JP2016021077A - 投射装置および投射型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投射装置の極端な大型化を防止しながら、映像を投射する面上でのスペックルを効果的に目立たなくさせることができる投射装置を提供する。【解決手段】投射装置２０は空間光変調器３０と照明装置４０とを備える。照明装置は、ホログラム記録媒体５５を含む光学素子５０と、ホログラム記録媒体の各位置に入射した光がそれぞれ回折されて空間光変調器を照明するように、コヒーレント光を光学素子へ照射する照射装置６０と、を有する。ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される領域は少なくとも一部分において重なり合う。コヒーレント光は、ホログラム記録媒体上で、変調画像形成面をなす端辺と平行な直線状の経路を繰り返し走査する。【選択図】図１

Description

本発明は、空間光変調器と空間光変調器をコヒーレント光で照明する照明装置とを有する投射装置、この投射装置を有する投射型映像表示装置に係り、とりわけ、スペックルの発生を目立たなくさせることができる投射装置および投射型映像表示装置に関する。

スクリーンと、スクリーン上に映像光を投射する投射装置と、を有した投射型映像表示装置が、広く使用されている。典型的な投射型映像表示装置では、液晶マイクロディスプレイやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス：Digital Micromirror Device）といった空間光変調器を用いて元になる二次元画像を生成し、この二次元画像を投射光学系を利用してスクリーン上に拡大投影することにより、スクリーン上に映像を表示している。

投射装置としては、いわゆる「光学式プロジェクタ」と呼ばれている市販品を含めて、様々な方式のものが提案されている。一般的な光学式プロジェクタでは、高圧水銀ランプなどの白色光源からなる照明装置を用いて液晶ディスプレイ等の空間光変調器を照明し、得られた変調画像をレンズでスクリーン上に拡大投影する方式を採っている。たとえば、下記の特許文献１には、超高圧水銀ランプで発生させた白色光を、ダイクロイックミラーによってＲ，Ｇ，Ｂの三原色成分に分け、これらの光を各原色ごとの空間光変調器へ導き、生成された各原色ごとの変調画像をクロスダイクロイックプリズムによって合成してスクリーン上に投影する技術が開示されている。

ただし、高圧水銀ランプなどの高輝度放電ランプは、寿命が比較的短く、光学式プロジェクタなどに利用した場合、頻繁にランプ交換を行う必要がある。また、各原色成分の光を取り出すために、ダイクロイックミラーなどの比較的大型な光学系を利用する必要があるため、装置全体が大型化するという難点がある。

このような問題に対処するため、レーザなどのコヒーレント光源を用いる方式も提案されている。たとえば、産業上で広く利用されている半導体レーザは、高圧水銀ランプなどの高輝度放電ランプに比べて極めて長寿命である。また、単一波長の光を生成可能な光源であるため、ダイクロイックミラーなどの分光装置が不要になり、装置全体を小型化できるという利点も有する。

その一方で、レーザ光などのコヒーレント光源を用いる方式には、スペックルの発生といった新たな問題が生じている。スペックル（speckle）は、レーザ光などのコヒーレント光を散乱面に照射したときに現れる斑点状の模様であり、スクリーン上に発生すると斑点状の輝度ムラ（明るさのムラ）として観察され、観察者に対して生理的な悪影響を及ぼす要因になる。コヒーレント光を用いた場合にスペックルが発生する理由は、スクリーンなどの散乱反射面の各部で反射したコヒーレント光が、その極めて高い可干渉性ゆえに、互いに干渉し合うことによって生じるものとされている。たとえば、下記の非特許文献１には、スペックルの発生についての詳細な理論的考察がなされている。

このように、コヒーレント光源を用いる方式では、スペックルの発生という固有の問題が生じるため、スペックルの発生を抑制するための技術が提案されている。たとえば、下記の特許文献２には、レーザ光を散乱板に照射し、そこから得られる散乱光を空間光変調器に導くとともに、散乱板をモータによって回転駆動することにより、スペックルを低減する技術が開示されている。

特開２００４−２６４５１２号公報 特開平６−２０８０８９号公報

Speckle Phenomena in Optics, Joseph W. Goodman, Roberts & Co., 2006

上述したとおり、コヒーレント光源を用いた投射装置および投射型映像表示装置において、スペックルを低減する技術が提案されているが、これまでに提案された手法では、スペックルを効率的かつ十分に抑制することはできていない。たとえば、前掲の特許文献２に開示されている方法では、レーザ光を散乱板に照射して散乱させてしまうため、一部のレーザ光は映像表示に全く貢献することなく浪費されてしまう。また、散乱板を回転させたとしても、照明光の光軸の位置は変わらないため、スクリーン上で視認されるスペックルを十分に抑制することはできない。

ところで、昨今では、光学式プロジェクタに代表される投射装置に対し、小型化の要求が強まっている。その一方で、特許文献２に開示された方法では、スペックル低減のために散乱板を回転させる必要があり、そのような機械的な回転機構を含めることによって、投射装置が極端に大型化してしまう可能性もある。この点においても、特許文献２に開示された方法は好ましくない。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、コヒーレント光を用いた投射装置および投射型映像表示装置であって、装置の極端な大型化を防止しながら、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる投射装置および投射型映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明による第１の投射装置は、
矩形状の変調画像形成面を有する空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記コヒーレント光が、前記ホログラム記録媒体上において、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状の領域内を走査する。

本発明による第１の投射装置において、前記ホログラム記録媒体は、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状であってもよい。

本発明による第２の投射装置は、
矩形状の変調画像形成面を有する空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記ホログラム記録媒体は、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状である。

本発明による第１または第２の投射装置において、前記矩形状の前記一辺は、前記矩形状の短辺であってもよい。

本発明による第３の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
前記空間光変調器は、互いに平行な回動軸線を中心として回動可能な複数の反射面を含むデジタルマイクロミラーデバイスであり、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記コヒーレント光が、前記ホログラム記録媒体上において、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状の領域内を走査する。

本発明による第３の投射装置において、前記ホログラム記録媒体は、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状であってもよい。

本発明による第４の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
前記空間光変調器は、互いに平行な回動軸線を中心として回動可能な複数の反射面を含むデジタルマイクロミラーデバイスであり、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記ホログラム記録媒体は、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状である。

本発明による第５の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、前記照射装置からのコヒーレント光を反射して前記空間光変調器へ向ける反射面を含む偏向素子と、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記コヒーレント光が、前記ホログラム記録媒体上において、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状の領域内を走査する。

本発明による第５の投射装置において、前記ホログラム記録媒体は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状であってもよい。

本発明による第６の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、前記照射装置からのコヒーレント光を反射して前記空間光変調器へ向ける反射面を含む偏向素子と、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記ホログラム記録媒体は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である。

本発明による第７の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、特定の偏光成分の光を反射し他の偏光成分の光を透過する分離面を有した偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記コヒーレント光が、前記ホログラム記録媒体上において、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状の領域内を走査する。

本発明による第７の投射装置において、前記ホログラム記録媒体は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状であってもよい。

本発明による第８の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、特定の偏光成分の光を反射し他の偏光成分の光を透過する分離面を有した偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記ホログラム記録媒体は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である。

本発明による第７または第８の投射装置において、前記照射装置は、前記偏光ビームスプリッターの前記分離面で反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光が前記空間光変調器を証明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射するようにしてもよい。

本発明による第９の投射装置は、
矩形状の変調画像形成面を有する空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記コヒーレント光が、前記光拡散素子上において、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状の領域内を走査する。

本発明による第９の投射装置において、前記光拡散素子は、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状であってもよい。

本発明による第１０の投射装置は、
矩形状の変調画像形成面を有する空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記光拡散素子は、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状である。

本発明による第９または第１０の投射装置において、前記矩形状の前記一辺は、前記矩形状の短辺であってもよい。

本発明による第１１の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
前記空間光変調器は、互いに平行な回動軸線を中心として回動可能な複数の反射面を含むデジタルマイクロミラーデバイスであり、
前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記コヒーレント光が、前記光拡散素子上において、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状の領域内を走査する。

本発明による第１１の投射装置において、前記光拡散素子は、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状であってもよい。

本発明による第１２の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
前記光拡散素子は、互いに平行な回動軸線を中心として回動可能な複数の反射面を含むデジタルマイクロミラーデバイスであり、
前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記光拡散素子は、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状である。

本発明による第１３の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、前記照射装置からのコヒーレント光を反射して前記空間光変調器へ向ける反射面を含む偏向素子と、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記コヒーレント光が、前記光拡散素子上において、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状の領域内を走査する。

本発明による第１３の投射装置において、前記光拡散素子は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状であってもよい。

本発明による第１４の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、前記照射装置からのコヒーレント光を反射して前記空間光変調器へ向ける反射面を含む偏向素子と、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記光拡散素子は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である。

本発明による第１５の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、特定の偏光成分の光を反射し他の偏光成分の光を透過する分離面を有した偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記コヒーレント光が、前記光拡散素子上において、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状の領域内を走査する。

本発明による第１５の投射装置において、前記光拡散素子は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状であってもよい。

本発明による第１６の投射装置は、
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、特定の偏光成分の光を反射し他の偏光成分の光を透過する分離面を有した偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
前記光拡散素子は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である。

本発明による第１５または第１６の投射装置において、前記照射装置は、前記偏光ビームスプリッターの前記分離面で反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光が前記空間光変調器を証明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射してもよい。

本発明による第９〜第１６の投射装置のいずれかにおいて、前記光拡散素子はレンズアレイであってもよい。

本発明による第１〜第１６の投射装置のいずれかが、前記空間光変調器によって生成された変調画像をなす光を投射する投射光学系を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明による投射型映像表示装置は、
上述した本発明による第１〜第１６の投射装置のいずれかと、
前記空間光変調器によって生成された変調画像を投影されるスクリーンと、を備える。

本発明によれば、投射装置の極端な大型化を防止しながら、映像を投射する面上でのスペックルを効果的に目立たなくさせることができる。

図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、一実施の形態としての投射装置および投射型映像表示装置の概略構成を、上方から示す、言い変えると、投射装置の光学系を構成する面への法線方向から示す、平面図である。 図２は、図１の投射装置の概略構成を側方から示す、言い変えると、投射装置の光学系を構成する面と平行な方向から示す、側面図である。 図３は、図１の投射型映像表示装置の概略構成を図２と同一の方向から示す図である。ただし、図３において、投射装置の照射装置が省略されている。 図４は、図１の投射装置の概略構成を示す斜視図である。 図５は、図２の投射装置の光学素子をなすホログラム記録媒体を作製するための露光方法を説明するための図である。 図６は、図５の露光方法を経て作製されたホログラム記録媒体の作用を説明するための図である。 図７は、図１に対応する図であって、投射装置の照明装置の一変形例およびその作用を説明するための平面図である。 図８は、図１に対応する図であって、投射装置の照明装置の他の変形例およびその作用を説明するための平面図である。 図９は、図２に対応する図であって、投射装置の照明装置に含まれる照射装置の一変形例およびその作用を説明するための側面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１〜図９は、本発明の一実施の形態に係る投射装置および投射型映像表示装置、並びに、その変形例を説明するための図である。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

〔一実施の形態〕
まず、図１〜図６を参照して、一実施の形態に係る投射装置および投射型映像表示装置について説明する。その後、図７〜図９を適宜参照しながら、一実施の形態に係る投射装置および投射型映像表示装置に対する変形の一例について説明する。

まず、コヒーレント光を投射する照明装置および投射装置を含み且つスペックルを目立たなくさせることができる投射型映像表示装置の構成を、主として図１〜図６を参照して説明する。

図１に示す投射型映像表示装置１０は、スクリーン１５と、コヒーレント光からなる映像光を投射する投射装置２０と、を有している。投射装置２０は、仮想面上に位置する被照明領域ＬＺをコヒーレント光で照明する照明装置４０と、被照明領域ＬＺと重なる位置に配置され照明装置４０によってコヒーレント光で照明される空間光変調器３０と、空間光変調器３０からのコヒーレント光をスクリーン１５に投射する投射光学系２５と、を有している。

空間光変調器３０は、照明装置４０によって面状に照明され、照明光を用いて変調画像を形成する。空間光変調器３０によって形成された変調画像（映像光）は、投射光学系２５によって、等倍で或いは変倍されてスクリーン１５へ投射される。これにより、変調画像がスクリーン１５上に等倍で或いは変倍、通常、拡大されて表示され、観察者は当該画像を観察することができる。

一具体例として添付図においては、空間光変調器３０が、上述した特許文献２と同様に、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）として構成されている。デジタルマイクロミラーデバイス３０は、多数の微小ミラー３２を配列してなる変調画像形成面３１を有したＭＥＭＳ素子であり、反射型の空間光変調器として機能する。変調画像形成面３１は、図４から理解され得るように、矩形形状、すなわち長方形または正方形の外輪郭を有している。このような反射型空間光変調器では、空間光変調器３０へ照明装置４０からコヒーレント光が照射される面と、空間光変調器３０から変調画像をなす映像光が進みでる面と、空間光変調器３０から変調画像を形成しない捨て光が進みでる面と、が同一となっている。

図４に示すように、デジタルマイクロミラーデバイス３０の多数の微小ミラー３２は、互いに平行な回動軸線ＲＡｍを中心として回動可能に構成されている。各微小ミラー３２は、反射面３２ａを有しており、照明装置４０からの光は、各微小ミラー３２によって、投射光学系２５に向けて反射されるようになる。すなわち、デジタルマイクロミラーデバイスとして構成された空間光変調器３０では、各微小ミラー３２が一画素を形成し、各微小ミラー３２を駆動して反射面３２ａの向きを制御することによって、所定の方向へ向けて変調画像を形成することができる。一方、デジタルマクロミラーデバイス３０に代表される多くの反射型空間光変調器では、図１に示すように、映像を形成しない光、言い換えると捨て光が、映像を形成する光とは異なる方向に反射され、適切な素子等によって吸収されるようになる。なお、図１では、投射装置２０が、微小ミラー３２の回動軸線ＲＡｍの沿った方向から示されている。

なお、ここで使用され得る空間光変調器３０は、例示した反射型の空間光変調器（反射型のマイクロディスプレイ）に限られず、透過型空間光変調器（透過型のマイクロディスプレイ）によっても構成され得る。既知のいずれの空間光変調器を空間光変調器３０として用いた場合でも、後述するように、投射装置２０の寸法が極端に大型化されることを防止しながら、スペックルを目立たなくさせることができる。

また、空間光変調器３０の入射面、すなわち変調画像形成面３１は、照明装置４０によってコヒーレント光を照射される被照明領域ＬＺと同一の形状および大きさであることが好ましい。この場合、照明装置４０からのコヒーレント光を、スクリーン１５への映像の表示に高い利用効率で利用することができるからである。

スクリーン１５は、透過型スクリーンとして構成されていてもよいし、反射型スクリーンとして構成されていてもよい。スクリーン１５が反射型スクリーンとして構成されている場合には、観察者は、スクリーン１５に関して投射装置２０と同じ側から、スクリーン１５で反射されるコヒーレント光によって表示される映像を観察することになる。一方、スクリーン１５が透過型スクリーンとして構成されている場合、観察者は、スクリーン１５に関して投射装置２０とは反対の側から、スクリーン１５を透過したコヒーレント光によって表示される映像を観察することになる。

ところで、スクリーン１５に投射されたコヒーレント光は、拡散され、観察者に映像として認識されるようになる。この際、スクリーン上に投射されたコヒーレント光は拡散によって干渉し、スペックルを生じさせることになる。ただし、ここで説明する投射型映像表示装置１０では、以下に説明する照明装置４０が、時間的に角度変化するコヒーレント光で、空間光変調器３０が重ねられている被照明領域ＬＺを照明するようになっている。
より具体的には、以下に説明する照明装置４０は、コヒーレント光からなる拡散光で被照明領域ＬＺを照明するが、この拡散光の入射角度が経時的に変化していく。この結果、スクリーン１５上でのコヒーレント光の拡散パターンも時間的に変化するようになり、コヒーレント光の拡散で生じるスペックルが時間的に重畳されて目立たなくなる。以下、このような照明装置４０について、さらに詳細に説明する。

図１〜図４に示された照明装置４０は、コヒーレント光の進行方向を被照明領域ＬＺへ向ける光学素子５０と、光学素子５０へコヒーレント光を照射する照射装置６０と、を有している。光学素子５０は、光拡散素子（光拡散要素）として機能するホログラム記録媒体５５、とりわけ、散乱板６の像５を再生し得るホログラム記録媒体５５を含んでいる。
図示する例では、光学素子５０はホログラム記録媒体５５から形成されている。

図２に示すように、光学素子５０をなしているホログラム記録媒体５５は、照射装置６０から照射されるコヒーレント光を再生照明光Ｌａとして受けて、当該コヒーレント光を高効率で回折することができる。とりわけ、ホログラム記録媒体５５は、その各位置、言い換えると、その各点とも呼ばれるべき各微小領域に入射するコヒーレント光を回折することによって、散乱板６の像５を再生することができるようになっている。

一方、照射装置６０は、ホログラム記録媒体５５のコヒーレント光が、光学素子５０のホログラム記録媒体５５上を走査するようにして、光学素子５０へコヒーレント光を照射する。したがって、ある瞬間に、照射装置６０によってコヒーレント光を照射されているホログラム記録媒体５５上の領域は、ホログラム記録媒体５５の表面の一部分であって、とりわけ図示する例では、点と呼ばれるべき微小領域となっている。

そして、照射装置６０から照射されてホログラム記録媒体５５上を走査するコヒーレント光は、ホログラム記録媒体５５上の各位置（各点または各領域（以下、同じ））に、当該ホログラム記録媒体５５の回折条件を満たすような入射角度で、入射するようになっている。照射装置６０からホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、ホログラム記録媒体５５で回折されて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明する。とりわけここで説明する形態では、照射装置６０からホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、ホログラム記録媒体５５で回折されて同一の被照明領域ＬＺを照明するようになっている。より詳細には、図２に示すように、照射装置６０からホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光が、それぞれ、被照明領域ＬＺに重ねて散乱板６の像５を再生するようになっている。すなわち、照射装置６０からホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、光学素子５０で拡散されて拡げられて、被照明領域ＬＺに入射するようになる。

このようなコヒーレント光の回折作用を可能にするホログラム記録媒体５５として、図示する例では、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラムが用いられている。このホログラム記録媒体５５は、図５に示すように、実物の散乱板６からの散乱光を物体光Ｌｏとして用いて作製されている。図５には、ホログラム記録媒体５５をなすようになる感光性を有したホログラム感光材料５８に、互いに干渉性を有したコヒーレント光からなる参照光Ｌｒと物体光Ｌｏとが露光されている状態が、示されている。

参照光Ｌｒは、例えば、特定波長域のレーザ光を発振するレーザ光源からのレーザ光が用いられており、レンズからなる集光素子７を透過してホログラム感光材料５８に入射する。図５に示す例では、参照光Ｌｒをなすようになるレーザ光が、集光素子７の光軸と平行な平行光束として、集光素子７へ入射する。参照光Ｌｒは、集光素子７を透過することによって、それまでの平行光束から収束光束に整形（変換）され、ホログラム感光材料５８へ入射する。この際、収束光束Ｌｒの焦点位置ＦＰは、ホログラム感光材料５８を越えた位置にある。すなわち、ホログラム感光材料５８は、集光素子７と、集光素子７によって集光された収束光束Ｌｒの焦点位置ＦＰと、の間に配置されている。

次に、物体光Ｌｏは、たとえばオパールガラスからなる散乱板６からの散乱光として、ホログラム感光材料５８に入射する。ここでは作製されるべきホログラム記録媒体５５が反射型なので、物体光Ｌｏは、参照光Ｌｒとは反対側の面からホログラム感光材料５８へ入射する。物体光Ｌｏは、参照光Ｌｒと干渉性を有している必要がある。したがって、例えば、同一のレーザ光源から発振されたレーザ光を分割して、分割された一方を上述の参照光Ｌｒとして利用し、他方を物体光Ｌｏとして使用することができる。

図５に示す例では、散乱板６の板面への法線方向と平行な平行光束が、散乱板６へ入射して散乱され、そして、散乱板６を透過した散乱光が物体光Ｌｏとしてホログラム感光材料５８へ入射している。この方法によれば、通常安価に入手可能な等方散乱板を散乱板６として用いた場合に、散乱板６からの物体光Ｌｏが、ホログラム感光材料５８に概ね均一な光量分布で入射することが可能となる。またこの方法によれば、散乱板６による散乱の度合いにも依存するが、ホログラム感光材料５８の各位置に、散乱板６の出射面６ａの全域から概ね均一な光量で参照光Ｌｒが入射しやすくなる。このような場合には、得られたホログラム記録媒体５５の各位置に入射した光が、それぞれ、散乱板６の像５を同様の明るさで再生すること、および、再生された散乱板６の像５が概ね均一な明るさで観察されることが実現され得る。

以上のようにして、参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏがホログラム記録材料５８に露光されると、参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏが干渉してなる干渉縞が生成され、この光の干渉縞が、何らかのパターン、体積型ホログラムでは、一例として、屈折率変調パターンとして、ホログラム記録材料５８に記録される。その後、ホログラム記録材料５８の種類に対応した適切な後処理が施され、ホログラム記録媒体５５が得られる。

図６には、図５の露光工程を経て得られたホログラム記録媒体５５の回折作用（再生作用）が示されている。図６に示すように、図５のホログラム感光材料５８から形成されたホログラム記録媒体５５は、露光工程で用いられたレーザ光と同一波長の光であって、露光工程における参照光Ｌｒの光路を逆向きに進む光によって、そのブラッグ条件が満たされるようになる。すなわち、図６に示すように、露光工程時におけるホログラム感光材料５８に対する焦点ＦＰの相対位置（図５参照）と同一の位置関係をなすようにしてホログラム記録媒体５５に対して位置する基準点ＳＰから発散し、露光工程時における参照光Ｌｒと同一の波長を有する発散光束は、再生照明光Ｌａとして、ホログラム記録媒体５５に回折され、露光工程時におけるホログラム感光材料５８に対する散乱板６の相対位置（図３参照）と同一の位置関係をなすようになるホログラム記録媒体５０に対する特定の位置に、散乱板６の再生像５を生成する。

この際、散乱板６の再生像５を生成する再生光Ｌｂ、すなわち、再生照明光Ｌａをホログラム記録媒体５５で回折してなる回折光Ｌｂは、露光工程時に散乱板６からホログラム感光材料５８へ向かって進んでいた物体光Ｌｏの光路を逆向きに進む光として散乱板６の像５の各点を再生する。そして、上述したように、また図５に示すように、露光工程時に散乱板６の出射面６ａの各位置から出射する散乱光Ｌｏが、それぞれ、ホログラム感光材料５８の概ね全領域に入射するように拡散している（広がっている）。すなわち、ホログラム感光材料５８上の各位置には、散乱板６の出射面６ａの全領域からの物体光Ｌｏが入射し、結果として、出射面６ａ全体の情報がホログラム記録媒体５５の各位置にそれぞれ記録されている。このため、図６に示された、再生照明光Ｌａとして機能する基準点ＳＰからの発散光束をなす各光は、それぞれ単独で、ホログラム記録媒体５５の各位置に入射して互いに同一の輪郭を有した散乱板６の像５を、互いに同一の位置（被照明領域ＬＺ）に再生することができる。

一方、このようなホログラム記録媒体５５からなる光学素子５０にコヒーレント光を照射する照射装置６０は、次のように構成され得る。図２によく示されているように、照射装置６０は、特定波長域のコヒーレント光を生成するレーザ光源６１ａと、レーザ光源６１ａからのコヒーレント光の進行方向を変化させる走査デバイス６５と、を有している。
走査デバイス６５は、コヒーレント光の進行方向を経時的に変化させ、コヒーレント光の進行方向が一定とはならないよう種々の方向へ向ける。この結果、走査デバイス６５で進行方向を変化させられるコヒーレント光が、光学素子５０のホログラム記録媒体５５の入射面上を走査するようになる。

図２および図４によく示されているように、図示された形態では、走査デバイス６５は、一つの軸線ＲＡ１を中心として回動可能な反射面６６ａを有した反射デバイス６６を含んでいる。より具体的に説明すると、反射デバイス６６は、一つの軸線ＲＡ１を中心として回動可能な反射面６６ａとしてのミラーを有したミラーデバイスとして、構成されている。そして、図２および図４に示すように、このミラーデバイス６６は、ミラー６６ａの配向を変化させることによって、レーザ光源６１ａからのコヒーレント光の進行方向を変化させるようになっている。この際、図２及び図４に示すように、ミラーデバイス６６は、概ね、基準点ＳＰにおいてレーザ光源６１ａからコヒーレント光を受けるようになっている。このため、ミラーデバイス６６で進行方向を最終調整されたコヒーレント光は、基準点ＳＰからの発散光束の一光線をなし得る再生照明光Ｌａ（図６参照）として、光学素子５０のホログラム記録媒体５５へ入射し得る。結果として、照射装置６０からのコヒーレント光がホログラム記録媒体５５上を走査するようになり、且つ、ホログラム記録媒体５５上の各位置に入射したコヒーレント光が同一の輪郭を有した散乱板６の像５を同一の位置（被照明領域ＬＺ）に再生するようになる。

なお、実際上の問題として、ホログラム記録媒体５５を作成する際、ホログラム記録材料５８が収縮する場合がある。このような場合、ホログラム記録材料５８の収縮を考慮して、照射装置６０から光学素子５０に照射されるコヒーレント光の入出射角度が調整されることが好ましい。したがって、コヒーレント光源６１ａで生成するコヒーレント光の波長は、図３の露光工程（記録工程）で用いた光の波長と厳密に一致させる必要はなく、ほぼ同一となっていてもよい。

また、同様の理由から、光学素子５０のホログラム記録媒体５５へ入射する光の進行方向も、基準点ＳＰからの発散光束に含まれる一光線と厳密に同一の経路を取っていなくとも、被照明領域ＬＺに像５を再生することができる。実際に、図２および図４に示す例では、走査デバイス６５をなすミラーデバイス６６のミラー（反射面）６６ａは、必然的に、その回動軸線ＲＡ１からずれる。したがって、基準点ＳＰを通過しない回動軸線ＲＡ１を中心としてミラー６６ａを回動させた場合、ホログラム記録媒体５５へ入射する光は、基準点ＳＰからの発散光束をなす一光線とはならないことがある。しかしながら、実際には、図示された構成の照射装置６０からのコヒーレント光によって、被照明領域ＬＺに重ねて像５を実質的に再生することができる。

ところで、図１〜図４に示された本実施の形態による投射装置２０と同様に、従来の光学式プロジェクタでは、空間光変調器の正面に、言い換えると、変調画像形成面への法線方向に沿って空間光変調器に対向する位置に投射光学系をなす例えばプロジェクションレンズが配置されてきた。このため照明装置は、図１に示された形態と同様に、空間光変調器の変調画像形成面を、正面方向に対して傾斜した方向から照明する。そしてさらに従来の一般的な光学式プロジェクタでは、光源から空間光変調器までの光路の光軸、すなわち中心光路が、デジタルマイクロミラーデバイスの微小ミラーの回動軸線と概ね直交する方向に沿っていた。

既に説明したように、デジタルマイクロミラーデバイス等の光学系では微小ミラーの回動軸線を中心とした回動によって、変調画像を形成することのない不要光を捨て光として、変調画像とは異なる方向へ向けている。この結果、このような従来の光学式プロジェクタでは、光源から空間光変調器へ入射して変調画像を形成する光、並びに、光源から空間光変調器へ入射して捨て光となる光は、微小ミラーの回動軸線に直交する一つの仮想平面に沿った光学系を形成する。言い換えると、従来の光学式プロジェクタでは、光源から空間光変調器へ入射して変調画像を形成する光の光路中心、並びに、光源から空間光変調器へ入射して捨て光となる光の光路中心は、微小ミラーの回動軸線の回動軸線に直交する一つの仮想平面に沿って進む。このような構成によれば、光学式プロジェクタ内での光路が極めて簡略化され、且つ、微小ミラーの回動軸線の方向に沿った光学式プロジェクタの寸法を小さくすることができ、これにより、光学式プロジェクタの小型化が実現され得る。

図１、図３および図４によく示されているように、本実施の形態では、従来と同様に、空間光変調器３０の正面に、言い換えると、変調画像形成面３１への法線方向に沿って空間光変調器３０に対向する位置に投射光学系２５が配置されている。そして、照明装置４０は、図１によく示されているように、空間光変調器３０の変調画像形成面３１を、当該変調画像形成面３１への法線方向、つまり、正面方向に対して傾斜した方向から照明している。また、照明装置４０に含まれる光源６１ａから空間光変調器３０までのコヒーレント光の光路の光軸、すなわち中心光路が、デジタルマイクロミラーデバイス３０の微小ミラー３２の回動軸線ＲＡｍと直交する方向に沿っている。

このため、本実施の形態による投射装置２０においても、照明装置４０の光源６１ａから空間光変調器３０へ入射して変調画像を形成する光、並びに、光源６１ａから空間光変調器３０へ入射して捨て光となる光は、微小ミラー３２の回動軸線ＲＡｍに直交する一つの仮想平面に沿った光学系を形成し、当該仮想平面に沿って進む。このような投射装置２０によれば、投射装置２０内での光路を極めて簡略化することができ、且つ、微小ミラー３２の回動軸線ＲＡｍの方向に沿った投射装置２０の寸法を小さくすることができ、これにより、投射装置２０の小型化を実現することができる。

なお、上述してきたように本実施の形態では、投射装置２０の照明装置４０は、ホログラム記録媒体５５からなる光学素子５０と、光学素子５０にコヒーレント光を照射する照射装置６０と、を有している。そして、空間光変調器３０の変調画像形成面３１は、ホログラム記録媒体５５からの回折光によって照明される。また、照射装置６０は、走査デバイス６５を含んでおり、コヒーレント光がホログラム記録媒体５５上を走査するようにして光学素子６０にコヒーレント光を照射する。そして、本実施の形態によれば、このような構成の照明装置４０を含みながら、投射装置２０の大型化が効果的に防止されている。

具体的には、図２および図４に示すように、照射装置６０の走査デバイス６５をなすミラーデバイス６６は、一つの軸線ＲＡ１に沿ってミラー６６ａを回動させるように、構成されている。とりわけ図４に示されているように、ミラー６６ａの回動軸線ＲＡ１は、投射装置２０内での光路によって画成される光学系と平行に、すなわち、デジタルマイクロミラーデバイス３０の微小ミラー３２の回動軸線ＲＡｍに直交して、延びている。また、光源６１ａから走査デバイス６５へ入射する光は、投射装置２０内での光路によって画成される光学系と平行に直線状に進んでいる。このため、照射装置６０からのコヒーレント光の光学素子５０への入射点ＩＰは、投射装置２０内での光路によって画成される光学系と直交する方向に往復動するようになる。

したがって、照射装置６０から照射されるコヒーレント光は、ホログラム記録媒体５５上において、デジタルマイクロミラーデバイス３０の微小ミラー３２の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行な直線状の経路を繰り返し走査するようになる。本実施の形態では、照射装置６０から照射されるコヒーレント光は、ホログラム記録媒体５５上において、空間光変調器３０の変調画像形成面３１をなす矩形状の一辺と平行な直線状の経路を繰り返し走査するようになる。なお、図４に示された形態において、空間光変調器３０の変調画像形成面３１は長方形からなり、コヒーレント光のホログラム記録媒体５５上での走査経路は、当該長方形の短辺と平行となっている。

そして、このようなコヒーレント光のホログラム記録媒体５５上での走査経路に対応して、光学素子５０をなすホログラム記録媒体５５は、図４に示すように、デジタルマイクロミラーデバイス３０の微小ミラー３２の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行な方向に延びる細長状となっている。また、本実施の形態においては、言い換えると、光学素子５０をなすホログラム記録媒体５５は、空間光変調器３０の変調画像形成面３１をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状、とりわけ、変調画像形成面３１をなす長方形の短辺と平行な方向に延びる細長状となっている。

なお、詳しくは後述するように、光学素子５０へのコヒーレント光の入射位置ＩＰがホログラム記録媒体５５上で走査するようにしたのは、空間光変調器３０の各位置へ入射するコヒーレント光の入射角度を経時的に多重化させて、最終的に、空間光変調器３０で形成された変調画像が観察される際に生じるスペックルを目立たなくさせることを目的としている。そしてこの目的を満たす上で、コヒーレント光のホログラム記録媒体５５上での走査経路の長さは、図示された例のように、空間光変調器３０の一辺の長さを越える長さとする必要はない。

このため、ホログラム記録媒体５５からなる細長状の光学素子５０が、デジタルマイクロミラーデバイス３０の微小ミラー３２の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行な方向に延びている場合、この回動軸線ＲＡｍに沿った投射装置２０の寸法、言い換えると、投射装置２０内での光学系によって画成される面に直交する方向に沿った投射装置２０の寸法を大型化させることなく、回動軸線ＲＡｍに直交する方向に沿った投射装置２０の寸法、言い換えると、投射装置２０内での光学系によって画成される面に沿った投射装置２０の寸法を十分に小型化することができる。すなわち、本実施の形態による投射装置２０によれば、投射装置が大型化してしまうことを効果的に抑制しながら、後述するようにスペックルを目立たなくさせることができる。

次に、以上の構成からなる照明装置４０、投射装置２０および投射型映像表示装置１０の作用について説明する。

まず、照射装置６０は、コヒーレント光が光学素子５０のホログラム記録媒体５５上を走査するようにして、光学素子５０へコヒーレント光を照射する。具体的には、レーザ光源６１ａで一定方向に沿って進む特定波長のコヒーレント光が生成され、このコヒーレント光が走査デバイス６５で進行方向を変えられる。走査デバイス６５は、ホログラム記録媒体５５上の各位置に、当該位置でのブラッグ条件を満たす入射角度で特定波長のコヒーレント光を入射させる。この結果、各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、ホログラム記録媒体５５での回折により、被照明領域ＬＺに重ねて散乱板６の像５を再生する。すなわち、照射装置６０からホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、光学素子５０で拡散されて（拡げられて）、被照明領域ＬＺの全域に入射するようになる。このようにして、照射装置６０は、被照明領域ＬＺをコヒーレント光で照明するようになる。

図１に示すように、投射装置２０においては、空間光変調器３０の変調画像形成面３１が照明装置４０の被照明領域ＬＺと重なるようにして、空間光変調器３０が配置されている。このため、空間光変調器３０の変調画像形成面３１は、照明装置４０によって面状に照明され、画素毎にコヒーレント光の反射を制御することにより、変調画像を形成するようになる。形成された変調画像は、投射光学系２５によってスクリーン１５に投射される。スクリーン１５に投射されたコヒーレント光は、拡散され、観察者に映像として認識されるようになる。ただし、この際、スクリーン上に投射されたコヒーレント光は拡散によって干渉し、スペックルを生じさせることになる。

しかしながら、ここで説明してきた本実施の形態における照明装置４０によれば、次に説明するように、スペックルを極めて効果的に目立たなくさせることができる。

前掲の非特許文献１によれば、スペックルを目立たなくさせるには、偏光・位相・角度・時間といったパラメータを多重化し、モードを増やすことが有効であるとされている。
ここでいうモードとは、互いに無相関なスペックルパターンのことである。例えば、複数のレーザ光源から同一のスクリーンに異なる方向からコヒーレント光を投射した場合、レーザ光源の数だけ、モードが存在することになる。また、同一のレーザ光源からのコヒーレント光を、時間を区切って異なる方向から、スクリーンに投射した場合、人間の目で分解不可能な時間の間にコヒーレント光の入射方向が変化した回数だけ、モードが存在することになる。そして、このモードが多数存在する場合には、光の干渉パターンが無相関に重ねられ平均化され、結果として、観察者の目によって観察されるスペックルが目立たなくなるものと考えられている。

上述した照射装置６０では、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上を走査するようにして、光学素子５０に照射される。また、照射装置６０からホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、少なくとも一部において重なり合う部分を含む領域をコヒーレント光で照明するが、重なり合う部分を照明するコヒーレント光の照明方向は互いに異なる。とりわけ、本実施の形態では、照射装置６０からホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光は、それぞれ、同一の被照明領域ＬＺの全域をコヒーレント光で照明し、当該被照明領域ＬＺを照明するコヒーレント光の照明方向は互いに異なるようになる。そして、コヒーレント光が入射するホログラム記録媒体５５上の位置が経時的に変化するため、被照明領域ＬＺへのコヒーレント光の入射方向も経時的に変化する。

被照明領域ＬＺを基準にして考えると、被照明領域ＬＺ内の各位置には絶えずコヒーレント光が入射してくるが、その入射方向は、図２および図３に矢印Ａ１で示すように、常に変化し続けることになる。結果として、空間光変調器３０の透過光によって形成された映像の各画素をなす光が、図３に矢印Ａ２で示すように経時的に光路を変化させながら、スクリーン１５の特定の位置に投射されるようになる。

なお、コヒーレント光はホログラム記録媒体５５上を連続的に走査する。これにともなって、照射装置６０から被照明領域ＬＺへのコヒーレント光の入射方向も連続的に変化するとともに、投射装置２０からスクリーン１５へのコヒーレント光の入射方向も連続的に変化する。ここで、投射装置２０からスクリーン１５へのコヒーレント光の入射方向が僅か、例えば０．数°だけ変化すれば、スクリーン１５上に生じるスペックルのパターンも大きく変化し、無相関なスペックルパターンが十分に重畳されることになる。加えて、実際に市販されているＭＥＭＳミラーやポリゴンミラー等の走査デバイス６５の周波数は通常数百Ｈｚ以上であり、数万Ｈｚにも達する走査デバイス６５も珍しくない。

以上のことから、上述してきた本実施の形態によれば、映像を表示しているスクリーン１５上の各位置において時間的にコヒーレント光の入射方向が変化していき、且つ、この変化は、人間の目で分解不可能な速さであり、結果として、人間の目には、相関の無いコヒーレント光の散乱パターンが多重化されて観察されることになる。したがって、各散乱パターンに対応して生成されたスペックルが重ねられ平均化されて、観察者に観察されることになる。これにより、スクリーン１５に表示されている映像を観察する観察者に対して、スペックルを極めて効果的に目立たなくさせることができる。

なお、人間によって観察される従来のスペックルには、スクリーン１５上でのコヒーレント光の散乱を原因とするスクリーン側でのスペックルだけでなく、スクリーンに投射される前におけるコヒーレント光の散乱を原因とする投射装置側でのスペックルも発生し得る。この投射装置側で発生したスペックルパターンは、空間光変調器３０を介してスクリーン１５上に投射されることによって、観察者に認識され得るようにもなる。しかしながら、上述してきた基本形態によれば、コヒーレント光がホログラム記録媒体５５上を連続的に走査し、そしてホログラム記録媒体５５の各位置に入射したコヒーレント光が、それぞれ、空間光変調器３０が重ねられた被照明領域ＬＺの全域を照明するようになる。すなわち、ホログラム記録媒体５５が、スペックルパターンを形成していたそれまでの波面とは別途の新たな波面を形成し、複雑且つ均一に、被照明領域ＬＺ、さらには、空間光変調器３０を介してスクリーン１５を照明するようになる。このようなホログラム記録媒体５５での新たな波面の形成により、投射装置側で発生するスペックルパターンは不可視化されることになる。

ところで、前掲の非特許文献１には、スクリーン上に生じたスペックルの程度を示すパラメータとして、スペックルコントラスト（単位％）という数値を用いる方法が提案されている。このスペックルコントラストは、本来は均一の輝度分布をとるべきテストパターン映像を表示した際に、スクリーン上に実際に生じる輝度のばらつきの標準偏差を、輝度の平均値で除した値として定義される量である。このスペックルコントラストの値が大きければ大きいほど、スクリーン上のスペックル発生程度が大きいことを意味し、観察者に対して、斑点状の輝度ムラ模様がより顕著に提示されていることを示す。

図１〜図６を参照しながら説明してきた基本形態の投射型映像表示装置１０について、スペックルコントラストを測定したところ、３．０％となった（条件１）。また、上述の光学素子５０として、反射型の体積型ホログラムに代えて、特定の再生照明光を受けた場合に散乱板６の像５を再生し得るように計算機を用いて設計された凹凸形状を有する計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）としてのレリーフ型ホログラムを用いた場合についてのスペックルコントラストは３．７％となった（条件２）。ＨＤＴＶ（高精細テレビ）の映像表示用途にて、観察者が肉眼観察した場合に輝度ムラ模様がほとんど認識できないレベルとして、スペックルコントラスト６．０％以下という基準（たとえば、ＷＯ／２００１／０８１９９６号公報参照）が示されているが、上述してきた基本形態はこの基準を十分に満たしている。また、実際に肉眼観察したところ、視認され得る程度の輝度ムラ（明るさのムラ）は発生していなかった。

一方、レーザ光源からのレーザ光を平行光束に整形して空間光変調器３０に入射させた場合、すなわち、図１に示された投射型映像表示装置１０の空間光変調器３０に、走査デバイス６５や光学素子５０を介さず、レーザ光源６１ａからのコヒーレント光を平行光束として入射させた場合、スペックルコントラストは２０．７％となった（条件３）。この条件下では、肉眼観察により、斑点状の輝度ムラ模様がかなり顕著に観察された。

また、光源６１ａを緑色のＬＥＤ（非コヒーレント光源）に交換し、このＬＥＤ光源からの光を空間光変調器３０に入射させた場合、すなわち、図１等に示された投射型映像表示装置１０の空間光変調器３０に、走査デバイス６５や光学素子５０を介さず、ＬＥＤ光源からの非コヒーレント光を平行光束として入射させた場合、スペックルコントラストは４．０％となった（条件４）。この条件下では、肉眼観察で視認され得る程度の輝度ムラ（明るさのムラ）は発生していなかった。

条件１および条件２の結果が、条件３の結果よりも極めて良好であり、さらに、条件４の測定結果と比較しても良好となった。既に述べたとおり、スペックルの発生という問題は、実用上、レーザ光などのコヒーレント光源を用いた場合に生じる固有の問題であり、ＬＥＤなどの非コヒーレント光源を用いた装置では、考慮する必要のない問題である。加えて、条件１および条件２では、条件４と比較して、スペックル発生の原因となり得る光学素子５０が追加されている。これらの点から、条件１および条件２によれば、スペックル不良に十分に対処することができたと言える。

加えて、上述してきた実施の形態によれば、次の利点を享受することもできる。

上述してきた実施の形態によれば、ホログラム記録媒体５５の各位置に入射するコヒーレント光が、互いに同一の位置に散乱板６の像５を生成することによって互いに同一の被照明領域ＬＺを照明し、当該被照明領域ＬＺに重ねて空間光変調器３０が配置されている。このため、ホログラム記録媒体５５で回折された光を、高効率で、映像形成のために利用することが可能となり、光源６１ａからの光の利用効率の面においても優れる。

また、上述してきた実施の形態によれば、スペックルを目立たなくさせるための光学素子５０が、照射装置６０から照射されるコヒーレント光のビーム形態を整形および調整するための光学部材としても機能し得る。したがって、光学系を小型且つ簡易化することができる。

さらに、上述してきた実施の形態によれば、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、デジタルマイクロミラーデバイス３０の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行な直線状の経路を繰り返し走査し、且つ、この構成に対応して、ホログラム記録媒体５５は、デジタルマイクロミラーデバイス３０の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行な方向に延びる細長状となっている。また、本実施の形態によれば、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、変調画像形成面３１をなす矩形状の一辺と平行な直線状の経路を繰り返し走査し、且つ、この構成に対応して、ホログラム記録媒体５５は、変調画像形成面３１をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状となっている。このため、投射装置２０内での光路によって画成される光学系が平面状となっている投射装置において、投射装置２０を大型化させてしまうことを効果的に抑制しながら、スペックルを目立たなくさせることが可能となる。

加えて、本実施の形態においては、空間光変調器３０の正面に、言い換えると、変調画像形成面３１への法線方向に沿って空間光変調器３０に対向する位置に投射光学系２５が配置されている。このため、照明装置４０は、図１によく示されているように、空間光変調器３０の変調画像形成面３１を、当該変調画像形成面３１への法線方向、つまり、正面方向に対して傾斜した方向から照明している。そして、このような構成との組み合わせにおいて、コヒーレント光のホログラム記録媒体５５上での走査経路が、デジタルマイクロミラーデバイス３０の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行となっている場合、次に説明するように、ホログラム記録媒体５５が、照射装置６０からの光を空間光変調器３０に向けて、高い回折効率で安定して回折することが可能となる。

まず、理解の便宜を図り、図４に示すように、空間光変調器３０の変調画像形成面３１上にＸＹ座標系を定義する。このＸＹ座標系においてＹ軸は、微小ミラー３２の回動軸線ＲＡｍと平行な方向であり、Ｘ軸は、Ｙ軸と直交する変調画像形成面３１上の方向と平行になっている。この座標系を用いて表現するならば、上述した実施の形態におけるコヒーレント光のホログラム記録媒体５５上での走査経路は、Ｙ軸と平行となっている。

既に説明したように、投射装置２０の小型化を図る観点からすれば、投射装置２０内の光路によって画成される光学系が仮想平面上に形成され、且つ、当該仮想平面は、微小ミラー３２の回動軸線ＲＡｍと直交する。この場合、光学素子５０をなすホログラム記録媒体５５は、空間光変調器３０の正面に投射光学系２５が配置されているため、空間光変調器３０の正面からＸ軸方向へずれた位置に配置される。

ここで、ホログラム記録媒体５５の各位置からの回折光によって照明される領域が少なくとも一部分において互いに重なり合っている必要があることから、つまり同一の被照明領域ＬＺを照明する必要があることから、当該ホログラム記録媒体５５内に記録される干渉縞の向きは、走査経路上の各位置で異なっている。そして、本実施の形態のように、ホログラム記録媒体５５が空間光変調器３０に対してＸ軸方向へずれた位置に配置され、且つ、当該ホログラム記録媒体５５上でのコヒーレント光の走査経路がＹ軸方向に平行となっている場合、ホログラム記録媒体５５の走査経路に沿った各位置に記録される干渉縞の向きの変化を最小に抑えることができる。このため、このホログラム記録媒体５５の作製、より具体的には、干渉縞の記録を比較的に容易化することができ、あわせて、ホログラム記録媒体５５が照射装置６０からのコヒーレント光を高い効率で回折し、空間光変調器３０を明るく照明することも可能となる。

一方、ホログラム記録媒体５５上でのコヒーレント光の走査経路がＹ軸方向に対して傾斜していると、ホログラム記録媒体５５の走査経路に沿った各位置に記録される干渉縞の向きの変化が大きくなる。とりわけ、ホログラム記録媒体５５が空間光変調器３０に対してＸ軸方向へずれた位置に配置され、且つ、当該ホログラム記録媒体５５上でのコヒーレント光の走査経路がＸ軸方向に平行となっている場合、ホログラム記録媒体５５に記録される干渉縞の向きは、直線状の走査経路の一端と他端との間で非常に大きく異なるようになる。さらに、直線状の走査経路のうち空間光変調器３０から最も離れた位置では、回折方向が正面方向から非常に大きく傾斜した方向となってしまう。

そして、このように一つのホログラム記録媒体５５に記録されるべき干渉縞の向きが大きく変化する場合、材料の収縮や再生波長シフトを考慮し入出射角度を調整すると必ずしも全ての干渉縞がブラッグ条件を満たさなくなってしまう。加えて、ここで用いられるホログラム記録媒体５５には、光拡散機能を発揮し得る複雑パターンの干渉縞が記録されるため、このような傾向がより強く現れやすい。なお、予定した干渉縞が再生波長にて十分にブラッグ条件を満たさなくなった場合、当該ホログラム記録媒体は、もはや、高い回折効率を呈することができず、空間光変調器３０を明るく照明することができない。また、装置全体としてのエネルギー効率も低下してしまい、この点においても好ましくない。

さらに、上述したホログラム感光材料５８を実際に露光することによってホログラム記録媒体５５を作製する際、投射装置２０に搭載される光源６１ａで生成されるコヒーレント光の波長とは異なる波長を有した参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏが用いられることも想定される。高い回折効率を実現するためには、高出力の光源を用いてホログラム感光材料５８を露光する必要があるが、その一方で、露光に用いられ得る高出力の光源で生成され得る光の波長は限られているためである。投射装置２０の光源６１ａで生成されるコヒーレント光の波長とは異なる波長の参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏを用いてホログラム感光材料５８を露光する場合、当該参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏの波長によって記録され得るべき干渉縞のブラッグ条件が満たされるよう、当該参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏは、投射装置２０内での予定されたコヒーレント光の光路からずれた光路に沿って、ホログラム感光材料５８に照射される。この際、記録されるべき干渉縞の向きが、予定された走査経路に沿ったホログラム記録媒体５５の間で大きく変化する場合、実際上、高出力で発振され得る参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏをなす光が、予定された走査経路に沿ったすべての位置でブラッグ条件を満たすことが不可能となることもある。すなわち、高出力で発振され得る露光光を用いて干渉縞を記録することができなくなる。結果として、走査経路に沿った各位置での向きが大きく変化する干渉縞を明瞭且つ精確に記録することができず、ホログラム記録媒体５５の回折効率が低下してしまう。

以上のことから、コヒーレント光のホログラム記録媒体５５上での走査経路が、デジタルマイクロミラーデバイス３０の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行となっている上述の実施の形態によれば、ホログラム記録媒体５５の走査経路に沿った各位置に記録される干渉縞の向きの変化が抑制されるので、当該干渉縞を明瞭且つ精確に記録することが可能となる。このため、ホログラム記録媒体５５が、照射装置６０からの光を空間光変調器３０に向けて、高い回折効率で安定して回折することが可能となる。結果として、ホログラム記録媒体５５が照射装置６０からの光を高い効率で回折することができ、空間光変調器３０を明るく照明することもできる。

〔上述した一実施の形態への変形〕
図１〜６に例示された一実施の形態に対して、種々の変更を加えることが可能である。
以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。

（照明装置）
上述した形態によれば、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。ただし、この作用効果は、主として照明装置４０に起因したものである。したがって、この照明装置４０を種々の態様で有用に使用することができる。例えば、照明装置４０を単なる照明として用いることができ、この場合、明るさのムラ（輝度ムラ、ちらつき）を目立たなくさせることができる。

また、照明装置４０の全体構成を変更してもよい。例えば、コヒーレント光の進行方向を変化させる偏向素子を設けてもよい。図７には、空間光変調器３０と投射光学系２５との間に偏向素子７０を配置した例が示されている。図７に示された例は、偏光素子７０を設けた点において、上述した実施の形態と異なっており、その他の点は同一に構成され得る。以下、図７に示された変形例について、上述した実施の形態との相違点を中心としてさらに説明する。

図７に示された変形例において、偏向素子７０は、照射装置６０の光源６１ａからのコヒーレント光の空間光変調器３０までの光路における光学素子５０と空間光変調器３０との間に配置されている。偏向素子７０は、第１プリズム７１および第２プリズム７２によって形成されている。一対のプリズム７１，７２は、略一定の間隔をあけて配置され、その間に空隙７３を形成している。第１のプリズム７１は、空間光変調器３０に対面する第１面７１ａ、第２のプリズム７２に対面する第２面７１ｂ、および、光学素子５０からの光を受ける第３面７１ｃを有している。第２のプリズム７２は、第１のプリズム７１と対称的な形状を有し、第１のプリズム７１と対称的に配置されている。したがって、第２のプリズム７２は、投射光学系２５に対面する第１面７２ａ、第１のプリズム７１の対面する第２面７２ｂ、および、第１プリズム７１の第３面７１ｃに対する反対側の面をなす第３面７２ｃを有している。

この偏向素子７０は、ホログラム記録媒体５５の各位置での回折によって整形された拡散光束を、空間光変調器３０に向ける。具体的には、第１プリズム７１の第３面７１ｃから入射した光が、第１プリズム７１の第２面７１ｂで反射し、その後、第１面７１ａを介して空間光変調器３０に入射するようになる。なお、光学素子５０の構成および配置は、第１プリズム７１の第２面７１ｂでの反射が、第１プリズム７１と空隙７３との間での屈折率差に起因した全反射となるように、決定される。したがって、光学素子５０から偏向素子７０へ入射した光は、光量損失を起こすこと無く、予定した通りにその進行方向を変化するようになる。

空間光変調器３０へ入射した光は、その後、変調画像をなす光として、第１プリズム７１の第２面７１ｂで全反射することなく、偏向素子７０を透過して投射光学系２５へ向かう。なお、第１プリズム７１の第２面７１ｂおよび第２プリズム７２の第２面７２ｂが平行となっており、且つ、第１プリズム７１の第１面７１ａおよび第２プリズム７２の第１面７２ａが平行となっている場合、偏向素子７０から投射光学系２５へ入射する際の光の進行方向は、空間光変調器３０から偏向素子７０へ再入射する際の進行方向と平行に維持されるようになる。

なお、図７に示された変形例において、変調画像を形成しない不要光は、偏向素子７０へ再入射した後に、第２プリズム７２の第３面７２ｃを介して偏向素子７０から出射し、適切な素子等によって吸収されるようになる。

ところで、図７に示された例において、光学素子５０からのコヒーレント光を反射する偏向素子７０は、第１プリズム７１の第２面７１ｂへの法線方向と平行な面上に、光学素子５０から空間光変調器３０までの光路の光学系（中心光路）を画成する。上述したように、デジタルマイクロミラーディスプレイ３０は、反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと直交する平面上に、デジタルマイクロミラーディスプレイ３０で反射される前後の光路の光学系（中心光路）を画成し得る。そして、図７に示された例においては、第１プリズム７１の第２面７１ｂへの法線方向が、デジタルマイクロミラーディスプレイ３０の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと直交する平面上に位置するように、偏向素子７０およびデジタルマイクロミラーディスプレイ３０が位置決めされている。この結果、投射装置２０内での光路によってなされる光学系（光路中心）を、一つの仮想平面上に形成することが可能となっている。

図７に示された変形例によれば、上述の実施の形態と同一の作用効果を奏することができる。すなわち、光学素子５０のホログラム記録媒体５５が、当該ホログラム記録媒体５５上を走査するようにして当該ホログラム記録媒体５５の各位置に入射するコヒーレント光を回折して、空間光変調器３０を照明する。この際、空間光変調器３０の各位置は、ホログラム記録媒体５５上でのコヒーレント光の走査にともなって、連続的に異なる方向からコヒーレント光を照射されることになり、結果として、スクリーン１５の各位置への映像光の入射角度も連続的に変化する。このため、コヒーレント光で映像を表示しながら、スペックルを目立たなくさせることができる。

また、図７に示された変形例において、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、空間光変調器３０をなすデジタルマイクロミラーデバイスの反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行な直線状の経路を繰り返し走査し、且つ、この構成に対応して、ホログラム記録媒体５５が、デジタルマイクロミラーデバイス３０の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行な方向に延びる細長状となっている場合、或いは、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、変調画像形成面３１をなす矩形状の一辺と平行な直線状の経路を繰り返し走査し、且つ、この構成に対応して、ホログラム記録媒体５５が、変調画像形成面３１をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状となっている場合、投射装置２０内での光路によって画成される光学系が平面状となっている投射装置２０において、投射装置２０を大型化させてしまうことを効果的に抑制しながら、スペックルを目立たなくさせることが可能となる。

さらに、図７に示された変形例において、コヒーレント光のホログラム記録媒体５５上での走査経路が、空間光変調器３０をなすデジタルマイクロミラーデバイスの反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行となっていれば、ホログラム記録媒体５５が、照射装置６０からの光を空間光変調器３０に向けて、高い回折効率で安定して回折することが可能となる。結果として、ホログラム記録媒体５５が照射装置６０からの光を高い効率で回折することができ、空間光変調器３０を明るく照明することもできる。

なお、図７に示された変形例においては、上述したように、投射装置２０内での光路によってなされる光学系（光路中心）は、偏向素子７０の第１プリズム７１の第２面７１ｂへの法線方向、言い換えると、偏向素子７０の第１プリズム７１の反射面７１ｂへの法線方向と、空間光変調器３０の変調画像形成面３１への法線方向、言い換えると、空間光変調器３０の入射面への法線方向と、によって画成される一つの仮想平面上に位置していることになる。そして、デジタルマイクロミラーデバイス３０の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍは、偏向素子７０の第１プリズム７１の第２面７１ｂへの法線方向と、空間光変調器３０の入射面への法線方向と、によって画成される一つの仮想平面に直交している。

したがって、言い換えると、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、空間光変調器３０の入射面（変調画像形成面）３１への法線方向と、偏向素子７０の第１プリズム７１の反射面（第２面）７１ｂへの法線方向と、の両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査し、且つ、この構成に対応して、ホログラム記録媒体５５が、空間光変調器３０の入射面（変調画像形成面）３１への法線方向と、偏向素子７０の第１プリズム７１の反射面（第２面）７１ｂへの法線方向と、の両方向に直交する方向に延びる細長状となっている場合、投射装置２０内での光路によって画成される光学系が平面状となっている投射装置２０において、投射装置２０を大型化させてしまうことを効果的に抑制しながら、スペックルを目立たなくさせることが可能となる。さらに、コヒーレント光のホログラム記録媒体５５上での走査経路が、空間光変調器３０の入射面（変調画像形成面）３１への法線方向と、偏向素子７０の第１プリズム７１の反射面（第２面）７１ｂへの法線方向と、の両方向に直交する方向と平行となっていれば、ホログラム記録媒体５５が、照射装置６０からの光を空間光変調器３５に向けて、高い回折効率で安定して回折することが可能となる。結果として、ホログラム記録媒体５５が照射装置６０からの光を高い効率で回折することができ、空間光変調器３０を明るく照明することもできる。
そして、このような作用効果は、空間光変調器３０が、デジタルマイクロミラーデバイス以外のデバイス、例えば液晶表示装置等からなる場合であっても、奏され得る。

（空間光変調器、投射光学系、スクリーン）
上述した形態によれば、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。ただし、この作用効果は、主として照明装置４０に起因したものである。そして、この照明装置４０を、種々の既知な空間光変調器、投射光学系、スクリーン等と組み合わせても、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。この点から、空間光変調器、投射光学系、スクリーンは、例示したものに限られず、種々の既知な部材、部品、装置等を用いることができる。例えば、上述したように、空間光変調器３０が、透過型の液晶ディスプレイ等からなる透過型の空間光変調器として構成されていてもよい。

また、図８に示すように、空間光変調器３５として、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）からなる反射型の空間光変調器を用いるようにしてもよい。図８に示された例は、空間光変調器３５をＬＣＯＳに変更した点、および、偏光素子７５を設けた点において、上述した実施の形態と異なっており、その他の点は同一に構成され得る。以下、図８に示された変形例について、上述した実施の形態との相違点を中心としてさらに説明する。

図８に示された変形例において、空間光変調器３５は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）からなる反射型の空間光変調器として構成されている。ＬＣＯＳ３５は、反射型の液晶素子であり、入射してくる光のうちの一方向に振動する一方の直線偏光成分の光を用いて変調画像を形成する。より具体的には、ＬＣＯＳ３５は、入射してきた一方の直線偏光成分の光を、画素毎に、前記一方向とは直交する他方向に振動する他方の直線偏光成分の光、言い換えると、前記一方の直線偏光成分の光とは位相が１８０°ずれた他方の直線偏光成分の光に変換する。ＬＣＯＳ３５において一方の直線偏光成分から他方の直線偏光成分に変換された光は、投射光学系２５に向けて反射されるようになる。一方、ＬＣＯＳ３５に入射する他方の直線偏光成分の光、並びに、一方の直線偏光成分としてＬＣＯＳ３５に入射したものの他方の偏光成分に変換されなかった光は、ＬＣＯＳ３５で吸収され、変調画像の形成に使用されない。

図８に示された変形例では、このようなＬＣＯＳからなる空間光変調器３５との組み合わせにおいて、偏光ビームスプリッターからなる偏向素子７５が用いられている。偏光ビームスプリッター７５とは、一方の直線偏光成分を反射させ、他方の直線偏光成分を透過させる、光学素子である。具体的な構成として、図８に示された例では、偏光ビームスプリッター７５は、偏光分離機能を発現する誘電体多層膜を間に挟んで二つの直角プリズムを互いの斜面が向かい合うようにして接着してなる直方体形状または立方体形状の素子として構成されている。この偏光ビームスプリッター７５において、直角プリズム間に配置された誘電体多層膜が、一方向に振動する直線偏光成分を反射させる分離面（反射面）７６として、機能する。

図８に示された変形例においては、偏光ビームスプリッターからなる偏向素子７５が、空間光変調器３５と投射光学系２５との間に配置されている。図８に示された変形例では、光学素子５０からのコヒーレント光を反射する偏光ビームスプリッター７５は、その分離面７６への法線方向と平行な面上に、光学素子５０から空間光変調器３５までの光路の光学系（中心光路）を画成する。一方、ＬＣＯＳ３５は、その入射面が変調画像を形成する光を正反射（鏡面反射）する反射面として機能するため、当該入射面への法線方向と平行な面上に、ＬＣＯＳ３５で反射される前後の光路の光学系（中心光路）を画成する。そして、図８に示された例においては、ＬＣＯＳ３５の入射面３６への法線方向ｎｄａと、偏光ビームスプリッター７５の分離面７６への法線方向ｎｄｂと、が同一の仮想平面上に位置するように、偏光ビームスプリッター７５およびＬＣＯＳ３５が位置決めされている。この結果、投射装置２０内での光路によってなされる光学系（光路中心）を、一つの仮想平面上に形成することが可能となっている。

図８に示された変形例によれば、上述の実施の形態と同一の作用効果を奏することができる。すなわち、光学素子５０のホログラム記録媒体５５が、当該ホログラム記録媒体５５上を走査するようにして当該ホログラム記録媒体５５の各位置に入射するコヒーレント光を回折して、空間光変調器３５を照明する。この際、空間光変調器３５の各位置は、ホログラム記録媒体５５上でのコヒーレント光の走査にともなって、連続的に異なる方向からコヒーレント光を照射されることになり、結果として、スクリーン１５の各位置への映像光の入射角度も連続的に変化する。このため、コヒーレント光で映像を表示しながら、スペックルを目立たなくさせることができる。

また、図８に示された変形例において、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、空間光変調器３５をなすＬＣＯＳの入射面（変調画像形成面）３６への法線方向ｎｄａと、偏向素子７５をなす偏光ビームスプリッターの分離面（反射面）７６への法線方向ｎｄｂと、の両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査し、且つ、この構成に対応して、ホログラム記録媒体５５が、ＬＣＯＳ３５の入射面３６への法線方向ｎｄａと偏光ビームスプリッター７５の分離面（反射面）７６への法線方向ｎｄｂとの両方向に直交する方向に延びる細長状となっている場合、或いは、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、入射面３６をなす矩形状の一辺と平行な直線状の経路を繰り返し走査し、且つ、この構成に対応して、ホログラム記録媒体５５が、入射面３６をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状となっている場合、投射装置２０内での光路によって画成される光学系が平面状となっている投射装置２０において、投射装置２０を大型化させてしまうことを効果的に抑制しながら、スペックルを目立たなくさせることが可能となる。

さらに、図８に示された変形例において、コヒーレント光のホログラム記録媒体５５上での走査経路が、空間光変調器３５をなすＬＣＯＳの入射面３６への法線方向ｎｄａと、偏向素子７５をなす偏光ビームスプリッターの分離面（反射面）７６への法線方向ｎｄｂと、の両方向に直交する方向と平行となっていれば、ホログラム記録媒体５５が、照射装置６０からの光を空間光変調器３５に向けて、高い回折効率で安定して回折することが可能となる。結果として、ホログラム記録媒体５５が照射装置６０からの光を高い効率で回折することができ、空間光変調器３５を明るく照明することもできる。

（照射装置）
上述した実施の形態では、コヒーレント光がホログラム記録媒体５５上を直線状経路に沿って走査する例を示したが、これに限られない。例えば、上述した実施の形態や、図７に示された変形例において、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、変調画像形成面３１をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状の領域内を走査するようにしてもよい。このような変形例によっても、投射装置２０を大型化させてしまうことを効果的に抑制しながら、スペックルを目立たなくさせることが可能となる。あるいは、上述した実施の形態や、図７に示された変形例において、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、デジタルマイクロミラーデバイス３０の反射面３２ａの回動軸線ＲＡｍと平行な方向に延びる細長状の領域内を走査するようにしてもよい。このような変形例によっても、投射装置２０を大型化させてしまうことを効果的に抑制しながら、スペックルを目立たなくさせることが可能となり、且つ、ホログラム記録媒体５５が、照射装置６０からの光を空間光変調器３０に向けて、高い回折効率で安定して回折することが可能となる。さらに、図８に示された変形例において、コヒーレント光が、ホログラム記録媒体５５上において、空間光変調器３５をなすＬＣＯＳの入射面３６への法線方向ｎｄａと偏向素子７５をなす偏光ビームスプリッターの分離面７６への法線方向ｎｄｂとの両方向に直交する方向に延びる細長状の領域内を走査するようにしてもよい。このような変形例によっても、投射装置２０を大型化させてしまうことを効果的に抑制しながら、スペックルを目立たなくさせることが可能となり、且つ、ホログラム記録媒体５５が、照射装置６０からの光を空間光変調器３０に向けて、高い回折効率で安定して回折することが可能となる。

なお、ホログラム記録媒体５５上の領域内を走査可能とするためには、上述した実施の形態における一つの軸線方向を中心としてのみ回動可能なミラーデバイス６６に代えて、互いに交差する二以上の軸線ＲＡ１を中心として回動可能なミラーデバイスを用いればよい。また、走査デバイス６５が、二以上のミラーデバイス６６を含んでいてもよい。この場合、ミラーデバイス６６のミラー６６ａが、単一の軸線を中心としてのみ回動可能であっても、照射装置６０からのコヒーレント光の光学素子５０への入射点ＩＰを、ホログラム記録媒体５５の板面上で二次元方向に移動させることができる。

なお、走査デバイス６５に含まれるミラーデバイス６６ａの具体例としては、ＭＥＭＳミラー、ポリゴンミラー等を挙げることができる。

また、走査デバイス６５は、反射によってコヒーレント光の進行方向を変化させる反射デバイス、一例として、上述してきたミラーデバイス６６以外のデバイスを含んで構成されていてもよい。例えば、走査デバイス６５が、屈折プリズムやレンズ等を含んでいていてもよい。

そもそも、走査デバイス６５は必須ではなく、照射装置６０の光源６１ａが、光学素子５０に対して変位可能、例えば、移動、揺動、回転に構成され、光源６１ａの光学素子に対する変位によって、光源６１ａから照射されたコヒーレント光がホログラム記録媒体５５上を走査するようにしてもよい。

さらに、照射装置６０の光源６１ａが、線状光線として整形されたレーザ光を発振する前提で説明してきたが、これに限られない。とりわけ、上述した形態では、光学素子５０の各位置に照射されたコヒーレント光は、光学素子５０によって、被照明領域ＬＺの全域に入射するようになる光束に整形される。したがって、照射装置６０の光源６１ａから光学素子５０に照射されるコヒーレント光は精確に整形されていなくとも不都合は生じない。このため、光源６１ａから発生されるコヒーレント光は、発散光であってもよい。また、光源６１ａから発生されるコヒーレント光の断面形状は、円でなく、楕円等であってもよい。さらには、光源６１ａから発生されるコヒーレント光の横モードがマルチモードであってもよい。

なお、光源６１ａが発散光束を発生させる場合、コヒーレント光は、光学素子５０のホログラム記録媒体５５に入射する際に、点ではなくある程度の面積を持った領域に入射することになる。この場合、ホログラム記録媒体５５で回折されて被照明領域ＬＺの各位置に入射する光は、角度を多重化されることになる。言い換えると、各瞬間において、被照明領域ＬＺの各位置には、或る程度の角度範囲の方向からコヒーレント光が入射する。このような角度の多重化によって、スペックルをさらに効果的に目立たなくさせることができる。

さらに、上述した形態において、照射装置６０が、発散光束に含まれる一光線の光路をたどるようにして、コヒーレント光を光学素子５０へ入射させる例を示したが、これに限られない。例えば、図９に示すように、走査デバイス６５が、コヒーレント光の光路に沿ってミラーデバイス６６の下流側に配置された集光レンズ６７を、さらに含むようにしてもよい。この場合、図９に示すように、発散光束を構成する光線の光路を進むミラーデバイス６６からの光が、集光レンズ６７によって、一定の方向に進む光となる。すなわち、照射装置６０は、平行光束を構成する光線の光路をたどるようにして、コヒーレント光を光学素子５０へ入射させるようになる。このような例では、ホログラム記録媒体５５を作製する際の露光工程において、参照光Ｌｒとして、上述した収束光束に代えて、平行光束を用いることになる。このようなホログラム記録媒体５５は、より簡単に作製および複製することができる。

上述した形態では、照射装置６０が単一のレーザ光源６１ａのみを有する例を示したが、これに限られない。例えば、照射装置６０が、同一波長域の光を発振する複数の光源を含んでいても良い。この場合、照明装置４０は、被照明領域ＬＺをより明るく照明することが可能となる。また、異なる固体のレーザ光源からのコヒーレント光は、互いに干渉性を有しない。したがって、散乱パターンの多重化がさらに進み、スペックルをさらに目立たなくさせることができる。

また、照射装置６０が、異なる波長域のコヒーレント光を発生させる複数の光源を含んでいてもよいし、あるいは、異なる波長域の複数のコヒーレント光を発生させる単一の光源を含んでいてもよい。この例によれば、単一レーザ光では表示することが困難な色を加法混色によって生成し、当該色で被照明領域ＬＺを照明することができる。また、この場合、投射装置２０または透過型映像表示装置１０において、空間光変調器３０が、例えばカラーフィルタを含んでおり、各波長域のコヒーレント光毎に変調画像の形成が可能である場合には、複数色で映像を表示することが可能となる。あるいは、空間光変調器３０がカラーフィルタを含んでいなくとも、照射装置６０が各波長域のコヒーレント光を時分割的に照射し、且つ、空間光変調器３０が、照射されている波長域のコヒーレント光に対応した変調画像を形成するように時分割的に作動する場合にも、複数色で映像を表示することが可能となる。とりわけ、投射装置２０または透過型映像表示装置１０において、照射装置６０が、赤色光に対応する波長域のコヒーレント光と、緑色光に対応する波長域のコヒーレント光と、青色光に対応する波長域のコヒーレント光と、を含んだ白色光を照射することができる場合には、フルカラーで映像を表示することが可能となる。

なお、光学素子５０に含まれるホログラム記録媒体５５は、波長選択性を有している。
したがって、照射装置６０が異なる波長域のコヒーレント光を照射する場合には、ホログラム記録媒体５５が、各光源で発生されるコヒーレント光の波長域にそれぞれ対応したホログラム要素を、積層した状態で、含むようにしてもよい。各波長域のコヒーレント光用のホログラム要素は、例えば、図５および図６を参照しながら既に説明した方法において、露光用の光（参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｏ）として、対応する波長域のコヒーレント光を用いることにより、作製され得る。また、各波長域のホログラム要素を積層してホログラム記録媒体５５を作製することに代え、各波長域のコヒーレント光からなる物体光Ｌｏおよび参照光Ｌｒを、それぞれ同時にホログラム感光材料５８に露光して、単一のホログラム記録媒体５５によって、複数の波長域の光をそれぞれ回折するようにしてもよい。

（光学素子）
上述した形態において、光学素子５０が、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラム５５からなる例を示したが、これに限られない。既に説明したように、光学素子５０は複数のホログラム記録媒体５５を含んでいてもよい。また、光学素子５０は、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラムを含んでもよい。さらに、光学素子５０は、透過型の体積型ホログラム記録媒体を含んでいてもよいし、レリーフ型（エンボス型）のホログラム記録媒体を含んでいてもよい。

ただし、レリーフ（エンボス）型ホログラムは、表面の凹凸構造によってホログラム干渉縞の記録が行われる。しかしながら、このレリーフ型ホログラムの場合、表面の凹凸構造による散乱が、光量のロスあるいは意図しない新たなスペックル生成要因となる可能性があり、この点において体積型ホログラムの方が好ましい。体積型ホログラムでは、媒体内部の屈折率変調パターン（屈折率分布）としてホログラム干渉縞の記録が行われるため、表面の凹凸構造による散乱による影響を受けることはない。

もっとも、体積型ホログラムでも、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプのものは、銀塩粒子による散乱が光量のロスあるいは意図しない新たなスペックル生成要因となる可能性がある。この点において、ホログラム記録媒体５５としては、フォトポリマーを用いた体積型ホログラムの方が好ましい。

また、図３に示す露光工程では、いわゆるフレネルタイプのホログラム記録媒体が作成されることになるが、レンズを用いた記録を行うことにより得られるフーリエ変換タイプのホログラム記録媒体を作成してもかまわない。ただ、フーリエ変換タイプのホログラム記録媒体を用いる場合には、像再生時にもレンズを使用してもよい。

また、ホログラム記録媒体５５に形成されるべき縞状パターン、例えば屈折率変調パターンや凹凸パターンは、現実の物体光Ｌｏおよび参照光Ｌｒを用いることなく、予定した再生照明光Ｌａの波長や入射方向、並びに、再生されるべき像の形状や位置等に基づき計算機を用いて設計されてもよい。このようにして得られたホログラム記録媒体５５は、計算機合成ホログラムとも呼ばれる。また上述した変形例のように波長域の互いに異なる複数のコヒーレント光が照射装置６０から照射される場合には、計算機合成ホログラムとしてのホログラム記録媒体５５は、各波長域のコヒーレント光にそれぞれ対応して設けられた複数の領域に平面的に区分けされ、各波長域のコヒーレント光は対応する領域で回折されて像を再生するようにしてもよい。

さらに、上述した形態において、光学素子５０が、各位置に照射されたコヒーレント光を拡げて、当該拡げたコヒーレント光を用いて被照明領域ＬＺの全域を照明する光拡散素子乃至光拡散要素として、ホログラム記録媒体５５を、有している例を示したが、これに限られない。光学素子５０は、ホログラム記録媒体５５に代えて或いはホログラム記録媒体５５に加えて、各位置に照射されたコヒーレント光の進行方向を変化させるとともに拡散させて、被照明領域ＬＺの全域をコヒーレント光で照明する光拡散素子としてのレンズアレイを有するようにしてもよい。光拡散素子として機能するレンズアレイの具体例として、拡散機能を付与された全反射型または屈折型のフレネルレンズやフライアイレンズ等を挙げることができる。なお、本発明における光拡散素子における「拡散」とは、入射光を所定の方向に角度的に拡げて出射することを指し、ホログラム記録媒体等の回折光学素子やレンズアレイ等による拡散角が十分に制御された場合のみならず、オパールガラス等の散乱粒子により出射角を拡げる場合も含まれるものとする。このような照明装置４０においても、照射装置６０が、レンズアレイからなる光拡散素子上をコヒーレント光が走査するようにして、光学素子５０にコヒーレント光を照射するようにし、且つ、照射装置６０から光学素子５０の各位置に入射したコヒーレント光が、光拡散素子をなすレンズアレイによって進行方向を変化させられて被照明領域ＬＺを照明するよう、照射装置６０および光学素子５０を構成しておくことにより、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。

（照明方法）
上述した形態において、照射装置６０が光学素子５０上でコヒーレント光を一次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子５０のホログラム記録媒体５５やレンズアレイ等から構成される光拡散素子が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するように、つまり拡げるように又は発散させるように構成され、これにより、照明装置４０が二次元的な被照明領域ＬＺを照明する例を示した。ただし、既に説明してきたように、このような例に限定されることはなく、例えば、照射装置６０が光学素子５０上でコヒーレント光を二次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子５０のホログラム記録媒体５５やレンズアレイ等から構成される光拡散素子が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するように、つまり拡げるように又は発散させるように構成され、これにより、照明装置４０が二次元的な被照明領域ＬＺを照明してもよい。

また、照射装置６０が光学素子５０上でコヒーレント光を一次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子５０のホログラム記録媒体５５やレンズアレイ等から構成される光拡散素子が各位置に照射されたコヒーレント光を一次元方向に拡散するように、つまり拡げるように又は発散させるように構成され、これにより、照明装置４０が一次元的な被照明領域ＬＺを照明するようにしてもよい。この態様において、照射装置６０によるコヒーレント光の走査方向と、光学素子のホログラム記録媒体５５やレンズアレイ等から構成される光拡散素子による拡散方向、すなわち光拡散素子によって拡げられる方向と、が平行となるようにしてもよい。

さらに、照射装置６０が光学素子５０上でコヒーレント光を一次元方向または二次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子５０のホログラム記録媒体５５やレンズアレイ等から構成される光拡散素子が各位置に照射されたコヒーレント光を一次元方向に拡散するように、つまり拡げるように又は発散させるように構成されていてもよい。
この態様において、既に説明したように、光学素子５０がホログラム記録媒体５５またはレンズアレイ等から構成される複数の光拡散素子を有し、各光拡散素子に対応した被照明領域ＬＺを順に照明していくことによって、照明装置４０が二次元的な領域を照明するようにしてもよい。この際、各被照明領域ＬＺが、人間の目では同時に照明されているかのような速度で、順に照明されていってもよいし、あるいは、人間の目でも順番に照明していると認識できるような遅い速度で、順に照明されていってもよい。

（変形例の組み合わせ）
なお、以上において上述した基本形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

５ 像
６ 散乱板
１０ 投射型映像表示装置
１５ スクリーン
２０ 投射装置
２５ 投射光学系
３０ 空間光変調器、デジタルマイクロミラーデバイス
３１ 変調画像形成面、入射面
３２ 微小ミラー
３２ａ 反射面
３５ 空間光変調器、ＬＣＯＳ
３６ 入射面、変調画像形成面
４０ 照明装置
５０ 光学素子
５５ ホログラム記録媒体
５８ ホログラム感光材料
６０ 照射装置
６１ 光源機構
６１ａ 光源、レーザ光源
６５ 走査デバイス
６６ ミラーデバイス（反射デバイス）
６６ａ ミラー（反射面）
６７ 集光レンズ
７０ 偏向素子
７１ 第１プリズム
７１ａ 第１面
７１ｂ 第２面
７１ｃ 第３面
７２ 第２プリズム
７２ａ 第１面
７２ｂ 第２面
７２ｃ 第３面
７３ 空隙
７５ 偏向素子、偏光ビームスプリッター
７６ 分離面、反射面
ＬＺ 被照明領域
ＲＡｍ 回動軸線

Claims (31)

1. 矩形状の変調画像形成面を有する空間光変調器と、
   前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
   前記照明装置は、
   ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
   コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
   前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
   前記コヒーレント光が、前記ホログラム記録媒体上において、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状の領域内を走査する、投射装置。
2. 前記ホログラム記録媒体は、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状である、請求項１に記載の投射装置。
3. 矩形状の変調画像形成面を有する空間光変調器と、
   前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
   前記照明装置は、
   ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
   コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
   前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
   前記ホログラム記録媒体は、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状である、投射装置。
4. 前記矩形状の前記一辺は、前記矩形状の短辺である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の投射装置。
5. 空間光変調器と、
   前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
   前記照明装置は、
   ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
   コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
   前記空間光変調器は、互いに平行な回動軸線を中心として回動可能な複数の反射面を含むデジタルマイクロミラーデバイスであり、
   前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
   前記コヒーレント光が、前記ホログラム記録媒体上において、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状の領域内を走査する、投射装置。
6. 前記ホログラム記録媒体は、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状である、請求項５に記載の投射装置。
7. 空間光変調器と、
   前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
   前記照明装置は、
   ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
   コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
   前記空間光変調器は、互いに平行な回動軸線を中心として回動可能な複数の反射面を含むデジタルマイクロミラーデバイスであり、
   前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
   前記ホログラム記録媒体は、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状である、投射装置。
8. 空間光変調器と、
   前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
   前記照明装置は、
   ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
   コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
   前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、前記照射装置からのコヒーレント光を反射して前記空間光変調器へ向ける反射面を含む偏向素子と、を有し、
   前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
   前記コヒーレント光が、前記ホログラム記録媒体上において、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状の領域内を走査する、投射装置。
9. 前記ホログラム記録媒体は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である、請求項８に記載の投射装置。
10. 空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
    前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、前記照射装置からのコヒーレント光を反射して前記空間光変調器へ向ける反射面を含む偏向素子と、を有し、
    前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記ホログラム記録媒体は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である、投射装置。
11. 空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
    前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、特定の偏光成分の光を反射し他の偏光成分の光を透過する分離面を有した偏光ビームスプリッターと、を有し、
    前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記コヒーレント光が、前記ホログラム記録媒体上において、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状の領域内を走査する、投射装置。
12. 前記ホログラム記録媒体は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である、請求項１１に記載の投射装置。
13. 空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
    前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、特定の偏光成分の光を反射し他の偏光成分の光を透過する分離面を有した偏光ビームスプリッターと、を有し、
    前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記ホログラム記録媒体は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である、投射装置。
14. 前記照射装置は、前記偏光ビームスプリッターの前記分離面で反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光が前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の投射装置。
15. 矩形状の変調画像形成面を有する空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
    前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記コヒーレント光が、前記光拡散素子上において、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状の領域内を走査する、投射装置。
16. 前記光拡散素子は、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状である、請求項１５に記載の投射装置。
17. 矩形状の変調画像形成面を有する空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
    前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記光拡散素子は、前記変調画像形成面をなす矩形状の一辺と平行な方向に延びる細長状である、投射装置。
18. 前記矩形状の前記一辺は、前記矩形状の短辺である、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の投射装置。
19. 空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
    前記空間光変調器は、互いに平行な回動軸線を中心として回動可能な複数の反射面を含むデジタルマイクロミラーデバイスであり、
    前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記コヒーレント光が、前記光拡散素子上において、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状の領域内を走査する、投射装置。
20. 前記光拡散素子は、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状である、請求項１６に記載の投射装置。
21. 空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、を有し、
    前記光拡散素子は、互いに平行な回動軸線を中心として回動可能な複数の反射面を含むデジタルマイクロミラーデバイスであり、
    前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記光拡散素子は、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記反射面の前記回動軸線と平行な方向に延びる細長状である、投射装置。
22. 空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
    前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、前記照射装置からのコヒーレント光を反射して前記空間光変調器へ向ける反射面を含む偏向素子と、を有し、
    前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記コヒーレント光が、前記光拡散素子上において、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状の領域内を走査する、投射装置。
23. 前記光拡散素子は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏向素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である、請求項２２に記載の投射装置。
24. 空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
    前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、前記照射装置からのコヒーレント光を反射して前記空間光変調器へ向ける反射面を含む偏向素子と、を有し、
    前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記光拡散素子は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光素子の前記反射面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である、投射装置。
25. 空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
    前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、特定の偏光成分の光を反射し他の偏光成分の光を透過する分離面を有した偏光ビームスプリッターと、を有し、
    前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記コヒーレント光が、前記光拡散素子上において、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向と平行な直線状の経路を繰り返し走査する、あるいは、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状の領域内を走査する、投射装置。
26. 前記光拡散素子は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である、請求項２５に記載の投射装置。
27. 空間光変調器と、
    前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
    前記照明装置は、
    入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
    コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
    前記照射装置からのコヒーレント光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置され、特定の偏光成分の光を反射し他の偏光成分の光を透過する分離面を有した偏光ビームスプリッターと、を有し、
    前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合い、
    前記光拡散素子は、前記空間光変調器の入射面への法線方向と前記偏光ビームスプリッターの前記分離面への法線方向との両方向に直交する方向に延びる細長状である、投射装置。
28. 前記照射装置は、前記偏光ビームスプリッターの前記分離面で反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光が前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の投射装置。
29. 前記光拡散素子はレンズアレイである、請求項１２〜２８のいずれか一項に記載の投射装置。
30. 前記空間光変調器によって生成された変調画像をなす光を投射する投射光学系を、さらに備える、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の投射装置。
31. 請求項１〜３０のいずれか一項に記載の投射装置と、
    前記空間光変調器によって生成された変調画像を投影されるスクリーンと、を備える、投射型映像表示装置。

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