＤとすると、Ｄ≦［（Ｂ／Ａ）×５０］＝（１／Ｃ）×５０μｍであることが好ましい。
【００１１】
本発明に係るプロジェクタでは、上述した式を満たすように光散乱材のピッチを設定し、光拡散部材を形成することにより、被投射面上でのスペックルノイズを確実に抑えることが可能となる。詳細については後述する。
【００１２】
また、本発明のプロジェクタは、前記光拡散部材が、ホログラム素子であることが好ましい。
【００１３】
本発明に係るプロジェクタでは、光拡散部材が、ホログラム素子としては、例えば、ガラス基板に計算機で計算して人工的に作成した凹凸構造が形成された計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer  Generated  Hologram、以下ＣＧＨと称す。）を用いることができる。このＣＧＨは回折現象を利用して入射光の波面を変換する波面変換素子である。特に位相変調型のＣＧＨは入射光波のエネルギをほとんど失うことなく波面変換が可能である。このように、ＣＧＨは均一な強度分布や単純な形状の強度分布を発生させることができるので、光源装置に好適に用いることができる。さらに、ＣＧＨは、回折格子の分割領域の自由な設定が可能であり、収差の問題が生じないので好適である。
また、第１光学系が、光変調装置により形成される画像を拡大し中間像を形成するため、第１光学系の倍率に合わせた大きさのホログラム素子を形成する。このように、ホログラム素子の大きさを大きくすることにより、ガラス基板に形成される凹凸の数を増やすことができる。これにより、ホログラム素子から射出される光の散乱パターンがより複雑に変化するため、スペックルノイズをより低減させることが可能となる。
【００１４】
さらに、一般に用いられる体積型の光拡散板は、ＣＧＨに比べて光軸方向の厚みが厚いため、光拡散版により拡散され第２光学系により被投射面に投射された画像は像ボケが発生してしまう。しかしながら、ＣＧＨは、光拡散板に比べて厚みが薄いため、像ボケが発生しないので、鮮明な画像を表示することが可能となる。
さらに、第２光学系が取り込めるように光の拡散度合いが制御されたＣＧＨを作製することも可能となる。これにより、ＣＧＨにより拡散された光が、第２光学系から外れることがないため、光の損失を抑えることが可能となる。
【００１５】
また、本発明のプロジェクタは、前記第２光学系がレンズを有し、前記光拡散部材は、当該光拡散部材により拡散される光の拡散角が前記レンズの取り込み角と同じ、あるいは、取り込み角以下となるように形成されていることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るプロジェクタでは、光拡散部材は、当該光拡散部材により拡散される光の拡散角がレンズの取り込み角と同じ、あるいは、取り込み角以下となるように形成されている。これにより、光拡散部材において拡散された中間像が確実に第２光学系に入射する。したがって、第１光学系により拡大されたすべての光が第２光学系により被投射面に投射されるため、光量の損失を抑えることが可能となる。
【００１７】
また、本発明のプロジェクタは、前記第１光学系による前記中間像の拡大倍率に比べて前記第２光学系による中間像の拡大倍率の方が大きいことが好ましい。
【００１８】
本発明に係るプロジェクタでは、第１光学系の倍率に比べて第２光学系の倍率の方が大きいため、光拡散部材の大きさをある程度の大きさに抑えることが可能となる。したがって、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係るプロジェクタの実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２０】
［第１実施形態］
本発明のプロジェクタの第１実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
本実施形態においては、プロジェクタとして空間光変調装置で生成された画像情報を含む色光を投射系を介してスクリーン（被投射面）上に投射する投射型のプロジェクタを例に挙げて説明する。
【００２１】
本実施形態のプロジェクタ１では、図１に示すように、反射型のスクリーン５０を用い、スクリーン５０の正面側からスクリーン５０上に画像情報を含む光を投射する。
プロジェクタ１は、図１に示すように、光源装置１０と、光変調装置（画像形成部）２０と、ダイクロイックプリズム（色合成手段）３０と、投射装置４０とを備えている。また、以下の説明においては、光変調装置を液晶ライトバルブと称する。
光源装置１０は、赤色光を射出する赤色光源装置（光源）１０Ｒと、緑色光を射出する緑色光源装置（光源）１０Ｇと、青色光を射出する青色光源装置（光源）１０Ｂとからなる。
また、液晶ライトバルブ２０は、赤色光源装置１０Ｒから射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の赤色用光変調装置２０Ｒと、緑色光源装置１０Ｇから射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の緑色用光変調装置２０Ｇと、青色光源装置１０Ｂから射出された光を画像情報に応じて光変調する２次元の青色用光変調装置２０Ｂとからなる。さらに、ダイクロイックプリズム３０は、各光変調装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより変調された各色光を合成するものである。
また、投射装置４０は、ダイクロイックプリズム３０で合成された光をスクリーン５０上に投射するものである。
【００２２】
各光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、光を射出する光源１１と、光源１１から射出された光を回折する回折光学素子１２と、回折光学素子１２において回折した光の射出角度を調整する角度調整用光学素子１４とを備えている。なお、光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの構成はこれに限るものではない。
【００２３】
投射装置４０について図２を用いて説明する。なお、図２は、液晶ライトバルブに入射した光がスクリーン５０に投射される光路図を見易くするために、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ、投射装置４０、スクリーン５０を直線配置として示しまた、ダイクロイックプリズム３０を省略している。
投射装置４０は、図２に示すように、光路上に第１レンズ群４１と、ディフューザ４３と、第２レンズ群４５とをこの順に備えている。
【００２４】
第１レンズ群（第１光学系）４１は、ダイクロイックプリズム３０において合成された光をディフューザ４３上またはその近傍に中間像として形成する。本実施形態の第１レンズ群４１は、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像のＢ（Ｂ＞１）倍の大きさの中間像を形成する拡大光学系である。
また、第１レンズ群４１は、開口絞り４２に対して略対称に配置された前段レンズ群４１ａ、後段レンズ群４１ｂからなる結像レンズである。
また、前段レンズ群４１ａ、後段レンズ群４１ｂは、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの視野角特性を考慮して両側テレセントリック特性を有することが望ましい。前段レンズ群４１ａ、後段レンズ群４１ｂは、複数の凸レンズおよび凹レンズを含んで構成されているが、レンズの形状、大きさ、配置間隔および枚数、テレセントリック性、倍率その他のレンズ特性は、要求される特性によって適宜変更されるものである。
【００２５】
第２レンズ群（第２光学系）４５は、図２に示すように、ディフューザ４３上またはその近傍に形成された中間像をスクリーン５０に拡大投射するものである。ここで、投射装置４０が、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像をＡ倍にしてスクリーン５０に投射する場合、第２レンズ群４５としては、Ａ／Ｂ＝Ｃ倍のレンズを用いる。
なお、第２レンズ群４５として、図２に示すように、１枚の凸レンズを示したが、実際には複数のレンズにより構成されており、レンズの形状、大きさ、配置間隔および枚数は、要求される特性によって適宜変更されるものである。
【００２６】
具体的には、第１レンズ群４１は、２倍（Ｂ＝２）の拡大レンズである。また、第１レンズ群４１により、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像は、ディフューザ４３上に２倍に拡大される。このとき、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像と中間像との大きさは相似形となっている。
本実施形態では、例えばスクリーン５０に液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像を１００倍（Ａ＝１００）にして投射する場合、第２レンズ群４５として１００／２＝５０倍（Ｃ＝５０）のレンズを用いれば良い。
【００２７】
ディフューザ（光拡散部材）４３は、第１レンズ群４１から射出された光を拡散して拡散光を生成し、射出端面４３ｂより射出させる。本実施形態においては、ディフューザ４３は、射出端面４３ｂでレーザ光を拡散させることによって、その光を拡散させる。
【００２８】
次に、図３に、ディフューザ４３の一部を拡大した側面図を示す。ディフューザ４３は、例えば石英（ガラス）、透明な合成樹脂等、光を透過可能な基材４３ｃに光拡散粒子（光散乱材）４３ｄが不規則に分散されている。また、光拡散粒子４３ｄの散乱中心距離（光拡散粒子４３ｄのピッチ）はＤである。この散乱中心距離Ｄは、第２レンズ群４５により投射される画像に発生するスペックルを低減可能な距離である。
【００２９】
また、本実施形態では、第１レンズ群４１として２倍のレンズを用い、第２レンズ群４５として５０倍のレンズを用いている。これにより、第１レンズ群４１において、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像を２倍に拡大して中間像を形成した後、ディフューザ４３により拡散させる。そして、第２レンズ群４５により中間像を５０倍に拡大し、スクリーン５０に投射する。このとき、スクリーン５０上に投射されるディフューザ４３に起因する散乱パターンのピッチは５０Ｄとなる。
ここで、第１レンズ群が等倍レンズを用いた投射装置と比較する。すなわち、第１レンズ群が等倍のレンズである場合、ディフューザ４３には、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像と同じ大きさの中間像が形成される。そして、第２レンズ群により、中間像が１００倍に拡大されて投射されるため、ディフューザ４３に起因するスクリーン５０上の散乱パターンのピッチは１００Ｄとなる。
【００３０】
本実施形態に係るプロジェクタ１では、第１レンズ群４１により、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像を拡大して形成された中間像をディフューザ４３により拡散している。これにより、第１レンズ群が等倍のレンズである場合に比べて、スクリーン５０上の散乱パターンのピッチが１／２（１／Ｂ）となる。すなわち、ディフューザ４３を回転（揺動等）させることなく、簡易な構成により、スクリーン５０上に細かい散乱パターンのピッチを形成することが可能となる。したがって、第２レンズ群４５から射出される光は、スペックルノイズが抑えられた光となる。これにより、スクリーン５０と視聴者との間に生じていたシンチレーションが低減されてぎらつき感がなくなり、投射光による画像が良好に視認でき、視聴者の疲労も軽減される。したがって、高画質な画像を投影することが可能となる。
【００３１】
また、スペックルを低減させるためのスクリーン５０上での散乱パターンのピッチ１００Ｄ１をディフューザにより形成するには、第１レンズ群として等倍のレンズ群を用いたときのディフューザの散乱中心のピッチはＤ１となる。そして、本実施形態のプロジェクタで用いるディフューザ４３の散乱中心のピッチは２Ｄ１（Ｄ１のＢ倍）となる。すなわち、等倍のレンズを用いた場合に比べて、ディフューザ４３の散乱中心のピッチを大きくして、スペックルノイズを低減させることができるため、ディフューザ４３の製造が容易となる。
つまり、本実施形態のプロジェクタ１は、より簡易な構成でスペックルを低減することが可能である。
【００３２】
なお、第１レンズ群４１は、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像を相似形となるように拡大して中間像を形成したが、中間像の面積が液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像より大きくする光学系であれば良い。
また、ディフューザ４３は、当該ディフューザ４３により拡散される光の拡散角が第２レンズ群４５の取り込み角と同じ、あるいは、取り込み角以下となるように形成されていることが好ましい。この構成では、ディフューザ４３において拡散された中間像が確実に第２レンズ群４５に入射する。したがって、第１レンズ群４１により拡大されたすべての光が第２レンズ群４５によりスクリーン５０に投射されるため、光量の損失を抑えることが可能となる。
また、本発明のプロジェクタは、第１レンズ群４１による中間像の拡大倍率（２倍）に比べて第２レンズ群４５による中間像の拡大倍率（５０倍）の方が大きいため、ディフューザ４３の大きさをある程度の大きさに抑えることが可能となる。したがって、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００３３】
［第１実施形態の変形例］
図１に示す第１実施形態では、ディフューザ４３として、基材４３ｃに光拡散粒子４３ｄが分散されているものを用いたが、ディフューザ（光拡散部材）５１として、ホログラム素子を用いても良い。このような変形例について、図４を参照して説明する。
【００３４】
図４に、ディフューザ５１の一部を拡大した側面図を示す。ディフューザ５１は、例えば石英（ガラス）、透明な合成樹脂等、光を透過可能な材料で形成することが可能である。また、本実施形態では、ディフューザ５１として表面レリーフ型のホログラム素子を用いる。ホログラム素子としては、例えば、ガラス基板に計算機で計算して人工的に作成した凹凸構造が形成された計算機合成ホログラム（ＣＧＨ ：Computer  Generated  Hologram、以下ＣＧＨと称す。）を用いることができる。このＣＧＨは回折現象を利用して入射光の波面を変換する波面変換素子である。特に位相変調型のＣＧＨは入射光波のエネルギをほとんど失うことなく波面変換が可能である。このように、ＣＧＨは均一な強度分布や単純な形状の強度分布を発生させることができる。
【００３５】
具体的には、ディフューザ５１は、その表面に互いに異なる深さの複数の矩形状の凹部（凹凸構造）５１Ｍを有している。また、凹部５１Ｍどうしの間の複数の凸部も互いに異なる高さを有している。
そして、凹部５１Ｍどうしのピッチｄ及び凹部５１Ｍの深さ（凸部の高さ）ｔを含むディフューザ５１の表面条件を適宜調整することにより、ディフューザ５１に所定の拡散機能を持たせることができる。その表面条件を最適化する設計手法としては、例えば反復フーリエ法など、所定の演算手法（シミュレーション手法）が挙げられる。
また、例えば、図４に示すディフューザ５１の深さｔ１は、約１００ｎｍであり、光軸Ｏ方向の厚みは１μｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。
また、ディフューザ５１は、デジタル的なデータであるため、凹部および凸部に発生する位相段差の境界自体も散乱中心として機能する。例えば、ｄ＝０．５uｍであった場合は、０．５uｍピッチで散乱材が配置されていることと同様な機能を有する。
【００３６】
また、第１レンズ群４１が、液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像を拡大するレンズであるため、第１レンズ群４１の倍率に合わせた大きさの、ディフューザ５１を形成する。
このように、第１レンズ群４１として等倍のレンズを用いたときのディフューザの大きさに比べて、本実施形態のディフューザ５１の大きさは大きいため、ガラス基板に形成される凹部５１Ｍの数を増やすことができる。そして、このディフューザ５１に第１レンズ群４１から射出された光が入射することにより、ディフューザ５１から射出される光の散乱パターンがより複雑に変化する。これにより、ディフューザ５１から射出され第２レンズ群４５によりスクリーン５０に投射される光は、スペックルノイズが抑えられた光となる。
【００３７】
ここで、第１実施形態のディフューザ４３と比較する。ディフューザ４３の光軸Ｏ方向の厚みは、１〜２ｍｍである。ここで、スクリーン５０に投射される像は、第２レンズ群４５の後側焦点位置に形成される像である。そのため、拡散板４４は、本実施形態で用いるディフューザ５１に比べて厚みが厚いため、第２レンズ群４５として焦点深度が大きいレンズを用いなくてはならない。しかしながら、ディフューザ５１を用いることにより、第２レンズ群４５として焦点深度が小さいレンズを用いれば良いため、レンズのコストを抑えることが可能となる。さらには、本実施形態のディフューザ５１はホログラム素子であるため、第２レンズ群４５が取り込めるように光の拡散度合いを制御することも可能となる。これにより、ディフューザ５１により拡散された光が、第２レンズ群４５から外れることがないため、光の損失を抑えることが可能となる。
なお、ディフューザ５１として、図４に示すレリーフ型に限らず、斜面を有する三角形状の凹部を有する、いわゆる、ブレーズ型のものであってもよい。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の図面において、上述した第１実施形態に係るプロジェクタ１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るプロジェクタでは、第１レンズ群４１の倍率、第２レンズ群４５の倍率、ディフューザ４３の散乱中心のピッチの関係を具体的に規定する点及びディフューザ４３が回転する点において第１実施形態と異なる。全体的な構成においては第１実施形態と同様である。
【００３９】
ディフューザ（光拡散部材）４３は、図５に示すように、中心軸Ｐを中心に回転し、第１レンズ群４１から射出された光を拡散して拡散光を生成し、射出端面４３ｂより射出させる。本実施形態においては、ディフューザ４３は、射出端面４３ｂでレーザ光を拡散させることによって、その光を拡散させる。
本発明者の経験によれば、スクリーン５０上での散乱パターンのピッチが５０μｍのランダムな散乱パターンを６０Ｈｚ程度で変化させる。すなわち、ディフューザ４３を６０Ｈｚ程度の回転速度で回転させることによりスペックルを知覚することができなくなる。
なお、ディフューザ４３の回転速度は、６０Ｈｚに限ることはなく、人間が感知可能なフリッカの周波数よりも高い周波数、例えば、３０Ｈｚ以上に設定すれば良い。
【００４０】
本実施形態では、例えばスクリーン５０に液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより形成される画像を１００倍（Ａ＝１００）にして投射する場合について説明する。
具体的には、投射装置４０により、対角線の長さが１．０インチの液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを用いて、対角線の長さが１００インチの拡大投射を行う。
ここで、第１レンズ群４１として等倍のレンズ（Ｂ＝１）を用いると、第２レンズ群４５として１００倍のレンズを用いるため、スクリーン５０上での散乱パターンピッチを５０μｍにするために、ディフューザ４３の散乱中心距離Ｄは、Ｄ＝５０μｍ／１００＝０．５μｍであると、理想的な散乱パターンをスクリーン５０に投射することが可能となる。ところが、光拡散粒子４３ｄの散乱中心距離Ｄが０．５μｍであるディフューザ４３を作製するのは容易ではない。
そこで、第１実施形態で用いた投射装置４０のディフューザ４３の散乱中心距離Ｄを、Ｄ≦［（Ｂ／Ａ）×５０］＝（１／Ｃ）×５０μｍ…（式１）と規定する。すなわち、第１実施形態では、Ａ＝１００、Ｂ＝２、Ｃ＝５０であるので、Ｄ＝１μｍとなる。したがって、第１実施形態で用いた投射装置４０のディフューザ４３の散乱中心距離Ｄを１μｍ以下にすることにより、スペックルノイズを抑えるための理想的な散乱パターンをスクリーン５０に投射することができる。
【００４１】
本実施形態に係るプロジェクタでは、光拡散粒子４３ｄの散乱中心距離Ｄを２倍にしても、スクリーン５０上での散乱パターンのピッチが５０μｍとなる。したがって、本実施形態では、第１レンズ群として等倍のレンズを用いた場合に比べて、ディフューザ４３の製造が容易になる。このように、上述した式１を満たすように、光拡散粒子４３ｄの散乱中心距離Ｄを規定してディフューザ４３を形成することにより、スクリーン５０上でのスペックルを確実に抑えることが可能となる。
なお、回転軸Ｐはディフューザ４３に形成される液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの中間像の対角線の中心に限らず、図６に示すように、中間像の形成領域Ｋから外れた領域に回転軸Ｐが配置されたディフューザ６０であっても良い。この構成では、ディフューザ６０の大きさは、ディフューザ４３の約２倍の大きさとなっている。このディフューザ６０上の中間像が形成されない領域を回転軸Ｐとして回転させることにより、ディフューザ６０に入射した光は死点（動きが一瞬止まる点）が発生しないため、スペックルノイズの発生をより効果的に抑えることが可能となる。
【００４２】
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、色光合成手段として、クロスダイクロイックプリズムを用いたが、これに限るものではない。色光合成手段としては、例えば、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するもの、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するものを用いることができる。
また、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いても良いし、反射型のライトバルブを用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）が挙げられる。投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
さらに、プロジェクタに限らず、レーザ加工機、露光装置のようなレーザ光を用いたすべての投射光学系に適用が可能である。
また、第１光学系の構成としては、両側テレセントリック特性を有する光学系としが、液晶ライトバルブにより形成された画像を拡大する拡大レンズと、拡大された光を平行化するコリメータレンズとを有する構成であっても良い。
また、プロジェクタの構成としては、フロントプロジェクタに限らず、リアプロジェクタであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す光路図である。
【図２】図１の投射装置の概略構成を示す光路図である。
【図３】図１に用いられる光拡散部材を示す平面図である。
【図４】図１に用いられる光拡散部材の変形例を示す平面図である。
【図５】図２の光拡散部材の変形例を示す図である。
【図６】図２の光拡散部材の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｄ…散乱中心距離、１…プロジェクタ、１０Ｒ…赤色光源装置（光源）、１０Ｇ…緑色光源装置（光源）、１０Ｂ…青色光源装置（光源）、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、４０…投射装置、４１…第１レンズ群（第１光学系）、４３，５１…ディフューザ（光拡散部材）、４５…第２レンズ群（第２光学系）、５０…スクリーン（被投射面）
【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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