JP2012098708A - 照明装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化および光の利用率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減することが可能な照明装置および表示装置を提供する。
【解決手段】照明装置は、レーザ光源を含む光源部と、レーザ光源からのレーザ光が進行する光路上に配設された光学素子と、照明光を出射する光学部材と、光学素子と光学部材との間の相対位置を変位させることにより、光学部材の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる駆動部とを備えている。
【選択図】図１

Description

本開示は、レーザ光を含む光を照射する照明装置、およびそのような照明装置を用いて映像表示を行う表示装置に関する。

プロジェクタ（投射型表示装置）の主要部品の１つである光学モジュールは、一般に、光源を含む照明光学系（照明装置）と、光変調素子を含む投射光学系（投影光学系）とから構成されている。このようなプロジェクタの分野では、近年、マイクロプロジェクタと呼ばれる小型（手のひらサイズ）かつ軽量な携帯型プロジェクタが普及し始めている。このマイクロプロジェクタでは、従来、照明装置の光源として主にＬＥＤ（Light Emitting Diode）が使用されている。

一方で、最近では照明装置の新たな光源として、レーザが注目されている。例えば、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色のレーザ光を用いたプロジェクタとして、従来から気体レーザを用いたものが知られている。このように、レーザを光源として用いたプロジェクタは、例えば特許文献１，２において提案されている。光源としてレーザを用いることにより、色再現範囲が広く、かつ消費電力も小さいプロジェクタを得ることができる。

特開昭５５−６５９４０号公報 特開平６−２０８０８９号公報

ところで、レーザ光のようなコヒーレント光を拡散面に照射すると、通常の光では見られない斑点上の模様が観察される。このような模様は、スペックル模様と呼ばれている。このスペックル模様は、拡散面の各点で散乱された光が、面上の微視的な凹凸に応じたランダムな位相関係で干渉し合うために生じるものである。

ここで、上記したレーザを光源として用いたプロジェクタでは、スクリーン上において、このようなスペックル模様（干渉パターン）が表示画像に重畳される。このため、人間の眼には強度のランダムノイズとして認識され、表示画質が低下してしまうことになる。このように、スペックル模様の発生は、コヒーレント性を有するレーザ光を光源として用いる場合に共通の問題であることから、従来、スペックル模様（スペックルノイズ）の発生を低減させるための様々な試みがなされている。

例えば、上記特許文献１では、レーザを光源として用いたプロジェクタにおいて、このようなスペックル模様の発生を低減させるため、圧電素子を用いてスクリーンを微小振動させている。一般に、人間の眼および脳は、約２０〜５０ｍｓ内の画像のちらつきは判別できない。つまり、その時間内の画像は眼の中で積分され、平均化されている。したがって、この時間内に、スクリーン上において独立のスペックルパターンを多数重畳させることにより、スペックルノイズを人間の眼の中で気にならない程度に平均化しようとするものである。しかしながら、この手法では、大型のスクリーン自体を微小振動させる必要があるため、装置構成が大型化してしまうという問題があった。

一方、上記特許文献２では、拡散素子を機械的に回転させることにより、スペックルパターンの位置をスクリーン上で高速に変位させ、スペックルノイズが人の眼に検知されないようにしている。しかしながら、この手法では拡散素子を用いて光を拡散させているため、光の利用効率が低下してしまうという問題があった。

本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、小型化および光の利用効率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減することが可能な照明装置および表示装置を提供することにある。

本開示の照明装置は、レーザ光源を含む光源部と、レーザ光源からのレーザ光が進行する光路上に配設された光学素子と、照明光を出射する光学部材と、光学素子と光学部材との間の相対位置を変位させることにより、光学部材の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる駆動部とを備えたものである。

本開示の表示装置は、上記本開示の照明装置と、この照明装置からの照明光を映像信号に基づいて変調する光変調素子とを備えたものである。

本開示の照明装置および表示装置では、レーザ光が進行する光路上に配設された光学素子と照明光を出射する光学部材との間の相対位置が変位することにより、レーザ光に起因した干渉パターンの発生が低減する。また、光学部材の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方（入射位置、入射角度、または、入射位置および入射角度の双方）が変化することにより、上記した相対位置の変位がなされても、光学素子から光学部材への入射の際における光損失が、低減もしくは回避される。

本開示の照明装置および表示装置によれば、レーザ光が進行する光路上に配設された光学素子と照明光を出射する光学部材との間の相対位置を変位させることによって、光学部材の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させるようにしたので、光学素子から光学部材への入射の際の光損失を低減もしくは回避しつつ、レーザ光に起因した干渉パターンの発生を低減することができる。よって、小型化および光の利用効率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。

本開示の一実施の形態に係る表示装置の全体構成を表す図である。 図１に示したプリズムアレイの詳細構成を模式的に表す斜視図である。 比較例に係る表示装置の全体構成を表す図である。 図２に示したプリズムアレイの作用について説明するための模式図である。 プリズムアレイの振動によるビームスキャンについて説明するための模式図である。 プリズムアレイのピッチとフライアイレンズのピッチとの関係について説明するための模式図である。 非照射領域の発生原理について説明するための模式図である。 変形例１に係るプリズムアレイの構成を模式的に表す断面図である。 変形例２に係る照明装置の要部構成を表す図である。 変形例３に係る照明装置の要部構成を表す図である。 変形例４に係る光学素子の構成を模式的に表す図である。 図１１に示した光学素子の詳細構成を表す模式図である。 図１２に示した各パラメータの一例を表す図である。 図１１に示した光学素子の作用について説明するための模式図である。 変形例５に係る光学素子の構成を模式的に表す図である。 変形例６に係る光学素子の構成を模式的に表す図である。 変形例７に係る照明装置の要部構成を表す図である。 変形例８に係る照明装置の要部構成を表す図である。 他の変形例に係る光学素子の構成を模式的に表す図である。 他の変形例に係る光学素子の構成を模式的に表す図である。 他の変形例に係る光学素子の構成を模式的に表す図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．実施の形態（光学素子としてプリズムアレイを用いた例）
２．変形例
変形例１（プリズムアレイ内に回折格子を設けた例）
変形例２（光学素子として回折素子を用いた例）
変形例３（光学素子としてレンズ（コリメータレンズ）を用いた例）
変形例４，５（凸状曲面および凹状曲面を有する光学素子を用いた例）
変形例６（光学素子としてマイクロレンズアレイを用いた例）
変形例７（光軸に沿って複数の光学素子を設けた例）
変形例８（光学素子・フライアイレンズ間の相対的位置関係を変化させる手法）
その他の変形例

＜実施の形態＞
［表示装置３の全体構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る表示装置（表示装置３）の全体構成を表すものである。この表示装置３は、スクリーン３０（被投射面）に対して映像（映像光）を投射する投射型の表示装置であり、照明装置１と、この照明装置１からの照明光を用いて映像表示を行うための光学系（表示光学系）とを備えている。

（照明装置１）
照明装置１は、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇ、青色レーザ１１Ｂ、レンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、ダイクロイックプリズム１３１，１３２、プリズムアレイ１４、駆動部１５、コリメータレンズ１６、フライアイレンズ１７およびコンデンサレンズ１８を備えている。なお、図中に示したＺ０は光軸を表している。

赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、赤色レーザ光、緑色レーザ光または青色レーザ光を発する３種類の光源である。これらのレーザ光源により光源部が構成されており、ここでは、これら３種類の光源がいずれもレーザ光源となっている。赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、例えば半導体レーザや固体レーザ等からなる。なお、例えばこれらのレーザ光源がそれぞれ半導体レーザである場合、一例として、赤色レーザ光の波長λｒ＝６００〜７００ｎｍ程度、緑色レーザ光の波長λｇ＝５００〜６００ｎｍ程度、青色レーザ光の波長λｂ＝４００〜５００ｎｍ程度である。

レンズ１２Ｒ，１２Ｇは、赤色レーザ１１Ｒから出射された赤色レーザ光および緑色レーザ１１Ｇから出射された緑色レーザ光をそれぞれコリメートして（平行光として）、ダイクロイックプリズム１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。同様に、レンズ１２Ｂは、青色レーザ１１Ｂから出射されたレーザ光をコリメートして（平行光として）、ダイクロイックプリズム１３２と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。なお、これらのレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって、ここでは入射した各レーザ光をコリメートしている（平行光としている）が、この場合には限られず、レンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによってコリメートしなくてもよい（平行光としてなくてもよい）。ただし、上記のようにコリメートしたほうが装置構成の小型化を図ることができるため、より望ましいと言える。

ダイクロイックプリズム１３１は、レンズ１２Ｒを介して入射した赤色レーザ光を選択的に透過させる一方、レンズ１２Ｇを介して入射した緑色レーザ光を選択的に反射させるプリズムである。ダイクロイックプリズム１３２は、ダイクロイックプリズム１３１から出射した赤色レーザ光および緑色レーザ光を選択的に透過させる一方、レンズ１２Ｂを介して入射した青色レーザ光を選択的に反射させるプリズムである。これにより、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光に対する色合成（光路合成）がなされるようになっている。

プリズムアレイ１４は、光源とフライアイレンズ１７との間の光路上（レーザ光の光路上；具体的には、ダイクロイックプリズム１３２とコリメータレンズ１６との間の光路上）に配置されており、本開示における「光学素子」の一具体例に対応するものである。プリズムアレイ１４は、後述するスペックルノイズ（干渉パターン）を低減するための光学素子であり、図中に示した光軸Ｚ０上を進行するレーザ光がこのプリズムアレイ１４を通過するようになっている。

図２は、プリズムアレイ１４の詳細構成を模式的に斜視図で表わしたものである。プリズムアレイ１４は、複数（ここでは、ｎ／２個（ｎ：２以上の整数））のプリズム１４０がＹ軸方向に沿って並んで配置されたものである。各プリズム１４０は、レーザ光の出射側（＋Ｚ軸側）に、各々がＸ軸方向に延在する一対の傾斜面を有している。すなわち、これらのプリズム１４０は、光出射面（Ｘ−Ｙ平面）内における一対の傾斜面の延在方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に沿って、並んで配置されている。具体的には、図中のＹ軸の負方向に向かって順に、１個目のプリズム１４０は一対の傾斜面（第１面）Ｓ₁および傾斜面（第２面）Ｓ₂を、２個目のプリズム１４０は一対の傾斜面（第３面）Ｓ₃および傾斜面（第４面）Ｓ₄を、…、（ｎ／２）個目のプリズム１４０は一対の傾斜面Ｓ_n-1（第（ｎ−１）面）および傾斜面（第ｎ面）Ｓ_nを、それぞれ有している。これにより各プリズム１４０は、Ｘ軸方向に沿って延在する三角柱状（Ｙ軸方向のピッチ（プリズムピッチ）：ｄ、各傾斜面の傾斜角：θ）となっており、光出射面全体に山部（凸部）および谷部（凹部）が交互に形成されている。なお、この例では、凸部（傾斜面）が各プリズム１４０における出射面側に設けられているが、これには限られず、各プリズム１４における入射面および出射面のうちの少なくとも一方の側に設けられているようにすればよい。また、このプリズムアレイ１４の詳細な作用については後述する（図４〜図７）。

駆動部１５は、プリズムアレイ１４とフライアイレンズ１７との間の相対位置を変位させることにより、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方（入射位置、入射角度、または、入射位置および入射角度の双方）を変化させるものである。特に本実施の形態では、駆動部１５は、図１中に示したように、プリズムアレイ１４を振動（微小振動）させる（具体的には、図２に示したプリズム１４０の配列方向であるＹ軸方向に沿って振動させる）ことにより、上記相対位置を変位させるようになっている。この駆動部１５は、例えば、コイルおよび永久磁石（例えば、ネオジム（Ｎｄ）や鉄（Ｆｅ）、ホウ素（ボロン；Ｂ）等の材料からなる永久磁石）等を含んで構成されている。なお、上記した相対位置の変位と、入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方の変位としてはそれぞれ、例えば周期的な変位（変化）が挙げられるが、この場合には限られず他の変位（変化）手法としてもよく、以下の全ての例について同様である。また、この駆動部１５による駆動手法としては、例えば、所定の周波数（例えば１５Ｈｚ）以上の駆動周波数によって、上記相対位置を往復変位させる手法が挙げられる。

コリメータレンズ１６は、プリズムアレイ１４とフライアイレンズ１７との間の光路上に配置されており、プリズムアレイ１４から出射した光をコリメートして平行光とするためのレンズである。

フライアイレンズ１７は、基板上に複数のレンズ（後述する複数の単位レンズ１７０）が２次元配置された光学部材（インテグレータ）であり、これらのレンズの配列に応じて入射光束を空間的に分割して出射させるものである。これにより、このフライアイレンズ１７からの出射光が均一化され（面内の強度分布が均一化され）、照明光として出射されるようになっている。なお、このフライアイレンズ１７が、本開示における「光学部材」の一具体例に対応している。

コンデンサレンズ１８は、フライアイレンズ１７により均一化されて入射した光（照明光）を集光するためのレンズである。

（表示光学系）
前述した表示光学系は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ；Polarization Beam Splitter）２２、反射型液晶素子２１および投射レンズ２３（投射光学系）を用いて構成されている。

偏光ビームスプリッタ２２は、特定の偏光（例えばｓ偏光）を選択的に透過させると共に、他方の偏光（例えばｐ偏光）を選択的に反射させる光学部材である。これにより、照明装置１からの照明光（例えばｓ偏光）が選択的に反射されて反射型液晶素子２１へ入射すると共に、この反射型液晶変調素子２１から出射した映像光（例えばｐ偏光）が選択的に透過し、投射レンズ２３へ入射するようになっている。

反射型液晶素子２１は、照明装置１からの照明光を、図示しない表示制御部から供給される映像信号に基づいて変調しつつ反射させることにより、映像光を出射する光変調素子である。このとき、反射型液晶素子２１では、入射時と出射時とにおける各偏光（例えば、ｓ偏光またはｐ偏光）が異なるものとなるように、反射がなされる。このような反射型液晶素子２１は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の液晶素子からなる。

投射レンズ２３は、反射型液晶素子２１により変調された照明光（映像光）をスクリーン３０に対して投射（拡大投射）するためのレンズである。

［表示装置３の作用・効果］
（１．表示動作）
この表示装置３では、まず照明装置１において、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂからそれぞれ出射された光（レーザ光）が、レンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによってそれぞれコリメートされ、平行光となる。次いで、このようにして平行光とされた各レーザ光（赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光）は、ダイクロイックプリズム１３１，１３２によって色合成（光路合成）がなされる。光路合成がなされた各レーザ光は、プリズムアレイ１４を通過したのち、コリメータレンズ１６によってコリメートされて平行光となり、フライアイレンズ１７へ入射する。この入射光は、フライアイレンズ１７によって均一化（面内の強度分布の均一化）がなされて出射したのち、コンデンサレンズ１８によって集光される。このようにして、照明装置１から照明光が出射される。

次いで、この照明光は、偏光ビームスプリッタ２２によって選択的に反射され、反射型液晶素子２１へ入射する。反射型液晶素子２１では、この入射光が映像信号に基づいて変調されつつ反射されることにより、映像光として出射する。ここで、この反射型液晶素子２１では、入射時と出射時とにおける各偏光が異なるものとなるため、反射型液晶素子２１から出射した映像光は選択的に偏光ビームスプリッタ２２を透過し、投射レンズ２３へと入射する。そして、この入射光（映像光）は、投射レンズ２３によって、スクリーン３０に対して投射（拡大投射）される。

この際、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、時分割的に順次発光（パルス発光）し、各レーザ光（赤色レーザ光，緑色レーザ光，青色レーザ光）を出射する。そして、反射型液晶素子２１では、各色成分（赤色成分、緑色成分、青色成分）の映像信号に基づいて、対応する色のレーザ光が時分割的に順次変調される。これにより、映像信号に基づくカラー映像表示が表示装置３においてなされる。

（２．特徴的部分の作用）
次に、本開示の特徴的部分の作用（照明装置１の作用）について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。

（２−１．比較例）
図３は、比較例に係る表示装置（表示装置１００）の全体構成を表したものである。この比較例の表示装置１００は、本実施の形態の表示装置３と同様に、スクリーン３０に対して映像光を投射する投射型の表示装置である。表示装置１００は、赤色レーザ１０１Ｒ、緑色レーザ１０１Ｇ、青色レーザ１０１Ｂ、ダイクロイックミラー１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ、拡散素子１０３、モータ（駆動部）１０４、レンズ１０５、光変調素子１０６および投射レンズ１０７を備えている。

この表示装置１００では、赤色レーザ１０１Ｒ、緑色レーザ１０１Ｇおよび青色レーザ１０１Ｂから出射された各色のレーザ光は、ダイクロイックミラー１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂにおいて色合成（光路合成）がなされ、拡散素子１０３へ入射する。この入射光は、拡散素子１０３によって拡散されたのち、レンズ１０５によって照明光として光変調素子１０６へ照射される。この光変調素子１０６では、この照明光が映像信号に基づいて変調されつつ反射されることにより、映像光として出射する。そして、この映像光は、投射レンズ１０７によってスクリーン３０に対して投射（拡大投射）され、これにより映像信号に基づくカラー映像表示が表示装置１００においてなされる。

ところで、レーザ光のようなコヒーレント光を拡散面に照射すると、通常の光では見られない斑点上の模様が観察される。このような模様は、スペックル模様と呼ばれている。このスペックル模様は、拡散面の各点で散乱された光が、面上の微視的な凹凸に応じたランダムな位相関係で干渉し合うために生じるものである。

ここで、上記比較例の表示装置１００のようにレーザ光源を用いたプロジェクタでは、スクリーン上において、このようなスペックル模様（干渉パターン）が表示画像に重畳される。したがって、そのままでは人間の眼には強度のランダムノイズとして認識され、表示画質が低下してしまうことになる。

そこで、レーザ光源を用いたプロジェクタにおいて、このようなスペックル模様（スペックルノイズ）の発生を低減するために、スクリーンを微小振動させる手法が考えられる。一般に、人間の眼および脳は、約２０〜５０ｍｓ内の画像のちらつきは判別できない。つまり、その時間内の画像は眼の中で積分され、平均化されている。したがって、この時間内に、スクリーン上において独立のスペックルパターンを多数重畳させることにより、スペックルノイズを人間の眼の中で気にならない程度に平均化しようとするものである。しかしながら、この手法では、大型のスクリーン自体を微小振動させる必要があるため、装置構成が大型化してしまう。また、それとともに、消費電力の増加や騒音の問題などについても懸念される。

そこで、上記比較例の表示装置１００では、モータ１０４によって拡散素子１０３を機械的に回転させ、スペックルパターンの位置をスクリーン３０上で高速に変位させることにより、スペックルノイズの発生を低減させている。しかしながら、この手法では、拡散素子１０３によってこの拡散素子１０３への入射光を拡散させていることから、光の利用効率が低下してしまうことになる。

（２−２．本実施の形態）
これに対して本実施の形態の照明装置１では、プリズムアレイ１４を用いて、以下のようにして上記の問題を解決している。

まず、プリズムアレイ１４では、各プリズム１４０への入射光が、以下のようにして一対の傾斜面から出射する。すなわち、図４に示したように、各プリズム１４０の一対の傾斜面において、入射光の位置と、プリズムアレイ１４から所定の距離を隔てた面上（ここでは、フライアイレンズ１７の入射面上）における出射光の位置とが互いに入れ替わるように、出射光が出射する。具体的には、プリズムアレイ１４における前述した１個目のプリズム１４０では、傾斜面Ｓ₁および傾斜面Ｓ₂の間で、入射光の入射位置と、フライアイレンズ１７の入射面上における出射光の位置とが、互いに入れ替わる。すなわち、傾斜面Ｓ₁からの出射光は、傾斜面Ｓ₂への入射光の入射位置（１個目のプリズム１４０の出射面内における下方側）に向かって出射する一方、傾斜面Ｓ₂からの出射光は、傾斜面Ｓ₁への入射光の入射位置（１個目のプリズム１４０の出射面内における上方側）に向かって出射する。同様に、前述した（ｎ／２）個目のプリズム１４０では、傾斜面Ｓ_n-1および傾斜面Ｓ_nの間で、入射光の入射位置と、フライアイレンズ１７の入射面上における出射光の位置とが、互いに入れ替わる。すなわち、傾斜面Ｓ_n-1からの出射光は、傾斜面Ｓ_nへの入射光の入射位置（（ｎ／２）個目のプリズム１４０の出射面内における下方側）に向かって出射する一方、傾斜面Ｓ_nからの出射光は、傾斜面Ｓ_n-1への入射光の入射位置（（ｎ／２）個目のプリズム１４０の出射面内における上方側）に向かって出射する。なお、このような入射光と出射光との位置の入れ替わり作用は、図２中に示したプリズムピッチｄおよび傾斜角θの設定によって、任意に調整可能となっている。

そして、駆動部１５は、このプリズムアレイ１４とフライアイレンズ１７との間の相対位置を変位させる。具体的には、本実施の形態の駆動部１５は、例えば図５中の矢印Ｐ１で示したように、プリズムアレイ１４を、光軸Ｚ０と直交する面内におけるプリズム１４０の配列方向（Ｙ軸方向）に沿って振動させることにより、上記相対位置を変位させる。すなわち、上記した各プリズム１４０の傾斜面からの出射光（一対の傾斜面間で互いに位置が入れ替わるように出射された出射光）の位置も、例えば図５中の矢印Ｐ２１，Ｐ２１で示したようにＹ軸方向に沿って変位（シフト）する。これにより、フライアイレンズ１７の入射面上において、プリズムアレイ１４内の各プリズム１４０からの入射光によるビームスキャンがなされる。その結果、上記した原理（スペックルパターンの多重化（時間平均））によって、レーザ光に起因したスペックルノイズ（干渉パターン）の発生が低減する。

また、本実施の形態では、駆動部１５は、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方が変化するように、プリズムアレイ１４とフライアイレンズ１７との間の相対位置（ここではプリズムアレイ１４自体）を変位（振動）させている。これにより、上記した相対位置の変位（ビームスキャン）がなされても、プリズムアレイ１４からフライアイレンズ１７への入射の際における光損失が、低減もしくは回避される。すなわち、上記比較例の手法とは異なり、スペックルノイズの多重化（時間平均）を利用したスペックルノイズの低減を行う際に、レーザ光の損失（ロス）が最小限に低減もしくは回避される。

ところで、このプリズムアレイ１４では、例えば図６に示したように、プリズム１４０の傾斜面における配列方向（Ｙ軸方向）の長さをＰａ、プリズムアレイ１４とフライアイレンズ１７との距離をＤ、プリズムアレイ１４からの出射光における屈折角をφとしたとき、以下の（１）式が成り立つ。なお、この場合において、以下の（２）式が成り立つようにするのが望ましいと言える。
Ｐａ≒（Ｄ×ｔａｎφ） ……（１）
Ｐａ＝（Ｄ×ｔａｎφ） ……（２）

またこのとき、図６中に示したように、フライアイレンズ１７における単位レンズのピッチをＰｆとすると、以下の（３）式が成り立つようにするのが望ましい。換言すると、プリズム１４０の傾斜面における配列方向の長さＰａは、フライアイレンズ１７における単位レンズのピッチＰｆと異なり、かつ、このピッチＰｆの整数倍（２倍以上の整数倍）にもなっていないようにするのが望ましい。
Ｐａ≠（ｍ×Ｐｆ）（ｍ：１以上の整数） ……（３）

これは、以下の理由によるものである。すなわち、上記（３）式を満たすように、プリズム１４０における長さＰａおよびフライアイレンズ１７におけるピッチＰｆをそれぞれ設定することにより、フライアイレンズ１７の入射面上での非照射領域の発生が回避されるからである。換言すると、共役点である反射型液晶素子２１上において、非照射領域の発生を回避するというものである。

具体的には、上記したプリズムアレイ１４による入射光と出射光との位置の入れ替わりがなされた場合に、プリズムアレイ１４の精度や、プリズムアレイ１４からフライアイレンズ１７までの距離のずれ（配置ずれ）に起因して、フライアイレンズ１７上に非照射領域が発生する可能性がある。その際に、上記（３）式を満たさない（Ｐａ＝（ｍ×Ｐｆ）を満たす）と、そのような非照射領域が周期的に発生してしまう。すなわち、フライアイレンズ１７は面内の強度分布を均一にするものであるため、上記（３）式を満たさない場合、被照射面内の特定部分に空白領域（非照射領域）が発生する可能性がある。すると、例えば図７に示したように、フライアイレンズ１７から出射後の照射領域において、非照射領域もしくは照度むらが発生してしまうことになる。この例では、反射型液晶素子２１上において、照射領域２１０の他に部分的に非照射領域２１１が発生してしまい、照度むらが発生してしまっている。具体的には、図７中の実線が、フライアイレンズ１７上の非照射領域を通過する光線を表わすものとすると、このフライアイレンズ１７上の周期的な非照射領域が、反射型液晶素子２１上において部分的な非照射領域２１１を発生させてしまっている。これに対して、上記（３）式を満たすように設定することにより、このような非照射領域２１１の発生による照度むら（表示むら）の発生を回避することが可能となる。

以上のように本実施の形態では、レーザ光が通過するプリズムアレイ１４と照明光を出射するフライアイレンズ１７との間の相対位置を変位させることによって、このフライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させるようにしたので、プリズムアレイ１４からフライアイレンズ１７への入射の際の光損失を低減もしくは回避しつつ、レーザ光に起因した干渉パターン（スペックルノイズ）の発生を低減することができる。よって、小型化および光の利用効率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。

＜変形例＞
続いて、上記実施の形態の変形例（変形例１〜８）について説明する。なお、実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

［変形例１］
図８は、変形例１に係る光学素子（プリズムアレイ１４Ａ）の構成を断面図で模式的に表したものである。本変形例のプリズムアレイ１４Ａは、上記実施の形態のプリズムアレイ１４において、各プリズム１４０の傾斜面上に回折格子１４１（回折格子構造）を設けるようにしたものであり、他の構成は同様となっている。

回折格子１４１は、プリズム１４０の傾斜面への入射光Ｌinを回折することにより、回折光Ｌｄ（例えば、図中に示した０次回折光、＋１次回折光、−１次回折光など）を発生して出射させるものである。

このような回折格子１４１を有するプリズムアレイ１４Ａを用いた本変形例では、前述した（３）式を満たすように設定しなくとも、非照射領域の発生による照度むら（表示むら）の発生を回避することが可能となる。すなわち、（３）式を満たすようにプリズム１４０における長さＰａおよびフライアイレンズ１７におけるピッチＰｆをそれぞれ設定することなく、非照射領域の発生による照度むら（表示むら）の発生を回避することが可能となる。

［変形例２］
図９は、変形例２に係る照明装置（照明装置１Ｂ）の要部構成（一部の構成）を表したものである。本変形例の照明装置１Ｂは、本開示における「光学素子」の一具体例として、上記実施の形態で説明したプリズムアレイ１４の代わりに以下説明する回折素子１４Ｂを設けたものであり、他の構成は照明装置１と同様となっている。

回折素子１４Ｂは、図中に示したように、入射光を回折させてコリメータレンズ１６およびフライアイレンズ１７へと出射する光学素子である。

本変形例では、駆動部１５は、この回折素子１４Ｂとフライアイレンズ１７との間の相対位置を変位させることにより、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる。具体的には、駆動部１５は、回折素子１４Ｂを、この回折素子１４Ｂおよびフライアイレンズ１７の光軸（光軸Ｚ０）の方向（Ｚ軸方向）に沿って振動（微小振動）させることにより、上記相対位置を変位させる。

このようにして、回折素子１４Ｂによる入射光の回折作用（回折光の出射）と、駆動部１５による回折素子１４Ｂの光軸方向への振動動作とがなされることにより、上記実施の形態と同様のビームスキャンがなされる。すなわち、フライアイレンズ１７の入射面上において、回折素子１４Ｂからの入射光によるビームスキャンがなされる。その結果、上記実施の形態と同様に、スペックルパターンの多重化（時間平均）によって、レーザ光に起因したスペックルノイズ（干渉パターン）の発生が低減する。

また、本変形例においても、駆動部１５は、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方が変化するように、回折素子１４Ｂとフライアイレンズ１７との間の相対位置（ここでは回折素子１４Ｂ自体）を変位（振動）させている。したがって、本変形例においても上記実施の形態と同様に、上記した相対位置の変位（ビームスキャン）がなされても、回折素子１４Ｂからフライアイレンズ１７への入射の際における光損失が、低減もしくは回避される。

ここで、図９中に示したように、回折素子１４Ｂからの回折光のうちのｍ次光（ｍ次回折光）は、コリメータレンズ１６およびフライアイレンズ１７の位置における光軸Ｚ０からの高さ（Ｙ軸方向の距離）をそれぞれ、Ｈ，Ｔとする。また、このｍ次光の回折角をθｍ、回折素子１４Ｂとコリメータレンズ１６との距離をＺ１、コリメータレンズ１６とフライアイレンズ１７との距離をＤ、コリメータレンズ１６の合成焦点距離をｆ（図示せず）とすると、以下の（４）式が成り立つ。このため、回折素子１４Ｂの振動の際の振幅をΔＬとすると、フライアイレンズ１７上の高さＴの変化量ΔＴは、以下の（５）式により表わすことができる。したがって、本変形例では、この変化量ΔＴが、スペックルノイズ低減に効果的な範囲内の値となるように、振動の際の振幅ΔＬを設定すればよいことになる。また、上記した回折角θｍは、回折素子１４Ｂにおける回折格子のピッチをｐ、入射光の波長をλとすると、以下の（６）式により表わすことができる。したがって、本変形例において、フライアイレンズ１７上でのスペックル低減に効果的なビームシフト量をＳとすると、このビームシフト量Ｓについて、以下の条件式（（７）式）が成り立つことになる。

このような構成の照明装置１Ｂおよびそれを用いた表示装置においても、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。すなわち、小型化および光の利用効率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。

［変形例３］
図１０は、変形例３に係る照明装置（照明装置１Ｃ）の要部構成（一部の構成）を表したものである。本変形例の照明装置１Ｃは、本開示における「光学素子」の一具体例として、上記実施の形態で説明したプリズムアレイ１４の代わりに以下説明するレンズ（コリメータレンズ１４Ｃ）を設けたものであり、他の構成は照明装置１と同様となっている。

コリメータレンズ１４Ｃは、図中に示したように、ダイクロイックプリズム１３２からの入射光をコリメートして平行光とするものであり、正のパワーを有するＮＡ変換レンズである。

本変形例では、駆動部１５は、このコリメータレンズ１４Ｃとフライアイレンズ１７との間の相対位置を変位させることにより、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる。具体的には、駆動部１５は、コリメータレンズ１４Ｃを、このコリメータレンズ１４Ｃおよびフライアイレンズ１７の光軸（光軸Ｚ０）と直交する面内方向（Ｘ−Ｙ平面内方向）に沿って振動（微小振動）させることにより、上記相対位置を変位させる。

このようにして、コリメータレンズ１４Ｃによる入射光の平行化作用と、駆動部１５によるコリメータレンズ１４Ｃの光軸方向と直交する面内方向への振動動作（偏芯作用）とがなされることにより、上記実施の形態と同様のビームスキャンがなされる。すなわち、フライアイレンズ１７の入射面上において、コリメータレンズ１４Ｃからの入射光によるビームスキャンがなされる（図１０中の矢印Ｐ３参照）。その結果、上記実施の形態と同様に、スペックルパターンの多重化（時間平均）によって、レーザ光に起因したスペックルノイズ（干渉パターン）の発生が低減する。

また、本変形例においても、駆動部１５は、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化するように、コリメータレンズ１４Ｃとフライアイレンズ１７との間の相対位置（ここではコリメータレンズ１４Ｃ自体）を変位（振動）させている。したがって、本変形例においても上記実施の形態と同様に、上記した相対位置の変位（ビームスキャン）がなされても、コリメータレンズ１４Ｃからフライアイレンズ１７への入射の際における光損失が、低減もしくは回避される。

ここで、図１０中に示したように、コリメータレンズ１４Ｃにおける偏芯をＡ、この偏芯Ａを与えた場合におけるコリメータレンズ１４Ｃからの出射光の出射角度をφ、コリメータレンズ１４Ｃの焦点距離をｆとすると、以下の（８）式が成り立つ。また、コリメータレンズ１４Ｃとフライアイレンズ１７との距離をＤとすると、本変形例では、フライアイレンズ１７上でのスペックル低減に効果的なビームシフト量Ｓについて、以下の条件式（（９）式）が成り立つ。したがって、これらの（８）式および（９）式により、本変形例では、上記したビームシフト量Ｓについて、以下の条件式（（１０）式）が成り立つことになる。

このような構成の照明装置１Ｃおよびそれを用いた表示装置においても、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。すなわち、小型化および光の利用効率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。

なお、本変形例では、「光学素子」としてのレンズの一例としてコリメータレンズ１４Ｃを挙げて説明したが、これには限られず、他のレンズを用いてもよい。具体的には、光学系全体として正のパワーを有するようにすればよく、負のパワーを有するＮＡ変換レンズを含めた複数のレンズを用いて光学系を構築してもよい。

［変形例４］
（光学素子１４Ｄの構成）
図１１は、変形例４に係る光学素子（光学素子１４Ｄ）の構成を模式的に表したものである。本変形例の光学素子１４Ｄは、その光出射面側に、周期的な波型構造からなる凹凸面を有している。ここで、図１１（Ａ）は、光学素子１４ＤのＸ−Ｙ平面構成および図中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成を示し、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）中の符号Ｇ１で示した部分の拡大図に対応している。

この光学素子１４Ｄは、図１１（Ｂ）に示したように、その光出射面側に、凸状曲面からなる第１光学面１４Ｄ１と凹状曲面からなる第２光学面１４Ｄ２とを交互に配列（１次元配列）した構造を有している。なお、ここでは、第１光学面１４Ｄ１のピッチをＰ（＋）、第１光学面１４Ｄ１の曲率半径をＲ（＋）、第２光学面１４Ｄ２のピッチをＰ（−）、第２光学面１４Ｄ２の曲率半径をＲ（−）として示している。

これらの第１光学面１４Ｄ１，第２光学面１４Ｄ２はそれぞれ、Ｘ軸およびＹ軸（後述するフライアイレンズ１７における単位レンズ１７０の配列方向）に対して傾斜配置されている。換言すると、第１光学面１４Ｄ１，第２光学面１４Ｄ２の延在方向と、上記した単位レンズ１７０の配列方向とが、互いに傾斜している。ここでは一例として、第１光学面１４Ｄ１，第２光学面１４Ｄ２の延在方向とＸ軸との傾斜角α＝４５°となっている。

ここで、例えば図１２に模式的に示したように、第１光学面１４Ｄ１は、入射したレーザ光を収束させつつ出射する機能を有する一方、第２光学面１４Ｄ２は、入射したレーザ光を拡散させつつ出射する機能を有している。そして、光学素子１４Ｄでは、第１光学面１４Ｄ１から出射される収束光の光路と、第２光学面１４Ｄ２から出射される発散光の光路とが連続的（疎密的）に変化するように、これらの第１光学面１４Ｄ１と第２光学面１４Ｄ２とが滑らかに接続されている。なお、図１２中に示したＦ（＋）は、第１光学面１４Ｄ１における焦点距離を表し、Ｆ（−）は、第２光学面１４Ｄ２における焦点距離を表している。

また、図１２に示したように、光学素子１４Ｄからの出射光の進行方向とフライアイレンズ１７の光軸（ここではＺ軸）とがなす角度（収束光がなす角度θ（＋），発散光がなす角度θ（−））のうちの最大値をθmax、フライアイレンズ１７における許容入射角度をθthとする。すると、この光学素子１４Ｄでは、θmax≦θthという条件式を満たすように設定されている。

なお、この光学素子１４Ｄにおける各種のパラメータは、例えば図１３に示したような値に設定されている。ここで、ＬＰは、図１２中に示したように、第１光学面１４Ｄ１から出射される収束光の光束幅と第２光学面１４Ｄ２から出射される発散光の光束幅とが互いに等しくなるとき（いずれもピッチＰとなるとき）の平面と、光学素子１４Ｄとの間の距離を表している。

（光学素子１４Ｄの作用・効果）
このような構成の光学素子１４Ｄでは、例えば図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、基準位置から＋Ｙ軸方向，−Ｙ軸方向に沿って、フライアイレンズ１７との間の相対位置がそれぞれ変位するように駆動されることにより、以下の作用・効果が得られる。なお、これらの図１４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、上記した光学素子１４Ｄから距離ＬＰだけ離れた平面上における収束光束領域１７ａおよび拡散光束領域１７ｂをそれぞれ、フライアイレンズ１７における各単位レンズ１７０と重ねて模式的に示したものである。また、図１４（Ｄ）〜（Ｆ）はそれぞれ、図１４（Ａ）〜（Ｃ）中の太線で示した単位レンズ１７０上の領域内における、収束光束領域１７ａおよび拡散光束領域１７ｂを模式的に示したものである。

すなわち、光学素子１４ＤがＹ軸に沿って振動するように駆動されることにより、例えば図１４（Ｄ）〜（Ｆ）に示したように、各単位レンズ１７０上の領域内で、収束光束領域１７ａと拡散光束領域１７ｂとが交互に入れ替わることになる。したがって、このような構成の光学素子１４Ｄを用いた照明装置および表示装置においても、上記実施の形態等と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。すなわち、小型化および光の利用効率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。

また、本変形例では、光学素子１４Ｄにおける第１光学面１４Ｄ１，第２光学面１４Ｄ２の延在方向と、フライアイレンズ１７における単位レンズ１７０の配列方向とが互いに傾斜しているようにしたので、以下の効果も得ることが可能である。すなわち、単位レンズ１７０間の境界領域と、収束光束および拡散光束との接続境界線におけるクロストークを低減することも可能となる。

なお、本変形例の光学素子１４Ｄでは、その光出射面側に波型構造が形成されている場合について説明したが、光入射面側や、光入射面側および光出射面側の双方に波型構造が形成されているようにしてもよい。

［変形例５］
図１５は、変形例５に係る光学素子（光学素子１４Ｅ）の構成を模式的に表したものである。本変形例の光学素子１４Ｅは、その光出射面側に、周期的な波型構造からなる凹凸面を有している。ここで、図１５（Ａ）は、光学素子１４ＥのＸ−Ｙ平面構成と、図中のＩＩＩ−ＩＩＩ線，ＩＶ−ＩＶ線に沿った断面構成を示し、図１５（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、図１５（Ａ）中の符号Ｇ２，Ｇ３で示した部分の拡大図に対応している。

この光学素子１４Ｅは、その光出射面側に、凸状曲面からなる第１光学面１４Ｄ１と凹状曲面からなる第２光学面１４Ｄ２とを交互に配列（２次元配列）した構造を有している。すなわち、図１５（Ｂ），（Ｃ）中の符号Ｇ２，Ｇ３で示した部分の拡大図（拡大断面図）はそれぞれ、上記変形例４で説明したものと同様の構成となっている。なお、この光学素子１４Ｅにおいても光学素子１４Ｄと同様に、第１光学面１４Ｄ１，第２光学面１４Ｄ２の延在方向と、単位レンズ１７０の配列方向とが、互いに傾斜している（例えば、傾斜角α＝４５）。

このような構成の光学素子１４Ｅを用いた照明装置および表示装置においても、上記実施の形態等と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。なお、本変形例の光学素子１４Ｅにおいても、その光入射面側や光入射面側および光出射面側の双方に、波型構造が形成されているようにしてもよい。

［変形例６］
図１６は、変形例６に係る光学素子（光学素子１４Ｆ）の構成を模式的に表したものである。本変形例の光学素子１４Ｆでは、その光出射面側に複数のマイクロレンズ１４２が２次元的に配列されてなる（各マイクロレンズ１４２のピッチをＰ、曲率半径をＲとする）。すなわち、この光学素子１４Ｆは、マイクロレンズアレイからなる。なお、この図１６では、光学素子１４ＦのＸ−Ｙ平面構成と、図中のＶ−Ｖ線に沿った断面構成を示している。

このような構成の光学素子１４Ｆを用いた照明装置および表示装置においても、上記実施の形態等と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。なお、本変形例の光学素子１４Ｆにおいても、その光入射面側や光入射面側および光出射面側の双方に、複数のマイクロレンズ１４２が形成されているようにしてもよい。

［変形例７］
図１７は、変形例７に係る照明装置の要部構成（一部の構成）を表したものである。本変形例の照明装置は、本開示における「光学素子」の一具体例として、複数の光学素子を備えたものであり、他の構成は照明装置１と同様となっている。

光学素子群１４Ｇは、その光軸Ｚ０に沿って配設された複数の光学素子を有する光学系であり、ここでは、前述したプリズムアレイ１４およびコリメータレンズ１４Ｃが光軸Ｚ０に沿って配置されている。ただし、複数の光学素子の組み合わせはこれには限られず、他の組み合わせとしてもよい。具体的には、例えばプリズムアレイ１４とレンズ（コリメータレンズ１４Ｃ）との組み合わせや、プリズムアレイ１４と回折素子１４Ｂとの組み合わせ、プリズムアレイ１４とフライアイレンズとの組み合わせ、回折素子１４Ｂとレンズ（コリメータレンズ１４Ｃ）との組み合わせ、回折素子１４Ｂとフライアイレンズとの組み合わせ、レンズ（コリメータレンズ１４Ｃ）とフライアイレンズとの組み合わせなどとしてもよい。また、これらの光学素子（プリズムアレイ１４，回折素子１４Ｂ，コリメータレンズ１４Ｃ，フライアイレンズ）に加え、上記変形例４〜６で説明した光学素子１４Ｄ，１４Ｅ，１４Ｆをも含めた複数の光学素子のうちから、２つ以上の光学素子を任意の組み合わせで用いるようにしてもよい。

本変形例では、駆動部１５は、このような光学素子群１４Ｇにおける複数の光学素子とフライアイレンズ１７との間の相対位置を変位させることにより、フライアイレンズ１７の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる。具体的には、駆動部１５は、この光学素子群１４Ｇにおける複数の光学素子をそれぞれ、個別の方向に沿って振動（微小振動）させることにより、上記相対位置を変位させる。すなわち、図１７に示した例では、駆動部１５は、矢印Ｐ４１で示したように、プリズムアレイ１４を、光軸Ｚ０と直交する面内におけるプリズム１４０の配列方向（Ｙ軸方向）に沿って振動させている。一方、駆動部１５は、矢印Ｐ４２で示したように、コリメータレンズ１４Ｃを、光軸Ｚ０と直交する面内方向（Ｘ−Ｙ平面内方向）に沿って振動させている。

このような構成の照明装置およびそれを用いた表示装置においても、上記実施の形態等と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。すなわち、小型化および光の利用効率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。

また、本変形例では、光学素子群１４Ｇにおける複数の光学素子をそれぞれ、個別の方向（互いに異なる方向）に沿って振動させることにより、干渉パターンの発生を更に低減することが可能となる。

［変形例８］
図１８（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、変形例８に係る照明装置の要部構成（一部の構成）を表したものである。

これまでの説明では、例えば図１８（Ａ）に示したように、駆動部１５が、光学素子（ここではプリズムアレイ１４）およびフライアイレンズ１７のうちの一方（光学素子）のみを振動させることにより、これらの間の相対位置を変位させている。

これに対して本変形例では、まず、図１８（Ｂ）に示した例においては、駆動部１５が、光学素子（プリズムアレイ１４）およびフライアイレンズ１７のうちの他方（フライアイレンズ１７）のみを振動させることにより、これらの間の相対位置を変位させている。

また、図１８（Ｃ）に示した例では、駆動部１５が、光学素子（プリズムアレイ１４）およびフライアイレンズ１７の双方（両方）を振動させることにより、これらの間の相対位置を変位させている。

このように、駆動部１５によって、光学素子およびフライアイレンズ１７のうちの少なくとも一方を振動させてこれらの間の相対位置を変位させるようにすればよく、上記実施の形態等と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。すなわち、小型化および光の利用効率向上を図りつつ、干渉パターンの発生を低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。

なお、本変形例では、「光学素子」の一例としてプリズムアレイ１４を挙げて説明したが、これには限られず、前述した回折素子１４Ｂやレンズ（コリメータレンズ１４Ｃ）、光学素子１４Ｄ，１４Ｅ，１４Ｆを用いるようにしてもよい。

［その他の変形例］
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、本開示における「光学素子」の一例として、プリズムアレイ、回折素子、レンズ（コリメータレンズ）およびマイクロレンズ等を挙げて説明したが、これら以外の他の光学素子を用いてもよい。すなわち、例えば、複数の単位構造が１次元配列または２次元配列されてなる他の光学素子や、入射したレーザ光の光路を周期的な複数の光路に分割して出射する他の光学素子を用いてもよい。同様に、本開示における「光学部材」として、上記実施の形態等で説明したフライアイレンズ以外の光学部材（例えば、ロッドインテグレータなど）を用いてもよい。

具体的には、例えば図１９に示した光学素子１４Ｈは、その光出射面側に、周期的な波型構造（ピッチ：Ｐ、曲率半径：Ｒ（＋），Ｒ（−））からなる凹凸面を有している。なお、図１９（Ａ）は、この光学素子１４ＨのＹ−Ｚ断面構成およびＸ−Ｙ平面構成を示し、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）中の符号Ｇ５で示した部分の拡大図に対応している。また、例えば図２０に示した光学素子１４Ｉは、その光出射面側に、Ｘ軸方向に沿って延在する周期的な回折構造（ブレーズ構造、ピッチ：Ｐｂ、高さ：ｈ）を有している。また、この周期的な回折構造は、Ｙ軸方向に沿った奇数列および偶数例（各列間のピッチ：Ｐ）の間で、Ｘ軸方向に沿って互いに反対向きの傾斜面を有するように形成されている。なお、図２０（Ａ）は、この光学素子１４ＩのＹ−Ｚ断面構成（奇数列および偶数列）およびＸ−Ｙ平面構成を示し、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）中の符号Ｇ６で示した部分の拡大図に対応している。更に、例えば図２１に示した光学素子１４Ｊは、その光出射面側に、Ｘ軸方向に沿って延在する周期的な傾斜面構造（ピッチ：Ｐａ、傾斜角：θ）からなる凹凸構造を有している。また、この周期的な凹凸構造は、Ｙ軸方向に沿った奇数列および偶数例（各列間のピッチ：Ｐ）の間で、凹部（谷部）と凸部（山部）とが互い違いの位置となるように形成されている。なお、図２１（Ａ）は、この光学素子１４ＪのＹ−Ｚ断面構成（奇数列および偶数列）およびＸ−Ｙ平面構成を示し、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）中の符号Ｇ７で示した部分の拡大図に対応している。このような構成からなる光学素子１４Ｈ，１４Ｉ，１４Ｊにおいても、上記実施の形態等と同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。なお、これらの光学素子１４Ｈ，１４Ｉ，１４Ｊでは、その光出射面側に波型構造や回折構造、凹凸構造が形成されているが、光入射面側や、光入射面側および光出射面側の双方にそれらの構造が形成されているようにしてもよい。

また、上記実施の形態等では、複数種類（赤色用，緑色用，青色用）の光源がいずれもレーザ光源である場合について説明したが、この場合には限られず、複数種類の光源のうちの少なくとも１つがレーザ光源であればよい。すなわち、光源部内に、レーザ光源と他の光源（例えばＬＥＤ等）とを組み合わせて設けるようにしてもよい。

更に、上記実施の形態等では、光変調素子が反射型の液晶素子である場合を例に挙げて説明したが、この場合には限られず、例えば透過型の液晶素子であってもよく、更には、液晶素子以外の光変調素子であってもよい。また、上記実施の形態等では、本開示における「光学素子」が、透過型の光学素子（レーザ光が通過する光学素子）である場合を例に挙げて説明したが、この場合には限られず、例えば反射型の光学素子（レーザ光を反射させる光学素子）であってもよい。

加えて、上記実施の形態等では、異なる波長の光を発する３種類の光源を用いた場合について説明したが、例えば３種類の光源ではなく、１種類や２種類，４種類以上の光源を用いるようにしてもよい。

また、上記実施の形態等では、光学装置および表示装置の各構成要素（光学系）を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。具体的には、例えばダイクロイックプリズム１３１，１３２の代わりに、ダイクロイックミラーを設けるようにしてもよい。

更に、上記実施の形態等では、光変調素子により変調された光をスクリーンに投射する投射光学系（投影レンズ）を備え、投射型の表示装置として構成されている場合について説明したが、本技術は、直視型の表示装置などにも適用することが可能である。

なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
レーザ光源を含む光源部と、
前記レーザ光源からのレーザ光が進行する光路上に配設された光学素子と、
照明光を出射する光学部材と、
前記光学素子と前記光学部材との間の相対位置を変位させることにより、前記光学部材の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる駆動部と
を備えた照明装置。
（２）
前記光学素子は、
入射したレーザ光を収束させつつ出射する第１光学面と、
入射したレーザ光を発散させつつ出射する第２光学面と
を有する上記（１）に記載の照明装置。
（３）
前記第１光学面から出射される収束光の光路と前記第２光学面から出射される発散光の光路とが連続的に変化するように、前記第１光学面と前記第２光学面とが接続されている
上記（２）に記載の照明装置。
（４）
前記第１光学面が凸状の曲面であり、前記第２光学面が凹状の曲面である
上記（３）に記載の照明装置。
（５）
前記光学部材は、複数の単位レンズが２次元配列されてなるフライアイレンズであり、
前記第１光学面および前記第２光学面の延在方向と、前記単位レンズの配列方向とが、互いに傾斜している
上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の照明装置。
（６）
前記光学素子がマイクロレンズアレイである
上記（１）に記載の照明装置。
（７）
前記光学素子がプリズムアレイであり、
前記プリズムアレイでは、各々が一対の傾斜面からなる凸部を有する複数のプリズムが、前記一対の傾斜面の延在方向と直交する方向に沿って並んで配置されている
上記（１）に記載の照明装置。
（８）
前記凸部は、各プリズムにおける入射面および出射面のうちの少なくとも一方の側に設けられている
上記（７）に記載の照明装置。
（９）
前記光学素子が、１または複数のレンズからなる
上記（１）に記載の照明装置。
（１０）
前記光学部材がフライアイレンズである
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の照明装置。
（１１）
前記光学素子からの出射光の進行方向と前記フライアイレンズの光軸とがなす角度のうちの最大値をθmax、前記フライアイレンズにおける許容入射角度をθthとしたとき、
θmax≦θthを満たす
上記（１０）に記載の照明装置。
（１２）
前記光学素子は、入射したレーザ光の光路を、周期的な複数の光路に分割して出射する
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の照明装置。
（１３）
前記光学素子は、複数の単位構造が１次元配列または２次元配列されてなる
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の照明装置。
（１４）
前記駆動部は、１５Ｈｚ以上の駆動周波数によって、前記相対位置を往復変位させる
上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の照明装置。
（１５）
前記駆動部は、前記光学素子および前記光学部材のうちの少なくとも一方を振動させることにより、前記相対位置を変位させる
上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の照明装置。
（１６）
前記光学素子が、その光軸に沿って複数配設されており、
前記駆動部は、複数の光学素子をそれぞれ、個別の方向に沿って振動させる
上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載の照明装置。
（１７）
前記光源部は、赤色光、緑色光または青色光を発する３種類の光源を有する
上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載の照明装置。
（１８）
前記３種類の光源のうちの少なくとも１つが、前記レーザ光源である
上記（１７）に記載の照明装置。
（１９）
照明装置と、
前記照明装置からの照明光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と
を備え、
前記照明装置は、
レーザ光源を含む光源部と、
前記レーザ光源からのレーザ光が進行する光路上に配設された光学素子と、
前記照明光を出射する光学部材と、
前記光学素子と前記光学部材との間の相対位置を変位させることにより、前記光学部材の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる駆動部と
を有する表示装置。
（２０）
前記光変調素子により変調された照明光を被投射面に対して投射する投射光学系を更に備えた
上記（１９）に記載の表示装置。

１，１Ｂ，１Ｃ…照明装置、１１Ｒ…赤色レーザ、１１Ｇ…緑色レーザ、１１Ｂ…青色レーザ、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…レンズ、１３１，１３２…ダイクロイックプリズム、１４，１４Ａ…プリズムアレイ、１４Ｂ…回折素子、１４Ｃ…コリメータレンズ、１４Ｄ〜１４Ｆ，１４Ｈ〜１４Ｊ…光学素子、１４Ｇ…光学素子群、１４Ｄ１…第１光学面（凸状曲面）、１４Ｄ２…第２光学面（凹状曲面）、１４０…プリズム、１４１…回折格子、１４２…マイクロレンズ、１５…駆動部、１６…コリメータレンズ、１７…フライアイレンズ、１７０…単位レンズ、１８…コンデンサレンズ、２１…反射型液晶素子、２１０…照射領域、２１１…非照射領域、２２…偏光ビームスプリッタ、２３…投射レンズ、３…表示装置、３０…スクリーン、Ｚ０…光軸、Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ_n-1，Ｓ_n…傾斜面、Ｌin…入射光、Ｌｄ…回折光。

Claims (20)

1. レーザ光源を含む光源部と、
   前記レーザ光源からのレーザ光が進行する光路上に配設された光学素子と、
   照明光を出射する光学部材と、
   前記光学素子と前記光学部材との間の相対位置を変位させることにより、前記光学部材の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる駆動部と
   を備えた照明装置。
2. 前記光学素子は、
   入射したレーザ光を収束させつつ出射する第１光学面と、
   入射したレーザ光を発散させつつ出射する第２光学面と
   を有する請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第１光学面から出射される収束光の光路と前記第２光学面から出射される発散光の光路とが連続的に変化するように、前記第１光学面と前記第２光学面とが接続されている
   請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第１光学面が凸状の曲面であり、前記第２光学面が凹状の曲面である
   請求項３に記載の照明装置。
5. 前記光学部材は、複数の単位レンズが２次元配列されてなるフライアイレンズであり、
   前記第１光学面および前記第２光学面の延在方向と、前記単位レンズの配列方向とが、互いに傾斜している
   請求項２に記載の照明装置。
6. 前記光学素子がマイクロレンズアレイである
   請求項１に記載の照明装置。
7. 前記光学素子がプリズムアレイであり、
   前記プリズムアレイでは、各々が一対の傾斜面からなる凸部を有する複数のプリズムが、前記一対の傾斜面の延在方向と直交する方向に沿って並んで配置されている
   請求項１に記載の照明装置。
8. 前記凸部は、各プリズムにおける入射面および出射面のうちの少なくとも一方の側に設けられている
   請求項７に記載の照明装置。
9. 前記光学素子が、１または複数のレンズからなる
   請求項１に記載の照明装置。
10. 前記光学部材がフライアイレンズである
    請求項１に記載の照明装置。
11. 前記光学素子からの出射光の進行方向と前記フライアイレンズの光軸とがなす角度のうちの最大値をθmax、前記フライアイレンズにおける許容入射角度をθthとしたとき、
    θmax≦θthを満たす
    請求項１０に記載の照明装置。
    
12. 前記光学素子は、入射したレーザ光の光路を、周期的な複数の光路に分割して出射する
    請求項１に記載の照明装置。
13. 前記光学素子は、複数の単位構造が１次元配列または２次元配列されてなる
    請求項１に記載の照明装置。
14. 前記駆動部は、１５Ｈｚ以上の駆動周波数によって、前記相対位置を往復変位させる
    請求項１に記載の照明装置。
15. 前記駆動部は、前記光学素子および前記光学部材のうちの少なくとも一方を振動させることにより、前記相対位置を変位させる
    請求項１に記載の照明装置。
16. 前記光学素子が、その光軸に沿って複数配設されており、
    前記駆動部は、複数の光学素子をそれぞれ、個別の方向に沿って振動させる
    請求項１に記載の照明装置。
17. 前記光源部は、赤色光、緑色光または青色光を発する３種類の光源を有する
    請求項１に記載の照明装置。
18. 前記３種類の光源のうちの少なくとも１つが、前記レーザ光源である
    請求項１７に記載の照明装置。
19. 照明装置と、
    前記照明装置からの照明光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と
    を備え、
    前記照明装置は、
    レーザ光源を含む光源部と、
    前記レーザ光源からのレーザ光が進行する光路上に配設された光学素子と、
    前記照明光を出射する光学部材と、
    前記光学素子と前記光学部材との間の相対位置を変位させることにより、前記光学部材の入射面内において、レーザ光の入射位置および入射角度のうちの少なくとも一方を変化させる駆動部と
    を有する表示装置。
20. 前記光変調素子により変調された照明光を被投射面に対して投射する投射光学系を更に備えた
    請求項１９に記載の表示装置。

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