JP5682813B2 - 照明装置及びプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、照明装置及びプロジェクターに関するものである。

プロジェクター用の光源としてレーザー光源が注目されている。しかしながら、レーザー光はコヒーレント光であるため、スクリーン上には、干渉によって生じたスペックルと呼ばれる斑点模様が表示され、表示品質を低下させる原因となる。そのため、特許文献１の画像投影装置では、レーザー光を反射する反射素子をその反射面の法線方向と平行な方向に振動させ、スペックルが表示されるスクリーン上の位置を時間的に変動させている。

国際公開第０６−０９８２８１号パンフレット

特許文献１の画像投影装置では、スペックルのパターンを時間的に重畳し平均化しているため、スペックルが認識されにくくなる。しかしながら、スペックル自体が低減されているわけではないので、その効果は限定的なものとなる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、スペックルによる表示品質の低下（スペックルノイズ）を確実に抑制することが可能な照明装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の照明装置は、第１の光を射出する第１光源と、第２の光を射出する第２光源と、前記第１光源により射出された前記第１の光を少なくとも反射させる反射ミラーを有するとともに、前記第２光源により射出された前記第２の光を前記反射ミラーによって反射された第１の光と合成する光合成光学系と、前記反射ミラーの反射面の形状が波打つように前記反射ミラーの反射面の形状を時間的に変動させる駆動装置と、を備え、少なくとも前記第１光源は前記第１の光としてレーザー光を射出するレーザー光源であり、前記駆動装置は、前記反射ミラーに対して前記反射ミラーの厚み方向に振動を付与する圧電素子を含み、前記圧電素子の振動の振幅は時間的に変動することを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明の照明装置は、第１の光を射出する第１光源と、第２の光を射出する第２光源と、前記第１光源により射出された前記第１の光を少なくとも反射させる反射ミラーを有するとともに、前記第２光源により射出された前記第２の光を前記反射ミラーによって反射された第１の光と合成する光合成光学系と、前記反射ミラーの反射面の形状が波打つように前記反射ミラーの反射面の形状を時間的に変動させる駆動装置と、を備え、少なくとも前記第１光源は前記第１の光としてレーザー光を射出するレーザー光源であることを特徴とする。

この照明装置によれば、反射ミラーの反射面に波打つような凹凸形状が形成されるため、反射面に入射した第１の光（レーザー光）は反射面の凹凸形状によって拡散される。拡散された第１の光は干渉が生じにくくなるため、スペックルの発生が抑制される。また、第１の光（レーザー光）を反射する反射面の形状が時間的に変動するため、スクリーン上に表示されるスペックルのパターンは時間的に変動する。そして、このようなスペックルのパターンが時間的に重畳され平均化されることで、スペックルが認識されにくくなる。このように本発明の照明装置によれば、スペックルの発生を抑制しつつスペックルのパターンを時間的に変動させることで、スペックルノイズを抑制している。そのため、単にスペックルの表示される位置を変動させてスペックルノイズを抑制する特許文献１の構成に比べて、スペックルノイズを抑制する効果が高い。

前記照明装置において、前記第１光源と前記反射ミラーとの間の前記第１の光の光路上には、前記第１光源により射出された前記第１の光を拡散する第１光拡散部と、前記第１光拡散部により拡散された光を平行化して前記反射ミラーに入射させるコリメート光学系と、が配置されていてもよい。

この照明装置によれば、第１の光が第１光拡散部と反射ミラーによって２重に拡散されるので、スペックルノイズをより確実に抑制することができる。

前記照明装置において、前記第１光拡散部は、回転基板の回転方向に沿って形成されていてもよい。

この照明装置によれば、第１の光が第１光拡散部に入射する位置が時間的に変化するため、第１光拡散部から射出される第１の光によって形成されるスペックルのパターンも時間的に変化する。そして、このようなスペックルのパターンが時間的に重畳され平均化されることで、スペックルが認識されにくくなる。よって、スペックルノイズがより効果的に抑制される。

前記照明装置において、前記反射ミラーにより反射された第１の光の光路上には、当該第１の光を拡散する第２光拡散部が配置されていてもよい。

この照明装置によれば、第１の光が第２光拡散部と反射ミラーによって２重に拡散されるので、スペックルノイズをより確実に抑制することができる。

前記照明装置において、前記駆動装置は、前記反射ミラーに対して前記反射ミラーの厚み方向に振動を付与する圧電素子を含み、前記圧電素子の振動の振幅は時間的に変動してもよい。

この照明装置によれば、反射ミラーの反射面の形状を精度よく制御することができる。

前記照明装置において、前記圧電素子は前記反射ミラーの周辺に互いに異なる位置に複数配置されており、各圧電素子の振動の振幅は、時間的に変動する大きさが互いに異なっていてもよい。

この照明装置によれば、複数の圧電素子の設置位置や、複数の圧電素子の振動の振幅及び位相を種々組み合わせることによって、反射ミラーの反射面の形状をより自由に制御することができる。

前記照明装置において、前記反射ミラーは、前記第２光源により射出された前記第２の光を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に透過させる第１波長選択反射層であってもよい。

この照明装置によれば、反射ミラーを、第１の光と第２の光の合成手段として利用することができる。そのため、合成手段を反射ミラーとは別個に設ける場合に比べて、構成が簡単になる。

前記照明装置において、第３の光を射出する第３光源を備え、前記光合成光学系は、前記第１波長選択反射層により合成された前記第１の光及び前記第２の光を反射し、前記第３光源により射出された前記第３の光を透過して、前記第１の光と前記第２の光と前記第３の光とを合成する第２波長選択反射層を備えていてもよい。

この照明装置によれば、第１の光によって発生するスペックルノイズを抑制しつつ３種類の光を合成可能な光合成光学系を簡単な構成で実現することができる。

前記照明装置において、前記光合成光学系は、前記第１光源により射出された前記第１の光を反射し、前記第２光源により射出された前記第２の光を透過して、前記第１の光と前記第２の光とを合成する第３波長選択反射層と、前記第３波長選択反射層により合成された前記第１の光及び前記第２の光を反射する前記反射ミラーと、を備えていてもよい。

この照明装置によれば、第１の光と第２の光の双方が反射ミラーで反射される。そのため、第２の光をレーザー光とした場合でも、第２の光により発生するスペックルが表示品質を大きく低下させることはない。

前記照明装置において、第３の光を射出する第３光源を備え、前記反射ミラーは、前記３波長選択反射層により合成された前記第１の光及び前記第２の光を反射し、前記第３光源により射出された前記第３の光を透過して、前記第１の光と前記第２の光と前記第３の光とを合成していてもよい。

この照明装置によれば、第１の光と第２の光によって発生するスペックルノイズを抑制しつつ３種類の光を合成可能な光合成光学系を簡単な構成で実現することができる。

前記照明装置において、前記第３光源は、励起光を射出する励起光源と、前記励起光源により射出された前記励起光によって励起されて蛍光を発する蛍光体層と、を備え、前記第３の光として前記蛍光を射出してもよい。

この照明装置によれば、第３光源により第３の光として蛍光が射出されるので、スペックルノイズの無い光を取り出すことが可能となる。

前記照明装置において、前記第１の光は赤色光であってもよい。

人間の眼は、波長ごとに光を感じ取る強さ（比視感度）が異なっており、特に青色に比べると赤色光の比視感度が高いことが知られている。よって、第１の光が赤色光であることで、スペックルノイズを抑制する効果が高くなる。例えば、第１の光が赤色光であることに加えて、第２の光が青色光であり第３の光が緑色光であってもよい。このような色選択により、最も比視感度の高い緑色光は、レーザー光でないためスペックルが生じず、次に比視感度の高い赤色光は、反射系となるためスペックルの低減効果が大きくなる。

本発明のプロジェクターは、上述した照明装置と、前記照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えることを特徴とする。

このプロジェクターによれば、上述した照明装置を備えているので、スペックルノイズを確実に抑制することが可能なプロジェクターを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る光源アレイを示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る第１光拡散部を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る回転蛍光板を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る反射ミラー及び駆動装置を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る照明装置を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る反射ミラー及び駆動装置を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る照明装置を示す模式図である。 本発明の第４実施形態に係る照明装置を示す模式図である。 本発明の第５実施形態に係る照明装置を示す模式図である。 本発明の第６実施形態に係る照明装置を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクター１０００の光学系を示す模式図である。なお、図１において、符号１００ａｘは照明光軸（照明装置１から色分離導光光学系２００に向けて射出される光の光軸）である。なお、光軸とは、光学系において、系全体を透過する光束の代表となる仮想的な光線を指すものとする。

図１に示すように、プロジェクター１０００は、照明装置１と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ,４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００と、を具備して構成されている。

照明装置１は、第１光源ユニット１０と、第２光源ユニット２０と、第３光源ユニット３０と、光合成光学系８０と、照明光学系１００と、を具備して構成されている。

第１光源ユニット１０は、第１の光として青色光を射出するものである。第１光源ユニット１０は、第１光源アレイ１１と、集光光学系１２と、ディフューザー（第１光拡散部）１５と、コリメート光学系１６と、を備えている。

図２は、本発明の第１実施形態に係る光源アレイを示す模式図である。図２（ａ）は第１光源アレイの側面図であり、図２（ｂ）は第１光源アレイの正面図である。図２においては、光源アレイの基本構成を示し、第１光源ユニット１０を構成する第１光源アレイ１１を図示している。また、第１光源１１ａは基体１１ｂ上に３行３列で９個配置されているが、第１光源１１ａは複数配置されていればよく、その配置数は適宜変更可能である。

図２に示すように、第１光源アレイ１１は、基体１１ｂと、基体１１ｂ上に配置された複数の第１光源１１ａと、を備えている（図２（ａ）参照）。第１光源１１ａとしては、レーザー光源及び発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を用いる。本実施形態において、第１光源１１ａは、第１の光として、レーザー光からなる赤色光（発光強度のピーク：約６１０ｎｍ）を射出するレーザー光源である。なお、光源として、６１０ｎｍ以外の波長の赤色光を射出する光源を用いることもできる。

第１光源アレイ１１には、複数の第１光源１１ａが、第１の光の射出方向（＋Ｙ方向）から視て、第１の方向（Ｘ方向）に沿って等間隔で配列されるとともに第１の方向と直交する第２の方向（Ｚ方向）に沿って等間隔で配列されている（図２（ｂ）参照）。第１の方向に沿って配列された複数の第１光源１１ａの配列間隔は、第２の方向に沿って配列された複数の第１光源１１ａの配列間隔と同じ間隔になっている。

図１に示すように、集光光学系１２は、第１光源アレイ１１とディフューザー１５との間の第１の光の光路上に配置されている。集光光学系１２は、平行化レンズ１３及び集光レンズ１４を備えている。平行化レンズ１３は複数の凸レンズからなっており、各凸レンズは第１光源アレイ１１の各レーザー光源に対応する位置に配置されている。集光レンズ１４は凸レンズからなっている。平行化レンズ１３は、赤色光を略平行化した状態で集光レンズ１４に入射させる。集光レンズ１４は、赤色光を略集光した状態でディフューザー１５に入射させる。

ディフューザー１５は、集光光学系１２とコリメート光学系１６との間の第１の光の光路上に配置されている。

図３は、本発明の第１実施形態に係るディフューザー（第１光拡散部）を示す模式図である。図３（ａ）はディフューザーの側面図であり、図３（ｂ）はディフューザーの部分拡大図（集光レンズ１４により射出された光が集光する部分の拡大図）である。図３においては、ディフューザーの基本構成を示し、第１光源ユニット１０を構成するディフューザー１５を図示している。

図３（ａ）に示すように、ディフューザー１５は、所定の回転軸ＣＬ１を中心に回転可能な回転基板である。ディフューザー１５は、集光レンズ１４から射出された光を拡散して拡散光を生成し、射出端面１５ｓ２から射出させる。本実施形態においては、ディフューザー１５の光拡散部分は、回転基板の回転方向に沿って形成されている。ディフューザー１５は、入射端面１５ｓ１に集光した光を射出端面１５ｓ２で屈折させることによって、その光を拡散させる。ディフューザー１５は、駆動装置に接続されており、移動可能になっている。具体的には、ディフューザー１５は、中心にモーター１５Ｍの軸が固定されており、モーター１５Ｍにより回転可能になっている。

図３（ｂ）に示すように、ディフューザー１５は、例えば透明樹脂等の光透過材料からなる基材１５ａ内に光拡散性を有する拡散粒子１５ｂを分散させて構成されている。拡散粒子１５ｂは、基材１５ａにおいて回転軸ＣＬ１から離間した位置（ディフューザー１５において集光レンズ１４により射出された光が集光する位置）に分散されている。このディフューザー１５（基材１５ａ）の厚みは、約１〜２ｍｍである。

図１に示すように、コリメート光学系１６は、ディフューザー１５と光合成光学系８０との間の第１の光の光路上に配置されている。コリメート光学系１６は、第１レンズ１７及び第２レンズ１８を備えている。第１レンズ１７及び第２レンズ１８は凸レンズからなっている。コリメート光学系１６は、ディフューザー１５によって拡散された光を略平行化した状態で光合成光学系８０（第１波長選択反射層４１）に入射させる。

第２光源ユニット２０は、第２の光として青色光を射出するものである。第２光源ユニット２０は、第２光源アレイ２１と、集光光学系２２と、ディフューザー（第１光拡散部）２５と、コリメート光学系２６と、を備えている。

第２光源アレイ２１は、基体２１ｂと、基体２１ｂ上に配置された複数の第２光源２１ａと、を備えている（図２（ａ）参照）。第２光源２１ａとしては、レーザー光源及び発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を用いる。本実施形態において、第２光源２１ａは、第２の光として、レーザー光からなる青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ）を射出するレーザー光源である。なお、光源として、４４５ｎｍ以外の波長の青色光を射出する光源を用いることもできる。

集光光学系２２は、第２光源アレイ２１とディフューザー２５との間の第２の光の光路上に配置されている。集光光学系２２は、平行化レンズ２３及び集光レンズ２４を備えている。平行化レンズ２３は、青色光を略平行化した状態で集光レンズ２４に入射させる。集光レンズ２４は、青色光を略集光した状態でディフューザー２５に入射させる。

ディフューザー２５は、集光光学系２２とコリメート光学系２６との間の第２の光の光路上に配置されている。ディフューザー２５は、集光レンズ２４から射出された光を拡散して拡散光を生成し、射出端面２５ｓ２から射出させる（図３（ａ）参照）。本実施形態においては、ディフューザー２５の光拡散部分は、回転基板の回転方向に沿って形成されている。ディフューザー２５は、入射端面２５ｓ１に集光した光を射出端面２５ｓ２で屈折させることによって、その光を拡散させる。ディフューザー２５は、中心にモーター２５Ｍの軸が固定されており、モーター２５Ｍにより回転可能になっている。

ディフューザー２５は、例えば透明樹脂等の光透過材料からなる基材２５ａ内に光拡散性を有する拡散粒子２５ｂを分散させて構成されている。拡散粒子２５ｂは、基材２５ａにおいて回転軸ＣＬ１から離間した位置（ディフューザー２５において集光レンズ２４により射出された光が集光する位置）に分散されている。このディフューザー２５（基材２５ａ）の厚みは、約１〜２ｍｍである。

コリメート光学系２６は、ディフューザー２５と光合成光学系８０との間の第２の光の光路上に配置されている。コリメート光学系２６は、第１レンズ２７及び第２レンズ２８を備えている。コリメート光学系２６は、ディフューザー２５によって拡散された光を略平行化した状態で光合成光学系８０（第１波長選択反射層４１）に入射させる。

第３光源ユニット３０は、第３の光としての青色光を緑色光に変換して射出するものである。第３光源ユニット３０は、第３光源アレイ３１と、集光光学系３２と、回転蛍光板３５と、コリメート光学系３６と、を備えている。

第３光源アレイ３１は、基体３１ｂと、基体３１ｂ上に配置された複数の第３光源３１ａと、を備えている（図２（ａ）参照）。第３光源３１ａとしては、レーザー光源及び発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を用いる。本実施形態において、第３光源３１ａは、第３光源３１ａは、第３の光として、レーザー光からなる青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ）を射出するレーザー光源である。

集光光学系３２は、第３光源アレイ３１と回転蛍光板３５との間の第３の光の光路上に配置されている。集光光学系３２は、平行化レンズ３３及び集光レンズ３４を備えている。平行化レンズ３３は、青色光を略平行化した状態で集光レンズ３４に入射させる。集光レンズ３４は、青色光を略集光した状態で回転蛍光板３５に入射させる。

図４は、本発明の第１実施形態に係る回転蛍光板を示す模式図である。図４（ａ）は回転蛍光板の側面図であり、図４（ｂ）は回転蛍光板の正面図である。

図４に示すように、回転蛍光板３５は、円板３５ｂと、蛍光体層３５ａと、を備えている。円板３５ｂは、例えば石英ガラスや透明樹脂等の光透過材料によって形成されている。円板３５ｂの一部には、単一の蛍光体層３５ａが円板３５ｂの周方向に沿って連続して形成されている。

蛍光体層３５ａは、円板３５ｂ上に形成されている。蛍光体層３５ａは、集光光学系３２によって集光された青色光によって励起され、青色光を緑色光に変換してコリメート光学系３６に向けて放射する。

具体的には、蛍光体層３５ａは、第３光源３１ａからの青色光を緑色光に変換して射出する。蛍光体層３５ａは、波長が約４４５ｎｍの青色光によって効率的に励起され、緑色光（蛍光）に変換して射出する。蛍光体層３５ａは、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ,Ｇｄ）_３（Ａｌ,Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを含有する層からなる。なお、蛍光体として、緑色光を射出する他の蛍光体を含有する層を用いてもよい。

円板３５ｂは、中心にモーター３５Ｍの軸が固定されており、モーター３５Ｍにより回転可能になっている。このため、集光光学系３２によって集光された光の円板３５ｂ（蛍光体層３５ａ）に対する照射点が一点に固定されない。よって、光の入射により蛍光体層３５ａにおいて発生する熱を周方向に沿った広い領域において放散させることができる。

コリメート光学系３６は、回転蛍光板３５と光合成光学系８０との間の第３の光の光路上に配置されている。コリメート光学系３６は、第１レンズ３７及び第２レンズ３８を備えている。コリメート光学系３６は、回転蛍光板３５から射出される蛍光を略平行化した状態で光合成光学系８０（第２波長選択反射層５０）に入射させる。

光合成光学系８０は、第１波長選択反射ユニット４０と、第２波長選択反射層５０と、を備えている。第１波長選択反射ユニット４０は、第１光源ユニット１０（第１光源）により射出された赤色光（第１の光）を反射させる反射ミラーを含む。第１波長選択反射ユニット４０は、第２光源ユニット２０（第２光源）により射出された青色光（第２の光）を自身によって反射された赤色光の反射方向と同じ方向（図１に示す−Ｘ方向）に透過させる。

図５は、本発明の第１実施形態に係る第１波長選択反射ユニットを構成する第１波長選択反射層（反射ミラー）及び駆動装置を示す模式図である。図５（ａ）は駆動装置が停止しているときの図であり、図５（ｂ）は駆動装置が駆動しているときの図である。なお、図５において、符号４１ｓ１は第１光源ユニット１０からの第１の光が反射する反射面、符号４１ｓ２は第２光源ユニット２０からの第２の光が入射する入射面、符号Ｔは第１波長選択反射層の厚みである。

図５に示すように、第１波長選択反射ユニット４０は、第１波長選択反射層４１と、駆動装置４２と、を備えている。第１波長選択反射層４１は、所定の厚みＴを有する反射ミラーであり、例えばダイクロイックミラーを用いることができる。第１波長選択反射層４１は、第１光源ユニット１０（第１光源）により射出された第１の光を反射面４１ｓ１で反射する。第１波長選択反射層４１の厚みＴは、例えば１０〜１００μｍ程度の厚みとなっている。第１波長選択反射層４１の一端には駆動装置４２が取り付けられている。

駆動装置４２は、第１波長選択反射層４１の反射面４１ｓ１の形状が波打つように第１波長選択反射層４１の反射面４１ｓ１の形状を時間的に変動させる（図５（ｂ）参照）。駆動装置４２は、第１波長選択反射層４１に対して第１波長選択反射層４１の厚み方向に振動を付与する圧電素子（ピエゾ素子）４２を含む。圧電素子４２の振動の振幅は時間的に変動する。圧電素子４２を駆動させるときは、第１波長選択反射層４１の反射面４１ｓ１の法線方向と平行に所定の振動数で、不規則な振幅の大きさで駆動させる。すると、第１波長選択反射層４１の反射面４１ｓ１の形状が圧電素子４２の駆動時間内において時間的に不規則に変化する。

例えば、圧電素子４２の振動の振幅を時間的に変動させるときには、圧電素子４２の振動の振幅が時間的に不規則となるように、不図示の制御手段により所定のタイミングで圧電素子４２に対して駆動制御信号が送信される。ここで、圧電素子４２の振動の振幅が時間的に不規則となるようにとは、圧電素子４２の駆動時間の全体において不規則となるようにする概念だけでなく、圧電素子４２の駆動時間のうち一部の時間において不規則となるようにする概念をも含むこととなる。

図１に示すように、第２波長選択反射層５０は、例えば２つの三角柱形状が互いに貼り合わされたダイクロイックプリズム（色合成素子）を用いることができる。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、ダイクロイックプリズムの内面になる。ダイクロイックプリズムの内面に、第１の光及び第２の光が反射し第３の光が透過するミラー面が形成されている。ダイクロイックプリズムに入射した第１の光及び第２の光は、ミラー面で選択的に反射する。ダイクロイックプリズムに入射した第３の光は、ミラー面を通って第１の光及び第２の光の反射方向と同じ方向に射出される。すなわち、第２波長選択反射層５０は、第１波長選択反射層４１により合成された第１の光及び第２の光を反射し、第３光源ユニット３０により射出された第３の光を透過して、第１の光と第２の光と第３の光とを合成する。このようにして、光合成光学系８０により合成された光は、照明光学系１００に向けて射出される。

図１に示すように、照明光学系１００は、光合成光学系８０（第２波長選択反射層５０）と色分離導光光学系２００との間に配置されている。照明光学系１００は、インテグレータ光学系１１０と、偏光変換素子１２０と、重畳レンズ１３０とを備えている。

インテグレータ光学系１１０は、第１フライアイレンズ１１１及び第２フライアイレンズ１１２を備えている。第１フライアイレンズ１１１及び第２フライアイレンズ１１２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなる。第１フライアイレンズ１１１は、第１フライアイレンズ１１１を構成する複数の要素レンズによって光合成光学系８０からの光（第１の光、第２の光及び第３の光）を分割して個別に集光する機能を有する。第２フライアイレンズ１１２は、第２フライアイレンズ１１２を構成する複数の要素レンズによって第１フライアイレンズ１１１からの分割光束を適当な発散角にして射出する機能を有する。インテグレータ光学系１１０は、光合成光学系８０により合成された光の光強度分布を均一化する。

偏光変換素子１２０は、ＰＢＳ、ミラー、位相差板等を一組の要素とするアレイで形成されている。偏光変換素子１２０は、第１フライアイレンズ１１１により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える機能を有する。

重畳レンズ１３０は、偏光変換素子１２０を経た照明光を全体として適宜収束させて、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂの被照明領域に対する重畳照明を可能にする。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０,２２０、反射ミラー２３０,２４０,２５０及びリレーレンズ２６０,２７０を備えている。色分離導光光学系２００は、照明装置１（照明光学系１００）からの光（第１の光、第２の光及び第３の光）を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂに導光する機能を有する。色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ,３００Ｇ,３００Ｂが配置されている。なお、集光レンズ３００Ｒ,３００Ｇ,３００Ｂ及びリレーレンズ２６０，２７０は、プロジェクター１０００を構成するインテグレータ光学系の一部となる。

ダイクロイックミラー２１０,２２０は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を透過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を透過させる。

反射ミラー２３０,２４０,２５０は、入射した光を反射するミラーである。具体的には、反射ミラー２３０は、ダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光成分を反射する。反射ミラー２４０,２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を反射する。

ダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光は、反射ミラー２３０で反射され、集光レンズ３００Ｒを透過して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射され、集光レンズ３００Ｇを透過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光は、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０、集光レンズ３００Ｂを経て青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。

リレーレンズ２６０,２７０及び反射ミラー２４０,２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導く機能を有する。これにより、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長い場合であっても、青色光の発散等による青色光の利用効率の低下を抑制することができる。なお、他の色光（例えば赤色光）の光路の長さが青色光の光路の長さよりも長い場合は、リレーレンズ２６０,２７０及び反射ミラー２４０,２５０を赤色光の光路に配置する構成も考えられる。

液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明装置１の照明対象となる。なお、図示を省略したが、各集光レンズ３００Ｒ,３００Ｇ,３００Ｂと各液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置されている。また、各液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が配置されている。これら入射側偏光板、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂ及び射出側偏光板によって、入射された各色光の光変調が行われる。

例えば、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂは、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板（図示略）から射出された１種類の直線偏光の偏向方向を変調する。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板（図示略）から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなしている。直角プリズムを貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。

本実施形態の照明装置１によれば、第１波長選択反射層４１の反射面４１ｓ１に波打つような凹凸形状が形成されるため、反射面４１ｓ１に入射した第１の光（レーザー光）は反射面４１ｓ１の凹凸形状によって拡散される。拡散された第１の光は干渉が生じにくくなるため、スペックルの発生が抑制される。また、第１の光（レーザー光）を反射する反射面４１ｓ１の形状が時間的に変動するため、スクリーン上に表示されるスペックルのパターンは時間的に変動する。そして、このようなスペックルのパターンが時間的に重畳され平均化されることで、スペックルが認識されにくくなる。このように本実施形態の照明装置１によれば、スペックルの発生を抑制しつつスペックルのパターンを時間的に変動させることで、スペックルノイズを抑制している。そのため、単にスペックルの表示される位置を変動させてスペックルノイズを抑制する特許文献１の構成に比べて、スペックルノイズを抑制する効果が高い。

また、この構成によれば、第１光源アレイ１１と第１波長選択反射層４１との間の第１の光の光路上に、第１光拡散部１５とコリメート光学系１６とが配置されているので、第１の光が第１光拡散部１５と第１波長選択反射層４１によって２重に拡散される。よって、スペックルノイズをより確実に抑制することができる。

また、この構成によれば、第１光拡散部１５が回転基板の回転方向に沿って形成されているので、第１の光が第１光拡散部１５に入射する位置が時間的に変化する。そのため、第１光拡散部１５から射出される第１の光によって形成されるスペックルのパターンも時間的に変化する。そして、このようなスペックルのパターンが時間的に重畳され平均化されることで、スペックルが認識されにくくなる。よって、スペックルノイズがより効果的に抑制される。

また、この構成によれば、圧電素子４２により、第１波長選択反射層４１の反射面４１ｓ１の形状を精度よく制御することができる。

また、この構成によれば、反射ミラーが第１波長選択反射層４１（例えばダイクロイックミラー）であるため、反射ミラーを、第１の光と第２の光の合成手段として利用することができる。そのため、合成手段を反射ミラーとは別個に設ける場合に比べて、構成が簡単になる。

また、この構成によれば、第３の光を射出する第３光源アレイ３１を備え、光合成光学系８０が第１の光と第２の光と第３の光とを合成する第２波長選択反射層５０を備える。そのため、第１の光によって発生するスペックルノイズを抑制しつつ３種類の光を合成可能な光合成光学系を簡単な構成で実現することができる。

また、この構成によれば、第３光源ユニット３０により第３の光として蛍光が射出されるので、スペックルノイズの無い光を取り出すことが可能となる。例えば、励起光源として青色レーザー光源を用い、蛍光体層として青色光を吸収し緑色の蛍光に変換する蛍光体層を配置することによって、スペックルノイズの無い緑色光を得ることが可能となる。

また、この構成によれば、第１の光が赤色光であるため、スペックルノイズを抑制する効果が顕著となる。人間の眼は、波長ごとに光を感じ取る強さ（比視感度）が異なっており、特に青色に比べると赤色光の比視感度が高いことが知られている。よって、第１の光が赤色光であることで、スペックルノイズを抑制する効果が高くなる。
また、この構成によれば、第１の光が赤色光であることに加えて、第２の光が青色光であり第３の光が緑色光である。このような色選択により、最も比視感度の高い緑色光は、レーザー光でないためスペックルが生じず、次に比視感度の高い赤色光は、反射系となるためスペックルの低減効果が大きくなる。

本実施形態のプロジェクター１０００によれば、上述した照明装置１を備えているので、スペックルノイズを確実に抑制することが可能なプロジェクター１０００を提供することができる。

なお、本実施形態の照明装置１では、第１の光が赤色光であり、第２の光が青色光であり、第３の光が緑色光である構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第１の光、第２の光及び第３の光が互いに同じ色である構成においても適用可能である。

また、本実施形態の照明装置１では、コリメート光学系における第１レンズ及び第２レンズとして凸レンズを用いたが、これに限らない。要するに、コリメート光学系が、第１光拡散部によって拡散された光を略平行化した状態で光合成光学系に入射させるようになっていればよい。また、コリメート光学系を構成するレンズの枚数は、１枚であってもよく、３枚以上であってもよい。

また、本実施形態の照明装置１では、本実施形態においては、ディフューザーの光拡散部分が回転基板の回転方向に沿って形成されているが、これに限らない。例えば、ディフューザーの光拡散部分が回転基板全体に形成されていてもよい。

また、本実施形態の照明装置１では、第２波長選択反射層５０として２つの三角柱形状が互いに貼り合わされたダイクロイックプリズム（色合成素子）を用いたが、これに限らない。例えば、第２波長選択反射層５０としてダイクロイックミラーを用いてもよい。

また、本実施形態のプロジェクター１０００では、液晶光変調装置として３つの液晶光変調装置を用いたが、これに限らない。１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。

また、本実施形態のプロジェクター１０００では、透過型のプロジェクターを用いたが、これに限らない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過するタイプであることを意味している。「反射型」とは、反射型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を奏することができる。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る照明装置２を示す模式図である。
図６に示すように、本実施形態に係る照明装置２は、上述の光合成光学系８０に替えて光合成光学系８０Ａを備えている点、で上述の第１実施形態に係る照明装置１と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図１と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

照明装置２は、第１光源ユニット１０と、第２光源ユニット２０と、第３光源ユニット３０と、光合成光学系８０Ａと、照明光学系１００と、を具備して構成されている。

光合成光学系８０Ａは、第３波長選択反射層６０と、第４波長選択反射ユニット７０と、を備えている。

第３波長選択反射層６０は、第１光源ユニット１０（第１光源）により射出された赤色光（第１の光）を反射し、第２光源ユニット２０（第２光源）により射出された青色光（第２の光）を透過して、第１の光と第２の光とを合成する。

第４波長選択反射ユニット７０は、第３波長選択反射層６０により合成された第１の光及び第２の光を反射する反射ミラーを含む。第４波長選択反射ユニット７０は、第３光源ユニット３０（第３光源）により射出された緑色光（第３の光）を自身によって反射された第１の光及び第２の光の反射方向と同じ方向（図６に示す＋Ｙ方向）に透過させる。

図７は、本発明の第３実施形態に係る第４波長選択反射ユニットを構成する第４波長選択反射層（反射ミラー）及び駆動装置を示す模式図である。図７（ａ）は第４波長選択反射ユニットの側面図であり、図７（ｂ）は第４波長選択反射ユニットの正面図である。なお、図７において、符号７１ｓ１は第３波長選択反射層６０からの第１の光及び第２の光が反射する反射面、符号７１ｓ２は第３光源ユニット３０からの第３の光が入射する入射面である。

図７に示すように、第４波長選択反射ユニット７０は、第４波長選択反射層７１と、複数の駆動装置７２ａ〜７２ｄと、を備えている。第４波長選択反射層７１は、所定の厚みを有する反射ミラーであり、例えばダイクロイックミラーを用いることができる。第４波長選択反射層７１は、第３波長選択反射層６０からの第１の光及び第２の光を反射面７１ｓ１で反射し、第３光源ユニット３０からの第３の光を透過して、第１の光と第２の光と第３の光とを合成する。第４波長選択反射層７１の厚みは、例えば１０〜１００μｍ程度の厚みとなっている。第４波長選択反射層７１の周辺には複数の駆動装置７２ａ〜７２ｄが取り付けられている。

複数の駆動装置７２ａ〜７２ｄは、第４波長選択反射層７１の周辺に互いに異なる位置に配置されている。具体的には、各駆動装置７２ａ〜７２ｄは、正面視矩形状の第４波長選択反射層７１の各辺の中央部に対応する位置に設けられている。駆動装置７２ａは駆動装置７２ｂと対向して配置されており、駆動装置７２ｃは駆動装置７２ｄと対向して配置されている。各駆動装置７２ａ〜７２ｄの振幅は、時間的に変動する大きさが互いに異なっている。

各駆動装置７２ａ〜７２ｄは、第４波長選択反射層７１の反射面７１ｓ１の形状が波打つように第４波長選択反射層７１の反射面７１ｓ１の形状を時間的に変動させる。各駆動装置７２ａ〜７２ｄは、第４波長選択反射層７１に対して第４波長選択反射層７１の厚み方向に振動を付与する圧電素子（ピエゾ素子）７２ａ〜７２ｄを含む。各圧電素子７２ａ〜７２ｄの振動の振幅は時間的に変動する。各圧電素子７２ａ〜７２ｄを駆動させるときは、第４波長選択反射層７１の反射面７１ｓ１の法線方向と平行に所定の振動数で、互いに異なる不規則な振幅の大きさで駆動させる。すると、第４波長選択反射層７１の反射面７１ｓ１の形状が各圧電素子７２ａ〜７２ｄの駆動時間内において時間的に不規則に変化する。

例えば、各圧電素子７２ａ〜７２ｄの振動の振幅が時間的に変動する大きさを互いに異ならせるときには、各圧電素子７２ａ〜７２ｄの振動の振幅が時間的に不規則となるように、不図示の制御手段により所定のタイミングで各圧電素子７２ａ〜７２ｄに対して駆動制御信号が送信される。ここで、各圧電素子７２ａ〜７２ｄの振動の振幅が時間的に不規則となるようにとは、各圧電素子７２ａ〜７２ｄの駆動時間の全体において不規則となるようにする概念だけでなく、各圧電素子７２ａ〜７２ｄの駆動時間のうち一部の時間において不規則となるようにする概念をも含むこととなる。

本実施形態の照明装置２によれば、各圧電素子７２ａ〜７２ｄの設置位置や、各圧電素子７２ａ〜７２ｄの振動の振幅及び位相を種々組み合わせることによって、第４波長選択反射層７１の反射面７１ｓ１の形状をより自由に制御することができる。

また、この構成によれば、第１の光と第２の光の双方が第４波長選択反射層７１で反射される。そのため、第２の光をレーザー光とした場合でも、第２の光により発生するスペックルが表示品質を大きく低下させることはない。

また、この構成によれば、第１の光と第２の光によって発生するスペックルノイズを抑制しつつ３種類の光を合成可能な光合成光学系を簡単な構成で実現することができる。

なお、本実施形態の照明装置２では、第４波長選択反射層７１の周辺に互いに異なる位置に４個の圧電素子７２ａ〜７２ｄを配置した構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第４波長選択反射層７１の周辺に配置する圧電素子の数は、２個または３個、さらには５個以上であってもよい。また、第４波長選択反射層７１の周辺に配置する圧電素子の配置位置についても適宜変更することができる。

（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態に係る照明装置３を示す模式図である。
図８に示すように、本実施形態に係る照明装置３は、上述の第３光源ユニット３０に替えて第３光源ユニット３０Ａを備えている点、上述の光合成光学系８０Ａに替えて光合成光学系８０Ｂを備えている点、で上述の第２実施形態に係る照明装置２と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図６と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

照明装置３は、第１光源ユニット１０と、第２光源ユニット２０と、第３光源ユニット３０Ａと、光合成光学系８０Ｂと、照明光学系１００と、を具備して構成されている。

第３光源ユニット３０Ａは、第３の光としての青色光を緑色光に変換して射出するものである。第３光源ユニット３０Ａは、第３光源アレイ３１と、コリメート光学系３２Ａと、回転蛍光板３５Ａと、コリメート光学系３６と、を備えている。

コリメート光学系３２Ａは、第３光源アレイ３１と光合成光学系８０Ｂ（第４波長選択反射ユニット７０Ａ）との間の第３の光の光路上に配置されている。コリメート光学系３２Ａは、第１レンズ３３Ａ及び第２レンズ３４Ａを備えている。コリメート光学系３２Ａは、青色光を略平行化した状態で第４波長選択反射ユニット７０Ａに入射させる。

コリメート光学系３６は、光合成光学系８０Ｂ（第４波長選択反射ユニット７０Ａ）と回転蛍光板３５Ａとの間の第３の光の光路上に配置されている。コリメート光学系３６は、第１レンズ３７及び第２レンズ３８を備えている。コリメート光学系３６は、第４波長選択反射ユニット７０Ａからの青色光を略集光した状態で回転蛍光板３５Ａ（蛍光体層）に入射させるとともに、回転蛍光板３５Ａ（蛍光体層）から射出される蛍光を略平行化した状態で第４波長選択反射ユニット７０Ａに入射させる。

回転蛍光板３５Ａは、円板と、蛍光体層と、を備えている。円板は、例えば、アルミニウム（熱伝導率：２３６Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１）や銅（熱伝導率：３９８Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１）等の金属から形成されている。円板は、第３光源アレイ３１からの青色光が蛍光体層に入射したときに、蛍光体層に蓄積される熱を放熱する。なお、円板の放熱性能を向上させるために円板の裏面に複数の突起を設ける等、円板を表面積が大きくなるような形状に形成してもよい。円板は、表面が研磨されて金属光沢を有しており、入射光に対する反射係数が大きくなっている。さらに、透光性材料（ＳｉＯ_２、ＮｂＯ、ＴｉＯ_２等）を薄膜で円板の表面に付加して増反射膜を構成してもよい。

光合成光学系８０Ｂは、第３波長選択反射層６０と、第４波長選択反射ユニット７０Ａと、を備えている。第３波長選択反射層６０は、第１光源ユニット１０（第１光源）により射出された赤色光（第１の光）を反射し、第２光源ユニット２０（第２光源）により射出された青色光（第２の光）を透過して、第１の光と第２の光とを合成する。第４波長選択反射ユニット７０Ａは、第３波長選択反射層６０により合成された第１の光及び第２の光を反射する反射ミラーを含む。第４波長選択反射ユニット７０Ａは、第３光源アレイ３１により射出された青色光を回転蛍光板３５Ａに向けて反射し、第３光源ユニット３０Ａ（第３光源）により射出された緑色光（第３の光）を自身によって反射された第１の光及び第２の光の反射方向と同じ方向（図８に示す＋Ｙ方向）に透過させる。

第４波長選択反射ユニット７０Ａは、第４波長選択反射層と、複数の駆動装置と、を備えている。第４波長選択反射層は、所定の厚みを有する反射ミラーであり、例えばダイクロイックミラーを用いることができる。第４波長選択反射層は、第３波長選択反射層６０からの第１の光及び第２の光を反射面で反射し、第３光源ユニット３０Ａからの第３の光を透過して、第１の光と第２の光と第３の光とを合成する。

本実施形態の照明装置３によれば、第３光源アレイ３１により射出されたレーザー光が回転蛍光板３５Ａに入射する前に第４波長選択反射層によって反射されるので、スペックルノイズをより確実に抑制することができる。

（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係る照明装置４を示す模式図である。
図９に示すように、本実施形態に係る照明装置４は、光合成光学系８０（第２波長選択反射層５０）と照明光学系１００（インテグレータ光学系１１０）との間の第１の光の光路上にディフューザー（第２光拡散部）９０が配置されている点で上述の第１実施形態に係る照明装置１と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図１と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

照明装置４は、第１光源ユニット１０と、第２光源ユニット２０と、第３光源ユニット３０と、光合成光学系８０と、ディフューザー９０と、照明光学系１００と、を具備して構成されている。

ディフューザー９０は、第２波長選択反射層５０とインテグレータ光学系１１０との間の第１の光の光路上に配置されている。ディフューザー９０は、所定の回転軸を中心に回転可能な回転基板である。ディフューザー９０は、中心にモーターの軸が固定されており、モーターにより回転可能になっている。ディフューザー９０は、第２波長選択反射層５０から射出された光を拡散して拡散光を生成し、射出端面から射出させる。ディフューザー９０から射出された拡散光はインテグレータ光学系１１０に入射する。

本実施形態の照明装置４によれば、第１の光がディフューザー９０と第１波長選択反射層４１によって２重に拡散されるので、スペックルノイズをより確実に抑制することができる。

なお、本実施形態の照明装置４では、ディフューザー９０が第２波長選択反射層５０とインテグレータ光学系１１０との間の第１の光の光路上に配置されている構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ディフューザー９０が第１波長選択反射層４１と第２波長選択反射層５０との間の第１の光の光路上に配置されていてもよい。

（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態に係る照明装置５を示す模式図である。
図１０に示すように、本実施形態に係る照明装置５は、上述のディフューザー（第２光拡散部）９０に替えてディフューザー９０Ａが配置されている点で上述の第４実施形態に係る照明装置４と異なっている。すなわち、本実施形態の照明装置５においては、ディフューザー９０Ａが振動式の構成となっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図９と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

照明装置５は、第１光源ユニット１０と、第２光源ユニット２０と、第３光源ユニット３０と、光合成光学系８０と、ディフューザー９０Ａと、照明光学系１００と、を具備して構成されている。

ディフューザー９０Ａは、第２波長選択反射層５０とインテグレータ光学系１１０との間の第１の光の光路上に配置されている。ディフューザー９０Ａの一端には、振動装置が取り付けられている。ディフューザー９０Ａは、振動装置により振動可能になっている。ディフューザー９０Ａは、第２波長選択反射層５０から射出された光を拡散して拡散光を生成し、射出端面から射出させる。ディフューザー９０Ａから射出された拡散光はインテグレータ光学系１１０に入射する。

本実施形態の照明装置５によれば、第１の光がディフューザー９０Ａと第１波長選択反射層４１によって２重に拡散されるので、スペックルノイズをより確実に抑制することができる。

（第６実施形態）
図１１は、本発明の第６実施形態に係る照明装置６を示す模式図である。
図１１に示すように、本実施形態に係る照明装置６は、上述の第３光源ユニット３０に替えて第３光源ユニット３０Ｂを備えている点、上述の光合成光学系８０に替えて光合成光学系８０Ｃを備えている点、で上述の第１実施形態に係る照明装置１と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図１と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

照明装置６は、第１光源ユニット１０と、第２光源ユニット２０と、第３光源ユニット３０Ｂと、光合成光学系８０Ｃと、照明光学系１００と、を具備して構成されている。

第３光源ユニット３０Ｂは、第３の光として緑色光を射出するものである。第３光源ユニット３０Ｂは、第３光源アレイ３１Ｂと、集光光学系３２と、ディフューザー（第１光拡散部）３５Ｂと、コリメート光学系３６と、を備えている。

第３光源アレイ３１Ｂは、基体と、基体上に配置された複数の第３光源と、を備えている。第３光源としては、レーザー光源及び発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を用いる。本実施形態において、第３光源は、第３の光として、レーザー光からなる緑色光（発光強度のピーク：約５５５ｎｍ）を射出するレーザー光源である。なお、光源として、５５５ｎｍ以外の波長の緑色光を射出する光源を用いることもできる。

集光光学系３２は、第３光源アレイ３１Ｂとディフューザー３５Ｂとの間の第３の光の光路上に配置されている。集光光学系３２は、平行化レンズ３３及び集光レンズ３４を備えている。平行化レンズ３３は、緑色光を略平行化した状態で集光レンズ３４に入射させる。集光レンズ３４は、緑色光を略集光した状態でディフューザー３５Ｂに入射させる。

ディフューザー３５Ｂは、集光光学系３２と光合成光学系８０Ｃとの間の第３の光の光路上に配置されている。ディフューザー３５Ｂは、集光レンズ３４から射出された光を拡散して拡散光を生成し、射出端面から射出させる。本実施形態においては、ディフューザー３５Bの光拡散部分は、回転基板の回転方向に沿って形成されている。ディフューザー３５Ｂは、入射端面に集光した光を射出端面で屈折させることによって、その光を拡散させる。ディフューザー３５Ｂは、中心にモーターの軸が固定されており、モーターにより回転可能になっている。

ディフューザー３５Ｂは、例えば透明樹脂等の光透過材料からなる基材内に光拡散性を有する拡散粒子を分散させて構成されている。拡散粒子は、基材において回転軸から離間した位置（ディフューザー３５Ｂにおいて集光レンズ３４により射出された光が集光する位置）に分散されている。このディフューザー３５Ｂ（基材）の厚みは、約１〜２ｍｍである。

コリメート光学系３６は、ディフューザー３５Ｂと光合成光学系８０Ｃ（第５波長選択反射ユニット４０Ｂ）との間の第３の光の光路上に配置されている。コリメート光学系３６は、第１レンズ３７及び第２レンズ３８を備えている。コリメート光学系３６は、ディフューザー３５Ｂによって拡散された光を略平行化した状態で光合成光学系８０（第５波長選択反射ユニット４０Ｂ）に入射させる。

第５波長選択反射ユニット４０Ｂは、第５波長選択反射層と、駆動装置と、を備えている。第５波長選択反射層は、所定の厚みを有する反射ミラーであり、例えばダイクロイックミラーを用いることができる。第５波長選択反射層は、第３光源ユニット３０Ｂ（第３光源）により射出された緑色光（第３の光）を反射面で反射する。第５波長選択反射層の厚みは、例えば１０〜１００μｍ程度の厚みとなっている。第５波長選択反射層の一端には駆動装置が取り付けられている。

駆動装置は、第５波長選択反射層の反射面の形状が波打つように第５波長選択反射層の反射面の形状を時間的に変動させる。駆動装置は、第５波長選択反射層に対して第５波長選択反射層の厚み方向に振動を付与する圧電素子（ピエゾ素子）を含む。圧電素子の振動の振幅は時間的に変動する。圧電素子を駆動させるときは、第５波長選択反射層の反射面の法線方向と平行に所定の振動数で、不規則な振幅の大きさで駆動させる。すると、第５波長選択反射層の反射面の形状が圧電素子の駆動時間内において時間的に不規則に変化する。

本実施形態の照明装置６によれば、第５波長選択反射層の反射面に波打つような凹凸形状が形成されるため、反射面に入射した第３の光（レーザー光）は反射面の凹凸形状によって拡散される。拡散された第３の光は干渉が生じにくくなるため、スペックルの発生が抑制される。また、第３の光（レーザー光）を反射する反射面の形状が時間的に変動するため、スクリーン上に表示されるスペックルのパターンは時間的に変動する。そして、このようなスペックルのパターンが時間的に重畳され平均化されることで、スペックルが認識されにくくなる。このように本実施形態の照明装置６によれば、スペックルの発生を抑制しつつスペックルのパターンを時間的に変動させることで、スペックルノイズを抑制している。したがって、スペックルノイズを確実に抑制することが可能な照明装置６を提供することができる。

本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも、適用することができる。

上記各実施形態においては、本発明の照明装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、本発明の照明装置を他の光学機器（例えば、光ディスク装置、自動車のヘッドランプ、照明機器等）に適用することも可能である。

１，２，３，４，５，６…照明装置、１１ａ…第１光源、１５，２５，３５Ｂ…ディフューザー（第１光拡散部）、２１ａ…第２光源、１６，２６，３６…コリメート光学系、３１ａ…第３光源、３５ａ…蛍光体層、４１…ダイクロイックミラー（第１波長選択反射層）、４１ｓ１…反射面、４２，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ…駆動装置、５０…ダイクロイックプリズム（第２波長選択反射層）、６０…ダイクロイックミラー（第３波長選択反射層）、８０，８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ…光合成光学系、９０，９０Ａ…ディフューザー（第２光拡散部）、４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、６００…投写光学系、１０００…プロジェクター

Claims (12)

1. 第１の光を射出する第１光源と、
   第２の光を射出する第２光源と、
   前記第１光源により射出された前記第１の光を少なくとも反射させる反射ミラーを有するとともに、前記第２光源により射出された前記第２の光を前記反射ミラーによって反射された第１の光と合成する光合成光学系と、
   前記反射ミラーの反射面の形状が波打つように前記反射ミラーの反射面の形状を時間的に変動させる駆動装置と、
   を備え、
   少なくとも前記第１光源は前記第１の光としてレーザー光を射出するレーザー光源であり、
   前記駆動装置は、前記反射ミラーに対して前記反射ミラーの厚み方向に振動を付与する圧電素子を含み、
   前記圧電素子の振動の振幅は時間的に変動することを特徴とする照明装置。
2. 前記第１光源と前記反射ミラーとの間の前記第１の光の光路上には、
   前記第１光源により射出された前記第１の光を拡散する第１光拡散部と、
   前記第１光拡散部により拡散された第１の光を平行化して前記反射ミラーに入射させるコリメート光学系と、が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第１光拡散部は、回転基板の回転方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記反射ミラーにより反射された第１の光の光路上には、当該第１の光を拡散する第２光拡散部が配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
5. 前記圧電素子は前記反射ミラーの周辺に互いに異なる位置に複数配置されており、
   各圧電素子の振動の振幅は、時間的に変動する大きさが互いに異なっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記反射ミラーは、前記第２光源により射出された前記第２の光を自身によって反射された第１の光の反射方向と同じ方向に透過させる第１波長選択反射層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 第３の光を射出する第３光源を備え、
   前記光合成光学系は、前記第１波長選択反射層により合成された前記第１の光及び前記第２の光を反射し、前記第３光源により射出された前記第３の光を透過して、前記第１の光と前記第２の光と前記第３の光とを合成する第２波長選択反射層を備えることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
8. 前記光合成光学系は、前記第１光源により射出された前記第１の光を反射し、前記第２光源により射出された前記第２の光を透過して、前記第１の光と前記第２の光とを合成する第３波長選択反射層と、
   前記第３波長選択反射層により合成された前記第１の光及び前記第２の光を反射する前記反射ミラーと、
   を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
9. 第３の光を射出する第３光源を備え、
   前記反射ミラーは、前記３波長選択反射層により合成された前記第１の光及び前記第２の光を反射し、前記第３光源により射出された前記第３の光を透過して、前記第１の光と前記第２の光と前記第３の光とを合成することを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
10. 前記第３光源は、励起光を射出する励起光源と、前記励起光源により射出された前記励起光によって励起されて蛍光を発する蛍光体層と、を備え、
    前記第３の光として前記蛍光を射出することを特徴とする請求項７または９に記載の照明装置。
11. 前記第１の光は赤色光であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の照明装置と、
    前記照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
    前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、
    を備えることを特徴とするプロジェクター。

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