WO2012046644A1 - 照明装置および表示装置 - Google Patents

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optical element
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達矢 大岩
高橋　一幸
幸治 三浦
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an illumination device that emits light including laser light, and a display device that displays an image using such an illumination device.
  • An optical module which is one of the main components of a projector (projection type display device), generally comprises an illumination optical system (illumination device) including a light source and a projection optical system (projection optical system) including a light modulation element. ing.
  • illumination optical system illumination device
  • projection optical system projection optical system
  • light modulation element a light modulation element
  • speckle pattern When coherent light such as laser light is irradiated to the diffusion surface, a spotted pattern which can not be seen with ordinary light is observed. Such a pattern is called a speckle pattern.
  • the speckle pattern is generated because the light scattered at each point of the diffusion surface interferes in a random phase relationship according to microscopic unevenness on the surface.
  • the screen in a projector using a laser as a light source, in order to reduce the occurrence of such a speckle pattern, the screen is micro-oscillated using a piezoelectric element.
  • the human eye and brain can not discern image flicker within about 20-50 ms. That is, the image in that time is integrated in the eye and averaged. Therefore, by superimposing a large number of independent speckle patterns on the screen within this time, it is intended to average speckle noise to an extent that it does not bother the human eye.
  • this method since it is necessary to minutely vibrate the large screen itself, there is a problem that the apparatus configuration becomes large.
  • Patent Document 2 described above, the position of the speckle pattern is displaced at high speed on the screen by mechanically rotating the diffusion element so that speckle noise is not detected by the human eye.
  • this method since light is diffused using a diffusion element, there is a problem that the utilization efficiency of light is lowered.
  • the present disclosure has been made in view of such problems, and it is an object of the present disclosure to provide an illumination device and a display device capable of reducing the occurrence of an interference pattern while achieving downsizing and improvement of light utilization efficiency. It is in.
  • the illumination device of the present disclosure includes a light source unit including a laser light source, an optical element disposed on an optical path along which laser light from the laser light source travels, an optical member that emits illumination light, an optical element, and an optical member And a drive unit configured to change at least one of the incident position and the incident angle of the laser beam in the incident surface of the optical member by displacing the relative position between the two.
  • a display device of the present disclosure includes the lighting device of the present disclosure and a light modulation element that modulates illumination light from the lighting device based on a video signal.
  • interference caused by the laser light is caused by displacement of the relative position between the optical element disposed on the optical path along which the laser light travels and the optical member that emits the illumination light.
  • the occurrence of patterns is reduced.
  • at least one of the incident position and the incident angle (the incident position, the incident angle, or both of the incident position and the incident angle) of the laser beam in the incident surface of the optical member changes the above-mentioned relative position
  • the light loss at the time of incidence from the optical element to the optical member is reduced or avoided.
  • the incident position of the optical member is displaced by displacing the relative position between the optical element disposed on the optical path along which the laser light travels and the optical member emitting the illumination light. Since at least one of the incident position and the incident angle of the laser beam is changed in the plane, the laser beam is caused while reducing or avoiding the light loss at the time of incidence from the optical element to the optical member.
  • the occurrence of interference patterns can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the generation of the interference pattern (improve the display image quality) while achieving the miniaturization and the improvement of the utilization efficiency of light.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an entire configuration of a display device according to an embodiment of the present disclosure. It is a perspective view which represents typically the detailed structure of the prism array shown in FIG. It is a figure showing the whole structure of the display concerning a comparative example. It is a schematic diagram for demonstrating the effect
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an entire configuration of a display device according to an embodiment of the present disclosure. It is a perspective view which represents typically the detailed structure of the prism array shown in FIG. It is a figure showing the whole structure of the display concerning a comparative example. It is a schematic diagram for demonstrating the effect
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a prism array according to a modification example 1; It is a figure showing the principal part composition of the lighting installation concerning modification 2.
  • FIG. It is a figure showing the principal part composition of the lighting installation concerning modification 3.
  • FIG. FIG. 18 schematically shows a configuration of an optical element according to a modification 4; It is a schematic diagram showing the detailed structure of the optical element shown in FIG. It is a figure showing an example of each parameter shown in FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the effect
  • FIG. 18 schematically shows a configuration of an optical element according to a fifth modification.
  • FIG. 18 schematically shows a configuration of an optical element according to Modification 6.
  • FIG. 7 It is a figure showing the principal part structure of the illuminating device which concerns on the modification 7.
  • FIG. It is a figure showing the principal part structure of the illuminating device which concerns on the modification 8.
  • FIG. It is a figure which represents typically the structure of the optical element which concerns on another modification. It is a figure which represents typically the structure of the optical element which concerns on another modification. It is a figure which represents typically the structure of the optical element which concerns on another modification.
  • Embodiment an example using a prism array as an optical element
  • Modifications Modification 1 (an example in which a diffraction grating is provided in a prism array)
  • Modification 2 an example using a diffractive element as an optical element
  • Modification 3 an example using a lens (collimator lens) as an optical element
  • Modifications 4 and 5 an example using an optical element having a convex curved surface and a concave curved surface
  • Modification 6 an example using a microlens array as an optical element
  • Modification 7 an example in which a plurality of optical elements are provided along the optical axis
  • Modified Example 8 A Method of Changing Relative Position Between Optical Element and Fly-Eye Lens
  • FIG. 1 illustrates the entire configuration of a display device (display device 3) according to an embodiment of the present disclosure.
  • the display device 3 is a projection type display device that projects an image (image light) on the screen 30 (projected surface), and displays an image using the illumination device 1 and illumination light from the illumination device 1.
  • an optical system display optical system
  • the illumination device 1 includes a red laser 11R, a green laser 11G, a blue laser 11B, lenses 12R, 12G and 12B, dichroic prisms 131 and 132, a prism array 14, a drive unit 15, a collimator lens 16, a fly eye lens 17 and a condenser lens 18 Is equipped.
  • Z0 shown in the figure represents an optical axis.
  • the red laser 11R, the green laser 11G, and the blue laser 11B are three types of light sources that emit red laser light, green laser light, or blue laser light, respectively.
  • a light source unit is configured by these laser light sources, and here, these three types of light sources are all laser light sources.
  • the red laser 11R, the green laser 11G, and the blue laser 11B are each made of, for example, a semiconductor laser, a solid laser, or the like.
  • the wavelength ⁇ r of red laser light is about 600 to 700 nm
  • the wavelength of green laser light is about 500 to 600 nm
  • the wavelength of blue laser light ⁇ b is 400 It is about -500 nm.
  • Lenses 12R and 12G are lenses for collimating (as parallel light) the red laser light emitted from the red laser 11R and the green laser light emitted from the green laser 11G (coupling lens (coupling lens) ).
  • the lens 12B is a lens (coupling lens) for collimating (as parallel light) the laser beam emitted from the blue laser 11B and coupling it with the dichroic prism 132.
  • each laser beam which entered here is collimated (it is considered as parallel light) by these lenses 12R, 12G, and 12B, it is not restricted in this case, It does not collimate by lenses 12R, 12G, and 12B. Also, it may not be parallel light. However, it can be said that collimating as described above is more desirable because downsizing of the apparatus configuration can be achieved.
  • the dichroic prism 131 is a prism that selectively transmits the red laser light incident through the lens 12R, and selectively reflects the green laser light incident through the lens 12G.
  • the dichroic prism 132 is a prism that selectively transmits the red laser light and the green laser light emitted from the dichroic prism 131, and selectively reflects the blue laser light incident through the lens 12B. Thus, color combination (light path combination) is performed on the red laser light, the green laser light, and the blue laser light.
  • the prism array 14 is disposed on the optical path between the light source and the fly's eye lens 17 (the optical path of the laser light; specifically, the optical path between the dichroic prism 132 and the collimator lens 16). It corresponds to one specific example of the "optical element" in the disclosure.
  • the prism array 14 is an optical element for reducing speckle noise (interference pattern) to be described later, and laser light traveling on the optical axis Z0 shown in the drawing passes through the prism array 14. There is.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the detailed configuration of the prism array 14.
  • the prism array 14 has a plurality of (here, n / 2 (n: an integer of 2 or more)) prisms 140 arranged side by side along the Y-axis direction.
  • Each prism 140 has a pair of inclined surfaces each extending in the X-axis direction on the laser beam emission side (+ Z-axis side). That is, these prisms 140 are arranged side by side along the direction (Y-axis direction) orthogonal to the extending direction (X-axis direction) of the pair of inclined surfaces in the light emission surface (XY plane). There is.
  • each prism 140 has a triangular prism shape (pitch in the Y-axis direction (prism pitch): d, inclination angle of each inclined surface: ⁇ ) extending along the X-axis direction.
  • Peak portions (convex portions) and valley portions (concave portions) are alternately formed.
  • the convex portion (inclined surface) is provided on the exit surface side of each prism 140, but the present invention is not limited to this, and at least one of the entrance surface and the exit surface of each prism 14 is provided. What is necessary is just to be provided. Further, the detailed operation of the prism array 14 will be described later (FIGS. 4 to 7).
  • the driving unit 15 displaces the relative position between the prism array 14 and the fly's eye lens 17 so that at least one of the incident position and the incident angle of the laser light in the incident surface of the fly's eye lens 17 (incident Position, incident angle, or both incident position and incident angle).
  • the drive unit 15 vibrates (micro-oscillates) the prism array 14 (specifically, Y which is the arrangement direction of the prisms 140 shown in FIG. 2).
  • the relative position is displaced by oscillating along the axial direction.
  • the drive unit 15 is configured to include, for example, a coil and a permanent magnet (for example, a permanent magnet made of a material such as neodymium (Nd), iron (Fe), boron (boron; B), or the like).
  • the displacement of the relative position described above and the displacement of at least one of the incident position and the incident angle include, for example, periodic displacements (changes), but this is not a limitation in this case, and other displacements (changes) ) May be used, and the same applies to all the following examples.
  • a driving method by the driving unit 15 for example, there is a method in which the relative position is reciprocally displaced by a driving frequency equal to or higher than a predetermined frequency (for example, 15 Hz).
  • the collimator lens 16 is disposed on the optical path between the prism array 14 and the fly's eye lens 17 and is a lens for collimating the light emitted from the prism array 14 into parallel light.
  • the fly-eye lens 17 is an optical member (integrator) in which a plurality of lenses (a plurality of unit lenses 170 described later) are two-dimensionally arranged on a substrate, and the incident light beam is spatially divided according to the arrangement of these lenses To be emitted. As a result, the light emitted from the fly's eye lens 17 is made uniform (the intensity distribution in the plane is made uniform) and emitted as illumination light.
  • the fly's eye lens 17 corresponds to a specific example of the "optical member" in the present disclosure.
  • the condenser lens 18 is a lens for condensing light (illumination light) which has been made uniform by the fly's eye lens 17 and has entered.
  • Display optical system The display optical system described above is configured using a polarization beam splitter (PBS) 22, a reflective liquid crystal element 21 and a projection lens 23 (projection optical system).
  • PBS polarization beam splitter
  • projection lens 23 projection optical system
  • the polarization beam splitter 22 is an optical member that selectively transmits a specific polarized light (for example, s-polarized light) and selectively reflects the other polarized light (for example, p-polarized light).
  • a specific polarized light for example, s-polarized light
  • p-polarized light for example, p-polarized light
  • the illumination light (for example, s-polarized light) from the illumination device 1 is selectively reflected and is incident on the reflective liquid crystal element 21, and the image light (for example, p-polarized light) emitted from the reflective liquid crystal modulation element 21 is It selectively transmits light and is incident on the projection lens 23.
  • the reflective liquid crystal element 21 is a light modulation element that emits video light by modulating and reflecting illumination light from the lighting device 1 based on a video signal supplied from a display control unit (not shown). At this time, the reflection type liquid crystal element 21 performs reflection so that each polarized light (for example, s-polarized light or p-polarized light) at the time of incidence and at the time of emission is different.
  • a reflective liquid crystal element 21 is made of, for example, a liquid crystal element such as LCOS (Liquid Crystal On Silicon).
  • the projection lens 23 is a lens for projecting (magnifying and projecting) the illumination light (image light) modulated by the reflective liquid crystal element 21 on the screen 30.
  • the illumination light is selectively reflected by the polarization beam splitter 22 and enters the reflective liquid crystal element 21.
  • the reflection type liquid crystal element 21 emits the light as image light by being reflected while being modulated based on the image signal.
  • the respective polarizations at the time of incidence and at the time of emission are different, so the image light emitted from the reflection type liquid crystal element 21 is selectively transmitted through the polarization beam splitter 22 and projected. It enters the lens 23. Then, the incident light (image light) is projected (enlarged projection) on the screen 30 by the projection lens 23.
  • each of the red laser 11R, the green laser 11G, and the blue laser 11B sequentially emits light (pulse emission) in a time-division manner, and emits each laser beam (red laser beam, green laser beam, blue laser beam).
  • the laser light of the corresponding color is sequentially modulated in a time division manner based on the video signal of each color component (red component, green component, blue component).
  • color video display based on the video signal is performed on the display device 3.
  • FIG. 3 illustrates the entire configuration of a display device (display device 100) according to a comparative example.
  • the display device 100 of this comparative example is a projection type display device that projects image light onto the screen 30 as in the display device 3 of the present embodiment.
  • the display device 100 includes a red laser 101R, a green laser 101G, a blue laser 101B, dichroic mirrors 102R, 102G, 102B, a diffusion element 103, a motor (drive unit) 104, a lens 105, a light modulation element 106, and a projection lens 107.
  • a red laser 101R a green laser 101G
  • a blue laser 101B dichroic mirrors 102R, 102G, 102B
  • diffusion element 103 a motor (drive unit) 104
  • lens 105 a lens 105
  • a light modulation element 106 and a projection lens 107.
  • laser beams of respective colors emitted from the red laser 101R, the green laser 101G and the blue laser 101B are subjected to color synthesis (light path synthesis) at the dichroic mirrors 102R, 102G and 102B, and are incident on the diffusion element 103. .
  • the incident light is diffused by the diffusion element 103 and then irradiated to the light modulation element 106 as illumination light by the lens 105.
  • the light modulation element 106 emits the light as image light by being modulated and reflected based on the image signal. Then, this video light is projected (enlarged projection) on the screen 30 by the projection lens 107, whereby color video display based on the video signal is performed on the display device 100.
  • speckle pattern When coherent light such as laser light is irradiated to the diffusion surface, a spotted pattern which can not be seen with ordinary light is observed. Such a pattern is called a speckle pattern.
  • the speckle pattern is generated because the light scattered at each point of the diffusion surface interferes in a random phase relationship according to microscopic unevenness on the surface.
  • a method of minutely vibrating the screen can be considered.
  • the human eye and brain can not discern image flicker within about 20-50 ms. That is, the image in that time is integrated in the eye and averaged. Therefore, by superimposing a large number of independent speckle patterns on the screen within this time, it is intended to average speckle noise to an extent that it does not bother the human eye.
  • the apparatus configuration becomes large. At the same time, there are concerns about the increase in power consumption and noise problems.
  • the prism array 14 is used to solve the above problem as follows.
  • each prism 140 light incident on each prism 140 is emitted from the pair of inclined surfaces as follows. That is, as shown in FIG. 4, on a pair of inclined surfaces of each prism 140, a position on the incident light and a surface separated by a predetermined distance from the prism array 14 (here, on the incident surface of the fly eye lens 17 The emitted light is emitted such that the position of the emitted light in (1) interchanges with each other.
  • the incident position of the incident light between the inclined surface S 1 and the inclined surface S 2 and the emitted light on the incident surface of the fly eye lens 17 And the position of, alternate with each other.
  • the drive unit 15 displaces the relative position between the prism array 14 and the fly's eye lens 17. Specifically, for example, as indicated by an arrow P1 in FIG. 5, the drive unit 15 of the present embodiment arranges the prism array 14 in the arrangement direction of the prisms 140 in a plane orthogonal to the optical axis Z0 (Y axis The relative position is displaced by oscillating along the direction. That is, the positions of the light emitted from the inclined surfaces of each of the prisms 140 described above (the emitted light emitted so that the positions are exchanged between a pair of inclined surfaces) are also indicated by arrows P21 and P21 in FIG. (Shift) along the Y-axis direction.
  • the drive unit 15 is configured such that the prism array 14 and the fly-eye lens 17 change such that at least one of the incident position and the incident angle of the laser light changes in the incident surface of the fly-eye lens 17. And the relative position between them (in this case, the prism array 14 itself) is displaced (oscillated).
  • the displacement of the relative position (beam scan) described above is performed, light loss upon incidence from the prism array 14 to the fly's eye lens 17 is reduced or avoided. That is, unlike the method of the comparative example, loss of laser light is reduced or avoided to a minimum when speckle noise is reduced using multiplexing of speckle noise (time average). .
  • the pitch of the unit lenses in the fly's-eye lens 17 is Pf
  • the length Pa in the arrangement direction of the inclined surface of the prism 140 is different from the pitch Pf of the unit lenses in the fly-eye lens 17 and is also an integral multiple (an integral multiple of two or more) of the pitch Pf. It is desirable not to. Pa ⁇ (m ⁇ Pf) (m: an integer of 1 or more) (3)
  • the accuracy of the prism array 14 or the deviation of the distance from the prism array 14 to the fly's eye lens 17 (displacement deviation ) May cause a non-irradiated area on the fly's eye lens 17.
  • a non-irradiated area or illuminance unevenness occurs in the irradiated area after exiting from the fly's eye lens 17.
  • the non-irradiated area 211 is partially generated in addition to the irradiated area 210 on the reflective liquid crystal element 21, and uneven illuminance occurs.
  • the solid line in FIG. 7 represents a light beam passing through the non-irradiated area on the fly's eye lens 17
  • the periodic non-illuminated area on the fly's eye lens 17 is a reflective liquid crystal element.
  • a partial non-irradiated area 211 has been generated on 21.
  • the laser beam is caused while reducing or avoiding the light loss at the time of incidence from the prism array 14 to the fly's eye lens 17
  • the occurrence of interference patterns can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the generation of the interference pattern (improve the display image quality) while achieving the miniaturization and the improvement of the utilization efficiency of light.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the configuration of an optical element (prism array 14A) according to the first modification.
  • the diffraction grating 141 (diffraction grating structure) is provided on the inclined surface of each prism 140, and the other configuration is the same. It has become.
  • the diffraction grating 141 diffracts incident light Lin on the inclined surface of the prism 140 to generate diffracted light Ld (for example, 0th-order diffracted light, + 1st-order diffracted light, ⁇ 1st-order diffracted light, etc. shown in the figure). It is something to emit.
  • the present modification using the prism array 14A having such a diffraction grating 141 even if it is not set so as to satisfy the equation (3) described above, the occurrence of uneven illuminance (uneven display) due to the generation of non-irradiated area is avoided. It is possible to That is, without setting the length Pa of the prism 140 and the pitch Pf of the fly's eye lens 17 so as to satisfy the equation (3), the occurrence of uneven illuminance (uneven display) due to the non-irradiated area is avoided. It becomes possible.
  • FIG. 9 illustrates the main part configuration (a part of the configuration) of the illumination device (the illumination device 1B) according to the second modification.
  • the illumination device 1B of this modification is provided with a diffraction element 14B described below instead of the prism array 14 described in the above embodiment as a specific example of the "optical element" in the present disclosure,
  • the configuration is similar to that of the lighting device 1.
  • the diffractive element 14 B is an optical element that diffracts incident light and emits the diffracted light to the collimator lens 16 and the fly's eye lens 17 as shown in the figure.
  • the drive unit 15 displaces the relative position between the diffraction element 14B and the fly's eye lens 17 to make the incident position and the incident angle of the laser light in the incident surface of the fly's eye lens 17. Change at least one of them. Specifically, the drive unit 15 vibrates (micro-vibrations) the diffraction element 14B along the direction (Z-axis direction) of the optical axis (optical axis Z0) of the diffraction element 14B and the fly eye lens 17 , Shift the relative position.
  • the diffractive action (emission of diffracted light) of the incident light by the diffractive element 14B and the vibration operation in the optical axis direction of the diffractive element 14B by the drive unit 15 are performed as in the above embodiment.
  • Beam scanning is performed. That is, on the incident surface of the fly's-eye lens 17, beam scanning by the incident light from the diffraction element 14B is performed.
  • generation of speckle noise (interference pattern) due to laser light is reduced by multiplexing (time average) of speckle patterns as in the above embodiment.
  • the drive unit 15 changes the diffraction element 14 B and the fly eye lens 17 so that at least one of the incident position and the incident angle of the laser light changes in the incident surface of the fly eye lens 17. And the relative position between them (in this case, the diffractive element 14B itself) is displaced (vibrated). Therefore, also in the present modification, as in the above embodiment, even if the displacement of the relative position (beam scan) is performed, the light loss at the time of incidence on the fly's eye lens 17 from the diffraction element 14B is reduced or It is avoided.
  • the mth-order light (mth-order diffracted light) of the diffracted light from the diffraction element 14B has a height from the optical axis Z0 at the position of the collimator lens 16 and the fly's eye lens 17.
  • H and T be (distance in the Y-axis direction), respectively.
  • the diffraction angle of this mth-order light is ⁇ m
  • the distance between the diffraction element 14B and the collimator lens 16 is Z1
  • the distance between the collimator lens 16 and the fly eye lens 17 is D
  • the combined focal length of the collimator lens 16 is f If not shown, the following equation (4) holds.
  • the amplitude of vibration of the diffraction element 14B is ⁇ L
  • the amount of change ⁇ T of the height T on the fly-eye lens 17 can be expressed by the following equation (5). Therefore, in the present modification, the amplitude ⁇ L at the time of vibration may be set so that the amount of change ⁇ T is a value within the range effective for speckle noise reduction.
  • the above-mentioned diffraction angle ⁇ m can be expressed by the following equation (6), where p is the pitch of the diffraction grating in the diffraction element 14B and ⁇ is the wavelength of incident light. Therefore, in the present modification, assuming that a beam shift amount effective for speckle reduction on the fly-eye lens 17 is S, the following conditional expression (Equation (7)) holds for this beam shift amount S. Become.
  • the illumination device 1B having such a configuration and the display device using the same it is possible to obtain the same effect by the same operation as that of the above embodiment. That is, it is possible to reduce the generation of the interference pattern (improve the display image quality) while achieving the miniaturization and the improvement of the utilization efficiency of light.
  • FIG. 10 illustrates the main part configuration (a part of the configuration) of the illumination device (the illumination device 1C) according to the third modification.
  • An illumination device 1C of this modification is provided with a lens (collimator lens 14C) described below instead of the prism array 14 described in the above embodiment as a specific example of the “optical element” in the present disclosure.
  • the other configuration is the same as that of the lighting device 1.
  • the collimator lens 14C collimates incident light from the dichroic prism 132 into parallel light, as shown in the figure, and is an NA conversion lens having positive power.
  • the drive unit 15 displaces the relative position between the collimator lens 14C and the fly's eye lens 17 so that the incident position and the incident angle of the laser light in the incident surface of the fly's eye lens 17 are Change at least one of them. Specifically, the drive unit 15 vibrates the collimator lens 14C along the in-plane direction (in-XY in-plane direction) orthogonal to the optical axis (optical axis Z0) of the collimator lens 14C and the fly eye lens 17 The relative position is displaced by (small vibration).
  • the collimating action of the incident light by the collimator lens 14C and the oscillating action (decentering action) in the in-plane direction orthogonal to the optical axis direction of the collimator lens 14C by the drive unit 15 are performed.
  • a beam scan similar to the above embodiment is performed. That is, on the incident surface of the fly's eye lens 17, beam scanning is performed by the incident light from the collimator lens 14C (see the arrow P3 in FIG. 10).
  • speckle noise interference pattern
  • multiplexing time average
  • the drive unit 15 changes the collimator lens 14 C and the fly eye lens 17 so that at least one of the incident position and the incident angle of the laser light is changed in the incident surface of the fly eye lens 17. And the relative position between them (in this case, the collimator lens 14C itself) is displaced (vibrated). Therefore, also in the present modification, as in the above embodiment, even if the displacement of the relative position (beam scan) is performed, the light loss at the time of incidence from the collimator lens 14C to the fly's eye lens 17 is reduced or It is avoided.
  • the eccentricity of the collimator lens 14C is A
  • the emission angle of the light emitted from the collimator lens 14C when this eccentricity A is given is ⁇
  • the focal distance of the collimator lens 14C is Assuming that f, the following equation (8) holds.
  • the following conditional expression ((9 ) Is true. Therefore, according to these equations (8) and (9), in the present modification, the following conditional equation (Equation (10)) holds for the above-described beam shift amount S.
  • the illumination device 1C having such a configuration and the display device using the same it is possible to obtain the same effect by the same operation as the above embodiment. That is, it is possible to reduce the generation of the interference pattern (improve the display image quality) while achieving the miniaturization and the improvement of the utilization efficiency of light.
  • the collimator lens 14C is described as an example of the lens as the “optical element”.
  • the present invention is not limited to this, and another lens may be used.
  • the entire optical system may have positive power, and the optical system may be constructed using a plurality of lenses including an NA conversion lens having negative power.
  • FIG. 11 schematically illustrates the structure of an optical element (optical element 14D) according to the fourth modification.
  • the optical element 14D of this modified example has an uneven surface having a periodical wave-like structure on the light emitting surface side.
  • FIG. 11 (A) shows an XY plane configuration of the optical element 14D and a cross-sectional configuration along the line II-II in the figure
  • FIG. 11 (B) is a symbol in FIG. 11 (A). It corresponds to the enlarged view of the part shown by G1.
  • the optical element 14D alternately arranges a first optical surface 14D1 formed of a convex curved surface and a second optical surface 14D2 formed of a concave curved surface on the light emitting surface side (see FIG. 11B). It has a one-dimensional array) structure.
  • the pitch of the first optical surface 14D1 is P (+)
  • the radius of curvature of the first optical surface 14D1 is R (+)
  • the pitch of the second optical surface 14D2 is P (-)
  • the second optical surface 14D2 is The radius of curvature of is shown as R (-).
  • the first optical surface 14D1 and the second optical surface 14D2 are disposed to be inclined with respect to the X axis and the Y axis (arrangement direction of the unit lenses 170 in the fly eye lens 17 described later).
  • the extending direction of the first optical surface 14D1 and the second optical surface 14D2 and the arrangement direction of the unit lenses 170 described above are mutually inclined.
  • the inclination angle ⁇ 45 ° between the extending direction of the first optical surface 14D1 and the second optical surface 14D2 and the X axis.
  • the first optical surface 14D1 has a function of emitting the incident laser beam while converging it, while the second optical surface 14D2 diffuses the incident laser beam. It has the function of emitting while letting it go. Then, in the optical element 14D, the optical path of the convergent light emitted from the first optical surface 14D1 and the optical path of the divergent light emitted from the second optical surface 14D2 change continuously (densely).
  • the first optical surface 14D1 and the second optical surface 14D2 are connected smoothly. Note that F (+) shown in FIG. 12 represents the focal length at the first optical surface 14D1, and F (-) represents the focal length at the second optical surface 14D2.
  • an angle (convergent light forms an angle ⁇ (+), divergence between the traveling direction of the light emitted from the optical element 14D and the optical axis of the fly eye lens 17 (here, Z axis).
  • the maximum value of the angles ⁇ ( ⁇ ) formed by the light is ⁇ max, and the allowable incident angle of the fly-eye lens 17 is ⁇ th.
  • the optical element 14D is set to satisfy the conditional expression ⁇ max ⁇ ⁇ th.
  • the various parameters in the optical element 14D are set to values as shown in FIG. 13, for example.
  • LP is, as shown in FIG. 12, when the luminous flux width of the convergent light emitted from the first optical surface 14D1 and the luminous flux width of the diverging light emitted from the second optical surface 14D2 are equal to each other. It represents the distance between the plane (when both have the pitch P) and the optical element 14D.
  • the optical element 14D having such a configuration, for example, as shown in FIGS. 14A to 14C, relative to the fly's eye lens 17 along the + Y axis direction and the ⁇ Y axis direction from the reference position.
  • the following operations and effects can be obtained by driving the position to be displaced respectively.
  • the convergent luminous flux area 17a and the diffused luminous flux area 17b on the plane separated by the distance LP from the above-described optical element 14D are the respective unit lenses in the fly's eye lens 17 respectively. It overlaps with 170 and is shown typically.
  • 14D to 14F schematically show the convergent luminous flux area 17a and the diffused luminous flux area 17b in the area on the unit lens 170 indicated by thick lines in FIGS. 14A to 14C, respectively. It is shown in.
  • the optical element 14D so as to vibrate along the Y axis, for example, as shown in FIGS. 14 (D) to (F), in the area on each unit lens 170, the convergent beam area 17a and the diffused luminous flux area 17b are alternately interchanged. Therefore, also in the illumination device and the display device using the optical element 14D having such a configuration, it is possible to obtain the same effect by the same operation as that of the above-described embodiment and the like. That is, it is possible to reduce the generation of the interference pattern (improve the display image quality) while achieving downsizing and improvement of the light utilization efficiency.
  • the extending direction of the first optical surface 14D1 and the second optical surface 14D2 in the optical element 14D and the arrangement direction of the unit lenses 170 in the fly's eye lens 17 are mutually inclined.
  • the following effects can also be obtained. That is, it is also possible to reduce crosstalk in the boundary region between the unit lenses 170 and the connection boundary line between the convergent light beam and the diffused light beam.
  • FIG. 15 schematically shows a configuration of an optical element (optical element 14E) according to the fifth modification.
  • the optical element 14E of this modified example has an uneven surface having a periodical wave structure on the light emitting surface side.
  • FIG. 15A shows an XY plane configuration of the optical element 14E and a cross-sectional configuration along the III-III line and the IV-IV line in the figure, and FIG. Each corresponds to the enlarged view of the part shown by the code
  • the optical element 14E has a structure in which a first optical surface 14D1 having a convex curved surface and a second optical surface 14D2 having a concave curved surface are alternately arranged (two-dimensionally arranged) on the light emitting surface side. . That is, the enlarged views (enlarged cross-sectional views) of the portions indicated by reference numerals G2 and G3 in FIGS. 15B and 15C respectively have the same configuration as that described in the fourth modification.
  • a wave-like structure may be formed on both the light incident surface side, the light incident surface side, and the light emission surface side.
  • FIG. 16 schematically shows a configuration of an optical element (optical element 14F) according to the sixth modification.
  • a plurality of micro lenses 142 are two-dimensionally arrayed on the light emitting surface side (the pitch of each micro lens 142 is P, and the curvature radius is R). That is, the optical element 14F is formed of a microlens array.
  • FIG. 16 shows the XY plane configuration of the optical element 14F and the cross-sectional configuration along the line VV in the drawing.
  • a plurality of micro lenses 142 may be formed on the light incident surface side, the light incident surface side, and the light emission surface side.
  • FIG. 17 illustrates the main part configuration (a part of the configuration) of the illumination device according to the seventh modification.
  • the illumination device of the present modification includes a plurality of optical elements as a specific example of the “optical element” in the present disclosure, and the other configuration is the same as that of the illumination device 1.
  • the optical element group 14G is an optical system having a plurality of optical elements disposed along the optical axis Z0.
  • the prism array 14 and the collimator lens 14C described above are disposed along the optical axis Z0.
  • the combination of the plurality of optical elements is not limited to this, and may be another combination.
  • the combination of the prism array 14 and the lens (collimator lens 14C), the combination of the prism array 14 and the diffractive element 14B, the combination of the prism array 14 and the fly's eye lens, the diffractive element 14B and the lens (collimator The combination with the lens 14C), the combination of the diffractive element 14B and the fly's eye lens, the combination of the lens (collimator lens 14C) and the fly's eye lens, or the like may be used.
  • a plurality of optical elements including the optical elements 14D, 14E, 14F described in the fourth to sixth modifications. Of these, two or more optical elements may be used in any combination.
  • the drive unit 15 displaces the relative position between the plurality of optical elements in the optical element group 14G and the fly's eye lens 17 to make the laser in the incident plane of the fly's eye lens 17 At least one of the incident position and the incident angle of light is changed. Specifically, the drive unit 15 displaces the relative position by causing the plurality of optical elements in the optical element group 14G to vibrate (smallly vibrate) along the respective directions. That is, in the example shown in FIG. 17, as indicated by the arrow P41, the drive unit 15 moves the prism array 14 along the arrangement direction (Y-axis direction) of the prisms 140 in the plane orthogonal to the optical axis Z0. It is vibrating. On the other hand, as indicated by the arrow P42, the drive unit 15 vibrates the collimator lens 14C along the in-plane direction (in-XY in-plane direction) orthogonal to the optical axis Z0.
  • the illumination device having such a configuration and the display device using the same it is possible to obtain the same effect by the same operation as the above-described embodiment and the like. That is, it is possible to reduce the generation of the interference pattern (improve the display image quality) while achieving the miniaturization and the improvement of the utilization efficiency of light.
  • FIGS. 18 (B) and 18 (C) respectively show the main configuration (a part of the configuration) of the illumination device according to the eighth modification.
  • the drive unit 15 vibrates only one of the optical element (here, the prism array 14) and the fly-eye lens 17 (optical element). Thus, the relative position between them is displaced.
  • the drive unit 15 is the other of the optical element (prism array 14) and the fly eye lens 17 (fly eye lens 17). By oscillating only, the relative position between them is displaced.
  • the drive unit 15 displaces the relative position between the optical element (the prism array 14) and the fly eye lens 17 by vibrating both (both). ing.
  • At least one of the optical element and the fly's eye lens 17 may be vibrated by the drive unit 15 to displace the relative position therebetween, and the same operation as the above-described embodiment and the like may be performed. Similar effects can be obtained. That is, it is possible to reduce the generation of the interference pattern (improve the display image quality) while achieving the miniaturization and the improvement of the utilization efficiency of light.
  • the prism array 14 is described as an example of the “optical element”, but the present invention is not limited thereto.
  • the above-described diffractive element 14 B, lens (collimator lens 14 C), optical elements 14 D, 14 E, 14 F May be used.
  • a prism array, a diffractive element, a lens (collimator lens), a micro lens, and the like have been described as an example of the “optical element” in the present disclosure.
  • an optical member for example, a rod integrator or the like
  • the fly-eye lens described in the above embodiment and the like
  • the optical element 14H shown in FIG. 19 has an irregular wave structure (pitch: P, radius of curvature: R (+), R (-)) on its light emitting surface side. It has a face.
  • FIG. 19A shows the YZ cross-sectional configuration and the XY plane configuration of the optical element 14H
  • FIG. 19B is an enlarged view of a portion indicated by reference sign G5 in FIG. 19A. It corresponds to the figure.
  • the optical element 14I shown in FIG. 20 has a periodic diffractive structure (blazed structure, pitch: Pb, height: h) extending along the X-axis direction on the light emitting surface side. ing.
  • this periodic diffractive structure has inclined surfaces opposite to each other along the X-axis direction between odd rows and even examples (pitch between each row: P) along the Y-axis direction. It is formed.
  • FIG. 20 (A) shows the YZ cross-sectional configuration (odd-numbered row and even-numbered row) and the XY plane configuration of the optical element 14I
  • FIG. 20 (B) is a symbol in FIG. 20 (A). It corresponds to the enlarged view of the part shown by G6.
  • 21 has a concavo-convex structure having a periodic inclined surface structure (pitch: Pa, inclination angle: ⁇ ) extending along the X-axis direction on the light emitting surface side.
  • a periodic inclined surface structure pitch: Pa, inclination angle: ⁇
  • the concave portion (valley portion) and the convex portion (peak portion) are alternately arranged between the odd rows and the even examples (pitch between each row: P) along the Y-axis direction. It is formed to be a position.
  • 21A shows the YZ cross-sectional configuration (odd-numbered row and even-numbered row) and the XY plane configuration of the optical element 14J
  • FIG. 21B shows the reference numerals in FIG. 21A.
  • optical elements 14H, 14I, and 14J having such a configuration, it is possible to obtain the same effect by the same function as that of the above-described embodiment and the like.
  • a wave type structure, a diffractive structure, and an uneven structure are formed on the light emitting surface side, but the light incident surface side, the light incident surface side and the light emitting surface side These structures may be formed on both sides.
  • the light sources of multiple types are all laser light sources.
  • the present invention is not limited to this case.
  • At least one may be a laser light source. That is, in the light source unit, a laser light source and another light source (for example, an LED or the like) may be provided in combination.
  • the case where the light modulation element is a reflective liquid crystal element has been described as an example, but this is not a limitation, and for example, a transmissive liquid crystal element may be used. May be light modulation elements other than liquid crystal elements.
  • the "optical element" in this indication was a transmission type optical element (optical element which a laser beam passes) was mentioned as an example and demonstrated in said embodiment etc., it is not restricted in this case For example, it may be a reflective optical element (optical element that reflects laser light).
  • each component (optical system) of the optical device and the display device is specifically described, but it is not necessary to include all the components, and other components may be further added. You may have. Specifically, for example, instead of the dichroic prisms 131 and 132, a dichroic mirror may be provided.
  • the projection optical system for projecting the light modulated by the light modulation element onto the screen is configured as a projection type display device.
  • the projection optical system projection lens
  • a light source unit including a laser light source; An optical element disposed on an optical path along which the laser light from the laser light source travels; An optical member that emits illumination light; A driving unit configured to change at least one of an incident position and an incident angle of a laser beam in an incident surface of the optical member by displacing a relative position between the optical element and the optical member; Lighting device.
  • the optical element is A first optical surface for emitting incident laser light while converging it; And a second optical surface for emitting incident laser light while diverging the light.
  • the first optical surface and the second optical surface are such that the optical path of the convergent light emitted from the first optical surface and the optical path of the diverging light emitted from the second optical surface change continuously.
  • the lighting device according to (2) which is connected.
  • the illumination device according to (3) wherein the first optical surface is a convex curved surface, and the second optical surface is a concave curved surface.
  • the optical member is a fly's eye lens in which a plurality of unit lenses are two-dimensionally arranged.
  • the illumination device according to (1), wherein the optical element is a microlens array.
  • the optical element is a prism array, In the prism array, a plurality of prisms each having a convex portion formed of a pair of inclined surfaces are arranged side by side along a direction orthogonal to the extending direction of the pair of inclined surfaces. Lighting equipment.
  • the illumination device according to (7), wherein the convex portion is provided on at least one of an incident surface and an exit surface of each prism.
  • the optical element includes one or more lenses.
  • the illumination device according to any one of (1) to (13), wherein the drive unit reciprocates the relative position by a drive frequency of 15 Hz or more.
  • the drive unit displaces the relative position by vibrating at least one of the optical element and the optical member.
  • a plurality of the optical elements are disposed along the optical axis, The illumination device according to any one of (1) to (15), wherein the drive unit vibrates the plurality of optical elements along individual directions.
  • the light source unit includes three types of light sources that emit red light, green light, or blue light.
  • at least one of the three types of light sources is the laser light source.
  • a lighting device A light modulation element for modulating illumination light from the illumination device based on a video signal;
  • the lighting device is A light source unit including a laser light source; An optical element disposed on an optical path along which the laser light from the laser light source travels; An optical member for emitting the illumination light;
  • a drive unit configured to change at least one of an incident position and an incident angle of a laser beam in an incident surface of the optical member by displacing a relative position between the optical element and the optical member; apparatus.

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Abstract

　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。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。

Description

照明装置および表示装置
　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Ｓn-1（第（ｎ－１）面）および傾斜面（第ｎ面）Ｓn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Ｓn-1および傾斜面Ｓn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Ｓn-1からの出射光は、傾斜面Ｓn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Ｓnからの出射光は、傾斜面Ｓn-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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　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。

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２ないし請求項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ないし請求項４のいずれか１項に記載の照明装置。
  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ないし請求項９のいずれか１項に記載の照明装置。
  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ないし請求項１１のいずれか１項に記載の照明装置。
  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ないし請求項１２のいずれか１項に記載の照明装置。
  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ないし請求項１３のいずれか１項に記載の照明装置。
  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ないし請求項１４のいずれか１項に記載の照明装置。
  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ないし請求項１５のいずれか１項に記載の照明装置。
  17. 　前記光源部は、赤色光、緑色光、青色光を発する３種類の光源を有する
    　請求項１ないし請求項１６のいずれか１項に記載の照明装置。
  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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