CN105425516A - 投射型影像显示装置及其空间光调制器的照明方法 - Google Patents

Abstract

提供投射型影像显示装置及其空间光调制器的照明方法。使激光光源(50)产生的激光束(L50)被光束扫射装置(65)反射，照射至全息图记录介质(46、85)。在全息图记录介质(46、85)中，使用由平行光束构成的参照光将散射板的像(35)记录为全息图。光束扫射装置使光束(L65)对全息图记录介质(46、85)的照射位置随时间变化。空间光调制器(200)配置在由全息图记录介质(46、85)得到的散射板(30)的再现像(35)的生成位置。自全息图记录介质(46、85)的衍射光(L46)不经由任何光学系统直接照射到空间光调制器(200)。光束扫射装置(65)从与参照光(Lref)平行的方向将光束(L65)照射至全息图记录介质(46、85)，进行光束(L65)的扫射。

Description

投射型影像显示装置及其空间光调制器的照明方法

本申请是申请日为2010年9月7日、申请号为201080069008.3、发明名称为“投射型影像显示装置”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种投射型影像显示装置，尤其涉及使用来自相干光源的光照明空间光调制器以在屏幕上进行影像显示的技术。

背景技术

向屏幕上投射光以进行影像显示的投射型影像显示装置已提出包括被称为所谓“光学式投影机”的市售品的各种方式。此种投射型影像显示装置的基本原理是利用液晶微显示器或DMD(数字微镜器件：DigitalMicromirrorDevice)等空间光调制器，产生作为基础的二维图像，并利用投射光学系统将该二维图像放大投影到屏幕上。

在一般的光学式投影机，采用使用高压水银灯等白色光源照明液晶显示器等空间光调制器，利用透镜将得到的调制影像放大投影到屏幕上的方式。例如，在日本特开2004-264512号公报公开经由二向色镜将以超高压水银灯产生的白色光分成R、G、B的三原色成分，将这些光导向各原色的空间光调制器，通过十字分色棱镜将产生的各原色的调制影像合成，并投影到屏幕上的技术。

然而，高压水银灯等的高亮度放电灯寿命较短，在用于光学式投影机等时，必须频繁地进行灯的更换。而且，为了取出各原色成分的光，必须利用二向色镜等比较大型的光学系统，因此，有装置整体大型化的缺点。因此，也提出使用激光等相干光源的方式。例如，在产业上广泛利用的半导体激光，比起高压水银灯等高亮度放电灯，寿命极长。而且，由于是可产生单一波长的光的光源，因此具有不需要二向色镜等分光装置且能使装置整体小型化的优点。

另一方面，使用激光等相干光源的方式出现产生斑点的新问题。斑点(speckle)是将激光光等的相干光照射至扩散面时产生的斑点状的花纹，若发生在屏幕上，则可观察到斑点状的亮点不均，成为对观察者造成生理上的不良影响的主要原因。

例如，在用激光指针指示了屏幕上的1点时，可观察到激光的光点在屏幕上闪烁发光。其原因是，在屏幕上产生斑点噪声。使用相干光则产生斑点的原因是，在屏幕等的扩散反射面的各部反射后的相干光因其极高的可干涉性而彼此干涉。例如，在“SpecklePhenomenainOptics,JosephW.Goodman,Roberts&Co.,2006”进行了关于斑点产生的详细理论上研究。

若是激光指针的用途，观察者仅观察到微小的点，因此不会产生大问题。然而，在影像显示装置的用途中，必须在具有宽区域的屏幕整面显示影像，因此若在屏幕上产生斑点，则对观察者造成生理上的不良影响，出现不舒服等症状。

当然，也提出有各种用以降低这种斑点噪声的具体方法。例如，在日本特开平6-208089号公报已公开将激光光照射至散射板并将从其得到的散射光导向空间光调制器且通过马达旋转驱动散射板从而降低斑点的技术。而且，在日本特开2004-144936号公报已公开在激光光源与空间光调制器之间配置散射板并通过使该散射板振动以降低斑点的技术。

然而，使散射板旋转、振动需要大型的机械驱动机构，装置整体大型化且耗电也增加。而且，在该方法中，由于散射板使来自激光光源的光散射，因此一部分激光完全无助于影像显示，而是被浪费了。再者，即使使散射板旋转、振动，照明光的光轴的位置也不变，因此无法充分抑制在屏幕的扩散面产生的斑点。

因此，本发明的目的在于提供一种在使用了相干光源的投射型影像显示装置中高效且充分地抑制斑点的产生的技术。

发明内容

(1)本发明的第一方式是一种投射型影像显示装置，是将光投射至屏幕上以进行影像显示的投射型影像显示装置，其特征在于，具备：空间光调制器，根据作为显示对象的影像，对射入的光实施与入射位置对应的调制后射出；照明单元，对所述空间光调制器供给照明光；以及投射光学系统，通过将由所述空间光调制器调制后的照明光导向所述屏幕，从而将所述影像投射至所述屏幕上，所述照明单元具有：相干光源，产生相干光束；全息图记录介质，记录有散射板(30)的像；以及光束扫射装置，将所述光束照射至所述全息图记录介质，且以所述光束对所述全息图记录介质的照射位置随时间变化的方式进行扫射，在所述全息图记录介质中，使用沿规定光路照射的参照光，记录有所述散射板的像作为全息图，所述相干光源产生具有能再现所述散射板的像的波长的光束，所述光束扫射装置以所述光束对所述全息图记录介质的照射方向是沿所述参照光的光路的方向的方式，进行所述光束的扫射，所述空间光调制器配置在由所述全息图记录介质得到的所述散射板的再现像的生成位置。

(2)本发明的第二方式是上述第一方式涉及的投射型影像显示装置，其中，光束扫射装置使光束在指定的扫射基点弯折，并将弯折后的光束照射至全息图记录介质，且通过使所述光束的弯折状态随时间变化，从而使弯折后的光束对所述全息图记录介质的照射位置随时间变化，在所述全息图记录介质中，使用会聚于特定的会聚点的参照光或从特定的会聚点发散的参照光，记录有将散射板的像作为全息图，所述光束扫射装置以所述会聚点作为所述扫射基点进行光束的扫射。

(3)本发明的第三方式是上述第二方式涉及的投射型影像显示装置，其中，在全息图记录介质中，使用沿以会聚点为顶点的圆锥的侧面三维地会聚或发散的参照光，记录有散射板的像。

(4)本发明的第四方式是上述第三方式涉及的投射型影像显示装置，其中，光束扫射装置具有使光束以在包含扫射基点的平面上摆动运动的方式进行弯折的功能，且在全息图记录介质上在一维方向扫射光束。

(5)本发明的第五方式是上述第三方式涉及的投射型影像显示装置，其中，光束扫射装置具有使光束以在包含扫射基点的第1平面上摆动运动的方式进行弯折的功能及使光束以在包含扫射基点且与所述第1平面正交的第2平面上摆动运动的方式进行弯折的功能，并且在全息图记录介质上在二维方向扫射光束。

(6)本发明的第六方式是上述第二方式涉及的投射型影像显示装置，其中，在全息图记录介质中，使用沿包含会聚点的平面二维地会聚或发散的参照光，记录有散射板的像。

(7)本发明的第七方式是上述第六方式涉及的投射型影像显示装置，其中，光束扫射装置具有使光束以在包含扫射基点的平面上摆动运动的方式进行弯折的功能，并在全息图记录介质上在一维方向扫射光束。

(8)本发明的第八方式是上述第一方式涉及的投射型影像显示装置，其中，光束扫射装置通过使光束在平行移动的同时照射至全息图记录介质，从而使所述光束对所述全息图记录介质的照射位置随时间变化，在所述全息图记录介质中，使用由平行光束构成的参照光，记录有散射板的像作为全息图，所述光束扫射装置从与所述参照光平行的方向将光束照射至所述全息图记录介质，以进行光束的扫射。

(9)本发明的第九方式是上述第一至第八方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，相干光源是产生激光束的激光光源。

(10)本发明的第十方式是上述第一至第九方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，全息图记录介质记录有散射板的像作为体积型全息图。

(11)本发明的第十一方式是上述第一至第九方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，全息图记录介质记录有散射板的像作为表面浮雕型全息图。

(12)本发明的第十二方式是上述第一至第九方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，记录于全息图记录介质的全息图是计算机合成全息图。

(13)本发明的第十三方式是上述第一至第九方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，记录于全息图记录介质的全息图是傅立叶变换全息图。

(14)本发明的第十四方式是上述第一至第九方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，记录于全息图记录介质的全息图是反射型全息图，将光束的反射衍射光用作照明光。

(15)本发明的第十五方式是上述第一至第九方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，记录于全息图记录介质的全息图是透射型全息图，并将光束的透射衍射光用作照明光。

(16)本发明的第十六方式是上述第一至第十五方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，光束扫射装置是扫射型镜器件、全反射棱镜、折射棱镜或光电晶体。

(17)本发明的第十七方式是上述第一至第十六方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，空间光调制器由透射型或反射型液晶显示器、透射型或反射型LCOS元件、或者数字微镜器件构成。

(18)本发明的第十八方式是上述第一至第十七方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，投射光学系统进行前方投射，该前方投射将影像投射到屏幕的观察面侧。

(19)本发明的第十九方式是上述第一至第十八方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，相干光源具有产生分别具有三原色的各波长的单色光的激光束的3台激光光源以及将所述3台激光光源所产生的激光束合成以生成合成光束的光合成器，光束扫射装置在全息图记录介质上扫射由所述光合成器生成的所述合成光束，在所述全息图记录介质中，以通过所述3台激光光源所产生的各激光束能分别获得再现像的方式，记录有散射板的像作为3种全息图，空间光调制器具有配置在空间上的像素排列，所述三原色的任一原色与各像素关联对应，所述空间光调制器具有各像素独立进行光的调制的功能，而且在各像素的位置分别设有对应的原色的滤光器。

(20)本发明的第二十方式是上述第一方式至第十八方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，具备：第1空间光调制器，根据具有第1原色成分的第1影像进行调制；第1照明单元，对所述第1空间光调制器供给具有与所述第1原色对应的波长的第1照明光；第2空间光调制器，根据具有第2原色成分的第2影像进行调制；第2照明单元，对所述第2空间光调制器供给具有与所述第2原色对应的波长的第2照明光；第3空间光调制器，根据具有第3原色成分的第3影像进行调制；以及第3照明单元，对所述第3空间光调制器供给具有与所述第3原色对应的波长的第3照明光，投射光学系统通过将由所述第1空间光调制器调制后的照明光、由所述第2空间光调制器调制后的照明光、及由所述第3空间光调制器调制后的照明光导向屏幕，从而并将所述第1影像、所述第2影像、所述第3影像重叠投射至所述屏幕上。

(21)本发明的第二十一方式是上述第一方式至第十八方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，具备：第1空间光调制器，根据具有第1原色成分的第1影像进行调制；第2空间光调制器，根据具有第2原色成分的第2影像进行调制；以及第3空间光调制器，根据具有第3原色成分的第3影像进行调制，相干光源具有产生具有与所述第1原色对应的波长的第1激光束的第1激光光源、产生具有与所述第2原色对应的波长的第2激光束的第2激光光源、产生具有与所述第3原色对应的波长的第3激光束的第3激光光源以及将这3台激光光源所产生的激光束合成以产生合成光束的光合成器，光束扫射装置在全息图记录介质上扫射由所述光合成器产生的所述合成光束，在所述全息图记录介质中，以通过所述3台激光光源所产生的各激光束能分别获得再现像的方式，记录有散射板的像作为3种全息图，照明单元还具有进行分时供给动作的切换装置，所述分时供给动作将从全息图记录介质获得的照明光在第1期间供给至所述第1空间光调制器、在第2期间供给至所述第2空间光调制器、在第3期间供给至所述第3空间光调制器，所述第1激光光源在所述第1期间产生所述第1激光束，所述第2激光光源在所述第2期间产生所述第2激光束，所述第3激光光源在所述第3期间产生所述第3激光束。

(22)本发明的第二十二方式是上述第一方式至第十八方式中任一项涉及的投射型影像显示装置，其中，空间光调制器进行分时调制动作，所述分时调制动作在第1期间根据具有第1原色成分的第1影像进行调制、在第2期间根据具有第2原色成分的第2影像进行调制、在第3期间根据具有第3原色成分的第3影像进行调制，相干光源具有产生具有与所述第1原色对应的波长的第1激光束的第1激光光源、产生具有与所述第2原色对应的波长的第2激光束的第2激光光源、产生具有与所述第3原色对应的波长的第3激光束的第3激光光源以及将这3台激光光源所产生的激光束合成以产生合成光束的光合成器，光束扫射装置在全息图记录介质上扫射由所述光合成器产生的所述合成光束，在所述全息图记录介质中，以通过所述3台激光光源所产生的各激光束能分别获得再现像的方式，记录有散射板的像作为3种全息图，所述第1激光光源在所述第1期间产生所述第1激光束，所述第2激光光源在所述第2期间产生所述第2激光束，所述第3激光光源在所述第3期间产生所述第3激光束。

(23)本发明的第二十三方式是一种投射型影像显示装置中的空间光调制器的照明方法，是在对空间光调制器供给照明光并将调制后的照明光投影至屏幕以进行影像显示的投射型影像显示装置中对所述空间光调制器进行照明的方法，其特征在于，具有：准备阶段，通过将散射板的像作为全息图记录在记录用介质上，从而创建全息图记录介质；以及照明阶段，在将所述空间光调制器配置在所述散射板的再现像的生成位置的状态下，将相干光束照射至所述全息图记录介质上，且以使照射位置随时间变化的方式在所述全息图记录介质上扫射所述光束，在所述准备阶段，将相干照明光照射至所述散射板，将从所述散射板获得的散射光用作物体光，将沿规定光路照射至所述记录用介质且与所述照明光相同波长的相干光用作参照光，将由所述物体光与所述参照光形成的干涉条纹记录在所述记录用介质，从而创建所述全息图记录介质，在所述照明阶段，以具有能再现所述散射体的像的波长的光束通过沿所述参照光的光路的光路朝向所述全息图记录介质上的照射位置的方式进行扫射。

(24)本发明的第二十四方式是上述第二十三方式涉及的投射型影像显示装置中的空间光调制器的照明方法，其中，在准备阶段，通过使用在指定的会聚点的位置具有焦点的凸透镜使大致平行的相干光的光束聚光，从而生成在所述会聚点三维地会聚的参照光或从所述会聚点三维地发散的参照光，并使用生成的参照光进行干涉条纹的记录。

(25)本发明的第二十五方式是上述第二十三方式涉及的投射型影像显示装置中的空间光调制器的照明方法，其中，在准备阶段，使用具有与指定的聚光轴平行的中心轴的柱面透镜使大致平行的相干光的光束聚光在所述聚光轴上，从而生成二维地会聚在所述聚光轴上的点的参照光或从所述聚光轴上的点二维地发散的参照光，并使用生成的参照光进行干涉条纹的记录。

(26)本发明的第二十六方式是上述第二十三方式涉及的投射型影像显示装置中的空间光调制器的照明方法，其中，在准备阶段，使用由平行光束构成的参照光进行干涉条纹的记录。

(27)本发明的第二十七方式是上述第二十三方式至第二十六方式中任一项涉及的投射型影像显示装置中的空间光调制器的照明方法，其中，通过使用了假想的散射板的模拟运算来执行准备阶段的处理，并将计算机合成全息图记录在全息图记录介质。

(28)本发明的第二十八方式是上述第二十七方式涉及的投射型影像显示装置中的空间光调制器的照明方法，其中，作为假想的散射板使用在平面上将多个点光源排列成格子状的模型。

(29)本发明的第二十九方式是一种投射型影像显示装置，是将光投射至屏幕上以进行影像显示的投射型影像显示装置，其特征在于，具备：空间光调制器，根据作为显示对象的影像，对射入的光实施与入射位置对应的调制后射出；照明单元，对所述空间光调制器供给照明光；以及投射光学系统，将由所述空间光调制器调制后的照明光导向所述屏幕，并将所述影像投射至所述屏幕上，所述照明单元具有：相干光源，产生相干光束；微透镜阵列，由多个独立透镜的集合体构成；以及光束扫射装置，将所述光束照射至所述微透镜阵列，且以所述光束对所述微透镜阵列的照射位置随时间变化的方式进行扫射，构成所述微透镜阵列的独立透镜分别具有使从所述光束扫射装置照射的光折射以在所述空间光调制器的受光面上形成指定的照射区域的功能，且被构成为通过任一个独立透镜形成的照射区域在所述受光面上成为大致相同的共同区域。

(30)本发明的第三十方式是上述第二十九方式涉及的投射型影像显示装置，其中，光束扫射装置使光束在指定的扫射基点弯折并照射至微透镜阵列且使所述光束的弯折状态随时间变化，从而使弯折后的光束对所述微透镜阵列的照射位置随时间变化，构成所述微透镜阵列的独立透镜分别使从所述扫射基点射入的光折射，并在空间光调制器的受光面上形成共同的照射区域。

(31)本发明的第三十一方式是一种投射型影像显示装置，是将光投射到屏幕上以进行影像显示的投射型影像显示装置，其特征在于，具备：空间光调制器，根据作为显示对象的影像，对射入的光实施与入射位置对应的调制后射出；照明单元，对所述空间光调制器供给照明光；以及投射光学系统，将由所述空间光调制器调制后的照明光导向所述屏幕，并将所述影像投射至所述屏幕上，所述照明单元具备：相干光源，产生相干光束；光束扫射装置，通过控制所述光束的方向或位置或该两者来进行光束扫射；以及光扩散元件，使射入的光束扩散并射出，所述光束扫射装置将所述相干光源产生的所述光束朝向所述光扩散元件射出，且以所述光束对所述光扩散元件的入射位置随时间变化的方式进行扫射，所述光扩散元件具有使射入的光束扩散以在空间光调制器的受光面上形成指定的照射区域的功能，且被构成为形成的照射区域在所述受光面上成为大致相同的共同区域，而与光束的入射位置无关。

附图说明

图1是示出创建本发明的投射型影像显示装置的构成要素即全息图记录介质的处理的光学系统的配置图。

图2是示出图1所示的处理中的参照光L23的剖面S1与全息图感光介质40的位置关系的俯视图。

图3示出图1所示的处理中的参照光L23的另一剖面S2与全息图感光介质40的位置关系的俯视图。

图4是图1所示的光学系统中的散射板30及全息图感光介质40的周围的部分放大图。

图5是示出使用利用图1所示的处理创建的全息图记录介质45来再现散射板的像35的处理的图。

图6是示出对利用图1所示的处理创建的全息图记录介质45仅照射1条光束来再现散射板的像35的处理的图。

图7是示出对利用图1所示的处理创建的全息图记录介质45仅照射1条光束来再现散射板的像35的处理的其他图。

图8是示出图6及图7所示的再现程序中光束的照射位置的俯视图。

图9是示出本发明的基本实施方式的投射型影像显示装置所使用的照明单元100的构成的侧视图。

图10是示出使用图9所示的照明单元100照明照明对象物70的状态的侧视图。

图11是示出使用了图9所示的照明单元100的投射型影像显示装置的构成的俯视图。

图12是示出图9所示的照明单元100中全息图记录介质45上的光束的扫射方式的第1例的俯视图。

图13是示出图9所示的照明单元100中全息图记录介质45上的光束的扫射方式的第2例的俯视图。

图14是示出图9所示的照明单元100中全息图记录介质45上的光束的扫射方式的第3例的俯视图。

图15是示出图9所示的照明单元100中全息图记录介质45上的光束的扫射方式的第4例的俯视图。

图16是示出使用了带状的全息图记录介质85的情形的光束扫射方式的俯视图。

图17是示出创建图16所示的带状的全息图记录介质85的处理的光学系统的配置图。

图18是示出利用CGH的方法创建本发明的投射型影像显示装置的构成要素即全息图记录介质的原理的侧视图。

图19是图18所示的假想的散射板30’的正视图。

图20是示出通过本发明获得的斑点的降低效果的实验结果的表。

图21是示出通过本发明的投射型影像显示装置显示彩色影像时使用的光源的构成例的图。

图22是示出通过图21所示的光源显示彩色影像时使用的空间光调制器200及滤光器250的俯视图。

图23是示出通过本发明的投射型影像显示装置显示彩色影像的另一构成例的图。

图24是示出使用会聚参照光创建反射型的全息图记录介质的处理的侧视图。

图25是示出利用图24所示的方法创建后的反射型的全息图记录介质45的再现处理的侧视图。

图26是示出使用会聚参照光创建透射型全息图记录介质的处理的侧视图。

图27是示出利用图26所示的方法创建成的透射型全息图记录介质45的再现处理的侧视图。

图28是示出使用发散参照光创建全息图记录介质的情形的准备处理的侧视图。

图29是示出利用图28的准备处理创建成的准备用全息图记录介质95的再现处理的侧视图。

图30是示出使用发散参照光创建反射型全息图记录介质的处理的侧视图。

图31是示出使用发散参照光创建透射型全息图记录介质的处理的侧视图。

图32是示出使用发散参照光创建全息图记录介质时的另一准备处理的侧视图。

图33是示出利用图32的准备处理创建成的的准备用全息图记录介质95的再现处理的侧视图。

图34是示出创建本发明的变形例的投射型影像显示装置的构成要素即全息图记录介质的处理的光学系统的配置图。

图35是示出本发明的变形例的投射型影像显示装置所使用的照明单元110的基本构成的侧视图。

图36是示出本发明的另一变形例的投射型影像显示装置所使用的照明单元120的基本构成的侧视图。

图37是示出图36所示的照明单元120的动作原理的侧视图。

具体实施方式

§1.本发明所使用的全息图记录介质

首先，说明作为本发明一实施方式的投射型影像显示装置的构成要素而使用的全息图记录介质的特征。图1是示出创建该全息图记录介质的处理的光学系统的配置图。通过该光学系统，来创建记录有散射板的像的全息图记录介质。

图的右方上所示的相干光源10是产生相干光束L10的光源，实际上，使用产生剖面为圆形的单色激光的激光光源。该激光光源产生的相干光束L10被分光器20分成2束。即，光束L10的一部分直接透射过分光器20而导向图的下方，其余一部分被分光器20反射而作为光束L20导向图的左方。

透射过分光器20的光束L10可实现产生散射板的物体光Lobj的功能。即，往图的下方行进的光束L10被反射镜11反射成为光束L11，而且，通过扩束器12来扩大直径，构成平行光束L12，照射至散射板30的右侧的面的整个区域。散射板30是具有使照射的光散射的性质的板，一般而言被称为光学扩散板。在此处所示的实施例的情况下，使用在内部混入有用于使光散射的微小粒子(光的散射体)的透射型散射板(例如，乳白玻璃板)。因此，如图示，照射至散射板30的右侧面的平行光束L12，透射过散射板30从左侧面作为散射光L30射出。该散射光L30构成散射板30的物体光Lobj。

另一方面，被分光器20反射的光束L20可实现产生参照光Lref的功能。即，从分光器20往图的左侧行进的光束L20被反射镜21反射成为光束L21，接着，通过扩束器22来扩大直径，构成平行光束L22，被以点C为焦点的凸透镜23折射后照射至全息图感光介质40。此外，平行光束L22即使不是严格的平行光线的集合，只要是大致平行光线的集合，实用上就没问题。全息图感光介质40是用于记录全息图像的感光性介质。向该全息图感光介质40照射的照射光L23构成参照光Lref。

其结果，在全息图感光介质40上照射有散射板30的物体光Lobj与参照光Lref。其中，物体光Lobj与参照光Lref均为由相干光源10(激光光源)产生的具有相同波长λ的相干光，因此在全息图感光介质40中记录有两者的干涉条纹。换句话说，在全息图感光介质40中，将散射板30的像作为全息图记录。

图2是示出图1所示的参照光L23(Lref)的剖面S1与全息图感光介质40的位置关系的俯视图。通过扩束器22来扩大直径后的平行光束L22具有圆形剖面，因此利用凸透镜23聚光的参照光Lref会聚成以透镜的焦点C为顶点的圆锥状。然而，在图1所示的例中，全息图感光介质40被配置成相对于该圆锥的中心轴倾斜，因此全息图感光介质40的表面切断参照光L23(Lref)而成的剖面S1如图2所示成为椭圆。

如上所述，图2所示的例，参照光Lref在全息图感光介质40的全区域的中仅照射到图中斜线所示的区域内，因此散射板30的全息图仅记录在该斜线区域内。当然，若通过扩束器22生成直径更大的平行光束L22，并使用直径更大的凸透镜23，则如图3所示的例，在参照光Lref的剖面S2内也可包含全息图感光介质40。此时，如图中斜线所示，散射板30的全息图记录在全息图感光介质40的整个面。在创建本发明所使用的全息图记录介质时，使用图2、图3的任一方式进行记录皆可。

接着，进一步详细说明散射板30的像记录在全息图感光介质40上的光学处理。图4是图1所示的光学系统中散射板30及全息图感光介质40的周围的部分放大图。如上所述，参照光Lref是利用具有焦点C的凸透镜23将具有圆形剖面的平行光束L22会聚而成的光，会聚成以焦点C为顶点的圆锥状。因此，以下，将此焦点C称为会聚点。照射至全息图感光介质40的参照光L23(Lref)如图示，成为会聚于该会聚点C的光。

另一方面，从散射板30发出的光(物体光Lobj)是散射光，因此朝向各种方向。例如，如图所示，如果考虑物体点Q1在散射板30的左侧面的上端，则从该物体点Q1往四面八方射出散射光。同样地，从任意的物体点Q2或Q3也向四面八方射出散射光。因此，对于全息图感光介质40内任意的点P1，都记录来自物体点Q1、Q2、Q3的物体光L31、L32、L33与朝向会聚点C的参照光Lref的干涉条纹的信息。当然，实际上，散射板30上的物体点不只Q1、Q2、Q3，因此，来自散射板30上的所有物体点的信息同样作为与参照光Lref的干涉条纹的信息而被记录。换言之，在图示的点P1记录有散射板30的所有信息。而且，同样地，在图示的点P2也记录有散射板30的所有信息。这样，在全息图感光介质40内的任一部分均记录有散射板30的所有信息。这是全息图的本质。

因此，在这种方法中，将记录有散射板30的信息的全息图感光介质40称为全息图记录介质45。为了再现该全息图记录介质45以得到散射板30的全息图再现像，只要将与记录时使用的光相同波长的相干光从与记录时的参照光Lref对应的方向作为再现用照明光照射即可。

图5是示出使用利用图4所示的处理创建成的全息图记录介质45再现散射板的像35的处理的图。如图所示，从下方对全息图记录介质45照射再现用照明光Lrep。该再现用照明光Lrep是从位于会聚点C的点光源作为球面波发散的相干光，其一部分如图所示地扩大成圆锥状同时成为照射全息图记录介质45的光。而且，该再现用照明光Lrep的波长与全息图记录介质45的记录时的波长(即，图1所示的相干光源10产生的相干光的波长)相等。

此处，图5所示的全息图记录介质45与会聚点C的位置关系与图4所示的全息图感光介质40与会聚点C的位置关系完全相同。因此，图5所示的再现用照明光Lrep与逆向行进图4所示的参照光Rref的光路的光对应。若将满足这种条件的再现用照明光Lrep照射至全息图记录介质45，则通过其衍射光L45(Ldif)获得散射板30的全息图再现像35(图中以虚线显示)。图5所示的全息图记录介质45与再现像35的位置关系与图4所示的全息图感光介质40与散射板30的位置关系完全相同。

如上所述，将任意物体的像记录为全息图并使其再现的技术是一直以来被实际应用的公知技术。而且，在创建一般用途的全息图记录介质时，使用平行光束作为参照光Lref。使用由平行光束构成的参照光Lref进行记录的全息图，由于只要在再现时也利用由平行光束构成的再现用照明光Lrep即可，因此，非常方便。

与此相对，如图4所示，若将会聚在会聚点C的光用作参照光Lref，则在再现时，如图5所示，需要将从会聚点C发散的光用作再现用照明光Lrep。实际上，为了获得图5所示的再现用照明光Lrep，需要将透镜等的光学系统配置在特定位置。而且，如果再现时的全息图记录介质45与会聚点C的位置关系与记录时的全息图感光介质40与会聚点C的位置关系不一致，则无法获得正确的再现像35，因此限定了再现时的照明条件(如果是使用平行光束进行再现的情况，则照明条件只要照射角度满足即可)。

根据上述理由，使用会聚在会聚点C的参照光Lref创建成的全息图记录介质并不适于一般用途。尽管如此，在此处所示的实施方式中，将会聚在会聚点C的光用作参照光Lref的理由是容易进行再现时的光束扫射。即，图5中，为了方便说明，示出了使用从会聚点C发散的再现用照明光Lrep生成散射板30的再现像35的方法，但本发明中，实际上，不进行使用了图示地扩大成圆锥状的再现用照明光Lrep的再现。取而代之，采用所谓使光束扫射的方法。以下，详细说明此方法。

图6是示出对利用图4所示的处理创建成的全息图记录介质45仅照射1条光束并再现散射板30的像35的处理的图。即，在此例中，作为再现用照明光Lrep，仅给予从会聚点C朝向介质内的1点P1的1条光束L61。当然，光束L61为具有与记录时的光相同波长的相干光。如参照图4所进行的说明，在全息图记录介质45内的任意的点P1记录有散射板30的整体信息。因此，若以与记录时使用的参照光Lref对应的条件对图6的点P1的位置照射再现用照明光Lrep，则能仅使用记录在此点P1附近的干涉条纹生成散射板30的再现像35。图6是示出通过来自点P1的衍射光L45(Ldif)再现了再现像35的状态。

另一方面，图7是作为再现用照明光Lrep而仅给予从会聚点C朝向介质内的另一点P2的1条光束L62的例子。此时，在点P2记录有散射板30全体的信息，因此如果以与记录时使用的参照光Lref对应的条件对点P2的位置照射再现用照明光Lrep，则能仅使用记录在该点P2附近的干涉条纹生成散射板30的再现像35。图7示出通过来自点P2的衍射光L45(Ldif)再现了再现像35的状态。图6所示的再现像35及图7所示的再现像35皆以相同散射板30为原图像，因此理论上成为在相同位置生成的相同再现像。

图8是示出图6及图7所示的再现处理中光束的照射位置的俯视图。图8的点P1与图6的点P1对应，图8的点P2与图7的点P2对应。A1、A2分别表示再现用照明光Lrep的剖面。剖面A1、A2的形状及大小取决于光束L61、L62的剖面的形状及大小。而且，也取决于全息图记录介质45上的照射位置。此处，虽然为了方便而示出圆形的剖面A1、A2，但实际上，在使用了具有圆形剖面的光束L61、L62的情况下，剖面形状成为与照射位置对应地变扁平的椭圆。

如上所述，虽然在图8所示的点P1附近与点P2附近各自记录的干涉条纹的内容完全不同，但对任一点照射作为再现用照明光Lrep的光束，均在相同位置获得相同的再现像35。其原因是，再现用照明光Lrep是从会聚点C朝向各点P1、P2的光束，因此对任一点均给予与图4所示的记录时的参照光Lref的方向对应的方向的再现用照明光Lrep。

图8中虽仅例示2点P1、P2，但当然对全息图记录介质45上的任意的点而言皆可谓相同。因此，在对全息图记录介质45上的任意的点照射了光束的情况下，只要该光束是来自会聚点C的光，则在相同位置获得相同的再现像35。不过，如图2所示，仅在全息图感光介质40的一部分的区域(图中以斜线显示的区域)记录了全息图的情况下，可获得再现像35只限于对该区域内的点照射了光束的情形。

其结果，此处所述的全息图记录介质45为使用在特定的会聚点C会聚的参照光Lref将散射板30的像记录为全息图的介质，具有将通过该会聚点C的光束作为再现用照明光Lrep照射至任意位置则产生散射板30的再现像35的特征。因此，作为再现用照明光Lrep，若使通过会聚点C的光束在全息图记录介质45上扫射，则通过从各照射部位获得的衍射光Ldif使相同的再现像35再现在相同位置。

§2.本发明的基本实施方式的投射型影像显示装置

本发明的特征是在投射型影像显示装置采用具有斑点抑制功能的特有的照明单元。因此，首先，参照图9的侧视图说明本发明的基本实施方式的投射型影像显示装置采用的照明单元100的构成。如图所示，该照明单元100由全息图记录介质45、相干光源50、光束扫射装置60构成。

其中，全息图记录介质45是具有在§1所述的特征的介质，并记录有散射板30的像35。而且，相干光源50是产生具有与创建全息图记录介质45时使用的光(物体光Lobj及参照光Lref)的波长相同波长的相干光束L50的光源。

另一方面，光束扫射装置60是以通过使相干光源50所产生的光束L50在指定的扫射基点B弯折并照射至全息图记录介质45且使光束L50的弯折状态随时间变化从而使折曲后的光束L60对全息图记录介质45的照射位置随时间变化的方式进行扫射的装置。这样的装置，一般而言，是作为扫射型镜器件而公知的装置。在图中，为了方便说明，用点划线表示在时刻t1的弯折状态，用双点划线表示在时刻t2的弯折状态。即，在时刻t1，光束L50在扫射基点B弯折，并作为光束L60(t1)照射至全息图记录介质45的点P(t1)，但在时刻t2，光束L50在扫射基点B弯折，并作为光束L60(t2)照射至全息图记录介质45的点P(t2)。

在图中，为了方便说明，仅显示在时刻t1、t2的2个时间点的弯折状态，但实际上，在时刻t1～t2的期间，光束的弯折方向平滑地变化，光束L60对全息图记录介质45的照射位置从图的点P(t1)向P(t2)的方式缓慢移动。即，在时刻t1～t2的期间，光束L60的照射位置在全息图记录介质45上从点P(t1)到P(t2)的方式扫射。

其中，若使扫射基点B的位置与图4所示的会聚点C的位置一致(换言之，若使图9的全息图记录介质45与扫射基点B的位置关系与图4中全息图感光介质40与会聚点C的位置关系相同)，则在全息图记录介质45的各照射位置，光束L60照射至与图4所示的参照光Rref对应的方向(逆向行进图4所示的参照光Lref的光路的方向)。因此，在全息图记录介质45的各照射位置，光束L60作为用于再现记录在此的全息图的正确的再现用照明光Lrep而发挥作用。

例如，在时刻t1，通过来自点P(t1)的衍射光L45(t1)产生散射板30的再现像35，在时刻t2，通过来自点P(t2)的衍射光L45(t2)产生散射板30的再现像35。当然，在时刻t1～t2的期间，通过来自被照射了光束L60的各位置的衍射光同样地产生散射板30的再现像35。即，光束L60只要是从扫射基点B朝向全息图记录介质45的光，则无论光束L60照射至全息图记录介质45上的任何位置，通过来自照射位置的衍射光，相同的再现像35被生成在相同位置。

产生这种现象的原因是，如图4所示，在全息图记录介质45中，使用在特定的会聚点C会聚的参照光L23将散射板30的像作为全息图而记录，光束扫射装置60以该会聚点C作为扫射基点B进行光束60的扫射。当然，即使停止光束扫射装置60的扫射，将光束L60的照射位置固定在全息图记录介质45上的1点，仍然在相同位置持续产生相同的再现像35。尽管如此，扫射光束60是为了抑制斑点噪声，无其它原因。

图10是示出使用图9所示的照明单元100照明照明对象物70的状态的侧视图。照明单元100是将从全息图记录介质45获得的散射板的像35的再现光用作照明光的装置。此处，为了通过照明单元100来照明照明对象物70的左侧面，如图所示，考虑在使照明对象物70的左侧面与散射板的再现像35的左侧面一致的位置配置有照明对象物70的情况。此时，照明对象物70的左侧面成为受光面R，且来自全息图记录介质45的衍射光照射至此该光面R。

因此，在该受光面R上设定任意的着眼点Q，并试想到达该着眼点Q的衍射光是怎样的。首先，在时刻t1，从相干光源50射出的光束L50如图中点划线所示在扫射基点B弯折，并作为光束L60(t1)照射至点P(t1)。接着，来自点P(t1)的衍射光L45(t1)到达着眼点Q。另一方面，在时刻t2，从相干光源50射出的光束L50如图中双点划线所示在扫射基点B弯折，并作为光束L60(t2)照射至点P(t2)。接着，来自点P(t2)的衍射光L45(t2)到达着眼点Q。

其结果，利用该衍射光，在着眼点Q的位置恒产生与散射板30的着眼点Q的位置对应的再现像，但衍射光相对于着眼点Q的入射角在时刻t1与时刻t2不同。换言之，在扫射了光束L60的情况下，形成在受光面R上的再现像35虽不变，但衍射光到达受光面R上各点的入射角度随时间变化。入射角度这样随时间变化在降低斑点的点上具有很大的贡献。

如上所述，一使用相干光就产生斑点的原因在于，在受光面R的各部反射的相干光因其极高的可干涉性而彼此干涉。然而，本发明中，通过光束L60的扫射，衍射光对受光面R各部的入射角度经时变动，因此干涉方式也经时变动，具有多样性。因此，产生斑点的主要原因在时间上被分散，能够缓和恒常观察到的对生理上造成不良影响的斑点状的花纹的事态。此为，这是图10所示的照明单元100具有的有利的特征。

本发明的投射型影像显示装置为使用具有上述特征的照明单元100对空间光调制器进行照明以在屏幕上进行影像显示的装置。以下，参照图11所示的俯视图说明其构成及动作。

如图11所示，此投射型影像显示装置具备照明单元100、空间光调制器200及投射光学系统300，并具有在屏幕400上进行影像显示的功能。照明单元100是图9及图10所示的照明单元100，图11中，空间光调制器200相当于照明对象物70。此外，图9、图10中，虽将照明单元100显示为侧视图，但图11中为了便于说明，显示了投射型影像显示装置的俯视图。因此，从上面观察图11所示的照明单元100时，图9、图10所示的照明单元100的各构成要素被配置成图示的状态。

空间光调制器200被配置在适于接受来自该照明单元100的照明的位置。若更具体说明，调整照明单元100与空间光调制器200的位置关系以在配置有空间光调制器200的位置产生散射板30的全息图再现像35。因此，空间光调制器200与再现像35在空间上占据相同位置。

作为空间光调制器200，例如若使用透射型液晶微显示器，则可在该显示器的画面上获得调制影像。或者，也可以将透射型LCOS(LiquidCrystalOnSilicon)元件用作空间光调制器200。若将以上述方式获得的调制画面通过投射光学系统300向屏幕400投射，则在屏幕400上显示放大后的调制画面。这是此处所示的投射型影像显示装置的基本动作原理。

此外，作为空间光调制器200，也可以使用反射型液晶微显示器或反射型LCOS(LiquidCrystalOnSilicon)元件。此时，图11中，变更各构成要素的配置以使照明单元100能从空间光调制器200的斜上方照射光，并将来自空间光调制器200的反射光通过投射光学系统300向屏幕400投射即可。在利用上述反射光的情况下，作为空间光调制器200，也可以使用DMD(数字微镜组件：DigitalMicromirrorDevice)等MEMS元件。

如上所述，在利用了激光等相干光源的现有的普通的投射型影像显示装置中，产生在屏幕上发生斑点的问题。与此相对，在图11所示的装置中，能够大幅度地抑制发生在屏幕上的斑点。其第1原因是，记录在全息图纪录介质45的散射板的像与空间光调制器200的位置重叠，并作为全息图再现实像35而生成，第2原因是，该全息图再现实像35是通过光束扫射产生的像。以下，详细说明这些原因。

对于空间光调制器200，相对于液晶微显示器、DMD、LCOS等真实的装置，全息图再现实像35是光学的再现像。因此，两者可重复配置在相同空间上。图11中，虽仅描绘了真实的空间光调制器200，但在该相同的空间位置重迭有通过全息图记录介质45再现的散射板的全息图再现实像35。

然而，以上述方式获得的全息图再现实像35的实体是通过由形成在全息图记录介质45上的干涉条纹衍射而成的相干光，空间光调制器200接受上述相干光的照明并同时产生规定的调制图像。例如，使用透射型液晶微显示器作为空间光调制器200的情况下，作为透过显示器后的照明光的浓淡图案可获得调制图像。

投射光学系统300发挥将以上述方式在空间光调制器200上获得的调制图像投射至屏幕400上的功能。如果是使用了透射型液晶微显示器作为空间光调制器200的情况，则形成在该显示器上的调制图像被放大投射至屏幕400上，以进行影像显示。

投射光学系统300如果是具有将在空间光调制器200上获得的调制图像投射至屏幕400上的功能的光学系统，则使用什么都可以。图中，为了方便说明，以一片透镜来显示投射光学系统300，但一般而言，由多片透镜构成，以能调节焦点距离。此外，图示的例是视点位于屏幕400的前方(图11中屏幕400的下方)所观察的前方投射型的装置，但也可以用作视点位于屏幕400的对侧(图11中屏幕400的上方)所观察的后方投射型的装置(所谓后投影机装置)利用。

一般而言，在投射型影像显示装置产生的斑点中，有因照明光的光源侧而产生的斑点与因屏幕侧而产生的斑点。前者是在空间光调制器上的照明光中已包含的斑点，是基于光源侧的主要原因而产生的。另一方面，后者是因屏幕上的散射而产生的斑点。

在上述日本特开平6-208089号公报或日本特开2004-144936号公报公开的技术中，在光源侧将照明光照射至散射板，并旋转驱动该散射板或使其振动，以降低光源侧的斑点。然而，在该方法中，虽然因光源侧而产生的斑点降低，但无法使因屏幕侧而产生的斑点降低。而且，使散射板旋转或振动需要大型的机械驱动系统的问题也已叙述。

本发明中，能使因光源侧而产生的斑点与因屏幕侧而产生的斑点两者降低。首先，因光源侧而产生的斑点降低是因为，通过散射板的全息图再现实像35来照明空间光调制器200。通过空间光调制器200生成的调制图像来接受散射板的全息图像35的照明。本来全息图像35的各点由来自全息图记录介质45的各点光构成，因此，光的照射角度多样化。因此，通过采用散射板的全息图再现实像35作为对空间光调制器200的照明单元，能够谋求因光源侧而产生的斑点的降低。

在本发明使用的照明单元100中，如图11所示，对全息图记录介质45扫射光束L60以获得再现像35，但在降低因光源侧而产生的斑点的问题上，不一定要进行光束的扫射。即，即使使光束L65静止，仅持续照射全息图记录介质45的一处，也通过来自记录在接受光束65的照射的点区域(在此处所示的例中，直径1mm的圆形区域)的干涉条纹各部的衍射生成多样化的再现像35，因此，可获得因光源侧而产生的斑点的降低效果。

尽管如此，本发明中，特意扫射光束L65是为了降低因屏幕侧而产生的斑点。以下，参照图11对该点进行说明。

该图11中，为便于说明，以点划线表示在时刻t1的光的光路，以双点划线表示在时刻t2的光的光路。即，在时刻t1，光束L50在扫射基点B弯折，并作为光束L60(t1)照射至全息图记录介质45的点P(t1)。接着，根据记录在该点P(t1)附近的(光束的点内)的干涉条纹，在空间光调制器200的位置形成散射板的再现像35。图中点划线所示的光L45(t1)表示用于形成上述再现像35的两端点E1、E2的衍射光。

该衍射光L45(t1)在透过空间光调制器200之后，通过投射光学系统300，并如图中点划线所示，作为投影光L300(t1)向屏幕400上照射。图中所示的点G1、G2分别是与再现像35的两端点E1、E2对应的投影点。

接着，考虑时刻t2光的动作。在时刻t2，光束L50在扫射基点B弯折，并作为双点划线所示的光束L60(t2)照射至全息图记录介质45的点P(t2)。接着，根据记录在该点P(t2)附近的(光束的点内)的干涉条纹，在空间光调制器200的位置形成散射板的再现像35。图中双点划线所示的光L45(t2)表示用于形成上述再现像35的两端点E1、E2的衍射光。

该衍射光L45(t2)在透过空间光调制器200之后，通过投射光学系统300，并如图中双点划线所示，作为投影光L300(t2)向屏幕400上照射。图中所示的点G1、G2分别是与再现像35的两端点E1、E2对应的投影点。如图所示，时刻t1的投影点G1、G2的位置与时刻t2的投影点G1、G2的位置一致。当然要考虑将投射光学系统300调整成将空间光调制器200上的影像放大地投影至屏幕400上且再现像35生成在空间光调制器200的位置。即，不论从何方向照明空间光调制器200，在屏幕400上仍然形成其放大像。

其结果，即使通过光束扫射装置60扫射光束L60，再现像35的两端点E1、E2在屏幕上的投影点G1、G2的位置仍不变，空间光调制器200上的图像放大投影在屏幕400上的位置不变。然而，如果着眼于屏幕400上的一点，则可知投射光的入射角度被多样化。这与图10所示的到达着眼点Q的衍射光的入射角度多样化的原因相同。即，在时刻t1投射光的入射角度与时刻t2投射光的入射角度之间，对于投影点G1产生偏差θ1程度的差，对于投影点G2产生偏差θ2程度的差。

如上所述，通过扫射照射至全息图记录介质45的光束L60，到达屏幕400上各点的投射光的入射角度随时间变化。这样，如果使入射角度随时间变化，则在屏幕400的表面产生的干涉方式也经时变动，具有多样性。因此，产生斑点的主要原因在时间上被分散，可缓和恒观察到生理上造成不良影响的斑点状的花纹。这是因屏幕侧而产生的斑点降低的原因。

因此，本发明的投射型影像显示装置中，能降低因光源侧而产生的斑点与因屏幕侧而产生的斑点两者。而且，能以较小型的装置实现光束扫射装置60，因此，与使散射板旋转或振动的已知装置比较，能使照明单元100小型化，也可将耗电抑制到较低。

§3.照明单元各部的详细说明

图9所示的照明单元100，如在§2所述，由全息图记录介质45、相干光源50、光束扫射装置60构成。此处，针对这些构成要素进行更详细的说明。

3-1.相干光源

首先，作为相干光源50，使用生成具有与创建全息图记录介质45时使用的光(物体光Lobj及参照光Lref)的波长相同波长的相干光束L50的光源即可。然而，相干光源50所产生的光束L50的波长不需与创建全息图记录介质45时使用的光的波长完全相同，只要是近似的波长即可获得全息图的再现像。总之，本发明所使用的相干光源50只要是生成具有能再现散射体的像35的波长的相干光束L50的光源即可。

实际上，可将与图5所示的相干光源10相同的光源直接用作相干光源50。此处所示的实施方式的情况下，将可射出波长λ＝532nm(绿色)的激光的DPSS(二极管激发式固态：DiodePumpedSolidState)激光装置作为相干光源50使用。DPSS激光器小型同时能够获得较高输出的期望波长的激光，因此，是适于用在本发明的照明单元100的相干光源。

此DPSS激光装置，与一般半导体激光器相比，相干长度较长，因此容易产生斑点，以往被认为不适于用于照明。即，以往，为了降低斑点，努力使激光的振荡波长的宽度增加且尽可能缩短相干长度。与此相对，在本发明中，即使使用相干长度长的光源，通过上述原理，也能够有效抑制斑点的产生，因此，即使将DPSS激光装置用作光源，实用上，斑点的产生也不会成为问题。在这一点上，若利用本发明则可得到进一步增加光源的选择范围的效果。

3-2.光束扫射装置

光束扫射装置60为具有在全息图记录介质45上扫射光束的功能的装置。此处，说明该光束扫射装置60进行光束扫射的具体方法。图12是示出图9所示的照明单元100中全息图记录介质45上的光束的扫射方式的第1例的俯视图。在该例中，作为全息图记录介质45，使用宽度Da＝12mm、高度Db＝10mm的介质，作为在该介质上扫射的光束L60，使用具有直径1mm的圆形剖面的激光束。如图所示，采用下述方法，即与CRT中电子线的扫射相同，使光束L60的照射位置从第1行的开始区域A1S至结束区域A1E在水平方向扫射，接着，从第2行的开始区域A2S至结束区域A2E在水平方向扫射，……，最后，从第n行的开始区域AnS至结束区域AnE在水平方向扫射，再返回第1行的开始区域A1S，反复同样作业。

在该图12所示的扫射方法中，全息图记录介质45的整面受到光束的扫射，但本发明中，不一定要没有遗漏地扫射全息图记录介质45的整个面。例如，图13是仅进行图12所示的扫射方法中第奇数行的扫射而省略第偶数行的扫射的例子。如上所述，若隔行进行扫射，则记录在全息图记录介质45的部分区域的全息图信息完全无助于像的再现，但尽管如此也不会产生特别问题。图14是示出更极端的扫射方法的例子，在纵高Db的中央位置，反复进行从开始区域A1S至结束区域A1E在水平方向仅扫射一行的作业。

当然，扫射方向的设定也自由，也可以在从左至右进行第1行的扫射后，从右至左进行第2行的扫射。而且，扫射方向并不限于直线，也可以在全息图记录介质45上以描绘圆的方式进行扫射。

此外，如图2所示的例，仅对全息图感光介质40的部分区域(斜线区域)照射参照光Lref进行记录的情况，在其它区域(外侧空白区域)不记录全息图。此时，若扫射到外侧的空白区域描则无法获得再现像35，因此，照明暂时变暗。因此，实用上，优选仅在记录有全息图的区域内扫射。

如上所述，光束在全息图记录介质45上的扫射通过光束扫射装置60来进行。该光束扫射装置60具有使来自相干光源50的光束L50在扫射基点B(全息图记录时的会聚点C)弯折并照射至全息图记录介质45的功能。且，以通过使该弯折状态(弯折的方向与弯折角的大小)随时间变化从而使弯折后的光束L60对全息图记录介质45的照射位置随时间变化的方式进行扫射。具有该功能的装置作为扫射型镜器件被用在各种光学系统。

例如，在图9所示的例中，作为光束扫射装置60，为方便说明，仅描绘反射镜的图，但实际上具备使该反射镜在双轴方向转动的驱动机构。即，在将扫射基点B设定在图示的反射镜的反射面的中心位置并定义了通过该扫射基点B在反射面上彼此正交的V轴及W轴的情况下，具备使该反射镜绕V轴(与图的纸面垂直的轴)转动的机构与绕W轴(图中用虚线表示的轴)转动的机构。

如上述，若使用可绕V轴及W轴独立转动的反射镜，则反射后的光束L60可在全息图记录介质45上向水平方向及垂直方向扫射。例如，在上述机构中，若使反射光绕V轴转动，则能在图12所示的全息图记录介质45上在水平方向扫射光束L60的照射位置，若绕W轴转动，则能在垂直方向扫射。

总之，光束扫射装置60若具有以在包含扫射基点B的平面上进行摆动运动的方式使光束L60弯折的功能，则能在全息图记录介质45上在一维方向扫射光束L60的照射位置。如图14所示的例，若运用于仅在水平方向进行扫射光束，则光束扫射装置60具有在一维方向扫射在全息图记录介质45上的光束照射位置的功能即足够。

与此相对，若运用于在全息图记录介质45上在二维方向扫射光束L60的照射位置，则使光束扫射装置60具有使光束L60以在包含扫射基点B的第1平面上进行摆动运动的方式弯折的功能(图9中，若使反射镜绕V轴转动，则光束L60在纸面所含的平面上进行摆动运动)及以使光束L60在包含扫射基点B且与第1平面正交的第2平面上进行摆动运动的方式弯折的功能(图9中，若使反射镜绕W轴转动，则光束L60在与纸面垂直的平面上进行摆动运动)即可。

作为用于在一维方向扫射光束的照射位置的扫射型镜器件，广泛地利用多面镜。而且，作为用于在二维方向扫射的扫射型镜器件，可将2组多面镜组合，已知万向镜(gimbalmirror)、电流镜、MEMS(微型机电系统)镜等器件。再者，除了通常的镜器件以外，全反射棱镜、折射棱镜、光电晶体(KTN(钽铌酸钾)晶体等)也可用作光束扫射装置60。

此外，若光束L60的径接近全息图记录介质45的尺寸，则有损抑制斑点的效果，因此必须留意。图12～图14所示的例的情形，如上述，全息图记录介质45的宽度Da＝12mm、高度Db＝10mm，光束L60是具有直径1mm的圆形剖面的激光束。这种尺寸条件能充分获得抑制斑点的效果。其原因在于，全息图记录介质45上任一区域均仅暂时受到光束L60的照射，不会从相同区域持续射出衍射光。

然而，例如，图15所示的例的情形，照射了具有接近全息图记录介质45尺寸的直径的光束的情况下，会形成持续射出衍射光的区域(图中斜线部分)。即，即使使光束L60的照射位置从第1行的开始区域A1S至结束区域A1E在水平方向扫射，图中斜线区域a1恒受到光束的照射。同样地，即使从第n行的开始区域AnS至结束区域AnE在水平方向扫射，区域a2也恒受到光束的照射。而且，若考虑垂直方向的扫射，则对于各行的开始区域，区域a3成为重复的区域，对于各行的结束区域，区域a4成为重复的区域，因此即使改变扫射的行，也总受到光束的照射。

其结果，关于这些斜线区域，无法得到光束扫射的好处，持续射出衍射光。其结果，从此样的区域发出的衍射光以相同角度持续入射到照明对象物的受光面R上，成为产生斑点的主要原因。因此，光束L60的直径不应大到接近全息图记录介质45的尺寸。

此种弊害，在将扫射间距设定成小于光束L60的直径的情况下也会产生。例如，图12是将纵方向的扫射间距设定成与光束L60的直径相等的例子，图13是将纵方向的扫射间距设定成光束L60直径2倍的例子。如上所述，若将纵方向(副扫射方向)的扫射间距设定为光束的直径以上，则第i行的扫射区域与第(i+1)行的扫射区域不会重复，但若扫射间距不足光束的直径，则产生重复区域，并可能成为上述斑点产生的主要原因。

而且，慢的扫射速度也成为斑点产生的主要原因。例如，即使以扫射1行需要1小时的慢速度扫射，从人类视觉上的时间分辨率观点看，等同于未进行扫射，并辨识出斑点。通过扫射光束来降低斑点，如上所述，是因为照射在受光面R各部的光的入射角度经时多样化。因此，为了充分获得光束扫射的斑点降低效果，使成为产生斑点的原因的维持相同干涉条纹的时间比人类视觉的时间分辨率短即可。

一般而言，人类视觉上的时间分辨率的限界是1/20～1/30秒程度，若在1秒时间提示20～30帧以上的静止图像，则人类可辨识为流畅的动画。若考虑这点，则设光束的直径为d的情况下，以在1/20～1/30秒行进d以上的距离的扫射速度(秒速20d～30d的速度)进行扫射，则可获得充分的斑点抑制效果。

3-3.全息图记录介质

关于全息图记录介质45，已在§1说明详细制造处理。即，本发明所使用的全息图记录介质45只要是使用在特定的会聚点C会聚的参照光将散射板30的像记录为全息图的特征的介质即可。因此，在此说明了适于应用在本发明的具体的全息图记录介质的形态。

全息图有若干个物理方式。本申请发明人认为对于用于本发明，体积型全息图最优选。尤其是，最适合使用利用了光聚合物的体积型全息图。

一般而言，在现金卡或现金券等中用作防伪用片的全息图被称为表面浮雕(浮凸)型全息图，通过表面的凹凸构造进行全息图干涉条纹的记录。当然，除了实施本发明外，也可以利用将散射板30的像作为表面浮雕型全息图记录的全息图记录介质45(一般而言，被称为全息图漫射器(diffuser))。然而，在该表面浮雕型全息图的情况下，由于表面的凹凸构造导致的散射可能成为新的斑点产生主要原因，因此从降低斑点的观点来看并不优选。而且，在表面浮雕型全息图中，由于产生多次衍射光，因此衍射效率降低，再者，衍射性能(能使衍射角增大至何种程度的性能)也有极限。

与此相对，在体积型全息图中，由于作为介质内部的折射率分布进行全息图干涉条纹的记录，因此不会受到表面的凹凸构造所导致的散射的影响。而且，一般而言，衍射效率或衍射性能也较表面浮雕型全息图优异。因此，实施本发明时，将散射板30的像记录为体积型全息图的介质最适合被用作全息图记录介质45。

然而，即使是体积型全息图，由于利用含有银盐材料的感光介质进行记录的类型中银盐粒子所导致的散射有可能成为新的斑点产生主要原因，因此优选避免。根据上述原因，本申请发明人认为作为本发明中利用的全息图记录介质45，理想的是使用了光聚合物的体积型全息图。上述使用了光聚合物的体积型全息图的具体化学组成公开于例如日本专利第2849021号公报。

然而，对于量产性这点，表面浮雕型全息图比体积型全息图优异。表面浮雕型全息图，通过创建表面具有凹凸构造的原版，并进行使用了该原版的加压加工，从而能够进行介质的量产。因此，在必须降低制造成本的情况下，利用表面浮雕型全息图即可。

而且，作为全息图的物理形态，在平面上作为浓淡图案而记录了干涉条纹的振幅调制型全息图也被广泛地普及。然而，此振幅调制型全息图由于衍射效率低且以浓的图案部分进行光的吸收，因此用于本发明时，无法确保充分的照明效率。但在该制造工序中，由于能采用在平面上印刷浓淡图案的简便的方法，因此在制造成本方面有优点。因此，根据用途，本发明也可以采用振幅调制型全息图。

此外，图1所示的记录方法中，虽创建所谓菲涅尔类型的全息图记录介质，但也可以创建利用通过透镜记录散射板30而获得的傅立叶变换类型的全息图记录介质。此时，根据需要，也可以在衍射光L45的光路上设置透镜进行聚光，以提升照明效率，但即使无透镜也可充分实现作为照明单元100的功能。

§4.本发明的照明单元的变形例

至此为止，针对基本实施方式，说明了本发明的照明装置。此基本实施方式的特征是，如图9所示，使用具有固有特征的照明单元100对空间光调制器200进行照明。

在利用照明单元100进行照明的情况下，首先，进行通过将散射板30的像35作为全息图记录在记录用介质40上从而创建全息图记录介质45的准备阶段，并进行使用在该准备阶段创建的全息图记录介质45来构成照明装置100以对全息图记录介质45上照射相干光束L60且使照射位置随时间变化的方式使光束L60在全息图记录介质45上扫射的照明阶段。

此时，在准备阶段，如图1所示，对散射板30照射相干照明光L12，将从散射板30获得的散射光L30作为物体光Lobj使用。而且，沿规定光路照射到记录用介质40，将与照明光L12相同波长的相干光L23用作参照光Lref。接着，将通过物体光Lobj与参照光Lref形成的干涉条纹记录在记录用介质40，从而创建全息图记录介质45。而且，在照明阶段，如图9所示，以与参照光Lref相同波长(或能使全息图再现的近似波长)的光束L60通过沿参照光Lref光路的光路朝向全息图记录介质45上的照射位置的方式进行扫射(换言之，从与参照光Lref光学共轭的方向给予光束L60)，将从全息图记录介质45获得的散射板30的像35的再现光作为照明光。

此处，针对上述基本实施方式的照明单元100说明多个变形例。

4-1.以一维扫射为前提的全息图记录介质

在图1所示的全息图记录介质的创建处理中，通过凸透镜23(在会聚点C的位置具有焦点的透镜)使平行光束L22聚光，并作为参照光Lref照射至介质40。即，沿以会聚点C为顶点的圆锥(理论上，半径彼此不同的圆锥无限存在)的侧面，使用三维会聚在会聚点C的参照光Lref记录散射板30的像。

如上所述，使用三维会聚的参照光Lref的原因在于，在图9所示的照明单元100中，为了获得从扫射基点B三维发散的光路，以使光束L60三维扫射(组合反射镜的绕V轴的转动与绕W轴的转动地扫射光束)为前提。此外，使光束L60三维扫射是为了使全息图记录介质45上的光束的照射位置二维扫射(图12中，为进行横方向的扫射与纵方向的扫射)。

然而，扫射全息图记录介质45上的光束的照射位置不一定要二维地进行。例如，图14是显示使光束仅在水平方向扫射的例子。这样，若以使光束的照射位置一维扫射为前提，则全息图记录介质也以这样的前提创建是合理的。具体而言，若以一维扫射为前提，则代替创建图14所示的全息图记录介质45，只要创建图16所示的带状的全息图记录介质85足矣。

使用了该全息图记录介质85的情况下，光束扫射装置60的扫射只要反复从左端的起点区域A1S至右端的终点区域A1E扫射1行的量即可。此时，也可以反复从左向右扫射1行的量，也可以进行从左至右扫射后再从右往左扫射的往复运动。在使用的光束L60是具有直径1mm的圆形剖面的激光束的情况下，使图16所示的全息图记录介质85的高度Db＝1mm即足矣。因此，与使用图14所示的全息图记录介质45的情况相比，可谋求节省空间，能使装置整体小型化。

虽然这样的以一维扫射为前提的全息图记录介质85可以使用图1所示的光学系统来创建，但代替其也可以使用图17所示的光学系统来创建。该图17所示的光学系统中，将图1所示的光学系统中凸透镜23替换为柱面透镜24，并将具有矩形平面的全息图感光介质40替换为具有细长带状平面的全息图感光介质80，其它构成要素则不变。全息图感光介质80的宽度Da与全息图感光介质40的宽度相同，但其高度Db(图17中与纸面垂直方向的宽度)为光束的直径的程度(上例情况下，1mm左右)。

柱面透镜24是带有具有与图17的纸面垂直的中心轴的圆柱表面的透镜，且在图17中定义了通过会聚点C且与纸面垂直的聚光轴，此时，可实现将平行光束L22聚光在该聚光轴的功能。然而，从柱面透镜的性质考虑，光的折射仅在与纸面平行的平面内产生，不会发生向与纸面垂直的方向的折射。换言之，若着眼于包含会聚点C且与柱面透镜的圆柱的中心轴正交的平面(图17的纸面)，则沿该平面二维会聚的光L24被作为参照光Lref而给予。

如上所述，本申请中提及“光在会聚点C会聚”时，不仅指图1的光学系统所示的凸透镜23的三维会聚，也指图17的光学系统所示的柱面透镜24的二维会聚。此外，创建图16例示的以一维扫射为前提的全息图记录介质85时，如图17的光学系统所示，也可以使用带有具有与通过会聚点C的指定聚光轴(图例情况下，通过会聚点C且与纸面垂直的轴)平行的中心轴的圆柱面的柱面透镜24将大致平行的相干光的光束L22聚光在该聚光轴上，将二维会聚在会聚点C的光L24用作参照光Lref，记录散射板30的全息图像。

4-2.包含CGH的全息图记录介质

至此已说明的全息图记录介质的创建处理是实际地对全息图感光介质照射光并将通过感光介质的化学变化来固定此时产生的干涉条纹的纯粹的光学方法。与此相对，最近，已确立有在计算机上模拟此种光学处理，通过运算来计算干涉条纹的信息并以某种物理方法将其结果固定在介质上的方法。以这种方法创建的全息图一般被称为计算机合成全息图(CGH：ComputerGeneratedHologram)。

记录在本发明所使用的全息图记录介质的全息图可以是这样的计算机合成全息图。即，也可以替代用§1所述的光学处理创建全息图记录介质，执行使用了来自假想的散射板的假想物体光与假想参照光的模拟运算，求出在假想记录面上产生的干涉条纹的信息，并将此信息以物理方法记录在介质上，以创建计算机合成全息图。

图18是示出用CGH的方法创建本发明的照明单元的构成要素即全息图记录介质的原理的侧视图，示出在电脑上模拟图4所示的光学现象的方法。此处，图18所示的假想的散射板30’与图4所示的真实的散射板30对应，图18所示的假想的记录面40’与图4所示的真实的全息图感光介质40对应。图示的物体光Lobj是从假想的散射板30’发出的假想的光，图示的参照光Lref是与该物体光Lobj相同波长的假想光。参照光Lref是在会聚点C会聚的光这点上与至此为止叙述的方法完全相同。对在记录面40’上的各点，运算该假想的物体光Lobj与参照光Lref的干涉条纹的信息。

此外，作为假想的散射板30’，例如，也可使用以多面体等表现的细微的三维形状模型，但此处使用在平面上将多个点光源D排列成格子状的单纯的模型。图19是图18所示的假想的散射板30’的正视图，小白圈分别表示点光源D。如图所示，多个点光源D以横方向间距Pa、纵方向间距Pb排列成格子状。间距Pa、Pb是确定散射板的表面粗度的参数。

本申请发明人将点光源D的间距Pa、Pb分别设定成10μm左右的尺寸以运算在记录面40’上产生的干涉条纹的信息，根据其结果，在真实的介质表面形成凹凸图案，创建了表面浮雕型的CGH。于是，构成了将该CGH用作全息图记录介质45的照明单元100，获得抑制斑点的良好照明环境。

图20是示出利用本发明获得了斑点降低效果的实验结果的表。一般而言，作为表示在受光面上产生斑点的程度的参数，提出有使用称为斑点对比(单位：％)的数值的方法。该斑点对比是被定义为在本应实现均匀亮度分布的条件下将实际产生的亮度偏差的标准偏差除以亮度的平均值而得的值的量。该斑点对比的值越大意味着受光面上的斑点产生程度越大，对观察者而言，斑点状的亮度不均图案更显著。

图20的表示出针对利用图11所示的照明单元100或用于与其对比的现有装置照明单元，测定在屏幕400上显示原本应为均匀亮度分布的测试图案影像的情况下的斑点对比的结果。测定例1～3均为将可射出绿色激光的相同DPSS激光装置用作照明单元100内的相干光源50的结果。此外，测定例2、3所使用的全息图记录介质的扩散角(从全息图记录介质上的点面向再现像35的最大角度)在任何情况下均设定成20°。

首先，测定例1所示的测定结果是使用利用扩束器将来自相干光源50的光束L50放大成为平行光束并将该平行光束(激光平行光)直接照射至空间光调制器200的测定系统替代使用图11所示的照明单元100，所得的结果。此情况下，如表所示，获得斑点对比为20.1％的结果。这是肉眼观察屏幕400时能够非常显著观察到斑点状的亮度不均图案的状态，是不适于实用的室内照明的等级。

另一方面，测定例2及3所示的测定结果均为利用图11所示的照明单元100进行照明的结果。此处，测定例2是利用以光学方法创建的体积型全息图作为全息图记录介质45的结果，测定例3是利用上述表面浮雕型CGH作为全息图记录介质45的结果。均获得不足4％的斑点对比，这是肉眼观察时几乎观察不到亮度不均图案的极良好的状态(一般而言，若斑点对比值为5％以下，则观察者不会产生不愉悦感)。因此，作为全息图记录介质45，利用了以光学方法创建的体积型全息图的情况与利用了表面浮雕型CGH的情况均可构成充分实用的投射性影像显示装置。测定例2的结果(3.0％)比测定例3的结果(3.7％)更好的原因可认为是作为原图像的真实的散射板30的分辨率比假想的散射板30’(图19所示的点光源的集合体)的分辨率高。

最后的测定例4所示的测定结果是使用将来自绿色的LED光源的光直接照射至空间光调制器200的测定系统替代使用照明单元100，所得的结果。由于原本LED光源并非相干光源，因此不需考虑斑点产生的问题，如表所示，获得斑点对比为4.0％的良好结果。使用了非相干光的测定例4的结果较使用了相干光的测定例2、3的结果差的原因可认为是因为LED光源发出的光本身产生亮度不均。

4-3.彩色图像的显示

至此为止叙述的实施方式皆为将单色激光光源作为相干光源使用的投射型影像显示装置的例子，在屏幕400上获得的影像称为与该激光的颜色对应的单色影像。然而，在一般的投射型影像显示装置中，优选能够显示彩色图像。因此，此处，说明几个能显示彩色图像的投射型影像显示装置的构成例。任一个照明单元的部分的基本构成与至此为止说明的实施方式相同。

(1)第1构成例

为了显示彩色图像，规定R(红)、G(绿)、B(蓝)的三原色，也可以将这些各原色的单个图像重叠显示在屏幕上。在此处所示的第1构成例中，作为图11所示的照明单元100中的相干光源50，采用生成合成R、G、B的三原色成分后的合成光束的光源，并采用将包含三原色成分的照明光照射至空间光调制器200的方法。

图21是示出这种相干光源50的一例的构成图。该装置具有将红、绿、蓝的3原色合成以产生白色光束的功能。即，用二向棱镜(dichroicprism)15将红色激光光源50R产生的红色激光束L(R)与绿色激光光源50G产生的绿色激光束L(G)合成，接着，用二向棱镜16对蓝色激光光源50B产生的蓝色激光束L(B)进行合成，从而能产生白色的合成光束L(R、G、B)。

另一方面，图11所示的光束扫射装置60使以此方式产生的合成光束L(R、G、B)弯折并在全息图记录介质45上扫射即可。在全息图记录介质45预先分别使用与上述3台激光光源50R、50G、50B产生的激光束L(R)、L(G)、L(B)相同波长(或近似波长)的光，将散射板30的像35预先记录为3种全息图。如此，从全息图记录介质45针对R、G、B的各色成分分别获得衍射光，在相同位置产生针对R、G、B的各色成分的再现像35，获得白色再现像。

此外，为了使用R、G、B三种颜色的光创建记录有散射板30的像的全息图记录介质，例如，可以进行使用感光成R色光的染料(色素)、感光成G色光的染料、感光成B色光的染料同样地分布的全息图感光介质与上述合成光束L(R、G、B)记录全息图的处理。而且，可以使用包含层积有感光成R色光的第1感光层、感光成G色光的第2感光层、感光成B色光的第3感光层的3层构造的全息图感光介质。或者，也可以将上述3个感光层分别作为不同介质准备，使用分别对应的颜色的光分别进行全息图的记录，最后，将这3层贴合构成具有3层构造的全息图记录介质。

其结果，对图11所示的空间光调制器200供给包含R、G、B的各色成分的照明光。因此，在空间光调制器200预先定义配置在空间上的像素排列，使三原色R、G、B的任一原色与各像素产生关联对应，具有各像素独立地进行光的调制的功能。例如，图22的左侧所示的空间光调制器200为在平面上定义二维像素排列并使三原色R、G、B的像素同样地分散配置的例子。例如，在由液晶显示器构成该空间光调制器200的情况下，图示的各像素具有能利用液晶的取向性独立地控制透光度的元件的功能。

另一方面，使图22的右侧所示的彩色滤光器250与该空间光调制器200重叠。彩色滤光器250为与空间光调制器200相同尺寸的滤光器，定义有与定义在空间光调制器200上的像素排列完全相同的像素排列。而且，在彩色滤光器250上的各像素的位置分别设有与空间光调制器200的相同位置的像素对应的原色滤光器。即，图22中，在彩色滤光器250上的像素R中设有使原色R透射过的滤光器，在像素G中设有透过原色G的滤光器，在像素B中设有透过原色B的滤光器。

在使此彩色滤光器250与空间光调制器200重叠的状态下，若供给包含R、G、B的各色成分的照明光，则就与原色R对应的像素而言，仅原色R的成分透过，就与原色G对应的像素而言，仅原色G的成分透过，就与原色B对应的像素而言，仅原色B的成分透过。因此，在屏幕400上显示形成在空间光调制器200上的彩色图像，可实现具有彩色图像的显示功能的投射型影像显示装置。

(2)第2构成例

用于显示彩色图像的第2构成例对每个原色准备照明单元及空间光调制器，最后通过投射光学系统来合成各色的图像并投射至屏幕上。

图23是示出该第2构成例的配置图。该第2构成例基本上针对三原色R、G、B分别准备图11所示的构成要素中的除投射光学系统300以外的部分，独立生成针对三原色R、G、B各自的调制图像，将他们合成并投射至屏幕400上。图23的中央部所示的正交二向棱镜350为广义的投射光学系统的一构成要素，具有将针对三原色R、G、B各自的调制图像合成的功能。以上述方式合成的图像通过投射光学系统300投射至屏幕400上。

图23中，第1空间光调制器200R是根据具有第1原色R成分的第1影像进行调制的空间光调制器，第1照明单元100R是对该第1空间光调制器200R供给具有与第1原色R对应的波长的第1照明光的单元。

同样地，第2空间光调制器200G是根据具有第2原色G成分的第2影像进行调制的空间光调制器，第2照明单元100G是对该第2空间光调制器200G供给具有与第2原色G对应的波长的第2照明光的单元。

而且，第3空间光调制器200B是根据具有第3原色B成分的第3影像进行调制的空间光调制器，第3照明单元100B是对该第3空间光调制器200B供给具有与第3原色B对应的波长的第3照明光的单元。

各空间光调制器200R、200G、200B的基本构成与至此为止说明的基本实施方式的空间光调制器200的构成相同，彼此不同仅在于分别根据不同原色的影像信息进行光的调制的这一点。而且，各照明单元100R、100G、100B的基本构成也与至此为止说明的基本实施方式的照明单元100的构成相同，彼此不同仅在于具有产生彼此不同原色的激光束的相干光源的这一点。

其结果，由正交二向棱镜350与投射光学系统300构成的广义的投射光学系统将被第1空间光调制器200R调制后的照明光、被第2空间光调制器200G调制后的照明光、被第3空间光调制器200B调制后的照明光导向屏幕400，将由R色构成的第1影像、由G色构成的第2影像、由B色构成的第3影像重叠投射至屏幕400上。这样，在屏幕400上显示彩色图像。

(3)第3构成例

此处所说明的第3构成例是上述第1构成例与第2构成例的折中方案，将图23所示的第2构成例中的照明单元100R、100G、100B置换成使用了产生图21所示的合成光束L(R、G、B)的光源的第1构成例中的照明单元。

即，图23所示的第1空间光调制器200R、第2空间光调制器200G、第3空间光调制器200B、正交二向棱镜350、投射光学系统300保留，作为照明单元仅使用1台共用照明单元(使用了产生图21所示的合成光束L(R、G、B)的相干光源50的单元)。

如上述，由于共用照明单元，因此必须进行些设计。即，在共用的照明单元100内，光束扫射装置60使该合成光束L(R、G、B)在全息图记录介质45上扫射，因此分别使用与图21所示的3台激光光源50R、50G、50B产生的激光束相同波长(或近似波长)的光将散射板30的像35作为3种全息图预先记录于全息图记录介质45(与上述第1构成例相同)。

而且，在共用的照明单元100中还设有切换装置，该切换装置进行将从全息图记录介质45获得的照明光在第1期间供给至第1空间光调制器200R，在第2期间供给至第2空间光调制器200G，在第3期间供给至第3空间光调制器200B的分时供给动作。这样的切换装置可通过例如可动式反射镜构成。

另一方面，在图21所示的构成要素中，以第1激光光源50R在第1期间产生第1激光束L(R)、第2激光光源50G在第2期间产生第2激光束L(G)、第3激光光源50B在第3期间产生第3激光束L(B)的方式进行间歇动作。

如此，在第1期间，从相干光源50仅照射第1激光束L(R)并供给至第1空间光调制器200R，在第2期间，从相干光源50仅照射第2激光束L(G)并供给至第2空间光调制器200G，在第3期间，从相干光源50仅照射第3激光束L(B)并供给至第3空间光调制器200B，虽为分时动作，但能进行与上述第2构成例等同的动作。

(4)第4构成例

最后说明的第4构成例是将在上述第3构成例使用的第1～第3空间光调制器200R、200G、200B共用成一台空间光调制器200。此时，当然，不需要正交二向棱镜350。为了共用空间光调制器200，也可以对该共用的空间光调制器200进行分时动作。即，空间光调制器200以在第1期间根据具有第1原色成分R的第1影像进行调制、在第2期间根据具有第2原色成分G的第2影像进行调制、在第3期间根据具有第3原色成分B的第3影像进行调制的方式进行分时调制动作即可。

另一方面，相干光源，与第3构成例相同，如图21所示，通过产生具有与第1原色R对应的波长的第1激光束L(R)的第1激光光源50R、产生具有与第2原色G对应的波长的第2激光束L(G)的第2激光光源50G、产生具有与第3原色B对应的波长的第3激光束L(B)的第3激光光源50B以及将这3台激光光源产生的激光束合成以生成合成光束L(R、G、B)的光合成器15、16构成。

而且，光束扫射装置60在全息图记录介质45上扫射光合成器15、16产生的合成光束L(R、G、B)即可。分别使用与图21所示的3台激光光源50R、50G、50B产生的激光束相同波长(或近似波长)的光，将散射板30的像35作为3种全息图预先记录在全息图记录介质45(与上述第1及第3构成例相同)。然而，与第3构成例不同，空间光调制器200是一个，因此从全息图记录介质45获得的照明光直接供给至该一个空间光调制器200即可。

接着，与第3构成例相同，在图21所示的构成要素中，以第1激光光源50R在第1期间产生第1激光束L(R)、第2激光光源50G在第2期间产生第2激光束L(G)、第3激光光源50B在第3期间产生第3激光束L(B)的方式进行间歇动作。

如此，在第1期间，从相干光源50仅照射第1激光束L(R)，且接受基于此的R色的照明光的空间光调制器200根据具有第1原色成分R的第1影像进行调制。接着，在第2期间，从相干光源50仅照射第2激光束L(G)，且接受基于此的G色的照明光的空间光调制器200根据具有第2原色成分G的第2影像进行调制。接着，在第3期间，从相干光源50仅照射第3激光束L(B)，且接受基于此的B色的照明光的空间光调制器200根据具有第3原色成分B的第3影像进行调制。这样，虽然是分时动作，但能进行彩色图像的显示。

4-4.全息图记录介质创建的几何学多样性

在§1.中，参照图1说明了将散射板30的全息图像记录在全息图感光介质40的方法。该方法是使用会聚在会聚点C的参照光创建反射型全息图记录介质的方法，必要的构成要素的几何学配置如图24的侧视图所示。

图24所示的例的情况下，通过凸透镜23产生朝向会聚点C的会聚参照光Lref，介质40配置在凸透镜23与会聚点C之间。而且，介质40如图倾斜地配置，在其下表面侧照射来自散射板30的物体光Lobj。按这种方法创建的全息图记录介质成为反射型的介质。即，在再现时，如图25所示，作为再现用照明光Lrep而发挥作用的光束照射至介质45的下表面侧，通过来自点P的反射衍射光Ldif生成再现像35。

如上所述，至此为止说明的例子是记录在全息图记录介质45中的全息图为反射型全息图且将光束的反射衍射光用作照明光的例子。与此相对，也可以使记录在全息图记录介质45的全息图为透射型全息图并将光束的透射衍射光用作照明光。

图26是示出创建这样的透射型全息图的情况下的几何学配置的侧视图。与图24所示的配置的不同点在于介质40的方向。在图24所示的反射型全息图的创建方法中，从介质的上面照射参照光Lref，并从介质的下面照射物体光Lobj。这样，若将参照光与物体光照射至相反侧的面，则能记录反射型的全息图。与此相对，在图26所示的方法中，参照光Lref及物体光Lobj两者被照射至介质40的上表面。这样，若从相同侧这样地照射参照光与物体光，则能记录透射型的全息图。即，在再现时，如图27所示，作为再现用照明光Lrep而发挥作用的光束照射至介质45的下表面侧，通过来自点P的透射衍射光Ldif产生再现像35。

而且，至此说明的例子均是使用会聚在会聚点C的参照光创建反射型或透射型的全息图记录介质的方法，但也可以替代其使用从会聚点C发散的参照光创建反射型或透射型的全息图记录介质。然而，为此必须预先创建准备用全息图记录介质。以下，依次说明用于进行该方法的处理。

首先，如图28所示，配置准备用全息图感光介质90与散射板30，对介质90如图标从右斜上照射平行的参照光Lref。接着，将利用来自散射板30的物体光Lobj与参照光Lref产生的干涉条纹记录到介质90。如上所述，在记录时，若从相同侧照射物体光与参照光，则能记录透射型的全息图。此处，将进行了这种记录的介质90称为准备用全息图记录介质95。

图29是示出该准备用全息图记录介质95的再现处理的侧视图。如图所示，对介质95从左斜下照射平行的再现用照明光Lrep，则通过透射衍射光Ldif在图的右方产生再现像35。此处，再现用照明光Lrep的方向的延长线是与图28所示的参照光Lref的方向一致的方向，再现像35的产生位置与图28所示的散射板30的配置位置一致。

接着，将准备用全息图记录介质95的再现像35代替实物的散射板30，进行向全息图感光介质40记录散射板30的像的处理。即，如图30所示，在准备用全息图记录介质95的右侧配置全息图感光介质40，对介质95从左斜下照射平行的再现用照明光Lrep，在图的右侧产生再现像35。此时，从介质95向右侧射出的光为用于使再现像35再现的透射衍射光Ldif，同时对介质40实现作为物体光Lobj的功能。

另一方面，从图的下方向介质40照射发散参照光Lref。该发散参照光Lref是从会聚点C发散的光(在会聚点C存在点光源的情况下从该点光源发出的光)，对介质40照射圆锥状扩散的光束。在图示的例中，通过在会聚点C的位置具有焦点的凸透镜25，使平行光束L10会聚在会聚点C，产生点光源，从而产生发散参照光Lref。作为凸透镜25，例如，若使用直径1mm程度的微透镜，则能将从激光光源发出的剖面径1mm程度的激光束直接用作平行光束L10，产生发散参照光Lref。

在图30所示的方法中，物体光Lobj照射至介质40的上表面，参照光Lref照射至介质40的下表面。这样，若将参照光与物体光照射至相反侧的面，则能记录反射型的全息图。因此，用图30所示的方法创建的全息图记录介质45成为实质上与用图24所示的方法创建的全息图记录介质45相同的反射型全息图。因此，在再现时，可以采用图25所示的几何学配置。

与此相对，图31是示出使用发散参照光Lref创建透射型全息图的例子的侧视图。与图30所示的配置的不同点是介质40的方向。在图30所示的反射型全息图的创建方法中，从介质的上面照射物体光Lobj，从介质的下面照射参照光Lref。与此相对，在图31所示的方法中，物体光Lobj及参照光Lref的两者都照射到介质40的下表面。这样，若从同侧照射参照光与物体光，则能记录透射型的全息图。用图31所示的方法创建的全息图记录介质45成为实质上与用图26所示的方法创建的全息图记录介质45相同的透射型全息图。因此，在再现时，采用图27所示的几何学配置即可。

此外，在图30及图31所示的记录处理中，作为准备用全息图记录介质95虽使用了以图28所示的方法创建的透射型全息图，但作为准备用全息图记录介质95也可以使用以图32所示的方法创建的反射型全息图。在图32所示的方法中，从准备用全息图感光介质90的左侧照射参照光Lref，从右侧照射物体光Lobj，因此，创建的准备用全息图记录介质95成为反射型全息图。

使用该反射型的准备用全息图记录介质95进行再现的情况下，如图33所示，从介质95的右侧照射再现用照明光Lrep，通过获得的反射衍射光Ldif产生再现像35。因此，在图30及图31所示的处理中，替代从左侧照射再现用照明光Lrep，而是从右侧照射。

4-5.光束的平行移动扫射

在至此说明的实施方式中，虽描述了照明单元100内的光束扫射装置60使光束在指定扫射基点B弯折，并使该弯折状态(弯折的方向与弯折角度的大小)随时间变化，从而扫射弯折后的光束的方式，但光束扫射装置60的扫射方法并不限于使光束在扫射基点B弯折的方法。

例如，也可采用使光束平行移动的扫射方法。然而，此时，也需要变更对全息图记录介质45的散射板30的记录方法。即，如图34所示的例子那样，对全息图感光介质40照射由平行光束构成的参照光Lref，记录与来自散射板30的物体光Lobj的干涉条纹的信息。换言之，在这样创建的全息图记录介质46中，使用由平行光束构成的参照光Lref将散射板30的像35记录为全息图。

图35是使用了用图34所示的方法创建的全息图记录介质46的照明装置110的侧视图。如图所示，该照明装置110由全息图记录介质46、相干光源50、光束扫射装置65构成。

此处，全息图记录介质46是用图34所示的方法创建的介质，利用由平行光束构成的参照光Lref将散射板30的像35记录为全息图。而且，相干光源50为产生具有与创建全息图记录介质46时使用的光(物体光Lobj及参照光Lref)的波长相同波长(或、能再现全息图的近似波长)的相干光束L50的光源。

另一方面，光束扫射装置65虽具有将相干光源50产生的光束L50照射至全息图记录介质46的功能，但此时，以从与在图34所示的创建处理使用的参照光Lref平行的方向将光束L65照射至全息图记录介质45的方式进行扫射。更具体而言，使光束L65在平行移动的同时照射至全息图记录介质46，从而以光束L65对全息图记录介质46的照射位置随时间变化的方式扫射。

进行这种扫射的光束扫射装置65，例如，可由可动反射镜66和驱动该可动反射镜66的驱动机构构成。即，如图35所示，可以在可接收相干光源50产生的光束L50的位置配置可动反射镜66，并设置使此可动反射镜66沿光束L50的光轴滑动的驱动机构。此外，实用上，通过利用了MEMS的微镜器件能够构成具有与上述功能相同的功能的光束扫射装置65。或者，通过图9所示的光束扫射装置60使在扫射基点B的位置发生弯折后的光束L60通过在扫射基点B具有焦点的凸透镜，也能够产生平行移动的光束。

图35所示的例子的情况下，接收被可动反射镜66反射后的光束L65的照射的全息图记录介质46根据记录的干涉条纹产生衍射光，并通过该衍射光产生散射板30的再现像35。照明单元110进行将这样得到的再现像35的再现光用作照明光的照明。

图35中，为方便说明，用点划线表示时刻t1的光束的位置，用双点划线表示时刻t2的光束的位置。即，在时刻t1，光束L50在可动反射镜66(t1)的位置反射，并作为光束L65(t1)照射至全息图记录介质46的点P(t1)，但在时刻t2，光束L50在可动反射镜66(t2)的位置反射(图示的可动反射镜66(t2)是可动反射镜66(t1)移动后的情况)，并作为光束L65(t2)照射至全息图记录介质46的点P(t2)。

图中，为了方便说明，仅示出时刻t1、t2的二个时间点的扫射方式，但实际上，时刻t1～t2期间，光束L65在图的左右平行移动，光束L65对全息图记录介质46的照射位置从图的点P(t1)向P(t2)缓慢移动。即，在时刻t1～t2期间，光束L65的照射位置在全息图记录介质46上从点P(t1)向P(t2)扫射。此处，虽说明了使光束L65在一维方向(图的左右方向)平行移动的例子，但当然，若设置使光束L65也在与图的纸面垂直的方向平行移动的机构(例如，在XY载台上配置反射镜的机构)，则能使其在二维方向平行移动。

此处，光束L65是以总是与在图34所示的创建处理中使用的参照光Lref平行的方式扫射，因此，在全息图记录介质46的各照射位置，光束L65作为用于再现记录于此的全息图的正确再现用照明光Lrep而发挥作用。

例如，在时刻t1，通过来自点P(t1)的衍射光L46(t1)产生散射板30的再现像35，在时刻t2，通过来自点P(t2)的衍射光L46(t2)产生散射板30的再现像35。当然，在时刻t1～t2的期间，也通过来自光束L65所照射的各位置的衍射光同样地产生散射板30的再现像35。即，只要光束L65承担平行移动扫射，则无论光束L65照射至全息图记录介质46上的任何位置，都能通过来自照射位置的衍射光在相同位置产生相同的再现像35。

结果，该图35所示的照明单元110与图9所示的照明单元100同样地具有能进行将再现像35的再现光用作照明光的照明的功能。总之，本发明中，在全息图记录介质中，使用沿规定光路照射的参照光将散射板的像记录为全息图，并通过光束扫射装置以光束对该全息图记录介质的照射方向为沿参照光的光路的方向(光学共轭方向)的方式进行光束的扫射即可。

4-6.微透镜阵列的利用

至此说明的实施方式是准备记录有散射板30的全息图像的全息图记录介质，并对该全息图记录介质扫射相干光，将获得的衍射光用作照明光的情况。此处，替代该全息图记录介质，论述利用了微透镜阵列的变形例。

图36是利用了该微透镜阵列的变形例的侧视图。该变形例的照明装置120由微透镜阵列48、相干光源50、光束扫射装置60构成。相干光源50与之前说明的实施方式相同，是产生相干光束L50的光源，具体而言，可使用激光光源。

而且，光束扫射装置60与至此说明的实施方式相同，是进行相干光源50产生的光束L50的扫射的装置。更具体而言，具有使光束在扫射基点B弯折以照射至微透镜阵列48的功能，且按照使光束L50的弯折状态随时间变化从而使光束L60对微透镜阵列48的照射位置随时间变化的方式扫射。

另一方面，微透镜阵列48是包括多个独立透镜的集合体的光学元件。构成该微透镜阵列48的独立透镜都具有使从扫射基点B入射的光折射、并在配置于指定位置的空间光调制器200的受光面R上形成指定照射区域I的功能。且，利用任一独立透镜形成的照射区域I也构成该受光面R上的相同的共同区域。作为具有这种功能的微透镜阵列，例如，市售有被称为「复眼透镜」的微透镜阵列。

图37是示出图36所示的照明单元100的动作原理的侧视图。此处，为方便说明，用点划线表示光束L60在时刻t1的弯折状态，用双点划线表示在时刻t2的弯折状态。即，在时刻t1，光束L50在扫射基点B弯折，并作为光束L60(t1)入射至位于微透镜阵列48下方的独立透镜48-1。该独立透镜48-1具有扩大从扫射基点B入射的光束并将其照射至空间光调制器200的受光面R上的二维照射区域I的功能。因此，在空间光调制器200的受光面R如图所示地形成有照射区域I。

而且，在时刻t2，光束L50在扫射基点B弯折，并作为光束L60(t2)入射至位于微透镜阵列48上方的独立透镜48-2。该独立透镜48-2具有扩大从扫射基点B入射的光束并将其照射至空间光调制器200的受光面R上的二维照射区域I的功能。因此，在时刻t2，在空间光调制器200的受光面R也如图所示地形成有照射区域I。

在图中，为方便说明，仅示出在时刻t1、t2的2个时间点的动作状态，但实际上，在时刻t1～t2期间，光束的弯折方向平滑地变化，且光束L60照射微透镜阵列48的照射位置从图的下方往上方缓慢移动。即，在时刻t1～t2期间，在微透镜阵列48上，上下扫射光束L60的照射位置。当然，在作为微透镜阵列48而使用多个独立透镜二维配置而成的阵列的情况下，通过光束扫射装置60使光束在该二维排列上扫射即可。

根据上述微透镜阵列48的性质，无论光束L60入射任何独立透镜，形成在受光面R上的二维照射区域I都共用。即，不论光束的扫射状态怎样，在受光面R总是形成相同的照射区域I。因此，空间光调制器200的光调制面(例如，在将液晶微显示器用作空间光调制器200的情况下，显示器的显示面)若位于上述照射区域I内，则光调制面成为恒照射有照明光的状态，并能将其投影像映射在屏幕上。

另外，实用上，即使通过独立透镜产生的照射区域I并非完全相同而是有些偏移，只要至少是照明光恒照射在光调制面的区域内的状态，则在屏幕上得到投影像方面没有问题。

结果，此处所示的照明单元120的情况下，光束扫射装置60具有以将光束L60照射至微透镜阵列48且光束L60照射微透镜阵列48的照射位置随时间变化的方式扫射的功能。另一方面，构成微透镜阵列48的独立透镜均具有使从光束扫射装置60照射的光折射、并在空间光调制器200的受光面R上形成指定的照射区域I的功能，且被构成为通过任一独立透镜形成的照射区域I在受光面R上是大致相同的共同区域。

在该照明单元120的情况下，与至此为止说明的基本实施方式的照明单元100同样地，照射至受光面R的各部的光的入射角度成为经时多样化。因此，可抑制因光源侧而引起的斑点的产生。而且，由于扫射光束L60，因此，也可抑制因屏幕侧而引起的斑点的产生。

4-7.光扩散元件的利用

至此为止，作为基本实施方式，以使用记录有散射板30的全息图像的全息图记录介质构成照明单元为例进行说明，在上述4-6中，以替代全息图记录介质使用微透镜阵列构成照明单元为例进行说明。其结果，在这些照明单元中，全息图记录介质或微透镜阵列实现具有使射入的光束扩散以在指定受光面上形成指定照射区域的功能的光扩散元件的作用。且，该光扩散元件具有形成的照射区域在受光面上成为相同的共用区域而与光束的入射位置无关的特征。

因此，为了构成本发明的投射型影像显示装置所使用的照明单元，不一定要使用上述的全息图记录介质或微透镜阵列，一般而言，可以使用具有上述特征的光扩散元件来构成。

总之，本发明的投射型影像显示装置所使用的照明单元，本质上，可通过使用产生相干光束的相干光源、控制该光束的方向或位置或其两者以进行光束扫射的光束扫射装置以及使射入的光束扩散并射出的光扩散元件来构成。

此处，光束扫射装置只要具有以使相干光源产生的光束朝向光扩散元件射出且使该光束入射到光扩散元件的入射位置随时间变化的方式扫射的功能即可。而且，光扩散元件只要被构成为具有使射入的光束扩散以在空间光调制器的受光面上形成指定照射区域的功能且形成的照射区域在受光面上是大致相同的共同区域而与光束的入射位置无关即可。

工业实用性

本发明的投射型影像显示装置，作为能够将不论静止画还是动画的各种影像投影显示在屏幕上的装置，可广泛利用于产业上。

Claims (18)

1.一种投射型影像显示装置，是将光投射至屏幕(400)上以进行影像显示的投射型影像显示装置，其特征在于，具备：

空间光调制器(200)，根据作为显示对象的影像，对射入的光实施与入射位置对应的调制后射出；

照明单元(110)，对所述空间光调制器(200)供给照明光(L46)；以及

投射光学系统(300、350)，通过将由所述空间光调制器(200)调制后的照明光(L300)导向所述屏幕(400)，从而将所述影像投射至所述屏幕上，

所述照明单元(110)具有：

相干光源(50)，产生相干光束(L50)；

全息图记录介质(46、85)，记录有散射板(30)的像(35)；以及

光束扫射装置(65)，将所述光束(L65)照射至所述全息图记录介质(46、85)，且以所述光束(L65)对所述全息图记录介质(46、85)的照射位置随时间变化的方式进行扫射，

在所述全息图记录介质(46、85)中，使用沿规定光路照射的参照光(L23、Lref)，记录有所述散射板(30)的像作为全息图，

所述相干光源(50)产生具有能再现所述散射板的像(35)的波长的光束(L50)，

所述光束扫射装置(65)以所述光束(L65)对所述全息图记录介质(46、85)的照射方向是沿所述参照光(L23、Lref)的光路的方向的方式，进行所述光束(L65)的扫射，

所述空间光调制器(200)配置在由所述全息图记录介质(46、85)得到的所述散射板(30)的再现像(35)的生成位置，

来自所述全息图记录介质(46、85)的衍射光(L46)不经由任何光学系统直接照射到所述空间光调制器(200)，

光束扫射装置(65)通过使光束(L65)在平行移动的同时照射至全息图记录介质(46)，从而使所述光束(L65)对所述全息图记录介质(46)的照射位置随时间变化，

在所述全息图记录介质(46)中，使用由平行光束构成的参照光(Lref)，记录有散射板(30)的像(35)作为全息图，

所述光束扫射装置(65)从与所述参照光(Lref)平行的方向将光束(L65)照射至所述全息图记录介质(46)，以进行光束(L65)的扫射。

2.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，相干光源(50)是产生激光束的激光光源。

3.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，全息图记录介质(46、85)记录有散射板(30)的像作为体积型全息图。

4.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，全息图记录介质(46、85)记录有散射板(30)的像作为表面浮雕型全息图。

5.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，记录于全息图记录介质(46、85)的全息图是计算机合成全息图。

6.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，记录于全息图记录介质(46、85)的全息图是傅立叶变换全息图。

7.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，记录于全息图记录介质(46、85)的全息图是反射型全息图，将光束(L65)的反射衍射光用作照明光。

8.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，记录于全息图记录介质(46、85)的全息图是透射型全息图，并将光束(L65)的透射衍射光用作照明光。

9.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，光束扫射装置(65)是扫射型镜器件、全反射棱镜、折射棱镜或光电晶体。

10.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，空间光调制器(200)由透射型或反射型液晶显示器、透射型或反射型LCOS元件、或者数字微镜器件构成。

11.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，投射光学系统(300、350)进行前方投射，所述前方投射将影像投射到屏幕(400)的观察面侧。

12.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，相干光源(50)具有产生分别具有三原色的各波长的单色光的激光束的3台激光光源(50R、50G、50B)以及将所述3台激光光源所产生的激光束合成以生成合成光束(L(R、G、B))的光合成器(15、16)，

光束扫射装置(65)在全息图记录介质(46、85)上扫射由所述光合成器(15、16)生成的所述合成光束(L(R、G、B))，

在所述全息图记录介质(46、85)中，以通过所述3台激光光源所产生的各激光束能分别获得再现像的方式，记录有散射板(30)的像(35)作为3种全息图，

空间光调制器(200)具有配置在空间上的像素排列，所述三原色的任一原色与各像素关联对应，所述空间光调制器(200)具有各像素独立进行光的调制的功能，而且在各像素的位置分别设有对应的原色的滤光器。

13.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，具备：

第1空间光调制器(200R)，根据具有第1原色成分的第1影像进行调制；

第1照明单元(100R)，对所述第1空间光调制器(200R)供给具有与所述第1原色对应的波长的第1照明光；

第2空间光调制器(200G)，根据具有第2原色成分的第2影像进行调制；

第2照明单元(100G)，对所述第2空间光调制器(200G)供给具有与所述第2原色对应的波长的第2照明光；

第3空间光调制器(200B)，根据具有第3原色成分的第3影像进行调制；以及

第3照明单元(100B)，对所述第3空间光调制器(200B)供给具有与所述第3原色对应的波长的第3照明光，

投射光学系统(300、350)通过将由所述第1空间光调制器(200R)调制后的照明光、由所述第2空间光调制器(200G)调制后的照明光、及由所述第3空间光调制器(200B)调制后的照明光导向屏幕(400)，从而将所述第1影像、所述第2影像、所述第3影像重叠投射至所述屏幕上。

14.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，具备：

第1空间光调制器(200R)，根据具有第1原色成分的第1影像进行调制；

第2空间光调制器(200G)，根据具有第2原色成分的第2影像进行调制；以及

第3空间光调制器(200B)，根据具有第3原色成分的第3影像进行调制，

相干光源(50)具有产生具有与所述第1原色对应的波长的第1激光束的第1激光光源(50R)、产生具有与所述第2原色对应的波长的第2激光束的第2激光光源(50G)、产生具有与所述第3原色对应的波长的第3激光束的第3激光光源(50B)以及将这3台激光光源所产生的激光束合成以产生合成光束(L(R、G、B))的光合成器(15、16)，

光束扫射装置(65)在全息图记录介质(46、85)上扫射由所述光合成器(15、16)产生的所述合成光束(L(R、G、B))，

在所述全息图记录介质(46、85)中，以通过所述3台激光光源所产生的各激光束能分别获得再现像的方式，记录有散射板(30)的像(35)作为3种全息图，

照明单元(110)还具有进行分时供给动作的切换装置，所述分时供给动作将从全息图记录介质(46、85)获得的照明光在第1期间供给至所述第1空间光调制器(200R)、在第2期间供给至所述第2空间光调制器(200G)、在第3期间供给至所述第3空间光调制器(200B)，

所述第1激光光源(50R)在所述第1期间产生所述第1激光束，所述第2激光光源(50G)在所述第2期间产生所述第2激光束，所述第3激光光源(50B)在所述第3期间产生所述第3激光束。

15.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其中，

空间光调制器(200)进行分时调制动作，所述分时调制动作在第1期间根据具有第1原色成分的第1影像进行调制、在第2期间根据具有第2原色成分的第2影像进行调制、在第3期间根据具有第3原色成分的第3影像进行调制，

相干光源(50)具有产生具有与所述第1原色对应的波长的第1激光束的第1激光光源(50R)、产生具有与所述第2原色对应的波长的第2激光束的第2激光光源(50G)、产生具有与所述第3原色对应的波长的第3激光束的第3激光光源(50B)以及将这3台激光光源所产生的激光束合成以产生合成光束(L(R、G、B))的光合成器(15、16)，

光束扫射装置(65)在全息图记录介质(46、85)上扫射由所述光合成器(15、16)产生的所述合成光束(L(R、G、B))，

在所述全息图记录介质(46、85)中，以通过所述3台激光光源所产生的各激光束能分别获得再现像的方式，记录有散射板(30)的像(35)作为3种全息图，

所述第1激光光源(50R)在所述第1期间产生所述第1激光束，所述第2激光光源(50G)在所述第2期间产生所述第2激光束，所述第3激光光源(50B)在所述第3期间产生所述第3激光束。

16.一种投射型影像显示装置的空间光调制器的照明方法，是在对空间光调制器(200)供给照明光(L46)并将调制后的照明光(L300)投影至屏幕(400)以进行影像显示的投射型影像显示装置中对所述空间光调制器(200)进行照明的方法，其特征在于，具有：

准备阶段，通过将散射板(30)的像(35)作为全息图记录在记录用介质(40、80)上，从而创建全息图记录介质(46、85)；以及

照明阶段，在将所述空间光调制器(200)配置在所述散射板(30)的再现像(35)的生成位置的状态下，将相干光束(L60)照射至所述全息图记录介质(46、85)上，且以使照射位置随时间变化的方式在所述全息图记录介质(46、85)上扫射所述光束(L60)，

在所述准备阶段，将相干照明光(L12)照射至所述散射板(30)，将从所述散射板(30)获得的散射光(L30)用作物体光，将沿规定光路照射至所述记录用介质(40、80)且与所述照明光(L12)相同波长的相干光(L23、Lref)用作参照光，并将由所述物体光与所述参照光形成的干涉条纹记录在所述记录用介质(40、80)，从而创建所述全息图记录介质(46、85)，

在所述照明阶段，以具有能再现所述散射板的像(35)的波长的光束(L65)通过沿所述参照光(L23、Lref)的光路的光路朝向所述全息图记录介质(46、85)上的照射位置的方式进行扫射，

来自所述全息图记录介质(46、85)的衍射光(L46)不经由任何光学系统直接照射到所述空间光调制器(200)，

在准备阶段，使用由平行光束构成的参照光进行干涉条纹的记录。

17.根据权利要求16所述的投射型影像显示装置的空间光调制器的照明方法，其中，

通过使用了假想的散射板(30’)的模拟运算来执行准备阶段的处理，并将计算机合成全息图记录在全息图记录介质(46、85)。

18.根据权利要求17所述的投射型影像显示装置的空间光调制器的照明方法，其中，

作为假想的散射板(30’)，使用在平面上将多个点光源(D)排列成格子状的模型。