CN1900759A - 照明装置、图像显示装置和投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像显示装置，该图像显示装置包括：射出激光的激光光源装置；和衍射光学元件，从上述激光光源装置射出的激光射入该衍射光学元件，由上述所射入的激光，形成衍射光，通过上述衍射光，对第1面进行照明，上述第1面设置于从上述衍射光学元件产生的0次光不射入的位置，借助通过了上述第1面的光来显示图像。

Description

照明装置、图像显示装置和投影机

技术领域

本发明涉及照明装置、图像显示装置和投影机。

背景技术

在过去，人们知道有投影型图像显示装置(投影机)。

投影型图像显示装置采用投影系统，将通过液晶装置等的空间光调制装置形成的，具有图像信息的色光投影于屏幕上。

在投影型图像显示装置中，人们提出有像JP特开平11-64789号文献、JP特开2000-162548号文献所述的那样的，作为光源采用激光的技术。

在这样的投影型图像显示装置中，必须通过激光，按照均匀的照度分布，对空间光调制装置的入射面进行照明。

在为了实现均匀的照度分布而采用预定的光学系统的场合，具有无法通过激光和光学系统的位置关系，获得预期的图像的可能性。

另外，由于光学系统的结构，具有导致装置的整体尺寸增加、复杂，或装置成本的上升的可能性。

此外，由于光学系统的结构，具有导致光利用效率等的降低的可能性。在投影型图像显示装置中，为了获得预期的图像，重要的是通过激光，按照均匀的照度分布，对空间光调制装置的入射面进行照明。

于是，重要的是构成用于通过激光，按照均匀的照度分布，对空间光调制装置的入射面进行照明的光学系统。

发明内容

本发明是针对上述情况而提出的，本发明的目的在于提供可获得预期的图像，可抑制装置的整体尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，可以良好的效率对预定面进行照明的照明装置、图像显示装置和投影机。

为了解决上述问题，本发明采用下述的方案。

本发明的图像显示装置包括：射出激光的激光光源装置；和衍射光学元件，从上述激光光源装置射出的激光射入该衍射光学元件，由上述所射入的激光，形成衍射光，通过上述衍射光，对第1面进行照明，上述第1面设置于从上述衍射光学元件产生的0次光不射入的位置，借助通过了上述第1面的光，显示图像。

按照本发明，由于将第1面设置于从衍射光学元件产生的0次光不射入的位置，故即使在从衍射光学元件产生0次光的情况下，仍可抑制该0次光射入第1面的情况。

于是，可以预期状态，对第1面进行照明，可通过照射到该第1面的光，获得预期的图像。

在本发明的图像显示装置中，最好，上述第1面设置于从射入上述衍射光学元件的激光的延长线上偏离的位置。

由此，可防止0次光射入第1面的情况。

在本发明的图像显示装置中，最好，上述衍射光学元件通过1次光，对上述第1面进行照明。

由此，可以预期状态，对第1面进行照明。

在本发明的图像显示装置中，最好，上述衍射光学元件通过上述衍射光，按预定的照明区域，对上述第1面上进行照明。

由此，可抑制装置的整体尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，以良好的效率对第1面进行照明。

在本发明的图像显示装置中，最好，上述衍射光学元件按矩形的照明区域，对上述第1面上进行照明。

由此，可以良好的效率对照明区域进行照明。

在本发明的图像显示装置中，最好，其包括多个上述激光光源装置，上述第1面具有预定的边，上述多个激光光源装置的各自的光射出面按照从平面看，沿上述预定的边排列的方式设置。

由此，可按照较高的照度，以良好的效率对第1面进行照明。

另外，可抑制斑点图案的发生，可以基本均匀的照度分布，对第1面进行照明。

在本发明的图像显示装置中，最好，上述第1面具有第1边；和长于上述第1边的第2边，上述多个激光光源装置的各自的光射出面按照从平面看，沿上述第2边排列的方式设置。

由此，可抑制斑点图案的发生，可以较高的照度，并且按照基本均匀的照度分布，以良好的效率对第1面进行照明。

在本发明的图像显示装置中，最好，上述第1面具有相互对向的2条边，上述多个激光光源装置的各自的光射出面按照从平面看，沿上述2条边的各自排列的方式设置。

由此，可抑制斑点图案的发生，可以较高的照度，并且按照基本均匀的照度分布，以良好的效率对第1面进行照明。

在本发明的图像显示装置中，最好，上述第1面至少具有2组相互对向的2条边，上述多个激光光源装置的各自的光射出面按照从平面看，沿上述边分别排列的方式设置。

由此，可抑制斑点图案的发生，可以较高的照度，并且按照基本均匀的照度分布，以良好的效率对第1面进行照明。

在本发明的图像显示装置中，最好，上述第1面具有图像信息。

由此，可通过对第1面进行照明的光，显示图像。

在本发明的图像显示装置中，最好，上述衍射光学元件沿与激光相对上述衍射光学元件射入的方向不同的方向，产生上述0次光，上述第1面设置于射入上述衍射光学元件的激光的延长线上。

由此，即使在从衍射光学元件产生0次光的情况下，仍可抑制该0次光射入第1面的情况。

此外，可谋求装置的紧凑。

在本发明的图像显示装置中，最好，其包括空间光调制装置，该空间光调制装置具有入射面，相应于图像信号，对已被照明到上述第1面上的光进行光调制，上述第1面包括上述空间光调制装置的上述入射面。

在这里，最好，上述空间光调制装置包括液晶装置。

由此，可显示预期的图像。

本发明的投影机包括：上述的图像显示装置；和将通过了上述第1面的、具有图像信息的光投影于第2面上的投影系统。

按照本发明，可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，可良好地形成预期的图像。

本发明的照明装置包括：射出激光的激光光源装置；和衍射光学元件，从上述激光光源装置所射出的激光射入该衍射光学元件，由上述所射入的激光，形成衍射光，通过上述衍射光，按预定的照明区域，对第1面进行照明。

按照本发明，可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，可按照较高的照度，以良好的效率对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述衍射光学元件按矩形的上述照明区域，对上述第1面上进行照明。

由此，可以良好的效率对照明区域进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述衍射光学元件使上述照明区域的照度均匀。

由此，可以预期状态，对照明区域进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述衍射光学元件按大于光从上述衍射光学元件的光射出面射出的射出区域的照明区域，对上述第1面进行照明。

由此，按已被扩大的照明区域，对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，从上述激光光源装置射出的激光直接射入上述衍射光学元件。

由此，可抑制照明装置的部件数量，并且可提高光利用效率。

在本发明的照明装置中，最好，其包括多个上述激光光源装置，上述衍射光学元件按照与上述多个激光光源装置的各自相对应的方式设置多个。

由此，可按照较高的照度，以良好的效率对第1面进行照明。

另外，可抑制斑点图案的发生，可按照基本均匀的照度分布，对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，通过由上述多个衍射光学元件的各自产生的上述衍射光，重叠地对上述第1面上的预定区域进行照明。

由此，可按照较高的照度，以良好的效率对第1面进行照明。

另外，可抑制斑点图案的发生，可按照基本均匀的照度分布，对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述多个激光光源装置呈阵列状设置。

由此，可按照较高的照度，以良好的效率对第1面进行照明。

另外，可抑制斑点图案的发生，可按照基本均匀的照度分布，对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，其包括角度调整用光学元件，该角度调整用光学元件设置于上述衍射光学元件和上述第1面之间，被来自上述衍射光学元件的光照射，该角度调整用光学元件调整射出角度，射出光。

由此，可调整光相对第1面的入射角度，可以良好的效率对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述角度调整用光学元件包括折射透镜。另外，最好，上述角度调整用光学元件包括衍射光学元件。

在本发明的照明装置中，最好，其包括可使光通过的基板，上述衍射光学元件设置于上述基板的第1基板面，上述角度调整用光学元件设置于上述基板的第2基板面。

由此，可抑制照明装置的部件数量，可以良好的效率对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述第1面包括图像信息。

由此，可通过对第1面进行了照明的光，显示图像。

本发明的图像显示装置包括通过上述的照明装置所照明的第1面，借助通过了上述第1面的光，显示图像。

按照本发明，可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，可形成高亮度的良好的图像。

在本发明的图像显示装置中，最好，其包括空间光调制装置，该空间光调制装置具有入射面，相应于图像信号，对已被照明到上述第1面的光进行光调制，上述第1面具有上述空间光调制装置的上述入射面。

在这里，最好，上述空间光调制装置包括液晶装置。

由此，可显示预期的图像。

本发明的投影机包括：上述的图像显示装置；和将通过了上述第1面的、具有图像信息的光投影于第2面上的投影系统。

按照本发明，可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，可形成高亮度的良好的图像。

本发明的照明装置包括：射出激光的激光光源装置；扩散光学元件，从上述激光光源装置射出的激光射入该扩散光学元件，该扩散光学元件将上述已射入的激光扩散，形成扩散光；和衍射光学元件，该衍射光学元件由上述扩散光学元件的扩散光，形成衍射光，通过该衍射光，对第1面进行照明。

按照本发明，由于通过由扩散光所产生的衍射光，对第1面进行照明，故即使在从衍射光学元件产生0次光的情况下，仍可抑制该0次光在第1面上的局部的照度(亮度)的增加。

于是，可以预期的状态对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述衍射光学元件按矩形的照明区域，对上述第1面上进行照明。

由此，可以良好的效率对照明区域进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述扩散光学元件包括使照射到上述扩散光学元件的光散射的散射部件。

最好，上述散射部件包括：使光实现透射的基体材料；和上述基体材料上的微粒，最好，上述散射部件包括具有粗糙面的光学部件。

在本发明的照明装置中，最好，上述扩散光学元件包括上述衍射光学元件。

在本发明的照明装置中，最好，其包括角度调整用光学元件，该角度调整用光学元件设置于上述衍射光学元件和上述第1面之间，被来自上述衍射光学元件的光照射，调整射出角度，射出光。

由此，可调整光相对第1面的入射角度，可以良好的效率对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述角度调整用光学元件包括折射透镜。

或者，最好，角度调整用光学元件包括衍射光学元件。

在本发明的照明装置中，最好，其包括可使光通过的基板，上述扩散光学元件设置于上述基板的第1基板面，上述衍射光学元件设置于上述基板的第2基板面。

由此，可抑制照明装置的部件数量，可以良好的效率对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，其包括呈阵列状设置的多个上述激光光源装置。

由此，可以较高的照度、良好的效率，对第1面进行照明。

另外，可抑制斑点图案的发生，可以基本均匀的照度分布，对第1面进行照明。

在本发明的照明装置中，最好，上述第1面包括图像信息。

由此，可通过对第1面进行了照明的光，显示图像。

本发明的图像显示装置包括通过上述照明装置所照明的第1面，借助通过了上述第1面的光，显示图像。

按照本发明的图像显示装置，提供通过上述的照明装置照明、借助通过了上述第1面的光显示图像的图像显示装置。

按照本发明，可借助通过了以预期状态被照明的第1面的光，获得预期的图像。

在本发明的图像显示装置中，最好，其包括空间光调制装置，该空间光调制装置具有入射面，相应于图像信号，对被照明到上述第1面的光进行光调制，上述第1面包括上述空间光调制装置的上述入射面。

最好，上述空间光调制装置包括液晶装置。

由此，可显示预期的图像。

本发明的投影机包括：上述的图像显示装置；和将通过了上述第1面的、具有图像信息的光投影于第2面上的投影系统。

按照本发明，可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，形成良好的图像。

附图说明

图1为表示第1实施例的图像显示装置的概略结构图；

图2为表示图1的主要部分的图；

图3A和图3B表示扩散光学元件的一个实例的示意图；

图4为表示扩散光学元件的一个实例的示意图；

图5为表示通过照明装置所照明的第1面的图；

图6A～图6D为用于说明衍射光学元件的制造方法的一个实例的示意图；

图7为表示第2实施例的图像显示装置的概略结构图；

图8为以示意方式表示第3实施例的图像显示装置的平面图；

图9为表示激光光源装置和第1面的位置关系的一个实例的示意图；

图10为以示意方式表示第4实施例的图像显示装置的平面图；

图11为以示意方式表示第4实施例的图像显示装置的侧视图；

图12为以示意方式表示第5实施例的图像显示装置的平面图；

图13为第6实施例的图像显示装置的概略结构的图；

图14为用于说明第7实施例的衍射光学元件的一个实例的示意图；

图15为表示第7实施例的图像显示装置的概略结构的图；

图16为表示第8实施例的照明装置的概略结构的透视图；

图17为表示具有第8实施例的照明装置的图像显示装置的概略结构图；

图18A和图18B为表示第9实施例的照明装置的概略结构的图；

图19A和图19B为表示第10实施例的照明装置的概略结构的图；

图20A和图20B为表示第11实施例的照明装置的概略结构的图；

图21为表示第11实施例的照明装置的概略结构的图；

图22为表示第12实施例的照明装置的概略结构的图；

图23为表示第13实施例的图像显示装置的概略结构的图；

图24为表示第14实施例的照明装置的概略结构图；

图25为表示扩散光学元件的一个实例的示意图；

图26为表示扩散光学元件的一个实例的示意图；

图27为表示具有第14实施例的照明装置的图像显示装置的概略结构图；

图28为用于说明第14实施例的照明装置的效果的图；

图29A和图29B为用于说明第15实施例的照明装置的图；

图30A和图30B为用于说明第16实施例的照明装置的图；

图31A和图31B为用于说明第17实施例的照明装置的图；

图32A和图32B为用于说明第18实施例的照明装置的图；

图33为表示第19实施例的图像显示装置的概略结构的图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的实施例进行描述。

另外，在以下的说明中，根据需要，设定XYZ正交坐标系，一边参照XYZ正交坐标系，一边对各部件的位置关系进行描述。

(第1实施例)

对第1实施例进行描述。

图1为表示第1实施例的图像显示装置PJ的概略结构图，图2为图1的主要部分的放大图。

在本实施例中，以下述的投影型图像显示装置(投影机)为实例，对图像显示装置进行描述，在该投影型图像显示装置中，通过投影系统，将通过空间光调制装置产生的具有图像信息的色光投影于屏幕上。

在图1中，投影机PJ包括投影组件U，该投影组件U将包括图像信息的光投影于屏幕100(第2面)上。

从投影组件U，将光投影于屏幕100上，由此，在屏幕100上形成图像。

在本实施例的投影机PJ中，屏幕100为透射型的屏幕，将具有图像信息的光从屏幕100的正面侧，投影于屏幕100上。

投影组件U包括：可通过第1基本色光(红色光)，对第1面进行照明的第1照明装置1R；可通过第2基本色光(绿色光)，对第1面进行照明的第2照明装置1G；可通过第3基本色光(蓝色光)，对第1面进行照明的第3照明装置1B；第1空间光调制装置10R，该第1空间光调制装置10R具有通过第1照明装置1R照明的入射面(第1面)11，相应于图像信息，对所照明的光进行光调制；第2空间光调制装置10G，该第2空间光调制装置10G具有通过第2照明装置1G照明的入射面(第1面)11，相应于图像信息，对所照明的光进行光调制；第3空间光调制装置10B，该第3空间光调制装置10B具有通过第3照明装置1B照明的入射面(第1面)11，相应于图像信息，对所照明的光进行光调制；将通过空间光调制装置10R、10G、10B所调制的各基本色光合成的色合成系统12；和投影系统13，该投影系统13将通过色合成系统12所形成的光投影于屏幕100上。

空间光调制装置10R、10G、10B分别包括液晶装置。

在下面的描述中，将空间光调制装置适当地称为“光阀”。

光阀包括：入射侧偏振板；具有密封于一对玻璃基板之间的液晶的面板；和射出侧偏振板。

在玻璃基板，设置像素电极、取向膜。

构成空间光调制装置的光阀仅仅使已确定的振动方向的光实现透射，射入光阀的基本色光以通过光阀的方式进行光调制。

各照明装置1(1R、1G、1B)包括：射出激光L1的多个激光光源装置2；衍射光学元件4K，从激光光源装置2射出的激光L1射入该衍射光学元件4K中，并且通过该已射入的激光L1，形成衍射光L2，通过衍射光L2，对入射面11上进行照明；和光学元件5，该光学元件5设置于光阀10的入射面11和衍射光学元件4K之间，调整射入入射面11的光的角度。

第1照明装置1R的激光光源装置2射出红色(R)的激光。

第1照明装置1R通过衍射光学元件4K，由红色的激光，形成对预期的区域进行照明的衍射光(扩散光)，由该所形成的衍射光，通过光学元件5，对第1光阀10R的入射面11进行照明。

第2照明装置1G的激光光源装置2射出绿色(G)的激光。

第2照明装置1G通过衍射光学元件4K，由绿色的激光，形成对预期的区域进行照明的衍射光(扩散光)，由该所形成的衍射光，通过光学元件5，对第2光阀10G的入射面11进行照明。

第3照明装置1B的激光光源装置2射出蓝色(G)的激光。

第3照明装置1B通过衍射光学元件4K，由蓝色的激光，形成对预期的区域进行照明的衍射光(扩散光)，借助该所形成的衍射光，通过光学元件5，对第3光阀10B的入射面11进行照明。

以通过各光阀10R、10G、10B的方式被调制的各基本色光(调制光)通过色合成系统12合成。

色合成系统12由分色棱镜构成，红色光(R)、绿色光(G)、以及蓝色光(B)通过色合成系统12合成，形成全彩色合成光。

从色合成系统12射出的全彩色合成光供给投影系统13。

投影系统13将全彩色合成光投影于屏幕100上。

投影系统13为对入射侧的图像进行放大、将其投影于屏幕100上的所谓放大系统。

投影组件U采用投影系统13，将通过了由各照明装置1R、1G、1B分别照明的各光阀10R、10G、10B的、具有图像信息的全彩色合成光，投影于屏幕100上，由此，在屏幕100上形成全彩色的图像。

观赏者观赏通过投影组件U，投影于屏幕100上的图像。

接着，参照图2，对照明空间光调制装置10的入射面11的照明装置10进行描述。

然后，在下述的描述中，对照明第2空间光调制装置10G的入射面11的第2照明装置1G进行描述，但是，对其它的空间光调制装置10R、10B进行照明的照明装置1R、1B均具有基本相同的结构。

在图2中，照明装置1(1G)对空间光调制装置10的入射面11进行照明，其包括：射出激光L1的多个激光光源装置2；和衍射光学元件4K，从激光光源装置2射出的激光L1射入该衍射光学元件4K，并且该衍射光学元件4K通过该已射入的激光L1，形成衍射光L2，通过衍射光L2，对入射面11上进行照明。

多个激光光源装置2呈阵列状而设置，在本实施例中，沿一维方向(X轴方向)多个排列地设置。

在图2中，激光光源装置2的光射出面朝向+Z侧，各激光光源装置2朝向+Z方向，射出激光L1。

衍射光学元件4K按照与多个激光光源装置2分别相对应的方式设置多个。

衍射光学元件4K被支持于支持部件4B。

在图2所示的实例中，衍射光学元件4K按照与多个激光光源装置2相对应的方式，沿一维方向(X轴方向)排列多个地设置于支持部件4B上。

对应于多个激光光源装置2的位置和特性等，对多个衍射光学元件4K中的每个进行最佳处理。

另外，空间光调制装置10的入射面11设置于从射入衍射光学元件4K的激光的延长线上偏离的位置。

具体来说，入射面11设置于从衍射光学元件4K产生的0次光不射入的位置。

此外，衍射光学元件4K通过已产生的1次光，对入射面11进行照明。

在衍射光学元件4K和入射面11之间，设置光学元件5。

该光学元件5具有被来自衍射光学元件4K的1次光照射，并且调整所射出的光的射出角度的角度调整功能。

该光学元件5由折射透镜(场透镜)构成。

折射透镜包括比如，球面透镜，或非球面透镜等的、相对光轴而旋转对称的轴对象透镜。

或者，光学元件5也可包括菲涅耳透镜等。

光学元件5可调整从每个衍射光学元件4K照射了的光的射出角度，进而调整光相对入射面11的入射角度。

在本实施例中，按照下述方式对光学元件5进行最佳处理，该方式为：可对所射出的射出角度进行调整，以便通过来自多个衍射光学元件4K的各自的衍射光(1次光)L2，重叠地对入射面11上的预定区域进行照明。

衍射光学元件4K通过由激光光源装置2所照射的激光L1，形成衍射光L2，通过该衍射光L2，按预定的照明区域，对入射面11进行照明。

此外，通过衍射光学元件4K所形成的衍射光L2为按照对预定的区域进行照明的方式扩散了的光，衍射光学元件4K通过该已扩散的光(衍射光)L2，按预定的照明区域，对入射面11进行照明，使照明区域的照度均匀。

还有，衍射光学元件4K按大于光从该衍射光学元件4K的光射出面射出的射出区域的照明区域，对入射面11进行照明。

即，衍射光学元件4K为所谓的放大系统(放大照明系统)。

另外，在本实施例中，衍射光学元件4K按矩形的照明区域，对入射面11上进行照明。

图3A和图3B为表示衍射光学元件4K的一个实例的示意图，图3A为平面图，图3B为沿图3A中的A-A线的剖面向视图。

在图3A和图3B所示的衍射光学元件的表面，具有多个矩形的凹部(凹凸结构)4M。

凹部4M具有相互不同的深度。

此外，凹部4M之间的多个凸部均具有相互不同的高度。

还有，可通过适当调整包括凹部4M之间的间距d(凹部或凸部的宽度)和凹部4M的深度t(凸部的高度)的衍射光学元件4K的表面条件，使照射到该衍射光学元件4K的光扩散，设定照明区域的尺寸和形状。

换言之，通过形成最佳的、包括凹部4M之间的间距d和凹部4M的深度t的表面条件，可使衍射光学元件4K具有预定的功能。

再有，在针对衍射光学元件4K的表面的多个区域的每个区域，使凹部4M之间的间距d、凹部4M的深度t的值各自不同的场合，衍射光学元件4K的表面条件还包括所形成的凹部4M之间的间距d的分布、凹部4M的深度t的分布。

作为使包括凹部4M之间的间距d和凹部4M的深度t的表面条件达到最佳的设计方式，比如，列举有迭代傅立叶法等的预定的运算方法(模拟方法)。

另外，通过形成最佳的衍射光学元件4K的表面条件，可形成具有预期的功能的衍射光学元件4K。

此外，衍射光学元件4K也可不限于具有矩形的凹部4M的类型，而可以为具有将朝向相互不同的方向的平面组合的表面的衍射光栅。

比如，衍射光学元件4K还可为图4所示的那样，具有斜面的三角形的凹部的类型。

还有，衍射光学元件4K也可为分别包括：具有图3A和图3B所示的那样的矩形的凹部的区域和具有图4所示的那样的三角形的凹部的区域的类型。

再有，通过形成最佳的表面条件，可形成具有预期的功能的衍射光学元件4K。

图5为表示通过具有衍射光学元件4K的照明装置1照明的入射面11的示意图。

像图5所示的那样，具有衍射光学元件4K的照明装置1可设定入射面11上的照明区域LA。

具体来说，具有衍射光学元件4K的照明装置1可设定入射面11上的照明区域LA的尺寸和形状中的至少一方。

在本实施例中，具有衍射光学元件4K的照明装置1将照明区域LA设定为矩形状(长方形状)。

本实施例的入射面11呈矩形状(长方形状)，具有衍射光学元件4K的照明装置1设定与入射面11相对应的照明区域LA。

照明区域LA的尺寸和形状可通过适当地调整衍射光学元件4K的表面条件(凹部4M之间的间距d、凹部4M的深度t等)而设定。

换言之，通过形成最佳的包括凹部4M之间的间距d和凹部4M的深度t的表面条件，可使衍射光学元件4K具有作为照明区域设定光学系统的功能。

另外，通过形成最佳的衍射光学元件4K的表面条件，可形成能够使照明区域LA的照度均匀的衍射光，此外，能够以大于光从衍射光学元件4K的光射出面射出的射出区域的照明区域LA，对入射面11进行照明。

此外，通过采用上述的迭代傅立叶法等的预定的运算方法，形成最佳的衍射光学元件4K的表面条件，可形成具有预期的功能(照明区域设定功能、扩散光形成功能、放大照明功能等)的衍射光学元件4K。

即，本实施例的衍射光学元件4K分别具有照明区域设定功能、扩散光形成功能(照度均匀功能)、以及放大照明功能，为了具有这些功能，形成最佳的、包括凹部4M之间的间距d和凹部4M的深度t的表面条件。

还有，在本实施例中，衍射光学元件4K将照明区域LA设定为矩形状，但是，通过最佳的包括凹部4M之间的间距d和凹部4M的深度t的表面条件，可将照明区域LA设定为比如线状、圆形等的任意的形状。

在这里，边参照图6A～图6D，边对衍射光学元件4K的制造方法的一个实例进行描述。

像图6A所示的那样，在石英基板上涂敷抗蚀剂后，通过电子束描绘装置，对抗蚀剂照射电子束，对该抗蚀剂进行构图。

接着，通过蚀刻处理，像图6B所示的那样，形成由石英形成的模。

然后，将合成树脂制的薄膜状部件等的，用于形成衍射光学元件4K的基板和模加热到大于或等于基板的玻化温度。

之后，像图6C所示的那样，按压而按照一定时间保持基板和模。

接着，将基板和模冷却到小于或等于基板的玻化温度，将基板和模分离。

由此，像图6D所示的那样，形成具有预期的形状的合成树脂制的衍射光学元件。

像这样，在本实施例中，在形成模后，通过将该模的形状加热复印到基板上的、所谓的纳米压印(nanoimprint)的方法，形成衍射光学元件。

再有，在这里说明的衍射光学元件的制造方法为一个实例，如果可制造具有预期的形状的衍射光学元件，可采用任意的方法。

像以上描述的那样，按照本实施例的图像显示装置(投影机)PJ，由于入射面11设置于从来自激光光源装置2射入衍射光学元件4K的激光L1的延长线上偏离的位置，故即使在从衍射光学元件4K产生0次光的情况下，仍可抑制该0次光射入入射面11的情况。

在本实施例中，衍射光学元件4K按照采用上述迭代傅立叶法等的预定方法，不产生0次光的方式设计，按照可通过已产生的1次光，以均匀的照度分布，对空间光调制装置10的入射面11进行照明的方式设计，但是，具有下述的可能性，即，比如，因制造衍射光学元件4K时的制造误差(工艺误差)、从激光光源装置2射出的激光L1的波长误差等，从衍射光学元件4K产生0次光。

另外，从激光光源装置2射出的激光L1的波长的误差(波动)由比如，温度变化造成。

在许多场合，0次光形成于射入衍射光学元件4K的激光L1的延长线上。

即，在许多场合，在图2中，0次光沿衍射光学元件4K的光射出面的法线方向(Z轴方向)射出。

在这样的场合，在空间光调制装置10的入射面11设置于射入衍射光学元件4K的激光L1的延长线上时，具有0次光照射到空间光调制装置10的入射面11上的可能性。

在0次光照射到空间光调制装置10的入射面11上时，具有入射面11中的，照射有0次光的部分的照度(亮度)局部增加的情况。

在此场合，造成根据该空间光调制装置10而形成的图像不良。

在本实施例中，由于入射面11设置于从来自激光光源装置2而射入衍射光学元件4K的激光L1的延长线上偏离的位置，故即使在从衍射光学元件4K产生0次光的情况下，仍可抑制该0次光照射到入射面11的情况。

于是，可形成预期的图像。

另外，按照本实施例的照明装置1，可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，可按照均匀的照度分布，以良好的效率对入射面11进行照明。

即，为了采用从激光光源装置射出的激光，按照均匀的照度分布，对入射面11进行照明，在采用比如，棒状积分器(rod integrator)、蝇眼透镜等的光学系统时，具有导致部件数量的增加、光学系统的复杂、装置整体的尺寸增加、复杂的可能性。

此外，还具有因部件数量的增加、采用棒状积分器等的高价的部件，导致装置成本上升的可能性。

还有，也具有导致从各光学元件的界面产生的菲涅耳反射损失等的，光利用效率等的降低的可能性。

在本实施例中，由于可采用价格较低的光学元件，另外抑制其部件数量，故可抑制装置的尺寸增加、复杂，或装置成本的上升，可以良好的效率对入射面11进行照明。

再有，由于衍射光学元件4K可设定入射面11上的照明区域LA，故可以良好的效率对照明区域LA进行照明。

即，在通过经过透镜后等的光，对入射面11进行照明的场合，具有产生照明区域LA的形状和入射面11的形状不同的状况的可能性。

即，比如，相对入射面11呈矩形状的情况，具有通过透镜对入射面11进行了照明时的照明区域LA呈圆形状的可能性。

在此场合，为了一边抑制光的泄漏，一边对入射面11进行照明，必须扩大圆状的照明区域LA，并采用遮光部件等，对照明区域LA进行整形。

在该场合，光利用效率降低。

在本实施例中，采用衍射光学元件4K，设定照明区域LA，由此，可将在衍射光学元件4K中产生的光的几乎全部照射到入射面11，可提高光使用效率。

另外，由于光源采用激光光源装置，故可射出已发生偏振的光，与光源采用比如，超高压水银灯等的白色光源的方案相比较，可省略偏振光分离元件(偏振分束器)、色分离元件(分色镜)等的部件。

此外，由于射出窄波段的激光(基本色光)，故在采用该激光显示图像时，可获得良好的色再生性。

再有，由于不对液晶装置(光阀)照射紫外光，故还可抑制光阀的性能变差的情况。

再有，在本实施例中，由于照明装置1具有多个激光光源装置2，故可增加入射面11上的光量(照度)。

另外，借助通过了由该照明装置1照明的入射面11的光，显示图像，由此，可实现图像的高亮度、高对比度。

还有，在本实施例中，由于照明装置1具有多个激光光源装置2，故还可抑制斑点图案的发生。

斑点图案指在通过激光这样的相干光，对具有粗糙面、不均匀媒介物的散射面进行照射，观察该散射光时，在空间产生的对比度较高的斑点状的图案。

在散射面的各点产生的散射光按照相互的随机的相位关系干涉，其结果是，具有产生复杂的干涉图形，按照不均匀的照度分布，对入射面11进行照明的可能性。

在本实施例中，由于照明装置1具有多个激光光源装置2，从该多个激光光源装置2中的每个射出的激光是相互不相干的，故通过具有相互不同的照度分布(亮度分布)的光，对入射面11进行照明。

由此，基于各激光的衍射光在入射面11上重合，由此，可降低外观上的斑点图案，可使入射面11上的照度分布基本均匀。

于是，图像显示装置PJ可显示亮度不均匀(照度不均匀)小的图像。

还有，通过设置光学元件5，可减小光相对入射面11的入射角度，可以良好的效率，对入射面11进行照明。

再有，可通过由多个衍射光学元件4K的每个产生的衍射光L2，重叠地对入射面11上的预定区域进行照明。

由此，可以较高的照度，按照良好的效率对入射面11进行照明。

另外，可抑制斑点图案的发生，按照基本均匀的照度分布，对入射面11进行照明。

此外，像参照图3A和图3B等而描述的那样，由于衍射光学元件4K可通过纳米压印的方法制造，故可容易大批量地制造衍射光学元件，可降低制造成本。

(第2实施例)

参照图7对第2实施例进行描述。

在以下的描述中，对与上述实施例相同或等同的组成部件，采用同一标号，简化或省略对其的说明。

在上述图2的实施例中，衍射光学元件4K的表面(光射出面)和空间光调制装置10的入射面11基本平行地设置，但是，也可按照朝向相互不同的方向的方式设置衍射光学元件4K的表面(光射出面)和空间光调制装置10的入射面11。

通过像这样形成，可谋求装置的尺寸的减小。

(第3实施例)

下面参照图8，对第3实施例进行描述。

图8为以示意方式表示空间光调制装置10(入射面11)和多个激光光源装置2的位置关系的平面图。

像图8所示的那样，入射面11从平面看，基本呈矩形状(长方形状)，具有与Y轴平行的第1边H1和与X轴平行的第2边H2。

另外，“平面看”指从与某个面(在这里，为入射面)相垂直的方向，观看该面时的形状、位置关系。

即，“平面看”指沿某个面的二维方向的形状、位置关系。

于是，比如，“入射面11从平面看，基本呈矩形状”的含义指入射面11沿二维方向，基本呈矩形状。

第2边H2比第1边H1长。

此外，多个激光光源装置2的光射出面按照从平面看，沿第2边H2排列的方式设置。

通过像这样设置，由于多个激光光源装置2中的每个可设置于接近入射面1的位置，故可以较高的照度，并且以基本均匀的照度分布，对入射面11进行照明。

还有，通过多个激光光源装置2，可抑制斑点图案的发生。

即，在像图9所示的那样，比如，按照沿与入射面11的边相垂直的方向排列的方式设置多个激光光源装置2的场合，具有：基于从多个激光光源装置2中的离入射面11最远的激光光源装置2T射出的激光L1而由衍射光学元件4K产生的衍射光L2的、在入射面11的照度降低的可能性。

即，由于激光光源装置2T远离入射面11，故具有：基于从该激光光源装置2T射出的激光L1而形成的衍射光中的、可射入入射面11的光，为衍射角较大的高次的衍射光的情况。

由于高次的衍射光的衍射效率低，故入射面11的照度降低。

一般，在衍射光栅的凹部4M(缝隙)的宽度由α表示，衍射光栅的凹部4M之间的间距由d表示，光所射入的范围的凹部4M的数量由M表示，射入衍射光栅的光强度由I0，从衍射光栅射出的光强度由IP，N次的衍射光的角度(衍射角)由θn表示，激光相对衍射光栅的入射角度由θ0表示的场合，下述的式(1)、式(2)成立。

(式1)

$P=\sin {\mathrm{\θ}}_n-\sin {\mathrm{\θ}}_0=\frac{\mathrm{N\λ}}{d}(N=0,\±1,\±2,...)...\left(1\right)$

(式2)

$I_p=I_0{\left\{\frac{\sin \left(\frac{\mathrm{\π\αP}}{\mathrm{\λ}}\right)}{\left(\frac{\mathrm{\π\αP}}{\mathrm{\λ}}\right)}\right\}}^2\×2{\left\{\frac{\sin \left(\frac{\mathrm{\πMdP}}{\mathrm{\λ}}\right)}{M\sin \left(\frac{\mathrm{\πdP}}{\mathrm{\λ}}\right)}\right\}}^2...\left(2\right)$

像这样，在高次的衍射光的场合，衍射效率(所射入的光强度和所射出的光强度的比＝IP/I0)降低。

于是，通过设置图8所示的那样的配置，可防止在相对入射面11明显远离的位置，设置激光光源装置2的情况，可将多个激光光源装置2的每个设置于接近入射面11的位置。

因此，可将低次的衍射光(1次光)射入入射面11，可抑制伴随衍射角的增大的衍射效率的降低、进而抑制射入入射面11的光强度(照度)的降低。

另外，图8的实施例为下述的结构，其中，多个激光光源装置2沿1条边而排列地设置，仅仅从一个方向(-Y方向)，对入射面11进行照明。

由此，可谋求装置的尺寸的减小。

此外，在图8的实施例中，多个激光光源装置2沿第2边H2排列地设置，但是，也可考虑各部件的配置，沿第1边H1排列地配置。

(第4实施例)

下面参照图10和图11，对第4实施例进行描述。

图10为以示意方式表示空间光调制装置10(入射面11)和多个激光光源装置2的位置关系的平面图，图11为侧视图。

在本实施例中，多个激光光源装置2的光射出面按照沿入射面11中的相互对向的第2边H2的每条边排列的方式设置。

另外，像图11所示的那样，从多个激光光源装置2中的每个分别射出的激光L1通过衍射光学元件4K，变换为衍射光L2，然后，通过光学元件5，射入入射面11。

此外，多个激光光源装置2为下述的结构，其中，其沿2条边排列地设置，从双方向(+Y方向和-Y方向)，对入射面11进行照明。

像这样，通过从双方向对入射面11进行照明，可按照偏差小的均匀的照度分布，对入射面11进行照明。

还有，照明装置1可按照较高的照度，对入射面11进行照明。

再有，像图11所示的那样，在本实施例中，在射入衍射光学元件4K的激光L1的延长线上，设置遮光部件9。

于是，即使在从衍射光学元件4K产生0次光的情况下，仍可通过遮光部件9进行遮光。

因此，比如，可防止0次光到达屏幕100等处的不利情况。

另外，同样在上述第1～第4实施例中，在从衍射光学元件4K产生的0次光的光路上，可设置图11所示的那样的遮光部件。

(第5实施例)

下面参照图12，对第5实施例进行描述。

图12为以示意方式表示空间光调制装置10(入射面11)和多个激光光源装置2的位置关系的平面图。

在图12中，入射面11为下述结构，其中，具有相互对向的第1边H1和相互对向的第2边H2，具有2组的相互对向的2条边。

另外，多个激光光源装置2的光射出面从平面看，按照沿第1、第2边H1、H2的每条边排列的方式设置。

此外，多个激光光源装置2可从4个方向对入射面11进行照明。

像这样，通过从多个方向(4个方向)对入射面11进行照明，可按照偏差小的均匀的照度分布，对入射面11进行照明。

还有，照明装置1可以较高的照度，对入射面11进行照明。

再有，也可在上述第3～第5实施例中，设置控制多个激光光源装置2的每个的工作的控制装置，采用该控制装置，控制各激光光源装置2的光射出工作。

比如，也可像图12所示的那样，在沿第1、第2边H1、H2的每个，设置激光光源装置2的场合，控制装置从这些多个激光光源装置2中的根据需要的仅仅一部分的激光光源装置2，射出激光。

另外，在上述第1～第5实施例中，衍射光学元件采用透射型的衍射光学元件(衍射光栅)中的、相位调制型的衍射光学元件，但是，也可采用振幅调制型的衍射光学元件。

此外，也可不限于透射型的衍射光学元件，而采用反射型的衍射光学元件。

还有，比如，也可将透射型的衍射光学元件、反射型的衍射光学元件组合。

再有，通过形成最佳的这些衍射光学元件的表面条件，可使该衍射光学元件具有预期的功能。

另外，在上述各实施例中，空间光调制装置采用透射型的液晶装置(光阀)，但是既可采用反射型的液晶装置，也可采用比如，DMD(DigitalMicromirror Device，数字微镜器件)等的反射型光调制装置(反射镜调制器)。

此外，在上述各实施例中，以从屏幕100的正面侧、将包括图像信息的光投影于屏幕100上的前投影型的投影机为实例而进行了描述，但是，在具有投影组件U、屏幕100和外壳，投影组件U设置于屏幕100的背面侧，从屏幕100的背面侧，对屏幕100上投影包括图像信息的光的所谓背投投影机中也可采用上述各实施例的照明装置1。

另外，上述实施例的投影机PJ包括：分别具有可射出各基本色光(R、G、B)的激光光源装置2的第1、第2、第3照明装置1R、1G、1B，但是，也可为下述的结构，其中，包括1个照明装置，在该照明装置中，射出红色光(R)的红色激光光源装置、射出绿色光(G)的绿色激光光源装置、以及射出蓝色光(B)的蓝色激光光源装置呈阵列状设置。

在此场合，分时地进行可射出各基本色光的激光光源装置的激光射出工作，与该各激光光源装置的激光射出工作同步，控制光阀的工作，由此，可通过1个照明装置和1个光阀，在屏幕100上显示全彩色图像。

(第6实施例)

另外，在上述各实施例中，通过照明装置1，对空间光调制装置进行照明，借助通过了该空间光调制装置的光，在屏幕100上显示图像，但是，图像显示装置(投影机)也可不具有空间光调制装置。

比如，在图13所示的那样的，通过照明装置1对包括图像信息的幻灯片(slide)(正型薄膜)10’的面11’进行照明，将具有图像信息的光投影于屏幕100上的，所谓的幻灯机也可采用上述各实施例的照明装置1。

此外，图像显示装置也可为不具有投影系统、而直接观察空间光调制装置的图像的直视型的图像显示装置。

还有，在上述第1～第6实施例中，在衍射光学元件4K和入射面11之间，设置光学元件5，光学元件5也可没有。

通过对衍射光学元件4K进行最佳处理，可以预期状态通过由衍射光学元件4K产生的衍射光(1次光)L2，对入射面11进行照明。

(第7实施例)

还有，在上述各实施例中，为了将入射面11设置于从衍射光学元件4K产生的0次光不能射入的位置，将该入射面11设置于从射入衍射光学元件4K的激光的延长线上偏离的位置，但是，在衍射光学元件沿斜向射出0次光的场合，也可将入射面11设置于射入衍射光学元件4K的激光的延长线上。

总之，使从衍射光学元件4K产生的0次光不射入入射面11即可。

比如，像图14的示意图所示的那样，衍射光学元件4K具有衍射光学功能和棱镜功能，由此，即使在从衍射光学元件4K产生0次光的情况下，该衍射光学元件4K仍可按与激光L1射入衍射光学元件4K的方向(图中的Z轴方向)不同的方向(相对Z轴而倾斜的方向)产生0次光。

还有，通过采用这样的衍射光学元件4K，像图15所示的那样，即使在把入射面11设置于射入衍射光学元件4K的激光L1的延长线上的情况下，仍可抑制从衍射光学元件4K产生的0次光射入入射面11的情况。

另外，按照可通过从衍射光学元件4K产生的1次光对入射面11进行照明的方式，调整衍射光学元件4K，由此，可通过1次光，对设置于射入衍射光学元件4K的激光L1的延长线上的入射面11进行照明。

此外，可将入射面11(光阀10)、衍射光学元件4K、激光光源装置2排列地设置，可谋求图像显示装置的整体的紧凑。

还有，在上述各实施例中，通过从衍射光学元件4K产生的1次光，对入射面11进行照明，但是，也可以通过1次光以外的，比如，2次光，3次光，对入射面11进行照明。

(第8实施例)

下面对第8实施例进行描述。

在下面描述的实施例中，省略与上述实施例中给出的相同的结构的说明。

图16为表示第8实施例的照明装置的概略结构图。

在图16中，照明装置1对预定部件10的第1面11进行照明，其包括：射出激光L1的激光光源装置2和衍射光学元件4K，从激光光源装置2射出的激光L1射入该衍射光学元件4K中，并且该衍射光学元件4K通过该已射入的激光L1，形成衍射光L2，通过衍射光L2，按预定的照明区域，对第1面11上进行照明。

衍射光学元件4K被支持于支持部件4B。

在激光光源装置1和衍射光学元件4K之间，不设置光学部件，从激光光源装置2射出的激光L1直接地射入衍射光学元件4K。

衍射光学元件4K通过由激光光源装置2所照射的激光L1，形成衍射光L2，通过该衍射光L2，按预定的照明区域，对第1面11进行照明。

另外，由衍射光学元件4K形成的衍射光L2为扩散光，衍射光学元件4K通过该扩散光(衍射光)L2，按预定的照明区域，对第1面11进行照明，使照明区域的照度均匀。

此外，衍射光学元件4K按大于光从该衍射光学元件4K的光射出面射出的射出区域的照明区域，对第1面11进行照明。

即，衍射光学元件4K为所谓的放大系统(放大照明系统)。

还有，在本实施例中，衍射光学元件4K按矩形的照明区域，对第1面11上进行照明。

图17为表示具有本实施例的照明装置1(1R、1G、1B)的图像显示装置的概略结构图。

在本实施例中，以通过投影系统、将通过空间光调制装置产生的包括图像信息的色光投影于屏幕上的投影型图像显示装置(投影机)为实例，对图像显示装置进行描述。

在图17中，投影型图像显示装置PJ包括投影组件U，该投影组件U将具有图像信息的光投影于屏幕100(第2面)上。

从投影组件U对屏幕100投影光，由此，在屏幕100上形成图像。

在本实施例的图像显示装置PJ中，屏幕100为透射型的屏幕，将具有图像信息的光从屏幕100的正面侧，投影于屏幕100上。

投影组件U包括：第1照明装置1R，该第1照明装置1R可通过第1基本色光(红色光)，对第1面进行照明；第2照明装置1G，该第2照明装置1G可通过第2基本色光(绿色光)，对第1面进行照明；第3照明装置1B，该第3照明装置1B可通过第3基本色光(蓝色光)，对第1面进行照明；第1空间光调制装置10R，该第1空间光调制装置10R具有通过第1照明装置1R照明的入射面(第1面)11，根据图像信息，对所照明的光进行光调制；第2空间光调制装置10G，该第2空间光调制装置10G具有通过第2照明装置1G照明的入射面(第1面)11，根据图像信息，对所照明的光进行光调制；第3空间光调制装置10B，该第3空间光调制装置10B具有通过第3照明装置1B照明的入射面(第1面)11，根据图像信息，对所照明的光进行光调制；色合成系统12，该色合成系统12将通过空间光调制装置10R、10G、10B调制了的各基本色光合成；以及投影系统13，该投影系统13将通过色合成系统12形成的光投影于屏幕100上。

空间光调制装置10R、10G、10B中的每个包括液晶装置。

在下面的描述中，将空间光调制装置适当地称为“光阀”。

光阀包括入射侧偏振板、具有密封于一对玻璃基板之间的液晶的面板以及射出侧偏振板。

在玻璃基板上，设置像素电极、取向膜。

构成空间光调制装置的光阀仅仅使确定的振动方向的光实现透射，射入光阀的基本色光通过经过光阀而被进行光调制。

第1照明装置1R的激光光源装置2射出红色(R)的激光。

第1照明装置1R通过衍射光学元件4K，由红色的激光，形成对预期的区域进行照明的衍射光，通过该已形成的衍射光，对第1光阀10R的入射面11进行照明。

第2照明装置1G的激光光源装置2射出绿色(G)的激光。

第2照明装置1G通过衍射光学元件4K，由绿色的激光，形成对预期的区域进行照明的衍射光，通过该所形成的衍射光，对第2光阀10G的入射面11进行照明。

第3照明装置1B的激光光源装置2射出蓝色(B)的激光。

第3照明装置1B通过衍射光学元件4K，由蓝色的激光，形成对预期的区域进行照明的衍射光，通过该所形成的衍射光，对第3光阀10B的入射面11进行照明。

以通过各光阀10R、10G、10B的方式而被调制的各基本色光(调制光)由色合成系统12合成。

色合成系统12由分色棱镜构成，通过色合成系统12，将红色光(R)、绿色光(G)、蓝色光(B)合成，形成全彩色合成光。

将从色合成系统12射出的全彩色合成光供给投影系统13。

投影系统13将全彩色合成光投影于屏幕100上。

投影系统13为对入射侧的图像进行放大、将其投影于屏幕100上的所谓的放大系统。

投影组件U采用投影系统13，将通过了由各照明装置1R、1G、1B分别照明的各光阀10R、10G、10B的、具有图像信息的全彩色合成光，投影于屏幕100上，由此，在屏幕100上形成全彩色的图像。

观赏者观赏通过投影组件U而投影于屏幕100上的图像。

像上面描述的那样，按照本实施例的照明装置1，可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，可以均匀的照度分布，以良好的效率对第1面(光阀的入射面)11进行照明。

即，为了采用从激光光源装置射出的激光，以均匀的照度分布，对第1面进行照明，在采用比如棒状积分器、蝇眼透镜等的光学系统的场合，具有导致部件数量的增加、光学系统的复杂，导致装置整体的尺寸的增加、复杂的可能性。

另外，还具有因部件数量的增加、棒状积分器等的高价的部件的使用，导致装置成本上升的可能性。

此外，也具有导致在各光学元件的界面产生的菲涅耳反射损失等的、光利用效率等的降低的可能性。

在本实施例中，由于采用价格较低的光学元件，另外，可抑制其部件数量，故可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，可以良好的效率对第1面11进行照明。

此外，由于衍射光学元件4K可设定第1面11上的照明区域LA，故可以良好的效率对照明区域LA进行照明。

即，在以通过了透镜等的光，对第1面11进行照明的场合，具有产生照明区域LA的形状和第1面11的形状不同的状况的可能性。

即，比如，具有相对于第1面11呈矩形状的情况，通过透镜对第1面11进行照明时的照明区域LA呈圆形的可能性。

在此场合，为了既抑制光的泄漏，又对第1面11进行照明，必须对圆形状的照明区域LA进行放大，并采用遮光部件等，对照明区域LA进行整形。

在此场合，光利用效率降低。

在本实施例中，采用衍射光学元件4K，设定照明区域LA，由此，可将由衍射光学元件4K形成的光的基本全部照射到第1面11，可提高光利用效率。

另外，由于光源采用激光光源装置，故可射出已偏振的光，与光源采用比如超高压水银灯等的白色光源的方案相比较，可省略偏振光分离元件(偏振分束器)、色分离元件(分色镜)等的部件。

此外，由于射出窄波段的激光(基本色光)，故在采用该激光显示图像时，可获得良好的色再现性。

还有，由于不对液晶装置(光阀)照射紫外光，故还抑制光阀的性能变差。

再有，像参照图6A～6D等而描述的那样，由于衍射光学元件4K可通过纳米压印的方式制造，故可容易大量地制造衍射光学元件，可降低制造成本。

(第9实施例)

对第9实施例进行描述。

在下面的描述中，对与上述实施例相同或等同的组成部件，采用同一标号，简化或省略对其的描述。

图18A和图18B为表示第9实施例的照明装置1的图，图18A为侧视图，图18B为透视图。

在图18A和图18B中，照明装置1具有多个激光光源装置2。

多个激光光源装置2呈阵列状设置，在本实施例中，多个激光光源装置2沿一维方向(X方向)排列地设置。

激光光源装置2的光射出面朝向+Z侧，各激光光源装置2朝向+Z方向，射出激光L1。

衍射光学元件4K按照与多个激光光源装置2分别相对应的方式设置多个。

在图18A和图18B所示的实例中，多个激光光源装置2沿一维方向(X轴方向)排列地设置，多个衍射光学元件4K按照与多个激光光源装置2相对应的方式，沿一维方向(X轴方向)排列地设置于支持部件4B上。

另外，对应于多个激光光源装置2的位置和特性等，对多个衍射光学元件4K的每个进行最佳处理。

此外，与上述实施例相同，每个衍射光学元件4K分别可将照明区域设定为矩形状。

从各激光光源装置2射出的激光L1通过各衍射光学元件4K，被变换为对预期区域进行照明的衍射光L2，然后对第1面11进行照明。

像这样，也可将激光光源装置2的光射出面呈阵列状设置多个。

通过像这样形成，可增加光量，可以较高的照度，对第1面11进行照明。

还有，通过该照明装置1，对具有图像信息的第1面(包括光阀的入射面)11进行照明，由此，图像显示装置PJ可显示高亮度的图像。

此外，由于具有多个激光光源装置2，故可增加第1面11上的光量(照度)。

另外，由通过了借助该照明装置1所照明的第1面(光阀的入射面)11的光，显示图像，由此，可实现图像的高亮度、高对比度。

还有，在本实施例中，由于照明装置1具有多个激光光源装置2，故还可抑制斑点图案的发生。

斑点图案指在通过激光这样的相干光，对具有粗糙面、不均匀的媒介物的散射面进行照射，观察该散射光(扩散光)时，在空间产生的对比度较高的斑点状的图案。

散射面的各点产生的散射光(扩散光)按照相互随机的相位关系干涉，其结果是，具有产生复杂的干涉图形，以不均匀的照度分布，对第1面11进行照明的可能性。

在本实施例中，由于照明装置1具有多个激光光源装置2，由该多个激光光源装置2分别射出的激光相互不相干，故通过具有相互不同的照度分布(亮度分布)的光，对第1面11进行照明。

由此，可在第1面11上，使基于这些各激光的扩散光重合，减少外观上的斑点图案，使在第1面11上的照度分布基本均匀。

于是，图像显示装置PJ可显示亮度不均匀(照度不均匀)较小的图像。

(第10实施例)

对第10实施例进行描述。

图19A和图19B为表示第10实施例的照明装置1的图，图19A为侧视图，图19B为透视图。

在图19A和图19B中，照明装置1具有多个激光光源装置2。

多个激光光源装置2呈阵列状设置，在本实施例中，该多个激光光源装置2沿一维方向(X方向)排列地设置。

激光光源装置2的光射出面朝向+Z侧，各激光光源装置2朝向+Z方向，射出激光L1。

衍射光学元件4K按照与多个激光光源装置2分别相对应的方式设置多个。

在图19A和图19B所示的实例中，多个激光光源装置2沿一维方向(X轴方向)排列地设置，衍射光学元件4K按照与这些多个激光光源装置2相对应的方式，沿一维方向(X轴方向)排列多个地设置于支持部件4B上。

另外，对应于多个激光光源装置2的位置和特性等，对多个衍射光学元件4K中的每个进行最佳处理。

按照可通过基于从多个激光光源装置2分别射出的激光L1而形成的衍射光L2，重叠地对第1面11上的预定区域进行照明的方式，对多个衍射光学元件4K中的每个的表面条件(包括凹部之间的间距和凹部深度)进行最佳处理。

对衍射光学元件3K的每个的表面条件进行最佳处理的设计方法列举有上述迭代傅立叶法等的预定的运算方法。

此外，与上述实施例相同，每个衍射光学元件4K分别可将照明区域设定为矩形状。

在通过各衍射光学元件4K，将从各激光光源装置2射出的激光L1，变换为对预期的区域进行照明的衍射光L2之后，对第1面11进行照明。

像这样，可通过由多个衍射光学元件4K分别所形成的衍射光L2，重叠地对第1面11上的预定区域进行照明。

由此，可以较高的照度，按照良好的效率，对第1面11进行照明。

还有，可抑制斑点图案的发生，可以基本均匀的照度分布，对第1面11进行照明。

(第11实施例)

参照图20，对第11实施例进行说明。

图20A和图20B为表示第11实施例的照明装置1的图，图20A为侧视图，图20B为透视图。

本实施例的特征的部分在于：在衍射光学元件4K和第1面11之间，设置角度调整用光学元件5，该角度调整用光学元件5被来自衍射光学元件4K的光照射，并且调整所射出的光的射出角度。

在图20A和图20B中，照明装置1包括多个激光光源装置2。

多个激光光源装置2呈阵列状设置，在本实施例中，多个激光光源装置2沿一维方向(X方向)排列地设置。

激光光源装置2的光射出面朝向+Z侧，各激光光源装置2朝向+Z方向，射出激光L1。

衍射光学元件4K按照与多个激光光源装置2分别相对应的方式设置多个。

在图20A和图20B所示的实例中，多个激光光源装置2沿一维方向(X轴方向)排列地设置，衍射光学元件4K按照与该多个激光光源装置2相对应的方式，沿一维方向(X轴方向)排列多个地设置于支持部件4B上。

此外，对应于多个激光光源装置2的位置和特性等，对多个衍射光学元件4K中的每个进行最佳处理。

还有，与上述实施例相同，每个衍射光学元件4K分别可将照明区域设定为矩形状。

在通过各光学元件4K，将从各激光光源装置2射出的激光L1变换为对预期的区域进行照明的衍射光L2之后，将该光射入角度调整用光学元件5。

角度调整用光学元件5由折射透镜(场透镜)构成。

折射透镜包括比如，球面透镜，或非球面透镜等的相对光轴而旋转对称的轴对像透镜、菲涅耳透镜等。

角度调整用光学元件5可调整从衍射光学元件4K分别照射的光的射出角度。

在本实施例中，按照能够调整所射出的光的射出角度，以便通过来自多个衍射光学元件4K的每个的衍射光L2，重叠地对第1面11上的预定区域进行照明的方式，对角度调整用光学元件5进行最佳处理。

像这样，通过设置角度调整用光学元件5，可减小光相对第1面11的入射角度，另外，由于可在面内使相对第1面11的光的入射角度均匀，故可以良好的效率对第1面11进行照明。

另外，可通过由多个衍射光学元件4K分别所形成的衍射光L2，重叠地对第1面11上的预期区域进行照明。

由此，可以较高的照度，以良好的效率对第1面11进行照明。

此外，可抑制斑点图案的发生，可以基本均匀的照度分布，对第1面11进行照明。

还有，角度调整用光学元件5也可为像图21所示的那样，具有按照与多个激光光源装置2分别相对应的方式设置的多个不同的透镜面5A的光学元件。

再有，上述具有折射透镜的光学元件也可按照沿光的光路方向(图中的Z轴方向)排列多个的方式设置。

此外，在第9～第11实施例中，多个激光光源装置2沿一维方向(X轴方向)排列地设置，但是，多个激光光源装置2也可沿二维方向(XY方向)排列地设置。

(第12实施例)

参照图22，对第12实施例进行描述。

图22为表示第11实施例的照明装置1的图。

本实施例的特征的部分在于：在衍射光学元件4K和第1面11之间，设置作为角度调整用光学元件5的衍射光学元件5K。

在图22中，照明装置1包括：被来自激光光源装置2的激光L1照射的衍射光学元件4K；和第2衍射光学元件5K，该第2衍射光学元件5K设置于衍射光学元件4K和第1面11之间，被来自衍射光学元件4K的光照射，并且调整所射出的光的射出角度。

与上述实施例相同，衍射光学元件4K可将照明区域设定为矩形状。

于是，衍射光学元件4K按矩形的照明区域，对第2衍射光学元件5K进行照明。

第2衍射光学元件5K可调整所射出的光的射出角度，进而调整光相对第1面11的入射角度。

本实施例的第2衍射光学元件5K具有菲涅耳透镜。

另外，在本实施例中，照明装置1具有可使光通过的基板6，衍射光学元件4K设置于基板6中的、接近激光光源装置2的面，第2衍射光学元件5K设置于接近第1面11的面。

基板6通过比如，透明的合成树脂制的薄膜状部件，或石英等的玻璃制的板状部件构成。

像这样，也可由衍射光学元件5K，构成角度调整用光学元件5。

此外，可在可使光通过的基板6的第1基板面6A，设置设定照明区域的形状的衍射光学元件4K，在基板6的第2基板面6B，设置调整光的射出角度的第2衍射光学元件5K，由此，可抑制照明装置1的部件数量，可以良好的效率对第1面11进行照明。

还有，在第12实施例中，也可不设置基板6，以离开的方式设置衍射光学元件4K和第2衍射光学元件5K。

再有，在第12实施例中，也可在基板6的第1基板面6A，设置衍射光学元件4K，在基板6的第2基板面6B设置作为角度调整用光学元件的折射透镜等。

另外，作为角度调整用光学元件5，也可将在第11实施例中描述的折射透镜、在第12实施例中描述的衍射光学元件组合。

此外，在上述第8～第12实施例中，衍射光学元件采用透射型的衍射光学元件中的相位调制型的衍射光学元件，但是，也可采用振幅调制型的衍射光学元件。

还有，不限于透射型的衍射光学元件，也可采用反射型的衍射光学元件。

再有，比如，也可将透射型的衍射光学元件、反射型的衍射光学元件组合。

另外，通过形成最佳的这些衍射光学元件的表面条件，可使该衍射光学元件具有预期的功能。

此外，在上述各实施例中，空间光调制装置采用透射型的液晶装置(光阀)，但是既可采用反射型的液晶装置，也可采用比如，DMD(DigitalMicromirror Device，数字微镜器件)等的反射型光调制装置(反射镜调制器)。

还有，在上述各实施例中，以从屏幕100的正面侧对屏幕100上，投影具有图像信息的光的前投影型的投影机为实例而进行了描述，但是具有投影组件U、屏幕100和外壳，投影组件U设置于屏幕100的背面侧，从屏幕100的背面侧，将具有图像信息的光投影到屏幕100上的所谓的背投投影机也可采用上述各实施例的照明装置1。

再有，上述实施例的投影机PJ包括：分别具有可射出各基本色光(R、G、B)的激光光源装置2的第1、第2、第3照明装置1R、1G、1B，但是，也可为下述的结构，其中，包括1个照明装置，在该照明装置中，射出红色光(R)的红色激光光源装置、射出绿色光(G)的绿色激光光源装置、射出蓝色光(B)的蓝色激光光源装置呈阵列状设置。

在此场合，分时地进行可射出各基本色光的激光光源装置的激光射出工作，与该各激光光源装置的激光射出工作同步，对光阀的工作进行控制，由此，可通过1个照明装置和1个光阀，在屏幕100上显示全彩色图像。

(第13实施例)

另外，在上述各实施例中，通过照明装置1，对空间光调制装置进行照明，通过经过了上述空间光调制装置的光，在屏幕100上显示图像，但是，图像显示装置(投影机)也可不具有空间光调制装置。

比如，图23所示的那样的，通过照明装置1对具有图像信息的幻灯片(正型薄膜)10’的面11’进行照明的、在屏幕100上投影包括图像信息的光的、所谓的幻灯机，也可采用上述各实施例的照明装置1。

此外，图像显示装置也可为不具有投影系统而直接观察空间光调制装置的图像的直视型的图像显示装置。

以下，参照附图，对本发明的实施例进行描述。

再有，在下述的描述中，根据需要，设定XYZ垂直坐标系，参照该XYZ垂直坐标系，对各部件的位置关系进行描述。

(第14实施例)

对第14实施例进行描述。

在下面描述的实施例中，省略与上述实施例中给出的同一结构有关的说明。

图24为表示第14实施例的照明装置的概略结构图。

在图24中，照明装置1对预定部件10的第1面11进行照明，其包括：射出激光L1的多个激光光源装置2；扩散光学元件14，从多个激光光源装置2分别射出的激光L1射入该扩散光学元件14，并且将该已射入的激光L1扩散，形成扩散光LS；以及衍射光学元件15，该衍射光学元件15通过来自扩散光学元件14的扩散光LS，形成衍射光L2，通过衍射光L2，对第1面11进行照明。

在衍射光学元件15和第1面11之间，设置角度调整用光学元件16，该角度调整用光学元件16被来自衍射光学元件15的光照射，并且调整所射出的光的射出角度，该衍射光学元件15通过角度调整用光学元件16，将所形成的衍射光L2照射到第1面11。

多个激光光源装置2呈阵列状设置。

在图24所示的实例中，多个激光光源装置2沿一维方向(X轴方向)排列地设置。

激光光源装置2的光射出面朝向+Z侧，各激光光源装置2朝向+Z方向，射出激光L1。

扩散光学元件14将来自激光光源装置2的激光L1扩散，形成扩散光LS。

在本实施例中，扩散光学元件14包括使所照射的光散射的散射部件。

图25为表示散射部件(扩散光学元件)14的一个实例的图。

散射部件14包括使光实现透射的基体材料14A、和基体材料14A上的微粒14B。

实现光的透射的基体材料14A由比如，透明的合成树脂制的薄膜状部件，或石英等的玻璃制的板状部件构成。

另外，在该基体材料14A上，折射率不同的多个微粒14B通过粘合剂14C而粘接。

照射到散射部件14的光从散射部件14中通过，由此被变换为扩散光(散射光)L2。

图26为表示散射部件(扩散光学元件)14的另一实例的图。

散射部件14由具有粗糙面的光学部件14D构成。

光学部件14D由比如，可使光实现透射的石英等的玻璃制的板状部件构成。

照射到散射部件14的光通过散射部件14，由此，被变换为扩散光(散射光)L2。

返回到图24，衍射光学元件15通过来自扩散光学元件14的扩散光LS，形成衍射光L2，以该衍射光L2，通过角度调整用光学元件16，对第1面11进行照明。

在本实施例中，衍射光学元件15通过衍射光L2，按预定的照明区域，对第1面11进行照明。

通过衍射光学元件15所形成的衍射光L2为按照对预定的区域进行照明的方式扩散了的光，衍射光学元件15通过该衍射光L2，按预定的照明区域，对第1面11进行照明，使照明区域的照度均匀。

此外，衍射光学元件15可按大于光从该衍射光学元件15的光射出面射出的射出区域的照明区域，对预定面(第1面11)进行照明。

即，衍射光学元件15为所谓的放大系统(放大照明系统)。

此外，在本实施例中，衍射光学元件15按矩形状的照明区域，对第1面11上进行照明。

衍射光学元件15像在上述实施例中描述的那样，在其表面，具有多个矩形的凹部(凹凸结构)15M。

再有，按照通过所产生的1次光对第1面11进行照明的方式，对衍射光学元件15进行最佳处理。

返回到图24，在衍射光学元件15和第1面11之间，设置角度调整用光学元件16。

角度调整用光学元件16具有被来自衍射光学元件15的衍射光(1次光)L2照射、并且调整所射出的光的射出角度的角度调整功能。

角度调整用光学元件16由折射透镜(场透镜)构成。

折射透镜为比如，包括球面透镜，或非球面透镜等的相对光轴而旋转对称的轴对像透镜。

或者，角度调整用光学元件16也可包括菲涅耳透镜等。

角度调整用光学元件16可调整从衍射光学元件15已照射的光的射出角度，进而调整光相对第1面11的入射角度。

在本实施例中，按照可调整所射出的光的射出角度，以便通过基于从多个激光光源装置2分别射出的多个激光L1、通过衍射光学元件15所产生的衍射光(1次光)L2，重叠地对第1面11上的预定区域进行照明的方式，对角度调整用光学元件16进行最佳处理。

图27为表示具有本实施例的照明装置1(1R、1G、1B)的图像显示装置的概略结构图。

在本实施例中，以将通过空间光调制装置所形成的包括图像信息的色光通过投影系统投影于屏幕上的投影型图像显示装置(投影机)为实例，对图像显示装置进行描述。

在图27中，投影型图像显示装置PJ包括将具有图像信息的光投影于屏幕100(第2面)上的投影组件U。

通过从投影组件U将光投影于屏幕100上，在屏幕100上形成图像。

在本实施例的投影型图像显示装置PJ中，屏幕100为透射型的屏幕，从屏幕100的正面侧，将具有图像信息的光投影于屏幕100上。

投影组件U包括：可通过第1基本色光(红色光)，对第1面进行照明的第1照明装置1R；可通过第2基本色光(绿色光)，对第1面进行照明的第2照明装置1G；可通过第3基本色光(蓝色光)，对第1面进行照明的第3照明装置1B；第1空间光调制装置10R，该第1空间光调制装置10R具有通过第1照明装置1R所照明的入射面(第1面)11，相应于图像信息，对所照明的光进行光调制；第2空间光调制装置10G，该第2空间光调制装置10G具有通过第2照明装置1G所照明的入射面(第1面)11，相应于图像信息，对所照明的光进行光调制；第3空间光调制装置10B，该第3空间光调制装置10B具有通过第3照明装置1B所照明的入射面(第1面)11，相应于图像信息，对所照明的光进行光调制；将通过空间光调制装置10R、10G、10B所调制的各基本色光合成的色合成系统12；和投影系统13，该投影系统13将通过色合成系统12所形成的光投影于屏幕100上。

空间光调制装置10R、10G、10B分别包括液晶装置。

在下面的描述中，适当地将空间光调制装置称为“光阀”。

光阀包括：入射侧偏振板；具有密封于一对玻璃基板之间的液晶的面板；和射出侧偏振板。

在玻璃基板上，设置像素电极、取向膜。

构成空间光调制装置的光阀仅仅使确定的振动方向的光实现透射，射入光阀的基本色光以通过光阀的方式被调制。

第1照明装置1R的多个激光光源装置2分别射出红色(R)的激光。

第1照明装置1R基于红色的激光L1，通过扩散光学元件14，形成扩散光LS，基于该已形成的扩散光LS，通过衍射光学元件15，形成衍射光L2，通过该衍射光L2，对第1光阀10R的入射面11进行照明。

第2照明装置1G的多个激光光源装置2分别射出绿色(G)的激光。

第2照明装置1G基于绿色的激光L1，通过扩散光学元件14，形成扩散光LS，基于该已形成的扩散光LS，通过衍射光学元件15，形成衍射光L2，通过该衍射光L2，对第2光阀10G的入射面11进行照明。

第3照明装置1B的多个激光光源装置2分别射出蓝色(G)的激光。

第3照明装置1G基于蓝色的激光L1，通过扩散光学元件14，形成扩散光LS，基于该已形成的扩散光LS，通过衍射光学元件15，形成衍射光L2，通过该衍射光L2，对第3光阀10B的入射面11进行照明。

以通过各光阀10R、10G、10B的方式被调制的各基本色光(调制光)通过色合成系统12合成。

色合成系统12由分色棱镜构成，红色光(R)、绿色光(G)、蓝色光(B)通过色合成系统12合成，形成全彩色合成光。

从色合成系统12射出的全彩色合成光被供给投影系统13。

投影系统13将全彩色合成光投影于屏幕100上。

投影系统13为对入射侧的图像进行放大、将其投影于屏幕100上的所谓放大系统。

投影组件U将通过了借助每个照明装置1R、1G、1B分别照明的各光阀10R、10G、10B的具有图像信息的全彩色合成光，采用投影系统13，投影于屏幕100上，由此，在屏幕100上，形成全彩色的图像。

观赏者观赏通过投影组件U投影于屏幕100的图像。

像上面描述的那样，按照本实施例，衍射光学元件15通过来自扩散光学元件14的扩散光LS，形成衍射光L2，通过该衍射光L2，对第1面11进行照明，由此，即使在从衍射光学元件15产生0次光的情况下，仍可抑制该0次光的第1面11上的局部的照度(亮度)的增加。

在本实施例中，衍射光学元件15采用上述的迭代傅立叶等的预定方法，按照不产生0次光的方式设计，按照可通过所产生的1次光以均匀的照度分布对第1面11进行照明的方式设计，但是，比如，由于制造衍射光学元件15时的制造误差(工艺误差)、从激光光源装置2射出的激光L1的波长误差等，具有从衍射光学元件15产生0次光的可能性。

另外，从激光光源装置2射出的激光L1的波长的误差(波动)由比如，温度变化造成。

在许多场合，0次光形成于射入衍射光学元件15的光的延长线上，在许多场合，该0次光的光强度为与射入衍射光学元件15的光的强度(照度)相对应的值。

在这样的场合，在相对衍射光学元件15，来自激光光源装置2的激光L1直接射入的场合，具有下述的情况，即，对第1面11中的、射入衍射光学元件15的激光L1的延长线上的区域，照射0次光，照射有0次光的部分的照度(亮度)局部地增大。

在该场合，基于该空间光调制装置10而形成的图像是不良的。

在本实施例中，对衍射光学元件15射入通过扩散光学元件14所形成的扩散光LS，将射入衍射光学元件15的光扩散(分散)。

于是，射入衍射光学元件15的光的局部的照度(亮度)的增加受到抑制。

因此，由于即使在从衍射光学元件15产生0次光的情况下，该0次光的光强度仍减少，故像图28的示意图所示的那样，从衍射光学元件15产生的0次光在第1面11上的局部的照度(亮度)的增加受到抑制，照明装置1可按基本预期的状态，对第1面11进行照明。

于是，具有该照明装置1的图像显示装置PJ可由通过了第1面(入射面)11的光，形成预期的图像。

此外，按照本实施例的照明装置1，可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，可按照均匀的照度分布，以良好的效率对第1面11进行照明。

即，在为了采用从激光光源装置射出的激光、按照均匀的照度分布对第1面11进行照明，比如，采用棒状积分器、蝇眼透镜等的光学系统的场合，具有导致部件数量的增加、光学系统的复杂，导致装置整体的尺寸的增加、复杂的可能性。

另外，还具有因部件数量的增加、棒状积分器等的高价的部件的使用，导致装置成本的上升的可能性。

此外，也具有导致从各光学元件的界面产生的菲涅耳反射损失等的，光利用效率等的降低的可能性。

在本实施例中，由于采用较低价格的光学元件，并且抑制其部件数量，故可抑制装置的尺寸的增加、复杂，或装置成本的上升，能以良好的效率对第1面11进行照明。

还有，由于衍射光学元件15，可设定第1面11上的照明区域LA，故可以良好的效率，对照明区域LA进行照明。

即，在以通过了透镜等的光对第1面11进行照明的场合，具有产生照明区域LA的形状和第1面11的形状不同的状况的可能性。

即，相对比如，第1面11呈矩形的情况，具有通过透镜对第1面11进行照明时的照明区域LA呈圆形状的可能性。

在此场合，为了既抑制光的泄漏，又对第1面11进行照明，必须对圆形的照明区域LA进行放大，并且采用遮光部件等，对照明区域LA进行整形。

在此场合，光使用效率降低。

在本实施例中，采用衍射光学元件15，设定照明区域LA，由此，可将由衍射光学元件15产生的光的几乎全部照射到第1面11，可提高光使用效率。

另外，由于光源采用激光光源装置，故可射出偏振了的光，与光源采用比如，超高压水银灯等的白色光源的结构相比较，可省略偏振光分离元件(偏振分束器)、色分离元件(分色镜)等的部件。

此外，由于射出窄波段的激光(基本色光)，故可在采用该激光显示图像时，获得良好的色再现性。

还有，由于未对液晶装置(光阀)照射紫外光，故还抑制光阀的性能变差。

再有，在本实施例中，由于照明装置1具有多个激光光源装置2，故可增加第1面11上的光量(照度)。

另外，以通过了利用该第1照明装置1照明的第1面11的光，显示图像，由此，可实现图像的高亮度、高对比度。

此外，在本实施例中，由于照明装置1具有多个激光光源装置2，故还可抑制斑点图案的发生。

斑点图案指在通过激光这样的相干光，对具有粗糙面、不均匀的媒介物的散射面进行照射，观察该散射光(扩散光)时，在空间产生的对比度高的斑点状的图案。

在散射面的各点产生的散射光(扩散光)按照相互随机的相位关系干涉，其结果是，具有产生复杂的干涉图形、按照不均匀的照度分布对第1面11进行照明的可能性。

在本实施例中，由于照明装置1具有多个激光光源装置2，从这些多个激光光源装置2的每个射出的激光是互不相干的，故通过具有相互不同的照度分布(亮度分布)的光，对第1面11进行照明。

由此，可在第1面11上，将基于各激光的衍射光重合，减少外观上的斑点图案，使第1面11上的照度分布基本均匀。

于是，图像显示装置PJ可显示亮度不均匀(照度不均匀)小的图像。

还有，通过设置角度调整用光学元件16，可减小光相对第1面11的入射角度，可以良好的效率对第1面11进行照明。

再有，可通过基于从多个激光光源装置2分别射出的激光L1而由衍射光学元件15所产生的衍射光L2，重叠地对第1面11上的预定区域进行照明。

由此，可以较高的照度，以良好的效率对第1面11进行照明。

再有，可抑制斑点图案的发生，以基本均匀的照度分布，对第1面11进行照明。

另外，像参照图6A～图6D等而描述的那样，由于衍射光学元件15可通过纳米压印的方式制造，故可容易大量地制造衍射光学元件，可降低制造成本。

(第15实施例)

对第15实施例进行描述。

本实施例的特征的部分在于扩散光学元件14采用透镜。

在以下的描述中，对与上述实施例相同或等同的组成部分采用同一标号，简化或省略对其的描述。

图29A为表示第15实施例的照明装置1的图。

在图29A中，照明装置1具有多个激光光源装置2。

多个激光光源装置2呈阵列状设置。

另外，照明装置1包括：扩散光学元件14，该扩散光学元件14具有透镜面14L，从多个激光光源装置2射出的激光L1射入该透镜面14L，并将该所射入的激光L1扩散，形成扩散光LS；和衍射光学元件15，该衍射光学元件15通过来自扩散光学元件14的扩散光LS，形成衍射光L2，通过衍射光L2，对第1面11进行照明。

在衍射光学元件15和第1面11之间，设置角度调整用光学元件16，该角度调整用光学元件16被来自衍射光学元件15的光照射，并且调整所射出的光的射出角度，该衍射光学元件15通过角度调整用光学元件16，将所产生的衍射光L2照射到第1面11。

透镜面14L设置于扩散光学元件14中的、接近激光光源装置2的一侧的面。

扩散光学元件14的透镜面14L按照与多个激光光源装置2相对应的方式设置多个。

具有透镜面14L的扩散光学元件14可使光透射，透镜面14L将所射入的激光L1扩散，形成扩散光LS。

所形成的扩散光LS在光学元件14中实现透射之后，从接近衍射光学元件15的一侧的面射出，通过衍射光学元件15，变换为衍射光L2。

像这样，可通过透镜系统，构成扩散光学元件14。

此外，使通过扩散光学元件14所形成的扩散光LS射入衍射光学元件15，由此，即使在从衍射光学元件15产生0次光的情况下，像图29B的示意图所示的那样，可抑制第1面11上的0次光的局部的照度(亮度)的增加。

(第16实施例)

对第16实施例进行描述。

本实施例的特征的部分在于对所形成的扩散光LS进行平行化处理。

图30A为表示第16实施例的照明装置1的图。

在图30A中，照明装置1包括：呈阵列状设置的多个激光光源装置2；扩散光学元件14，该扩散光学元件14将激光L1扩散，形成扩散光LS；以及衍射光学元件15，该衍射光学元件15通过来自扩散光学元件14的扩散光LS，形成衍射光L2，通过衍射光L2，对第1面11进行照明。

在衍射光学元件15和第1面11之间，设置角度调整用光学元件16，该角度调整用光学元件16被来自衍射光学元件15的光照射，并且调整所射出的光的射出角度，该衍射光学元件15通过角度调整用光学元件16，将所产生的衍射光L2照射到第1面11。

扩散光学元件14具有：透镜面14L，从多个激光光源装置2分别射出的激光L1射入该透镜面14L，并将该所射入的激光L1扩散，形成扩散光LS；第2透镜面(准直面)14H，该第2透镜面14H使通过透镜面14L形成的扩散光LS平行。

透镜面14L设置于扩散光学元件14中的、接近激光光源装置2的一侧的面。

另一方面，准直面14H设置于扩散光学元件14中的、接近衍射光学元件15的一侧的面。

扩散光学元件14的透镜面14L按照与多个激光光源装置2相对应的方式设置多个，准直面14H按照与透镜面14L相对应的方式设置多个。

透镜面14L将所射入的激光L1扩散，形成扩散光LS。

扩散光学元件14可使光实现透射，由透镜面14L形成的扩散光LS在扩散光学元件14中实现透射后，通过准直面14H，变为平行光。

然后，从包括准直面14H的面射出的扩散光LS通过衍射光学元件15，变换为衍射光L2。

像这样，在本实施例中，由于通过准直面14H，使通过透镜面14L形成的扩散光LS平行，故能通过扩散光LS，比如，垂直地对衍射光学元件15的入射面进行照明等，可减小光相对衍射光学元件15的入射角度。

于是，可容易进行衍射光学元件15的设计，可抑制衍射效率的降低。

另外，通过扩散光学元件14，使射入衍射光学元件15的光为扩散光LS，由此，即使在由衍射光学元件15产生0次光的情况下，仍可像图30B的示意图所示的那样，抑制第1面11上的0次光的局部的照度(亮度)的增加。

(第17实施例)

对第17实施例进行描述。

本实施例的特征的部分在于扩散光学元件14采用衍射光学元件14K。

图31A为表示第17实施例的照明装置1的图。

在图31A中，照明装置1包括：呈阵列状设置的多个激光光源装置2；将激光L1扩散，形成扩散光LS的扩散用衍射光学元件(扩散光学元件)14K；以及衍射光学元件15，该衍射光学元件15通过来自扩散用衍射光学元件14K的扩散光LS，形成衍射光L2，通过衍射光L2，对第1面11进行照明。

在衍射光学元件15和第1面11之间，设置角度调整用光学元件16，该角度调整用光学元件16被来自衍射光学元件15的光照射，并且调整所射出的光的射出角度，衍射光学元件15将所形成的衍射光L2，通过角度调整用光学元件16，照射到第1面11。

从多个激光光源装置2分别射出的激光L1射入扩散用衍射光学元件14K，并且该扩散用衍射光学元件14K将该所射入的激光L1扩散，形成扩散光LS。

即，扩散用衍射光学元件14K具有扩散光形成功能。

采用上述迭代傅立叶法等的预定的方法，形成最佳的衍射光学元件14K的表面条件，由此，可形成具有扩散光形成功能的衍射光学元件14K。

在本实施例中，扩散用衍射光学元件14K按照相对所射入的激光L1的光强度(照度)，使所射出的扩散光LS的0次光的光强度(照度)的最大值小于5％的方式，形成扩散光LS。

另一方面，与上述实施例相同，衍射光学元件15具有照明区域设定功能，通过所形成的衍射光L2，将第1面11上的照明区域LA设定为矩形状。

像这样，扩散光学元件14可采用衍射光学元件14K。

另外，通过扩散光学元件14，使射入衍射光学元件15的光为扩散光LS，由此，即使在由衍射光学元件15产生0次光的情况下，仍可像图31B的示意图所示的那样，抑制第1面11上的0次光的局部的照度(亮度)的增加。

在本实施例中，即使在由衍射光学元件15产生0次光的情况下，如果可按照相对所射入的激光L2的0次光的光强度(照度)，使所射出的衍射光L2的0次光的光强度(照度)的最大值小于5％的方式，制作衍射光学元件15的话，则可以相对激光L1的光强度(照度)，使衍射光L2的0次光的光强度(照度)小于0.25％。

另外，像参照图6A～图6D等而描述的那样，由于扩散用衍射光学元件14K可通过纳米压印的方法制造，故可容易而大量地制造衍射光学元件，可降低制造成本。

(第18实施例)

对第18实施例进行描述。

本实施例的特征的部分在于：在可实现光的透射的基板7的第1基板面7A设置扩散光学元件14，在基板7的第2基板面7B设置衍射光学元件15。

图32A为表示第18实施例的照明装置1的图。

在图32A中，照明装置1包括：呈阵列状设置的多个激光光源装置2；将激光L1扩散，形成扩散光LS的扩散光学元件14；和衍射光学元件15，该衍射光学元件15通过来自扩散光学元件14的扩散光LS，形成衍射光L2，通过衍射光L2，对第1面11进行照明。

在衍射光学元件15和第1面11之间，设置角度调整用光学元件16，该角度调整用光学元件16被来自衍射光学元件15的光照射，并且调整所射出的光的射出角度，衍射光学元件15将所形成的衍射光L2，通过角度调整用光学元件16，照射到第1面11。

在本实施例中，照明装置1包括可使光通过的基板7，扩散光学元件14设置于基板7中的、接近激光光源装置2的第1基板面7A，衍射光学元件15设置于接近第1面(角度调整用光学元件16)的第2基板面7B。

基板7通过比如，透明的合成树脂制的薄膜状部件，或石英等的玻璃制的板状部件构成。

在本实施例中，扩散光学元件14由设置于基板7的第1基板面7A的透镜面14L构成。

透镜面14L按照与多个激光光源装置2相对应的方式设置多个，将所射入的激光L1扩散，形成扩散光LS。

基板7可实现光的透射，通过透镜面14L形成的扩散光LS在基板7中实现透射后，通过衍射光学元件15，变换为衍射光L2。

另外，在本实施例中，衍射光学元件15包括设置于基板7的第2基板面7B的凹部(15M)。

像这样，可在能使光实现透射的基板7的第1基板面7A设置扩散光学元件14，可在基板7的第2基板面7B设置衍射光学元件15，由此，可抑制照明装置1的部件数量，可以良好的效率对第1面11进行照明。

此外，通过扩散光学元件14，使射入衍射光学元件15的光为扩散光LS，由此，即使在由衍射光学元件15产生0次光的情况下，仍可像图32B的示意图所示的那样，抑制第1面11上的0次光的局部的照度(亮度)的增加。

还有，在上述第14～第18实施例中，以将具有图像信息的光从屏幕100的正面侧、投影于屏幕100上的前投影型的投影机为实例而进行了描述，但是，下述的所谓背投投影机也可采用上述各实施例的照明装置1，该背投投影机包括投影组件U、屏幕100和外壳，投影组件U设置于屏幕100的背面侧，将具有图像信息的光从屏幕100的背面侧，投影于屏幕100上。

再有，在上述各实施例中，空间光调制装置采用透射型的液晶装置(光阀)，但是，其既可采用反射型的液晶装置，还可采用比如，DMD(DigitalMicromirror Device)等的反射型光调制装置(反射镜调制器)。

另外，上述实施例的投影机PJ包括：分别具有可射出各基本色光(R、G、B)的激光光源装置2的第1、第2、第3照明装置1R、1G、1B，但是，也可为下述的结构，其包括1个照明装置，在该照明装置中，射出红色光(R)的红色激光光源装置、射出绿色光(G)的绿色激光光源装置、以及射出蓝色光(B)的蓝色激光光源装置呈阵列状设置。

在此场合，分时地进行可射出各基本色光的激光光源装置的激光射出工作，与该各激光光源装置的激光射出工作同步，控制光阀的工作，由此，可通过1个照明装置和1个光阀，在屏幕100上显示全彩色图像。

(第19实施例)

此外，在上述各实施例中，通过照明装置1，对空间光调制装置进行照明，借助通过了该空间光调制装置的光，在屏幕100上显示图像，但是，图像显示装置(投影机)也可不具有空间光调制装置。

比如，图33所示的那样的，在通过照明装置1对具有图像信息的幻灯片(正型薄膜)10’的面11’进行照明、将具有图像信息的光投影于屏幕100上的所谓的幻灯机中也可采用上述各实施例的照明装置1。

还有，图像显示装置也可为不具有投影系统，而直接观察空间光调制装置的图像的直视型的图像显示装置。

再有，在上述第14～第19实施例中，照明装置1包括沿一维方向(X轴方向)多个排列的激光光源装置2，但是也可包括沿二维方向(XY方向)呈阵列状设置的激光光源装置2。

另外，在上述各实施例中，照明装置1包括多个激光光源装置2，但是激光光源装置2也可为1个。

此外，在上述各实施例中，照明装置1具有角度调整用光学元件16，也可省略该角度调整用光学元件16。

在此场合，衍射光学元件15直接地通过所形成的衍射光L2，对第1面11进行照明。

还有，在上述各实施例中，衍射光学元件采用透射型的衍射光学元件(衍射光栅)中的相位调制型的衍射光学元件，但是，也可采用振幅调制型的衍射光学元件。

再有，并不限于透射型的衍射光学元件，也可采用反射型的衍射光学元件。

另外，比如，还可将透射型的衍射光学元件、反射型的衍射光学元件组合。

此外，通过形成最佳的这些衍射光学元件的表面条件，可使该衍射光学元件具有预期的功能。

Claims (32)

1.一种图像显示装置，其特征在于，该图像显示装置包括：

射出激光的激光光源装置；和

衍射光学元件，从上述激光光源装置所射出的激光射入该衍射光学元件，由上述所射入的激光，形成衍射光，通过上述衍射光，对第1面进行照明；

上述第1面设置于从上述衍射光学元件所产生的0次光不射入的位置；

借助通过了上述第1面的光来显示图像。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述第1面设置于从射入上述衍射光学元件的激光的延长线上偏离的位置。

3.根据权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，上述衍射光学元件通过1次光，对上述第1面进行照明。

4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于，上述衍射光学元件按矩形的照明区域，对上述第1面上进行照明。

5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于，其包括多个上述激光光源装置，上述第1面具有预定的边，上述多个激光光源装置各自的光射出面，按照从平面看，沿上述预定的边排列的方式设置。

6.根据权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于，上述第1面具有第1边；和比上述第1边长的第2边；

上述多个激光光源装置各自的光射出面，按照从平面看，沿上述第2边排列的方式设置。

7.根据权利要求5或6所述的图像显示装置，其特征在于，上述第1面具有相互对向的2条边；

上述多个激光光源装置各自的光射出面，按照从平面看，沿上述2条边分别排列的方式设置。

8.根据权利要求5～7中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于，上述第1面至少具有2组相互对向的2条边；

上述多个激光光源装置各自的光射出面，按照从平面看，沿上述边分别排列的方式设置。

9.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述衍射光学元件沿下述方向，产生上述0次光，上述方向为与激光相对上述衍射光学元件射入的方向不同的方向；

上述第1面设置于射入上述衍射光学元件的激光的延长线上。

10.根据权利要求1～9中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于，其包括空间光调制装置，该空间光调制装置具有入射面，相应于图像信号，对被照明到上述第1面的光进行光调制；

上述第1面包括上述空间光调制装置的上述入射面。

11.一种投影机，其特征在于，该投影机包括：

权利要求1～10中的任何一项所述的图像显示装置；和

将通过了上述第1面的、具有图像信息的光投影于第2面上的投影系统。

12.一种照明装置，其特征在于，该照明装置包括：

射出激光的激光光源装置；和

衍射光学元件，从上述激光光源装置所射出的激光射入该衍射光学元件，由上述所射入的激光，形成衍射光，通过上述衍射光，按预定的照明区域，对第1面上进行照明。

13.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，上述衍射光学元件按矩形的上述照明区域，对上述第1面上进行照明。

14.根据权利要求12或13所述的照明装置，其特征在于，上述衍射光学元件使上述照明区域的照度均匀。

15.根据权利要求12～14中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，上述衍射光学元件按大于光从上述衍射光学元件的光射出面射出的射出区域的照明区域，对上述第1面进行照明。

16.根据权利要求12～15中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，从上述激光光源装置所射出的激光直接射入上述衍射光学元件。

17.根据权利要求12～16中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，其包括多个上述激光光源装置，上述衍射光学元件按照与上述多个激光光源装置分别相对应的方式设置有多个。

18.根据权利要求12～17中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，其包括角度调整用光学元件，该角度调整用光学元件设置于上述衍射光学元件和上述第1面之间，被来自上述衍射光学元件的光照射，调整射出角度而射出光。

19.根据权利要求18所述的照明装置，其特征在于，其包括能使光通过的基板；

上述衍射光学元件设置于上述基板的第1基板面；

上述角度调整用光学元件设置于上述基板的第2基板面。

20.一种图像显示装置，其特征在于，

该图像显示装置包括第1面，该第1面通过权利要求12～19中的任何一项所述的照明装置进行照明；

借助通过了上述第1面的光来显示图像。

21.根据权利要求20所述的图像显示装置，其特征在于，该图像显示装置包括空间光调制装置，该空间光调制装置具有入射面，相应于图像信号，对被照明到上述第1面的光进行光调制；

上述第1面包括上述空间光调制装置的上述入射面。

22.一种投影机，其特征在于，该投影机包括：

权利要求20或21所述的图像显示装置；和

将通过了上述第1面的、具有图像信息的光投影于第2面上的投影系统。

23.一种照明装置，其特征在于，该照明装置包括：

射出激光的激光光源装置；

扩散光学元件，从上述激光光源装置所射出的激光射入该扩散光学元件，该扩散光学元件将上述所射入的激光扩散，而形成扩散光；以及

衍射光学元件，该衍射光学元件由上述扩散光学元件的扩散光，形成衍射光，通过上述衍射光，对第1面进行照明。

24.根据权利要求23所述的照明装置，其特征在于，上述衍射光学元件按矩形的照明区域，对上述第1面上进行照明。

25.根据权利要求23或24所述的照明装置，其特征在于，上述扩散光学元件包括使照射到上述扩散光学元件的光散射的散射部件。

26.根据权利要求23～25中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，上述扩散光学元件包括上述衍射光学元件。

27.根据权利要求23～26中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，其包括角度调整用光学元件，该角度调整用光学元件设置于上述衍射光学元件和上述第1面之间，被来自上述衍射光学元件的光照射，调整射出角度而射出光。

28.根据权利要求23～27中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，其包括能使光通过的基板；

上述扩散光学元件设置于上述基板的第1基板面；

上述衍射光学元件设置于上述基板的第2基板面。

29.根据权利要求23～28中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，其包括呈阵列状设置的多个上述激光光源装置。

30.一种图像显示装置，其特征在于，该图像显示装置包括第1面，该第1面通过权利要求23～29中的任何一项所述的照明装置而照明，借助通过了上述第1面的光来显示图像。

31.根据权利要求30所述的图像显示装置，其特征在于，其包括空间光调制装置，该空间光调制装置具有入射面，相应于图像信号，对被照明到上述第1面的光进行光调制；

上述第1面包括上述空间光调制装置的上述入射面。

32.一种投影机，其特征在于，该投影机包括：

权利要求30或31所述的图像显示装置；和

将通过了上述第1面的、具有图像信息的光投影于第2面上的投影系统。

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