JP2004151133A - 画像表示装置における照明光学装置及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクションディスプレイ等の画像表示装置において、スペックルノイズを低減し、画質の劣化を低減する。
【解決手段】レーザ光をＧＬＶ６（空間変調素子）に照射し、該レーザ光ＬをＧＬＶに入力される画像信号に基づき変調することにより画像を表示する画像表示装置１における照明光学装置であって、上記レーザ光の偏光成分をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに等分する偏光回転手段２０と、該偏光回転手段により等分されたＰ偏光成分とＳ偏光成分とを分離する偏光ビームスプリッタ２１と、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光路差発生手段２２とを備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間変調素子によって変調された光により画像を表示する画像表示装置における照明光学装置及び画像表示装置に関する。詳しくは、画像の画質の向上を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像表示装置の形態として、液晶パネルや、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等の空間変調素子によって変調された光ビームをスクリーンに照射して、スクリーン上に画像を映し出すようにしたプロジェクションディスプレイが提案されている。このようなプロジェクションディスプレイにおいては、これまで、メタルハライド、ハロゲン、あるいはキセノンといったランプが光源として用いられていた。
【０００３】
しかしながら、このようなランプを光源とした場合には、光源の寿命が短く、メンテナンスが煩雑になるといった問題がある。また、ランプからの白色光から光の三原色を取り出すため光学系が複雑となり、更に、色再現領域が制限されて光利用効率も低下するといった問題がある。
【０００４】
これらの問題点を解決するために、半導体レーザ等のレーザ光源をプロジェクションディスプレイの光源に用いる試みがなされている。レーザ光源は、ランプに比べて寿命が長く、また、優れた指向性により放射される光を効率よく利用することができるので、エネルギー利用効率が高く、また、レーザ光源は、その単色性により、色再現領域を大きく取ることができるなどの数々の利点を有する。
【０００５】
また、近年、マイクロマシン技術によるアクティブ駆動式のグレーティング（回折格子）を用いたディスプレイが開発されて注目を集めている。使用する回折格子型素子は、「グレーティングライトバルブ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）」（以下、「ＧＬＶ」と略記する。）と呼ばれ、従来の空間変調器を使った場合に比べて、継ぎ目のない（シームレス）鮮明で明るい画像を表示できること及びマイクロマシン技術を用いて安価に製造できること、そして、高速動作が可能であること等の特長を有する。
【０００６】
そして、このようなＧＬＶを照明する光源として、上述した半導体レーザなどのレーザ光源を用いることが考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したプロジェクションディスプレイ等の画像表示装置の光源としてレーザ光源を用いた場合、スペックル（あるいはスペックルノイズ）が生じて画質が劣化するという問題がある。
【０００８】
スペックルノイズは、レーザ光源からの位相が揃ったコヒーレント光がランダムな位相面（物体面）によって散乱されることにより、物体面の隣接する領域からの乱れた波面が観察面上で干渉することで生じる現象であり、粒状の強度分布として観察面上に現れる。
【０００９】
レーザ光源を用いたプロジェクションディスプレイにおいては、このようなスペックルノイズが、物体面であるスクリーンと、観察面である観察者の目（網膜）との間で生じると、観察者が画像の劣化であると認識することになる。したがって、このようなスペックルノイズを如何に低減するかが、レーザ光源を用いたプロジェクションディスプレイ等の画像表示装置を実現する上で重要である。
【００１０】
なお、空間干渉性の低いレーザ光があり、このようなレーザ光をプロジェクションディスプレイ等の画像表示装置に用いれば、スペックルノイズの少ない２次元画像を実現することができると考えられるが、このような空間干渉性の低いレーザ光はノイズが発生しやすかったり、ビーム形状及び強度分布が変動しやすかったり安定性に欠け、プロジェクションディスプレイ等の画像表示装置の光源としては不適である。
【００１１】
そして、ビーム形状及び強度分布などが安定しており、高出力な可視レーザ光は一般に空間干渉性が高く、上述のスペックルノイズの問題が発生してしまうのが現状である。
【００１２】
そこで、本発明は、プロジェクションディスプレイ等の画像表示装置において、スペックルノイズを低減し、画質の劣化を低減することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明画像表示装置における照明光学装置は、レーザ光を空間変調素子に照射し該レーザ光を空間変調素子に入力される画像信号に基づき変調させることにより画像を表示する画像表示装置における照明光学装置であって、上記レーザ光の偏光成分をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに等分する偏光回転手段と、該偏光回転手段により等分されたＰ偏光成分とＳ偏光成分とを分離する偏光分離手段と、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光路差発生手段とを備えたものである。
【００１４】
また、本発明画像表示装置は、レーザ光を空間変調素子に照射し該レーザ光を空間変調素子に入力される画像信号に基づき変調させることにより画像を表示する画像表示装置であって、上記空間変調素子を照射する照明光学装置が、上記レーザ光の偏光成分をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに等分する偏光回転手段と、該偏光回転手段により等分されたＰ偏光成分とＳ偏光成分とを分離する偏光分離手段と、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光路差発生手段とを備えたものである。
【００１５】
したがって、本発明画像表示装置における照明光学装置及び画像表示装置によれば、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との分離に加え、両偏光成分間にコヒーレンス長以上の光路差を発生させることで、両レーザ光を無相関にすることができ、よって、スペックルノイズの低減が可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、レーザ光を空間変調素子に照射し該レーザ光を空間変調素子に入力される画像信号に基づき変調させることにより画像を表示する画像表示装置及びこれに用いられる照明光学装置に関するものである。画像表示装置としては、例えば、フロントプロジェクション（前面投射）型、リアプロジェクション（背面投射）型のレーザディスプレイが挙げられるが、その他、レーザープリンタ、あるいはディジタル画像データに基づいて映画フィルムへ画像を記録する装置等、印刷や記録を含む画像表示装置に広く用いることができる。
【００１７】
また、空間変調素子として、上述したＧＬＶの他、液晶、ＤＭＤなどを使用することができる。
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１乃至図１０は本発明の実施の形態を示すものであり、本発明を変調空間素子としてＧＬＶを用いた画像表示装置における照明光学装置及び画像表示装置に適用したものである。
【００２０】
先ず、画像表示装置１の概要を説明する。
【００２１】
レーザ光を出射するレーザ光源２と、レーザ光源２から照射されたレーザ光Ｌを複数に分離する光学系３と、レーザ光Ｌの強度分布の均一化を図るラインジェネレータエキスパンダ光学系４と、上記レーザ光源２からのレーザ光Ｌを線状光源に変換するフォーカスレンズ５と、±１次回折光±Ｌｏ１を発生させると共に１次元画像を形成すべく１次元空間変調を行うＧＬＶ６と、該ＧＬＶ６により形成された１次元画像を再結像するリレー光学系７と、上記ＧＬＶ６により発生させた±１次回折光±Ｌｏ１のみを透過させ、０次光を遮蔽する光学的フィルタ（以下、「シュリーレンフィルタ」という。）８と、該シュリーレンフィルタ８によりフィルタリングされた±１次回折光±Ｌｏ１を投影する投影レンズ系９と、１次元画像を２次元画像に変換するためのガルバノミラー１０と、２次元画像を表示するスクリーン１１とを有する（図１参照）。
【００２２】
レーザ光源２は、フルカラーの２次元画像を表示するためには、赤色レーザ光用のレーザ光源、緑色レーザ光用のレーザ光源、青色レーザ光用のレーザ光源の３つが必要である。
【００２３】
そして、上記した各色レーザ光源から出射されるレーザ光のコヒーレンス長（可干渉距離ともいう。）は２０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲内である。なお、この実施の形態ではレーザ光源２のレーザ光のコヒーレンス長（可干渉距離ともいう。）を例えば６０ｍｍとして説明する。
【００２４】
赤色レーザ（波長６４０ｎｍ）のレーザ光源の例としては、赤色レーザダイオードアレイが挙げられる。
【００２５】
緑色レーザ（波長５３２ｎｍ）のレーザ光源及び青色レーザ（波長４５７ｎｍ）のレーザ光源の例としては、受動Ｑスイッチ発振するＬＤ励起Ｎｄ：ＹＶＯ４（又はＮｄ：ＹＡＧ）マイクロチップレーザの出力（波長１０６４ｎｍ又は９１４ｎｍ）をＬＤ励起したＮｄ：ドープファイバー増幅器により増幅し、さらに第２高調波発生過程により波長変換するものが挙げられる。このタイプのレーザ光源は、アライメントが容易で堅牢な光ファイバーを増幅媒質としており、低コストで高出力のレーザ光を出射することができ、また、量産可能で、レーザディスプレイの光源として理想的である。
【００２６】
レーザ光Ｌを複数に分離する光学系３は、レーザ光Ｌの偏光成分をＰ偏光成分ＬｐとＳ偏光成分Ｌｓとに等分する偏光回転手段２０と、Ｐ偏光成分ＬｐとＳ偏光成分Ｌｓとを分離する偏光分離手段２１と、これらＰ偏光成分ＬｐとＳ偏光成分Ｌｓとの間で光路差Ｌ１をつける光路差発生手段２２と、上記Ｐ偏光成分Ｌｐ及びＳ偏光成分Ｌｓのそれぞれの強度を分離する光強度分離手段２３とから成る（図１参照）。
【００２７】
偏光回転手段２０は、例えば、λ／２波長板で、水晶波長板、フレネルロム波長板などが適用可能である。また、レーザ光源２から出射されるレーザ光ＬがすでにＰ偏光成分とＳ偏光成分とを等分に有する場合は、偏光回転手段２０はレーザ光源２内に含まれているものとする。
【００２８】
偏光分離手段２１と光路差発生手段２２とは、所定の形状をした第１のプリズム３０に備えられる（図１、図２参照）。
【００２９】
すなわち、第１のプリズム３０は板厚が一定で扁平な六角柱をした主プリズム３１と該主プリズム３１の板厚と同じ板厚で扁平な直角二等辺三角柱をした従プリズム３２とから成り、主プリズム３１の板厚が現れた一の面と従プリズム３２の板厚が現れた一の面とを張り合わせて全体として異形な六角柱に形成されている（図２、図３参照）。
【００３０】
そして、第１のプリズム３０はレーザ光をＰ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光とに分離すると共に、再び両成分のレーザ光を合成する、偏光分離合成手段として機能する。
【００３１】
主プリズム３１は、各対辺同士は平行で、また、対辺同士の長さが同じに形成されている。主プリズム３１の各部の具体的数値は以下の通りである。なお、図２における左端の角部を「第１の角３１Ａ」とし、時計回り方向に「第２の角３１Ｂ」、「第３の角３１Ｃ」、・・・、「第６の角３１Ｆ」とする。また、第１の角３１Ａと第２の角３１Ｂとの間の面を「第１の面３１ａ」とし、時計回り方向に「第２の面３１ｂ」、「第３の面３１ｃ」、・・・、「第６の面３１ｆ」とする（図２参照）。
【００３２】
第１の角３１Ａの角度＝９０°
第２の角３１Ｂの角度＝１３５°
第３の角３１Ｃの角度＝１３５°
第４の角３１Ｄの角度＝９０°
第５の角３１Ｅの角度＝１３５°
第６の角３１Ｆの角度＝１３５°
第１の角３１Ａと第２の角３１Ｂとの間の間隔：１５ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒２１．２１ｍｍ
第２の角３１Ｂと第３の角３１Ｃとの間の間隔：１０ｍｍ
第３の角３１Ｃと第４の角３１Ｄとの間の間隔：１５ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒２１．２１ｍｍ
第４の角３１Ｄと第５の角３１Ｅとの間の間隔：１５ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒２１．２１ｍｍ
第５の角３１Ｅと第６の角３１Ｆとの間の間隔：１０ｍｍ
第６の角３１Ｆと第１の角３１Ａとの間の間隔：１５ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒２１．２１ｍｍ
第２の面３１ｂと第５の面３１ｅとの間の間隔：３０ｍｍ
第１の角３１Ａと第４の角３１Ｄとの間の間隔：４０ｍｍ
である。
【００３３】
また、従プリズム３２の具体的数値は以下の通りである。なお、図２における上端の角部を「第１の角３２Ａ」とし、時計回り方向に「第２の角３２Ｂ」、「第３の角３２Ｃ」とする。また、第１の角３２Ａと第２の角３２Ｂとの間の面を「第１の面３２ａ」とし、時計回り方向に「第２の面３２ｂ」、「第３の面３２ｃ」とする（図２参照）。
【００３４】
第１の角３２Ａの角度＝４５°
第２の角３２Ｂの角度＝４５°
第３の角３２Ｃの角度＝９０°
第１の角３２Ａと第２の角３２Ｂとの間の間隔：１５ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒２１．２１ｍｍ
第２の角３２Ｂと第３の角３２Ｃとの間の間隔：１５ｍｍ
第３の角３２Ｃと第１の角３２Ａとの間の間隔：１５ｍｍ
である。
【００３５】
そして、主プリズム３１の第６の面３１ｆに従プリズム３２の第１の面３２ａを張り合わせて、該張り合わせ面３３に偏光ビームスプリッタ２１が設けられて第１のプリズム３０が構成される（図４参照）。上記張り合わせ面３３に設けられた偏光ビームスプリッタ２１は偏光分離手段として機能する。
【００３６】
上記偏光回転手段２０によりＰ偏光成分ＬｐとＳ偏光成分Ｌｓとに等分されたレーザ光Ｌは第１のプリズム３０の従プリズム３２の第３の面３２ｃから直角に入光する（図２参照）。
【００３７】
従プリズム３２に入光したレーザ光ＬのうちＰ偏光成分Ｌｐは上記張り合わせ面３３に設けられた偏光ビームスプリッタ２１をほぼ１００％透過して主プリズム３１内に入光する。また、Ｓ偏光成分Ｌｓは上記偏光ビームスプリッタ２１においてほぼ１００％反射され、従プリズム３２の第２の面３２ｂから第１のプリズム３０の外に出射される（図２参照）。
【００３８】
そして、主プリズム３１内に入光したＰ偏光成分Ｌｐは、主プリズム３１の第４の面３１ｄ、第３の面３１ｃ、第１の面３１ａでそれぞれ内面反射をした後、偏光ビームスプリッタ２１に戻り、該偏光ビームスプリッタ２１を透過して従プリズム３２の第１の面３２ａから従プリズム３２内に入光し、その後、第１の従プリズム３２の第２の面３２ｂから第１のプリズム３０の外に出射される（図２参照）。
【００３９】
このとき、Ｐ偏光成分Ｌｐが主プリズム３１の偏光ビームスプリッタ２１において入光する位置と出射する位置とが同じになるため、既に偏光ビームスプリッタ２１で反射されたＳ偏光成分ＬｓとＰ偏光成分Ｌｐとが合成される（図２参照）。
【００４０】
また、合成されたＰ偏光成分ＬｐとＳ偏光成分Ｌｓとの間には、上述したようにＰ偏光成分Ｌｐが主プリズム３１内で内面反射を繰り返した分の光路差Ｌ１が生じる（図２参照）。
【００４１】
そして、この光路差Ｌ１は上述した具体的寸法例では、Ｐ偏光成分Ｌｐの光路長とＳ偏光成分Ｌｓの光路長との差は８０ｍｍとなっており、両偏光成分の光路差（Ｌ１＝８０ｍｍ）は該レーザ光Ｌのコヒーレンス長６０ｍｍよりも長いことになる。
【００４２】
このように、第１のプリズム３０は、Ｐ偏光成分ＬｐとＳ偏光成分Ｌｓとを分離する偏光分離手段２１としての機能と、それぞれの光路長に差を発生させる光路差発生手段２２としての機能とを備えている。
【００４３】
ところで、スペックルノイズを低減させるには、互いに干渉しない複数のレーザ光を用いて、それぞれのレーザ光により相関性のない多数のスペックルパターンを発生させて重ね合わせることが有効であることが知られている。
【００４４】
そして、上記Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とは干渉性を持たないため、両成分に等分したことだけで上記スペックルノイズの低減に有効かのように思われるが、実際には、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とがスクリーン１１で反射して散乱された時点で、偏光解消がなされるため、Ｐ偏光による散乱はＰ偏光（ＰＰ成分と称す。）とＳ偏光（ＰＳ成分と称す。）とを含み、Ｓ偏光による散乱はＳ偏光（ＳＳ成分と称す。）とＰ偏光（ＳＰ成分と称す。）とを含むことになる。
【００４５】
そのため、単にＰ偏光成分とＳ偏光成分とを等分しただけでは、ＰＰ成分とＳＰ成分とが、また、ＳＳ成分とＰＳ成分とが、それぞれ干渉してしまい、十分なスペックルノイズの低減にはならない。
【００４６】
そこで、上述したように、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とに等分することに加え、両偏光成分間にコヒーレンス長（６０ｍｍ）以上の光路差Ｌ１（上記例では８０ｍｍ）を発生させることで、両成分のレーザ光を無相関にして、スペックルノイズを低減することができる。
【００４７】
光強度分離手段２３は所定の形状をした第２のプリズム４０に備えられ各レーザ光（Ｐ偏光成分、Ｓ偏光成分）の強度を分離して、互いに平行な２つのレーザ光にするとともに、分離された２つのレーザ光間にレーザ光のコヒーレンス長（６０ｍｍ）以上の光路差Ｌ２を発生させる。
【００４８】
すなわち、第２のプリズム４０は板厚が一定で扁平な六角柱をした主プリズム４１と該主プリズム４１の板厚と同じ板厚で扁平な直角二等辺三角柱をした従プリズム４２とから成り、主プリズム４１の板厚が現れた一の面と従プリズム４２の板厚が現れた一の面とを張り合わせて全体として異形な六角柱に形成されている（図４、図５参照）。
【００４９】
主プリズム４１は、各対辺同士は平行で、また、対辺同士の長さが相違するように形成されている。主プリズム４１の各部の具体的数値は以下の通りである。なお、図４における上端の角部を「第１の角４１Ａ」とし、時計回り方向に「第２の角４１Ｂ」、「第３の角４１Ｃ」、・・・、「第６の角４１Ｆ」とする。また、第１の角４１Ａと第２の角４１Ｂとの間の面を「第１の面４１ａ」とし、時計回り方向に「第２の面４１ｂ」、「第３の面４１ｃ」、・・・、「第６の面４１ｆ」とする（図４参照）。
【００５０】
第１の角４１Ａの角度＝９０°
第２の角４１Ｂの角度＝１３５°
第３の角４１Ｃの角度＝１３５°
第４の角４１Ｄの角度＝９０°
第５の角４１Ｅの角度＝１３５°
第６の角４１Ｆの角度＝１３５°
第１の角４１Ａと第２の角４１Ｂとの間の間隔：１１ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒１５．５５４４ｍｍ
第２の角４１Ｂと第３の角４１Ｃとの間の間隔：５０ｍｍ
第３の角４１Ｃと第４の角４１Ｄとの間の間隔：１５ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒２１．２１ｍｍ
第４の角４１Ｄと第５の角４１Ｅとの間の間隔：１５ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒２１．２１ｍｍ
第５の角４１Ｅと第６の角４１Ｆとの間の間隔：４２ｍｍ
第６の角４１Ｆと第１の角４１Ａとの間の間隔：１９ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒２６．８６６ｍｍ
第２の面４１ｂと第５の面４１ｅとの間の間隔：３０ｍｍ
第１の角４１Ａと第４の角４１Ｄとの間の間隔：７６ｍｍ
である。
【００５１】
また、従プリズム４２の具体的数値は以下の通りである。なお、図４における左端の角部を「第１の角４２Ａ」とし、時計回り方向に「第２の角４２Ｂ」、「第３の角４２Ｃ」とする。また、第１の角４２Ａと第２の角４２Ｂとの間の面を「第１の面４２ａ」とし、時計回り方向に「第２の面４２ｂ」、「第３の面４２ｃ」とする（図４参照）。
【００５２】
第１の角４２Ａの角度＝４５°
第２の角４２Ｂの角度＝９０°
第３の角４２Ｃの角度＝４５°
第１の角４２Ａと第２の角４２Ｂとの間の間隔：１１ｍｍ
第２の角４２Ｂと第３の角４２Ｃとの間の間隔：１１ｍｍ
第３の角４２Ｃと第１の角４２Ａとの間の間隔：１１ｍｍ／Ｓｉｎ４５°≒１５．５５４ｍｍ
である。
【００５３】
そして、主プリズム４１の第１の面４１ａに従プリズム４２の第３の面４２ｃを張り合わせて、該張り合わせ面４３にハーフミラー２３が設けられて第２のプリズム４０が構成される（図４参照）。上記張り合わせ面４３に設けられたハーフミラー２３は光強度分離手段として機能する。なお、上記従プリズム４２を主プリズム４１に張り合わせるのは、レーザ光Ｌが第２のプリズム４０内に入光する面をレーザ光Ｌの光軸に対して直交させるためであり、これにより、レーザ光Ｌが主プリズム４１内に入光したときに、屈折することなく、所望の光路を通過させることができる（図４参照）。
【００５４】
そして、上記第１のプリズム３０を通過し合成されたＰ偏光成分ＬｐとＳ偏光成分Ｌｓとは第２のプリズム４０の従プリズム４２の第１の面４２ａから直角に入光する（図４参照）。
【００５５】
従プリズム４２に入光したレーザ光Ｌのうち、約５０％はハーフミラー２３により直角に反射して、第２の従プリズム４２の第２の面４２ｂから出射する。また、残りの約５０％のレーザ光Ｌは上記ハーフミラー２３を透過して、主プリズム４１内に入光する（図４参照）。
【００５６】
そして、主プリズム４１内に入光したレーザ光Ｌは、主プリズム４１の第３の面４１ｃ、第４の面４１ｄ、第６の面４１ｆでそれぞれ内面反射をした後、第２の面４１ｂから出射する（図４参照）。
【００５７】
このとき、主プリズム４１内を内面反射して通過したレーザ光は、上記ハーフミラー２３から主プリズム４１内に入光した位置と第２の面４１ｂから出射する位置との間でずれが生じているため、上記ハーフミラー２３で反射したレーザ光と主プリズム４１内を通過したレーザ光とは合成されず、光路が異なり、且つ、互いに平行になる（図４参照）。
【００５８】
そして、互いに平行にされた２つのレーザ光の間隔は、上述した具体的寸法例では、第１の面４１ａの下端の位置と第６の面４１ｆの下端の位置との差と同じ寸法、すなわち、８ｍｍとなっている（図４参照）。
【００５９】
また、上記ハーフミラー２３で反射したレーザ光と主プリズム４１内を通過したレーザ光との間には、主プリズム４１内を通過したレーザ光が主プリズム４１内で内面反射を繰り返した分の光路差Ｌ２が生じる。
【００６０】
上述した具体的寸法例によれば、主プリズム４１内を通過したレーザ光の光路長とハーフミラー２３で反射されたレーザ光の光路長との差は１５２ｍｍとなっており、両レーザ光の光路差Ｌ２（Ｌ２＝１５２ｍｍ）は、該レーザ光Ｌのコヒーレンス長６０ｍｍよりも長いことになる。
【００６１】
このように、第２のプリズム４０は、レーザ光Ｌの第１のプリズム３０によってＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分離され、且つ、光路差が与えられた２つの偏光成分Ｌｐ、Ｌｓの強度を分離する機能と、強度分離されたそれぞれのレーザ光の光路を互いに平行な２つの光路にすると共に、強度分離された２つのレーザ光間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる機能とを備えている。
【００６２】
しかして、第２のプリズム４０は、レーザ光Ｌを２つに分離することにより、この２つのレーザ光が、スクリーン１１に到達したときに、互いに異なる角度からスクリーン１１を照射することになり、異なるスペックルパターンを発生させる。
【００６３】
また、上記２つのレーザ光はコヒーレンス長（６０ｍｍ）以上の光路差Ｌ２（上記例では１５２ｍｍ）を有するため、互いに干渉性を有さない。このため、コヒーレンス長よりも長い光路差を有した２つのレーザ光を照射することはあたかも２本の無相関な光源によって照明したことと等価になり、さらなるスペックルノイズを低減することができる。
【００６４】
なお、この実施の形態においてはレーザ光を強度的に２つのレーザ光に分離するものについて説明したが、本発明における強度分離後のレーザ光の数は２本に限定されるものではなく、光学系の集光能力（Ｆ値）の許す限り多くの本数のレーザ光に分離することも本発明の技術的範囲に含まれ、可能な限り多くの本数に強度分離することにより、さらなるスペックルノイズの低減が可能になる。
【００６５】
ラインジェネレータエキスパンダ光学系４は、上記第２のプリズム４０から出射された複数本のレーザ光のビーム形状を変換して、１次元空間変調素子を照明するのに最適なライン状ビームに整形するものであり、一般的には円筒レンズで構成される（図１参照）。
【００６６】
フォーカスレンズ５は、ラインジェネレータエキスパンダ光学系４により整形された複数本のライン状ビームを１次元空間変調素子上の１点（１ライン）に集光するレンズで、一般的には円筒レンズで構成される（図１、図７参照）。
【００６７】
ＧＬＶ６は反射型の空間変調素子であり、帯状をした多数の微小リボン（メンブレンともいう。）６１、６２、６１、６２、・・・がエアギャップをもって基板６３上に並列配置された構成を有している（図６参照）。リボン６１、６２、６１、６２、・・・は、たとえば、６本一組で１ピクセルを構成し、縦方向、すなわち、上記ラインジェネレータエキスパンダ光学系４によって整形されたライン状ビームの延びる方向に多数、たとえば、１０８０個のピクセルが配置され、ＧＬＶ６の全体はライン状を成し、その大きさは、例えば、縦寸法が２８ｍｍ、横幅寸法（リボンの長さ）が２００μｍに形成されている。また、各リボン６１及び６２は幅３〜４μｍ程度で、シリコンプロセスによって上記基板６３上に形成されている。そして、このＧＬＶ６にはリボン６１、６２、・・・が各リボン６１、６２、・・・の幅方向に数千本例えば、６４８０本が縦方向に配列されている。
【００６８】
１ピクセルを構成する６本のリボン６１、６２、６１、６２、６１、６２のうち、１本おきの３本のリボン６１、６１、６１には共通の電圧が印加されるような配線及び電気回路が形成されており、電圧を印加していない場合（ピクセル消灯時：Ｐｉｘｅｌ Ｏｆｆ）、６本のリボン６１、６２、６１、６２、６１、６２はそれぞれの表面が同一の平面内に位置されて平面反射鏡として作用し、入射光Ｌｉは鏡面反射する（図６（ａ）参照）。
【００６９】
一方、電圧を印加すると（ピクセル点灯時：Ｐｉｘｅｌ Ｏｎ）、静電力により、リボン６１、６１、６１は基板６３側に変位し、リボン６１、６２、６１、６２、６１、６２は各面が交互に微少な凹凸が連続した面を構成して回折格子として機能し、反射光Ｌｏは鏡面反射成分（０次光）Ｌｏ０と、回折成分（±１次回折光）±Ｌｏ１とに分離される（図６（ｂ）参照）。リボン６１、６１、６１の変位量が入射光Ｌｉの波長の４分の１のとき、±１次回折光±Ｌｏ１の強度が最大になる。
【００７０】
尚、図中に示す光ビーム「＋Ｌｏ１、Ｌｏ０、−Ｌｏ１」はＧＬＶ６による回折光を表しており、「＋Ｌｏ１」が＋１次回折光、「Ｌｏ０」が０次（回折）光、−Ｌｏ１が−１次回折光をそれぞれ示す。
【００７１】
そして、ＧＬＶ６を用いて画像を形成するには、上記リボン６１、６１、６１を画像信号により駆動させ、ＧＬＶ６によって分離された０次光Ｌｏ０を遮蔽して、±１次回折光±Ｌｏ１だけを取り出すことにより、画素単位の強度変調が為される。すなわち、ＧＬＶ６が１次元空間変調素子として機能する。
【００７２】
そこで、この１次回折光±Ｌｏ１のみを選択するために、ＧＬＶ６のフーリエ面で空間的フィルタリング（シュリーレンフィルタリング）を行う上記シュリーレンフィルタ８が設けられる（図１、図７参照）。
【００７３】
シュリーレンフィルタ８はリレー光学系７によって結像された１次元画像付近、すなわち、リレー光学系７の瞳位置に配置される。これは、±１次回折光±Ｌｏ１とそれ以外の方向に反射／回折される光とをできるだけ高いコントラストで分離するためであり、それらが互いに最も空間的に分離した位置が瞳位置であるからである（図１参照）。
【００７４】
なお、リレー光学系７は図１に示すような投影型のものを使用することができるし、また、所謂オフナーリレー系のような反射型のものを使用することもできる。
【００７５】
図７はシュリーレンフィルタ光学系の要部について示したものである。図７では図示しない光源からの光ビームが、フォーカスレンズ５により集光されてＧＬＶ６に照射され、その回折光がリレー光学系７、シュリーレンフィルタ８、投影レンズ系９をこの順で透過して出射される。
【００７６】
なお、シュリーレンフィルタ８には、±１次回折光±Ｌｏ１だけを透過させるシュリーレンフィルタ（以下、「透過型シュリーレンフィルタ」という。）と、±１次回折光±Ｌｏ１だけを反射させるシュリーレンフィルタ（以下、「反射型シュリーレンフィルタ」という。）とがある。また、ここで「透過」には単なる「通過」も含まれるものとする。以下、同じ。
【００７７】
透過型シュリーレンフィルタは遮蔽板に±１次回折光を透過させるための開口又は透過部を形成することにより構成され、また、反射型シュリーレンフィルタは遮蔽板に±１次回折光±Ｌｏ１を反射させるための反射部を形成することにより構成される。
【００７８】
ここでは、透過型シュリーレンフィルタ８を例に挙げて説明する（図７参照）。
【００７９】
透過型シュリーレンフィルタ８は、遮蔽板８１に適宜離間した位置に２つの矩形状の開口８２、８２が形成されており、該開口８２、８２は±１次回折光±Ｌｏ１だけが透過する大きさに形成され、これにより、０次光Ｌｏ０が遮蔽されて、±１次回折光±Ｌｏ１だけがフィルタリングされる（図７参照）。
【００８０】
ところで、上記したＧＬＶ６及びシュリーレンフィルタ８を用いてフルカラーの２次元画像を表示するためには、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色のレーザ光（赤色レーザ光、緑色レーザ光、青色レーザ光）を用い、それぞれに対応する３枚のＧＬＶ（空間変調素子）６、６、６を照明するが必要であり、これら３枚のＧＬＶ６、６、６で変調されたレーザ光を合成することによってフルカラーの２次元画像を表示することができる。
【００８１】
そして、上述したように、ＧＬＶ６を画像信号で制御することにより、±１次回折光±Ｌｏ１が変調され、無段階の階調を実現することができ、１次元画像が作られる（図６、図７参照）。
【００８２】
次に、±１次回折光±Ｌｏ１を投影レンズ系９に透過させ、１次元画像を拡大投影する（図１参照）。
【００８３】
そして、投影レンズ系９により拡大された１次元画像を１次元画像方向に直交する方向にガルバノミラー１０で走査することにより、スクリーン１１上に２次元画像が表示される（図１参照）。
【００８４】
なお、ＧＬＶ６やガルバノミラー１０などの駆動制御手段については図示及び説明を省略する。また、上記実施の形態にあっては、１次元画像を２次元画像に変換する手段としてガルバノミラー１０を示したが、これに限らず、ポリゴンミラーなどのような他の機械式光走査器を用いることも可能である。
【００８５】
しかして、上記画像表示装置１にあっては、偏光回転手段２０でレーザ光をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに等分し、かつ、偏光分離手段２１及び光路差発生手段２２でＰ偏光成分とＳ偏光成分とにコヒーレンス長（６０ｍｍ）以上の光路差Ｌ１（＝８０ｍｍ）を設けることができ、両レーザ光（Ｐ偏光成分とＳ偏光成分）を無相関にすることができ、結果として、スペックルノイズを低減することができる。
【００８６】
また、ハーフミラー２３により各Ｐ偏光成分とＳ偏光成分をそれぞれ光強度分離するとともに、第２のプリズム４０の主プリズム４１により光強度分離された２つのＰ偏光成分間及び光強度分離された２つのＳ偏光成分間でコヒーレンス長（６０ｍｍ）以上の光路差Ｌ２（＝１５２ｍｍ）を設けることができ、且つ、光路を異にする、すなわち、相関性のない多数のスペックルパターンを発生させることができ、さらなるスペックルノイズを低減することができる。
【００８７】
しかも、上記画像表示装置１にあっては、偏光分離手段２１及び光路差発生手段２２を１つの光学部品である第１のプリズム３０に構成したので、部品点数を削減することができる。
【００８８】
さらに、上記画像表示装置１にあっては、光路差発生手段２２により生ずる光路差Ｌ１（＝８０ｍｍ）と上記主プリズム４１により生ずる光路差Ｌ２（＝１５２ｍｍ）との差の絶対値（｜８０ｍｍ−１５２ｍｍ｜＝７２ｍｍ）をコヒーレンス長（６０ｍｍ）以上にしたため、偏光ビームスプリッタ２１による分離比が１００％に満たない場合にあっても、スクリーン上１１での干渉縞の発生を抑えることができ、スペックルノイズを低減することができる。
【００８９】
以下に、偏光ビームスプリッタ２１による分離比が１００％に満たない場合について説明する（図８参照）。
【００９０】
たとえば、上記偏光ビームスプリッタ２１の分離比が９０％であった場合、Ｐ偏光成分のうち９０％は、第１の主プリズム３１内を通過して光路差Ｌ１が与えられて第１のプリズム３０から出射し、また、残りの１０％は偏光ビームスプリッタ２１により分離されず、Ｓ偏光成分と合成されたまま第１のプリズム３０から出射する（図８参照）。
【００９１】
光路差Ｌ１（８０ｍｍ）が与えられたＰ偏光成分（Ｐ偏光成分全体の９０％）はハーフミラー２３によりその５０％（Ｐ偏光成分全体の４５％）が反射されて第２のプリズム４０から出射し、残りの５０％（Ｐ偏光成分全体の４５％）は第２の主プリズム４１内を通過して光路差Ｌ２（１５２ｍｍ）が与えられて第２のプリズム４０から出射する（図８参照）。
【００９２】
また、偏光ビームスプリッタ２１で分離されなかったＰ偏光成分（取り残し偏光成分）は、Ｓ偏光成分と合成されたまま第２のプリズム４０に入光し、ハーフミラー２３によりその５０％（Ｐ偏光成分全体の５％）が反射されて第２のプリズム４０から出射し、残りの５０％（Ｐ偏光成分全体の５％）は第２の主プリズム４１内を通過して光路差Ｌ２（１５２ｍｍ）を与えられて第２のプリズム４０から出射する。なお、図８ではＰ偏光成分のレーザ光Ｌｐのみを示す。
【００９３】
これをまとめると、Ｐ偏光成分のレーザ光Ｌｐは、偏光ビームスプリッタ２１及びハーフミラー２３で全反射する成分（以下、「成分▲１▼」という。）、偏光ビームスプリッタ２１を透過し第１のプリズム３０内を通過して、ハーフミラー２３で全反射される成分（以下、「成分▲２▼」という。）、偏光ビームスプリッタ２１で全反射し、ハーフミラー２３を透過し第２の主プリズム４１内を通過する成分（以下、「成分▲３▼」という。）、偏光ビームスプリッタ２１を透過し第１のプリズム３０内を通過して、さらに、ハーフミラー２３を透過し第２の主プリズム４１内を通過する成分（以下、「成分▲４▼」という。）の４つの成分に分けられる（図８参照）。
【００９４】
成分▲１▼のレーザ光の光路長を基準とすると、成分▲２▼のレーザ光は成分▲１▼のレーザ光に対する光路差Ｌ▲２▼（以下、単に「成分▲２▼の光路差」という。）がＬ１（８０ｍｍ）に、成分▲３▼のレーザ光は成分▲１▼のレーザ光に対する光路差Ｌ▲３▼（以下、単に「成分▲３▼の光路差」という。）がＬ２（１５２ｍｍ）に、成分▲４▼のレーザ光は成分▲１▼のレーザ光に対する光路差Ｌ▲４▼（以下、単に「成分▲４▼の光路差」という。）がＬ１＋Ｌ２（８０＋１５２＝２３２ｍｍ）ということになる（図８参照）。
【００９５】
仮に、Ｐ偏光成分のうち上記成分▲２▼の光路差Ｌ▲２▼と成分▲３▼の光路差Ｌ▲３▼との差の絶対値がコヒーレンス長より短い場合、すなわち、次の式の関係にある場合は、
｜Ｌ▲２▼−Ｌ▲３▼｜＜コヒーレンス長（６０ｍｍ）
成分▲２▼のレーザ光と成分▲３▼のレーザ光とがスクリーン１１上で干渉縞を形成してしまい、スペックルノイズを発生させてしまうことになる。
【００９６】
しかし、上述した実施の形態の画像表示装置１にあっては、上記成分▲２▼の光路差Ｌ▲２▼と成分▲３▼の光路差Ｌ▲３▼との差の絶対値がコヒーレンス長よりも長いので、すなわち、次の式を満足しているので、
｜Ｌ▲２▼（８０ｍｍ）−Ｌ▲３▼（１５２ｍｍ）｜＞コヒーレンス長（６０ｍｍ）
成分▲２▼のレーザ光と成分▲３▼のレーザ光とがスクリーン１１上において干渉縞を形成することはない。
【００９７】
したがって、上記画像表示装置１にあっては、偏光ビームスプリッタ２１の分離比が１００％でない場合であっても、上記光路差発生手段２２により生ずる光路差Ｌ１と上記主プリズム４１により生ずる光路差Ｌ２との差の絶対値をコヒーレンス長以上にしたので、分離されなかった一方の偏光成分（取り残し偏光成分）と分離された一方の偏光成分とがスクリーン上で干渉縞を形成してしまうことを防止することができ、スクリーン上におけるノイズを低減することができる。
【００９８】
図９は上記偏光分離手段及び光路差発生手段の変形例を示す。
【００９９】
偏光分離手段２１Ａは、上記偏光分離手段２１と同様に、偏光回転手段２０の後段に配置され、平板状の偏光ビームスプリッタ２１Ａとして構成される。
【０１００】
偏光ビームスプリッタ２１Ａは光軸に対して４５°の傾斜角で配置され、これにより、Ｐ偏光成分のレーザ光は偏光ビームスプリッタ２１Ａを略まっすぐ透過し、また、Ｓ偏光成分のレーザ光は偏光ビームスプリッタ２１ＡでＰ偏光成分のレーザ光に対してほぼ直交する方向に反射される（図９参照）。
【０１０１】
偏光ビームスプリッタ２１Ａの後段であって上記Ｐ偏光成分のレーザ光が進んだ側には２つの全反射ミラー９０、９１から成る光路差発生手段２２Ａが配置されている（図９参照）。
【０１０２】
第１の全反射ミラー９０は、偏光ビームスプリッタ２１Ａを透過したＰ偏光成分のレーザ光が入射角４５°／２＝２２．５°で反射するように配置されている（図９参照）。
【０１０３】
第２の全反射ミラー９１は上記第１の全反射ミラー９０で反射されたＰ偏光成分のレーザ光が入射角４５°／２＝２２．５°で反射し、かつ、反射したレーザ光が上記偏光ビームスプリッタ２１Ａの入光した位置に戻るような位置に配置されている（図９参照）。
【０１０４】
また、上記２つの全反射ミラー９０、９１は光路差発生手段２２Ａを通過したＰ偏光成分のレーザ光の光路長が８０ｍｍになるような位置関係に配置されている（図９参照）。
【０１０５】
そして、光路差発生手段２２Ａを通過したＰ偏光成分のレーザ光は再び偏光ビームスプリッタ２１Ａを透過して上記Ｓ偏光成分のレーザ光と合成される。
【０１０６】
しかして、この変形例にかかる偏光ビームスプリッタ２１Ａと光路差発生手段２２Ａにあっても、レーザ光をＰ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光とに分離すると共に、両成分のレーザ光の間に光路差を形成するため、この変形例にかかる偏光ビームスプリッタ２１Ａ及び光路差発生手段２２Ａは上述した第１のプリズム３０と同様の機能を有する。
【０１０７】
そして、上記光路差発生手段２２Ａにあっては、上記第１のプリズム３０と同様に、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との光路差が８０ｍｍになるように設定されており、これにより、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との光路差がレーザ光のコヒーレンス長６０ｍｍよりも大きくなり、両レーザ光（Ｐ偏光成分とＳ偏光成分）を無相関にすることができ、結果として、スペックルノイズを低減することができる。
【０１０８】
図１０は上記偏光分離手段及び光路差発生手段の別の変形例と光強度分離手段４０を示す。
【０１０９】
この別の変形例にかかる偏光分離手段２１Ｂ及び光路差発生手段２２Ｂは１つのプリズム（以下、「第３のプリズム」という。）１００として構成されている（図１０参照）。
【０１１０】
該第３のプリズム１００が上記第１のプリズム３０と相違する点は、第１のプリズム３０はＰ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光とを分離しかつその後合成するものであるのに対して、この第３のプリズム１００はレーザ光をＰ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光とを分離した後、両偏光成分を合成しない点である。そのため、第３のプリズム１００を通過したＰ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光とはそれぞれの光路を異にする（図１０参照）。
【０１１１】
すなわち、第３のプリズム１００は、板厚が一定で扁平な六角柱をした主プリズム１０１と該主プリズム１０１の板厚と同じ板厚で扁平な直角二等辺三角柱をした従プリズム１０２とから成り、主プリズム１０１の板厚が現れた一の面と従プリズム１０２の板厚が現れた一の面とを張り合わせて全体として異形な六角柱に形成されている（図１０参照）。
【０１１２】
主プリズム１０１は、各対辺同士は平行で、また、対辺同士の長さが相違するように形成されている。なお、主プリズム１０１について、図１０における左端の角部を「第１の角１０１Ａ」とし、時計回り方向に「第２の角１０１Ｂ」、「第３の角１０１Ｃ」、・・・、「第６の角１０１Ｆ」とする。また、第１の角１０１Ａと第２の角１０１Ｂとの間の面を「第１の面１０１ａ」とし、時計回り方向に「第２の面１０１ｂ」、「第３の面１０１ｃ」、・・・、「第６の面１０１ｆ」とする（図１０参照）。
【０１１３】
また、従プリズム１０２について、図１０における上端の角部を「第１の角１０２Ａ」とし、時計回り方向に「第２の角１０２Ｂ」、「第３の角１０２Ｃ」とする。また、第１の角１０２Ａと第２の角１０２Ｂとの間の面を「第１の面１０２ａ」とし、時計回り方向に「第２の面１０２ｂ」、「第３の面１０２ｃ」とする（図１０参照）。
【０１１４】
そして、主プリズム１０１の第６の面１０１ｆに従プリズム１０２の第１の面１０２ａを張り合わせて、第３のプリズム１００が構成される（図１０参照）。
【０１１５】
また、上記張り合わせ面１０３には偏光ビームスプリッタ２１Ｂが設けられ、該偏光ビームスプリッタ２１Ｂが偏光分離手段として機能する。なお、上記従プリズム１０２を主プリズム１０１に張り合わせるのは、レーザ光Ｌが第３のプリズム１００内に入光する面をレーザ光Ｌの光軸に対して直交させるためであり、これにより、レーザ光Ｌが主プリズム１０１内に入光したときに、屈折することなく、所望の光路を通過させることができる（図１０参照）。
【０１１６】
上記偏光回転手段２０によりＰ偏光成分ＬｐとＳ偏光成分Ｌｓとに等分されたレーザ光Ｌは第３のプリズム１００の従プリズム１０２の第３の面１０２ｃから直角に入光する（図１０参照）。
【０１１７】
従プリズム１０２に入光したレーザ光ＬのうちＰ偏光成分Ｌｐは上記張り合わせ面１０３に設けられた偏光ビームスプリッタ２１Ｂをほぼ１００％透過して主プリズム１０１内に入光する。また、Ｓ偏光成分Ｌｓは上記偏光ビームスプリッタ２１Ｂにおいてほぼ１００％反射され、従プリズム１０２の第２の面１０２ｂから第３のプリズム１００の外に出射される（図１０参照）。
【０１１８】
そして、主プリズム１０１内に入光したＰ偏光成分Ｌｐは、主プリズム１０１の第４の面１０１ｄ、第３の面１０１ｃ、第１の面１０１ａでそれぞれ内面反射をした後、偏光ビームスプリッタ２１Ｂに戻り、該偏光ビームスプリッタ２１Ｂを透過して従プリズム１０２の第１の面１０２ａから従プリズム１０２内に入光し、その後、第１の従プリズム１０２の第２の面１０２ｂから第１のプリズム１００の外に出射される（図１０参照）。
【０１１９】
このとき、主プリズム１０１内を内面反射して通過したＰ偏光成分のレーザ光は、上記偏光ビームスプリッタ２１Ｂにおける主プリズム１０１内に入光した位置と偏光ビームスプリッタ２１Ｂから主プリズム１０１外に出射した位置とにずれが生じ、上記偏光ビームスプリッタ２１Ｂで反射したＳ偏光成分のレーザ光と主プリズム１０１内を通過したＰ偏光成分のレーザ光とは合成されず、光路を異し、且つ、互いに平行になる（図１０参照）。
【０１２０】
そして、光路差が与えられ、かつ、光路を異にされたＰ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光とが、上記第２のプリズム４０に入光すると、それぞれの成分のレーザ光はさらに２つのレーザ光に分離され、したがって、第２のプリズム４０から出射されたときには４つのレーザ光に分離される（図１０参照）。
【０１２１】
しかして、この別の変形例にかかる偏光ビームスプリッタ２１Ｂと光路差発生手段２２Ｂにあっては、レーザ光をＰ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光とに分離し、両成分のレーザ光の間に光路差が形成されると共に、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との光路をそれぞれ異なるようにすることができるため、これらがスクリーンに到達したときに、互いに異なる角度からスクリーンに届くことになるため、異なるスペックルパターンを発生させることができ、さらなるスペックルノイズを低減することができる（図１０参照）。
【０１２２】
なお、上記実施の形態においては、偏光分離手段、光路差発生手段、光強度分離手段をこの順にレーザ光がこれらを通過するように配置したものについて説明したが、請求項３及び請求項８にかかる発明にあってはこれに限らず、例えば、光強度分離手段を偏光分離手段の前段に配置するようにしても良い。
【０１２３】
また、上記実施の形態において示した各部の具体的な形状乃至構造は、何れも本発明を実施するに当たって行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【０１２４】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明画像表示装置における照明光学装置は、レーザ光を空間変調素子に照射し該レーザ光を空間変調素子に入力される画像信号に基づき変調させることにより画像を表示する画像表示装置における照明光学装置であって、上記レーザ光の偏光成分をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに等分する偏光回転手段と、該偏光回転手段により等分されたＰ偏光成分とＳ偏光成分を分離する偏光分離手段と、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光路差発生手段とを備えたことを特徴とする。
【０１２５】
また、本発明画像表示装置は、レーザ光を空間変調素子に照射し該レーザ光を空間変調素子に入力される画像信号に基づき変調させることにより画像を表示する画像表示装置であって、上記空間変調素子を照射する照明光学装置が、上記レーザ光の偏光成分をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに等分する偏光回転手段と、該偏光回転手段により等分されたＰ偏光成分とＳ偏光成分とを分離する偏光分離手段と、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光路差発生手段とを備えたことを特徴とする。
【０１２６】
したがって、本発明によれば、Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との分離に加え、両偏光成分間にコヒーレンス長以上の光路差を発生させることで、両レーザ光を無相関にすることができ、よって、スペックルノイズを低減することができる。
【０１２７】
請求項２及び請求項７に記載した発明にあっては、上記偏光分離手段と光路差発生手段とを１つのプリズムに構成したので、部品点数を削減することができる。
【０１２８】
請求項３及び請求項８に記載した発明にあっては、上記レーザ光の強度を分離して、互いに平行な２以上のレーザ光にするとともに、分離された２以上のレーザ光間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光強度分離手段を備えたので、レーザ光を複数に分離し、しかも、分離された複数のレーザ光の光路長に互いにコヒーレンス長以上の光路差を形成することができ、よって、これら複数のレーザ光が、スクリーンに到達したときに、互いに異なる角度からスクリーンに届くため、異なるスペックルパターンを発生させることができ、さらなるスペックルノイズを低減することができる。
【０１２９】
請求項４及び請求項９に記載した発明にあっては、上記光路差発生手段により生ずる光路差Ｌ１と上記光強度分離手段により生ずる光路差Ｌ２との差の絶対値をコヒーレンス長以上にしたので、偏光分離手段による分離比が１００％に満たない場合であっても、分離されなかった一方の偏光成分と分離された一方の偏光成分とがスクリーン上で干渉縞を形成してしまうことがなく、スクリーン上におけるノイズを低減することができる。
【０１３０】
請求項５及び請求項１０に記載した発明にあっては、上記空間変調素子をグレーティングライトバルブとしたので、継ぎ目のない（シームレス）鮮明で明るい画像を表示することができる。また、グレーティングライトバルブはマイクロマシン技術を用いて安価なコストで作成できるため、画像表示装置の製造コストを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図１０と共に本発明画像表示装置における照明光学装置及び画像表示装置の実施の形態を示すものであり、本図は画像表示装置全体を説明するための概略図である。
【図２】図３と共に第１のプリズムを拡大して示すものであり、本図は平面図である。
【図３】板厚方向から見た側面図である。
【図４】図５と共に第２のプリズムを拡大して示すものであり、本図は平面図である。
【図５】板厚方向から見た側面図である。
【図６】グレーティングライトバルブを説明するための概略図であり、（ａ）はピクセルオフの状態を、（ｂ）はピクセルオンの状態を示す。
【図７】グレーティングライトバルブとシュリーレンフィルタとの光学的関係を概略的に示す斜視図である。
【図８】偏光分離手段と光路差発生手段とにおいて、各偏向成分のレーザ光の光路を説明するための平面図である。
【図９】偏光分離手段及び光路差発生手段の変形例を概略的に示す平面図である。
【図１０】偏光分離手段及び光路差発生手段の別の変形例を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
１…画像表示装置、６…グレーティングライトバルブ（空間変調素子）、Ｌ…レーザ光、Ｌｐ…Ｐ偏光成分、Ｌｓ…Ｓ偏光成分、２０…偏光回転手段、２１…偏光ビームスプリッタ（偏光分離手段）、２２…光路差発生手段、２３…ハーフミラー（光強度分離手段）、３０…第１のプリズム、２１Ａ…偏光ビームスプリッタ（偏光分離手段）、２２Ａ…光路差発生手段、２１Ｂ…偏光ビームスプリッタ（偏光分離手段）、２２Ｂ…光路差発生手段

Claims (10)

1. レーザ光を空間変調素子に照射し該レーザ光を空間変調素子に入力される画像信号に基づき変調させることにより画像を表示する画像表示装置における照明光学装置であって、
   上記レーザ光の偏光成分をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに等分する偏光回転手段と、
   該偏光回転手段により等分されたＰ偏光成分とＳ偏光成分を分離する偏光分離手段と、
   Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光路差発生手段とを備えた
   ことを特徴とする画像表示装置における照明光学装置。
2. 上記偏光分離手段と光路差発生手段とを１つのプリズムに構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置における照明光学装置。
3. 上記レーザ光の強度を分離して、互いに平行な２以上のレーザ光にするとともに、分離された２以上のレーザ光間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光強度分離手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置における照明光学装置。
4. 上記光路差発生手段により生ずる光路差と上記光強度分離手段により生ずる光路差との差の絶対値をコヒーレンス長以上にした
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置における照明光学装置。
5. 上記空間変調素子がグレーティングライトバルブである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置における照明光学装置。
6. レーザ光を空間変調素子に照射し該レーザ光を空間変調素子に入力される画像信号に基づき変調させることにより画像を表示する画像表示装置であって、
   上記空間変調素子を照射する照明光学装置が、
   上記レーザ光の偏光成分をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに等分する偏光回転手段と、
   該偏光回転手段により等分されたＰ偏光成分とＳ偏光成分とを分離する偏光分離手段と、
   Ｐ偏光成分のレーザ光とＳ偏光成分のレーザ光との間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光路差発生手段とを備えた
   ことを特徴とする画像表示装置。
7. 上記偏光分離手段と光路差発生手段とを１つのプリズムに構成した
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
8. 上記レーザ光の強度を分離して、互いに平行な２以上のレーザ光にするとともに、分離された２以上のレーザ光間にレーザ光のコヒーレンス長以上の光路差を発生させる光強度分離手段を備えた
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
9. 上記光路差発生手段により生ずる光路差と上記光強度分離手段により生ずる光路差との差の絶対値をコヒーレンス長以上にした
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
10. 上記空間変調素子がグレーティングライトバルブである
    ことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。

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