光学单元、投射型影像显示装置及扩散光学元件的制作方法

专利名称：光学单元、投射型影像显示装置及扩散光学元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括射出具有相干性的光的光源在内的光学单元、投射型影像显示装置、使具有相干性的光扩散的扩散光学元件。
背景技术：
以往，已知有一种投射型影像显示装置，具有光源；对从光源射出的光进行调制的光调制元件；将从光调制元件射出的光投射到投射面上的投射单元。近年来，主要为了实现影像光的高亮度化，而尝试了使用激光光源作为投射型影像显示装置的光源的方法。在此，由于从激光光源射出的激光具有相干性(coherence)，因此斑点噪声成为问题。斑点噪声是指从投射单元射出的影像光在投射面上发生散射，散射光发生干涉而产生的噪声。需要说明的是，作为减少斑点噪声的方法，提出有以下所示的方法。第一方法是利用以与激光的前进方向平行的旋转轴为中心进行旋转的圆盘形状的扩散板来使激光扩散的方法(例如，专利文献1)。第二方法是利用两个扩散板使激光扩散的方法(例如，专利文献2)。然而，在第一方法及第二方法中，为了减少斑点噪声而使用了扩散板，但通过扩散板使激光扩散时，投射到投射面上的光的亮度下降。即，除去斑点噪声的效果及在投射面上显示的影像的亮度具有折衷的关系。在先技术文献专利文献专利文献1 日本特开2008-122823号公报专利文献2 日本特开2008-1；3似69号公报

发明内容
第一特征的投射型影像显示装置具备射出具有相干性的光的光源(光源单元 110)；对从所述光源射出的光进行调制的光调制元件(DMD500)；将从所述光调制元件射出的光向投射面投射的投射单元(投射单元150)。投射型影像显示装置具备设置在所述光源与所述光调制元件之间的斑点噪声减少元件；对第一模式和第二模式进行控制的控制部 (控制单元800)。所述控制部以如下方式控制所述斑点噪声减少元件，即，在所述第一模式下，比所述第二模式减少斑点。第二特征的投射型影像显示装置具备射出具有相干性的光的光源(光源单元 110)；对从所述光源射出的光进行调制的光调制元件(DMD500)；将从所述光调制元件射出的光向投射面投射的投射单元(投射单元150)。投射型影像显示装置具备设置在所述光源与所述光调制元件之间，使从所述光源射出的光扩散，并使从所述光源射出的光透过的扩散光学元件(扩散光学元件600)；对第一模式和第二模式进行控制的控制部(控制单元 800)。所述控制部以如下方式控制所述扩散光学元件，即，在所述第一模式下，以比所述第二模式高的扩散度使从所述光源射出的光扩散。在第二特征中，所述扩散光学元件在从所述光源射出的光的前进方向上具有多个扩散面。所述控制部以所述多个扩散面按照不同的动作形式进行动作的方式控制所述扩散光学元件。在第二特征中，所述扩散光学元件包括以第一旋转轴为中心进行旋转的第一旋转体；以与所述第一旋转轴平行的第二旋转轴为中心进行旋转的第二旋转体；呈闭合环状地卷挂在所述第一旋转体及所述第二旋转体上的带状的扩散片。所述带状的扩散片在从所述光源射出的光的前进方向上构成两个扩散面。所述控制部以伴随着所述第一旋转体及所述第二旋转体的旋转而两个扩散面相互朝向反方向移动的方式控制所述扩散光学元件。在第二特征中，所述控制部以如下的方式控制所述扩散光学元件，S卩，所述多个扩散面中，在一个扩散面停止时，其他的扩散面移动。在第二特征中，所述扩散光学元件包括第一扩散板及第二扩散板。所述控制部以所述第一扩散板及所述第二扩散板沿着不同的方向振动的方式控制所述扩散光学元件。在第二特征中，所述扩散光学元件具有扩散度不同的多个扩散区域。所述控制部以如下的方式控制所述扩散光学元件，即，在所述第二模式下，使用具有比在所述第一模式下使用的扩散区域低的扩散度的扩散区域，使从所述光源射出的光扩散。第三特征的扩散光学元件使具有相干性的光扩散，并使具有相干性的光透过。扩散光学元件具备以第一旋转轴为中心进行旋转的第一旋转体；以与所述第一旋转轴平行的第二旋转轴为中心进行旋转的第二旋转体；呈闭合环状地卷挂在所述第一旋转体及所述第二旋转体上的带状的扩散片。所述带状的扩散片构成相互朝向反方向移动的两个扩散面。第四特征的投射型影像显示装置具备射出具有相干性的光的光源(光源单元 110)；对从所述光源射出的光进行调制的光调制元件(DMD500)；将从所述光调制元件射出的光向投射面投射的投射单元(投射单元150)；为了将从所述光源射出的光向所述光调制元件照射而对从所述光源射出的光进行中继的中继光学系统(例如，透镜21W、透镜23、透镜40)。投射型影像显示装置具备对所述投射单元的出射光瞳面上的光强度的空间分布进行均勻化的均勻化光学元件(例如，扩散光学元件600)。在第四特征中，所述均勻化光学元件是设置在所述光源与所述光调制元件之间， 使从所述光源射出的光扩散，并使从所述光源射出的光透过的扩散光学元件。所述扩散光学元件具备包括从所述光源射出的光轴中心在内的中心区域；在所述中心区域的周边设置的周边区域。所述中心区域的扩散度比所述周边区域的扩散度大。在第四特征中，投射型影像显示装置还具备以使所述均勻化光学元件按照规定动作形式进行动作的方式来控制所述均勻化光学元件的控制部(控制单元800)。第五特征的扩散光学元件具有扩散区域，该扩散区域使具有相干性的光扩散，并使具有相干性的光透过。所述扩散区域具备包括具有相干性的光的光轴中心在内的中心区域；在所述中心区域的周边设置的周边区域。所述中心区域的扩散度比所述周边区域的扩散度大。第六特征的光学单元(例如，斑点噪声减少元件20R)主旨在于具备一对透镜阵列(入射侧微型透镜阵列310及射出侧微型透镜阵列312)；使所述一对透镜阵列振动的振动施加机构。在此，振动只要是在规定的范围内周期性地变化的动作即可，除了直线性的动作之外，还包括旋转、摆动等。根据该形态，能够减少斑点噪声，而且能够抑制入射的光的发散角增大的情况。在第六特征中，所述一对透镜阵列包括具有焦距f的第一透镜阵列(入射侧微型透镜阵列310)和具有焦距f’的第二透镜阵列(射出侧微型透镜阵列312)，在所述第一透镜阵列与所述第二透镜阵列之间插入绝对折射率η的介质时，所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列通过设置大致(f+f’ )/n的间隔来配置即可。S卩，若第一透镜阵列和第二透镜阵列为相同的焦距f，则只要具有大致2f/n的间隔即可，若第一透镜阵列与第二透镜阵列之间是空气，则只要具有大致f+f’的间隔即可。另外，第七特征的投射型影像显示装置(投射型影像显示装置100)具备由相干光源构成的光源单元(光源单元110)；朝向与从该光源单元射出的光的光轴大致正交的方向振动的光学单元(例如，斑点噪声减少元件20R)；对从所述光源单元射出的光进行调制的光调制元件(例如，DMD500R)；投射由该光调制元件调制后的光的投射单元(投射单元 150)。所述光学单元的主旨在于具备一对透镜阵列(入射侧微型透镜阵列310及射出侧微型透镜阵列312)。根据第七特征，能够减少使用了相干光源的投射型影像显示装置的斑点噪声，并能够减少光的发散角增大所引起的光损失。在第七特征中，向所述光学单元入射的光的发散角为θ时，所述一对透镜阵列中的至少配置在入射侧的透镜阵列(入射侧微型透镜阵列310)以满足tan θ < d/4f的条件的方式设定各透镜(入射侧微型透镜311)的透镜直径d及焦距f。


图1是表示第一实施方式的投射型影像显示装置100的简要结构的图。图2是表示第一实施方式的投射型影像显示装置100的简要结构的图。图3是表示第一实施方式的投射型影像显示装置100的光学结构的图。图4是表示第一实施方式的扩散光学元件600的第一结构例的图。图5是表示第一实施方式的扩散光学元件600的第二结构例的图。图6是表示第一实施方式的扩散光学元件600的第三结构例的图。图7是表示第一实施方式的控制单元800的框图。图8是用于说明第一实施方式的外部接口 810的图。图9是用于说明第一实施方式的外部接口 810的图。图10是用于说明第一实施方式的外部接口 810的图。
图11是表示变更例1的扩散光学元件600的图。图12是表示变更例1的扩散光学元件600的图。图13是表示变更例1的扩散光学元件600的图。图14是表示变更例2的扩散光学元件600的图。图15是表示变更例2的扩散光学元件600的图。图16是表示变更例2的扩散光学元件600的图。
图17是表示变更例3的扩散光学元件600的图。图18是表示变更例3的扩散光学元件600的图。图19是表示第二实施方式的投射型影像显示装置100的简要结构的图。图20是表示第二实施方式的投射型影像显示装置100的简要结构的图。图21是表示第二实施方式的投射型影像显示装置100的光学结构的图。图22是表示第二实施方式的扩散光学元件600的第一结构例的图。图23是表示第二实施方式的扩散光学元件600的第二结构例的图。图M是表示第二实施方式的控制单元800的框图。图25是用于说明现有技术的光强度的空间分布的图。图沈是用于说明现有技术的光强度的空间分布的图。图27是用于说明第二实施方式的光强度的空间分布的图。图观是用于说明第二实施方式的光强度的空间分布的图。图四是表示第三实施方式的投射型影像显示装置100的立体图。图30是从侧方观察第三实施方式的投射型影像显示装置100所得到的图。图31是从上方观察第三实施方式的投射型影像显示装置100所得到的图。图32是表示第三实施方式的光源单元110的图。图33是表示第三实施方式的颜色分离合成单元140及投射单元150的图。图34是第三实施方式的斑点噪声减少元件的详细图。图35(a)是通过第三实施方式的斑点噪声减少元件的光的光路图。图35(b)是第三实施方式的斑点噪声减少元件因振动而移动到比图35(a)靠上方时通过的光的光路图。 图35(c)是第三实施方式的斑点噪声减少元件因振动而移动到比图35(a)靠下方时通过的光的光路图。图36是表示变更例1的颜色分离合成单元140及投射单元150的图。图37是从侧方观察第四实施方式的投射型影像显示装置100所得到的图。
具体实施例方式接下来，参照附图，说明本发明的实施方式。在以下的实施方式的附图的记载中， 对同一或类似的部分标注同一或类似的符号。但是，附图是示意性的图，应该注意各尺寸的比率等与现实存在不同的情况。因此，具体的尺寸等应该参照以下的说明进行判断。而且，在附图相互之间当然也包括相互的尺寸的关系或比率不同的部分。[第一实施方式的概要](第一实施方式的结构)第一实施方式的投射型影像显示装置包括射出具有相干性的光的光源；对从光源射出的光进行调制的光调制元件；将从光调制元件射出的光向投射面投射的投射单元。 投射型影像显示装置具备设置在光源与光调制元件之间，使从光源射出的光扩散，并使从光源射出的光透过的扩散光学元件；对第一模式和第二模式进行控制的控制部。控制部对扩散光学元件进行控制，以在第一模式下比第二模式高的扩散度使从光源射出的光扩散。在第一实施方式中，控制部对扩散光学元件进行控制，以在第一模式下比第二模式高的扩散度使从光源射出的光扩散。即，在第一模式下，与第二模式相比，扩散度高，因此能有效地除去斑点噪声。另一方面，在第二模式下，与第一模式相比，扩散度低，因此能抑制亮度下降。即，通过模式的切换，能够适当地同时实现斑点噪声的除去及亮度下降的抑制。[第一实施方式](投射型影像显示装置的结构)以下，参照附图，说明第一实施方式的投射型影像显示装置的结构。图1是表示第一实施方式的投射型影像显示装置100的立体图。图2是从侧方观察第一实施方式的投射型影像显示装置100所得到的图。如图1及图2所示，投射型影像显示装置100具有框体200，并向投射面300投射影像。以下，例示了投射型影像显示装置100向设于壁面的投射面300投射影像光的情况 (壁面投射)。此种情况下的框体200的配置称为壁面投射配置。具体而言，投射型影像显示装置100沿着壁面420和与壁面420大致垂直的底面410配置。在第一实施方式中，将与投射面300平行的水平方向称为“宽度方向”。将投射面 300的法线方向称为“进深方向”。将与宽度方向及进深方向这双方正交的方向称为“高度方向”。框体200具有大致长方体形状。进深方向上的框体200的尺寸及高度方向上的框体200的尺寸比宽度方向上的框体200的尺寸小。进深方向上的框体200的尺寸与从反射镜(图2所示的凹面镜15 到投射面300的投射距离大致相等。在宽度方向上，框体200 的尺寸与投射面300的尺寸大致相等。在高度方向上，框体200的尺寸根据设置投射面300 的位置来确定。具体而言，框体200具有投射面侧侧壁210、前面侧侧壁220、底面板230、顶板 M0、第一侧面侧侧壁250、第二侧面侧侧壁沈0。投射面侧侧壁210是与第一配置面(第一实施方式中的壁面420)对置的板状的构件，该第一配置面与投射面300大致平行。前面侧侧壁220是在投射面侧侧壁210的相反侧设置的板状的构件。底面板230是与底面410对置的板状的构件。顶板240是在底面板230的相反侧设置的板状的构件。第一侧面侧侧壁250及第二侧面侧侧壁260是在宽度方向上形成框体200的两端的板状的构件。框体200收容光源单元110、电源单元120、冷却单元130、颜色分离合成单元140、 投射单元150。投射面侧侧壁210具有投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B。前面侧侧壁220具有前面侧凸部170。顶板240具有顶板凹部180。第一侧面侧侧壁250具有线缆端子190。光源单元110是由多个光源(图3所示的固体光源111W)构成的单元。各光源是 LD (Laser Diode)等半导体激光元件。在第一实施方式中，多个固体光源IllW射出具有相干性的白色光W。关于光源单元110的详细情况，在后面叙述。电源单元120是向投射型影像显示装置100供给电力的单元。例如，电源单元120 向光源单元Iio及冷却单元130供给电力。冷却单元130是对设置于光源单元110的多个光源进行冷却的单元。具体而言， 冷却单元130通过对载置各光源的冷却封套进行冷却，来对各光源进行冷却。
需要说明的是，冷却单元130除了对各光源进行冷却以外，还对电源单元120、光调制元件(后述的DMD500)进行冷却。颜色分离合成单元140对白色光W进行分离，而分离出红色成分光R、绿色成分光 G及蓝色成分光B。然后，颜色分离合成单元140对红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B进行再合成，而向投射单元150射出影像光。关于颜色分离合成单元140的详细情况， 在后面叙述(参照图3)。投射单元150将从颜色分离合成单元140射出的光(影像光)向投射面300投射。 具体而言，投射单元150具有将从颜色分离合成单元140射出的光投射到投射面300上的投射透镜组(图3所示的投射透镜组151)；将从投射透镜组射出的光向投射面300侧反射的反射镜(图3所示的凹面镜152)。关于投射单元150的详细情况，在后面叙述。投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B设置于投射面侧侧壁210，具有向框体 200的内侧凹陷的形状。投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B延伸至框体200的端部。 在投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B设有与框体200的内侧连通的通气口。在第一实施方式中，投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B沿着框体200的宽度方向延伸。例如，在投射面侧凹部160A设有用于将框体200的外侧的空气向框体200的内侧吸入的吸气口作为通气口。在投射面侧凹部160B设有用于将框体200的内侧的空气向框体200的外侧排出的排气口作为通气口。前面侧凸部170设置于前面侧侧壁220，具有向框体200的外侧突出的形状。前面侧凸部170在框体200的宽度方向上设置在前面侧侧壁220的大致中央。在框体200的内侧由前面侧凸部170所形成的空间中收容有设置于投射单元150的反射镜(图3所示的凹面镜152)。顶板凹部180设置于顶板M0，具有向框体200的内侧凹陷的形状。顶板凹部180 具有朝向投射面300侧下降的倾斜面181。倾斜面181具有使从投射单元150射出的光向投射面300侧透过(投射)的透过区域。线缆端子190设置于第一侧面侧侧壁250，是电源端子、影像端子等端子。需要说明的是，线缆端子190也可以设置于第二侧面侧侧壁沈0。(光源单元、颜色分离合成单元及投射单元的结构)以下，参照附图，说明第一实施方式的光源单元、颜色分离合成单元及投射单元的结构。图3是表示第一实施方式的光源单元110、颜色分离合成单元140及投射单元150的图。在第一实施方式中，例示了与DLP(Digital Light Processing)方式(注册商标)对应的投射型影像显示装置100。如图3所示，光源单元110具有多个固体光源111W、多个光纤113W及光纤束部 114W。如上所述，固体光源IllW是射出具有相干性的白色光W的LD等半导体激光元件。在固体光源11IW连接有光纤113W。与各固体光源IllW连接的光纤113W由光纤束部114W捆扎。即，从各固体光源 IllW射出的光通过各光纤113W传递，而会集于光纤束部114W。固体光源IllW载置在用于对固体光源IllW进行冷却的冷却封套(未图示)上。颜色分离合成单元140具有光积分棒10W、透镜21W、透镜23、反光镜34及反光镜 35。而且，颜色分离合成单元140具有扩散光学元件600。
光积分棒IOW具有光入射面、光射出面、从光入射面的外周到光射出面的外周设置的光反射侧面。光积分棒IOW对从光纤束部114W所捆扎的光纤113W射出的白色光W进行均勻化。即，光积分棒IOW通过利用光反射侧面对白色光W进行反射，而对白色光W进行均勻化。需要说明的是，光积分棒IOW可以是光反射侧面由反光镜面构成的中空棒。而且， 光积分棒IOW也可以是由玻璃等构成的实心棒。透镜21W是以将白色光W向各DMD500照射的方式对白色光W进行大致平行光化的透镜。透镜23是用于抑制白色光W的扩大并将白色光W大致成像于各DMD500的透镜。 反光镜；34及反光镜35对白色光W进行反射。颜色分离合成单元140具有透镜40、棱镜50、棱镜60、棱镜70、棱镜80、棱镜90、 多个 DMD =Digital Micromirror Device (DMD500R、DMD500G 及 DMD500B)。透镜40是为了将各色成分光向各DMD500照射而对白色光W进行大致平行光化的透镜。棱镜50由透光性构件构成，具有面51及面52。在棱镜50 (面51)与棱镜60 (面 61)之间设有气隙，由于白色光W向面51入射的角度(入射角)大于全反射角，因此白色光 W被面51反射。另一方面，虽然在棱镜50 (面52)与棱镜70 (面71)之间设有气隙，但由于白色光W向面52入射的角度(入射角)小于全反射角，因此被面51反射的白色光W透过面52。棱镜60由透光性构件构成，具有面61。棱镜70由透光性构件构成，具有面71及面72。在棱镜50 (面5 与棱镜70 (面 71)之间设有气隙，由于被面72反射的蓝色成分光B及从DMD500B射出的蓝色成分光B向面71入射的角度(入射角)大于全反射角，因此被面72反射的蓝色成分光B及从DMD500B 射出的蓝色成分光B被面71反射。面72是使红色成分光R及绿色成分光G透过，而对蓝色成分光B进行反射的分色镜面。因此，被面51反射的光中，红色成分光R及绿色成分光G透过面72，蓝色成分光B被面72反射。被面71反射出的蓝色成分光B又被面72反射。棱镜80由透光性构件构成，具有面81及面82。在棱镜70 (面72)与棱镜80 (面 81)之间设有气隙，由于透过面81而被面82反射的红色成分光R及从DMD500R射出的红色成分光R再次向面81入射的角度(入射角)大于全反射角，因此透过面81而被面82反射的红色成分光R及从DMD500R射出的红色成分光R被面81反射。另一方面，由于从DMD500R 射出而被面81反射后、又被面82反射的红色成分光R再次向面81入射的角度(入射角) 小于全反射角，因此从DMD500R射出而被面81反射后、又被面82反射的红色成分光R透过面81。面82是使绿色成分光G透过而对红色成分光R进行反射的分色镜面。因此，透过了面81的光中，绿色成分光G透过面82，红色成分光R被面82反射。被面81反射出的红色成分光R又被面82反射。从DMD500G射出的绿色成分光G透过面82。在此，棱镜70利用面72将包含红色成分光R及绿色成分光G在内的合成光与蓝色成分光B分离。棱镜80利用面82将红色成分光R与绿色成分光G分离。S卩，棱镜70及棱镜80作为对各色成分光进行分离的颜色分离元件发挥功能。
需要说明的是，在第一实施方式中，棱镜70的面72的截止波长设置在与绿色相当的波长带和与蓝色相当的波长带之间。棱镜80的面82的截止波长设置在与红色相当的波长带和与绿色相当的波长带之间。另一方面，棱镜70利用面72将包括红色成分光R及绿色成分光G在内的合成光与蓝色成分光B合成。棱镜80利用面82将红色成分光R与绿色成分光G合成。S卩，棱镜 70及棱镜80作为对各色成分光进行合成的颜色合成元件而发挥功能。棱镜90由透光性构件构成，具有面91。面91使绿色成分光G透过。需要说明的是，向DMD500G入射的绿色成分光G及从DMD500G射出的绿色成分光G透过面91。DMD500R.DMD500G及DMD500B由多个微小反光镜构成，多个微小反光镜是可动式。 各微小反光镜基本上相当于1个像素。DMD500R通过变更各微小反光镜的角度，而对是否向投射单元150侧反射红色成分光R进行切换。同样地，DMD500G及DMD500B通过变更各微小反光镜的角度，而对是否向投射单元150侧反射绿色成分光G及蓝色成分光B进行切换。投射单元150具有投射透镜组151和凹面镜152。投射透镜组151将从颜色分离合成单元140射出的光(影像光)向凹面镜152侧射出。凹面镜152对从投射透镜组151射出的光(影像光)进行反射。凹面镜152在使影像光会聚之后，对影像光进行广角化。例如，凹面镜152是在投射透镜组151侧具有凹面的非球面反光镜。由凹面镜152所会聚的影像光透过在顶板凹部180的倾斜面181设置的透过区域，该顶板凹部180设置于顶板M0。在倾斜面181设置的透过区域优选设置在通过凹面镜 152将影像光会聚的位置附近。如上所述，凹面镜152收容在由前面侧凸部170形成的空间中。例如，凹面镜152 优选固定在前面侧凸部170的内侧。而且，前面侧凸部170的内侧面的形状优选为沿着凹面镜152的形状。在此，在第一实施方式中，如上所述，颜色分离合成单元140具有扩散光学元件 600 (斑点噪声减少元件)。扩散光学元件600是在从光源单元110射出的光的光路上，设置在光源单元Iio与DMD500之间，并减少从光源单元110射出的光的斑点噪声的单元。换言之，扩散光学元件600是为了减少斑点而减少白色光W的空间相干性的光学元件。具体而言，扩散光学元件600使被光积分棒IOW均勻化后的白色光W扩散并使白色光W透过。例如，作为扩散光学元件600的结构，考虑有以下所示的结构。(第一结构例)在第一结构例中，如图4所示，扩散光学元件600具有驱动装置610和扩散板620。驱动装置610通过臂611而与扩散板620连接，并通过臂611的驱动来控制扩散板 620。扩散板620在从光源单元110射出的光的光路上，配置在光源单元110与DMD500 之间。扩散板620使从光源单元110射出的光扩散，并使从光源单元110射出的光透过。具体而言，扩散板620具有扩散度不同的多个区域(扩散区域621、扩散区域622、 扩散区域62 。在第一实施方式中，扩散区域621的扩散度高于扩散区域622的扩散度，扩散区域622的扩散度高于扩散区域623的扩散度。
在此，在第一结构例中，驱动装置610通过臂611的驱动来切换扩散区域621 扩散区域623中的从光积分棒IOW射出的光所照射的区域。而且，驱动装置610通过臂611 的驱动使从光积分棒IOW射出的光所照射的区域振动。(第二结构例)在第二结构例中，如图5所示，扩散光学元件600与第一结构例同样地具有驱动装置610和扩散板620。在此，在第二结构例中，驱动装置610与转动体612连接，对转动体612进行驱动。 驱动装置610通过转动体612的驱动来切换扩散区域621 扩散区域623中的从光积分棒 IOW射出的光所照射的区域。而且，驱动装置610与第一结构例同样地通过臂611的驱动使从光积分棒IOW射出的光所照射的区域振动。(第三结构例)在第三结构例中，如图6所示，在光积分棒IOW的光入射侧设有斑点减少单元 600A,在光积分棒IOW的光射出侧设有斑点减少单元600B。斑点减少单元600A及斑点减少单元600B的结构与扩散光学元件600同样。另外，在斑点减少单元600A设置的扩散板620A能够配置在向光积分棒IOW入射的光路上。在斑点减少单元600B设置的扩散板620B能够配置在从光积分棒IOW射出的光的光路上。需要说明的是，在第三结构例中，扩散板620A及扩散板620B也可以仅由具有单一的扩散度的区域构成。但是，扩散板620A的扩散度也可以与扩散板620B的扩散度不同。例如，在第三结构例中，在斑点减少单元600B设置的驱动装置6IOB能够对臂61IB 进行驱动，以便于在从光积分棒IOW射出的光的光路上配置扩散板620B。而且，驱动装置 610B能够对臂611B进行驱动，以使得扩散板620B脱离从光积分棒IOW射出的光的光路。需要说明的是，在斑点减少单元600A设置的驱动装置610A也可以对臂61IA进行驱动，以便于在从光积分棒low射出的光的光路上配置扩散板620A。而且，驱动装置610A 也可以对臂611A进行驱动，以使得扩散板620A脱离从光积分棒IOW射出的光的光路。(控制单元的结构)以下，参照附图，说明第一实施方式的控制单元。图7是表示第一实施方式的控制单元800的框图。控制单元800设置于投射型影像显示装置100，对投射型影像显示装置 100进行控制。需要说明的是，控制单元800将影像输入信号转换成影像输出信号。影像输入信号由红色输入信号Rin、绿色输入信号Gin及蓝色输入信号Bin构成。影像输出信号由红色输出信号Rout、绿色输出信号Gout及蓝色输出信号Bout构成。影像输入信号及影像输出信号是向构成1帧的多个像素中的各像素输入的信号。另外，在第一实施方式中，控制单元800对从光源单元110射出的光的扩散度不同的多个模式(至少第一模式及第二模式)进行控制。在此，扩散度越高，除去斑点噪声的效果越高。另一方面，扩散度越高，导向DMD500的有效光越减少，因此显示在投射面300上的影像的亮度下降。即，除去斑点噪声的效果及显示在投射面300上的影像的亮度具有折衷的关系。在第一实施方式中，控制单元800通过从光源单元110射出的光的扩散度不同的多个模式的控制，来控制是使斑点噪声的除去优先还是使影像的亮度优先。如图7所示，控制单元800具有外部接口 810及模式控制部820。外部接口 810与操作部910连接，从操作部910取得操作信号。需要说明的是，操作部910既可以设置于投射型影像显示装置100(框体200)，也可以设置于遥控装置。在此，例如图8所示，操作信号是表示影像的亮度的优先等级的信号。在图8中，例示了三个等级，在选择等级1时，影像的亮度最优先。即，选择等级1时，以从光源单元110 射出的光的扩散度最低的方式来选择模式。另一方面，在选择等级3时，斑点噪声的除去最优先。即，在选择等级3时，以从光源单元110射出的光的扩散度最高的方式来选择模式。或者，例如图9所示，操作信号是表示投射面300(屏幕)与视听者之间的距离的信号。在此，投射面300(屏幕)与视听者之间的距离越大，越难以观测斑点噪声。因此，投射面300(屏幕)与视听者之间的距离越大，选择从光源单元110射出的光的扩散度越低的模式。外部接口 810与摄像装置920A及摄像装置920B连接，从摄像装置920A及摄像装置920B取得摄像图像。在此，如图10所示，摄像装置920A及摄像装置920B设置于投射型影像显示装置100(框体200)，对于投射型影像显示装置100来拍摄投射面300的相反侧。 艮口，摄像装置920A及摄像装置920B拍摄视听者。需要说明的是，根据从摄像装置920A及摄像装置920B取得的摄像图像，而能够确定投射面300(屏幕)与视听者之间的距离。模式控制部820控制从光源单元110射出的光的扩散度不同的多个模式。详细而言，第一，模式控制部820基于外部接口 810所取得的信息，来从多个模式中选择模式。例如，在通过外部接口 810取得表示影像的亮度的优先等级的操作信号时，模式控制部820基于亮度的优先等级，而从多个模式中选择任一模式。或者，在通过外部接口 810取得表示投射面300(屏幕)与视听者之间的距离的操作信号时，模式控制部820基于投射面300 (屏幕)与视听者之间的距离，而从多个模式中选择任一模式。或者，在通过外部接口 810取得摄像图像时，模式控制部820确定投射面300(屏幕)与视听者之间的距离， 基于投射面300(屏幕)与视听者之间的距离，来从多个模式中选择任一模式。第二，模式控制部820基于选择的模式，来控制在扩散光学元件600设置的驱动装置 610。例如，多个模式为三种且扩散光学元件600为图4所示的第一结构例时，模式控制部820基于选择的模式，以对扩散区域621 扩散区域623中的从光积分棒IOW射出的光所照射的区域进行切换的方式来控制驱动装置610(臂611)。例如，在选择斑点噪声除去最优先的模式时，以从光积分棒IOW射出的光向扩散区域621照射的方式来控制驱动装置 610(臂611)。另一方面，在选择影像的亮度最优先的模式时，以从光积分棒IOW射出的光向扩散区域623照射的方式来控制驱动装置610(臂611)。同样地，在多个模式为三种且扩散光学元件600为图5所示的第二结构例时，模式控制部820基于选择的模式，以对扩散区域621 扩散区域623中的从光积分棒IOW射出的光所照射的区域进行切换的方式来控制驱动装置610 (转动体612)。或者在多个模式为两种且扩散光学元件600为图6所示的第三结构例时，模式控制部820控制使从光积分棒IOW射出的光透过的扩散光学元件的个数。具体而言，在选择斑点噪声除去优先的模式时，模式控制部820控制驱动装置610(臂611B)，以使得扩散板 620B偏离从光积分棒IOW射出的光。另一方面，在选择影像的亮度优先的模式时，模式控制部820对驱动装置610(臂611B)进行控制，以便于在从光积分棒IOW射出的光的光路上配置扩散板620B。第三，模式控制部820对驱动装置610(臂611)进行控制，以使得在从光积分棒 IOW射出的光的光路上配置的扩散板(扩散区域)按照规定动作形式进行动作。(作用及效果)在第一实施方式中，控制单元800在第一模式(例如，斑点噪声的除去优先的模式)下，以比第二模式(例如，影像的亮度优先的模式)高的扩散度使从光源单元110射出的光扩散的方式对扩散光学元件600进行控制。即，在第一模式下，与第二模式相比，由于扩散度高，因此能有效地除去斑点噪声。另一方面，在第二模式下，与第一模式相比，由于扩散度低，因此能抑制亮度下降。即，通过模式的切换，而能够适当地同时实现斑点噪声的除去及亮度下降抑制这两者。[变更例1]以下，参照附图，说明第一实施方式的变更例1。以下，主要说明与第一实施方式的不同点。具体而言，在变更例1中，与第一实施方式相比，扩散光学元件600的结构不同。(扩散光学元件的结构)以下，参照附图，说明变更例1的扩散光学元件的结构。图11及图12是表示变更例1的扩散光学元件600的图。如图11及图12所示，扩散光学元件600具有一对旋转体(旋转体651及旋转体 652)、呈闭合环状地卷挂于旋转体651及旋转体652上的带状的扩散片653。旋转体651能够以旋转轴Sl为中心旋转。旋转体652能够以与旋转轴Sl大致平行的旋转轴S2为中心旋转。在旋转轴Sl或旋转轴S2的任一者上连接有驱动装置(未图示)。例如，驱动装置是电动机，电动机使旋转轴Sl旋转。在此，当旋转体651旋转时，旋转体651的旋转力经由带状的扩散片653而向旋转体652传递。由此，旋转体652也进行旋转。即，不使用两个电动机，而利用一个电动机的驱动，就能够使旋转体651及旋转体652 这双方旋转。旋转体651及旋转体652分别为圆柱状，具有彼此大致相等的形状。在旋转体651 与旋转体652之间设有与从光积分棒IOW的光射出面射出的光束的直径相同程度的间隔。带状的扩散片653由光透过性的构件形成。在带状的扩散片653上刻设有微小的凹凸。带状的扩散片653使从光积分棒IOW射出的白色光W扩散并使白色光W透过。带状的扩散片653具有与从光积分棒IOW射出的光束的直径相同程度的宽度。带状的扩散片653构成沿着白色光W的前进方向分离配置的扩散面Fl及扩散面 F2。扩散面Fl及扩散面F2的各自的大小与光束的直径为相同程度。扩散面Fl及扩散面 F2分别伴随着旋转体651及旋转体652的旋转而连续地移动。扩散面Fl的移动方向是扩散面F2的移动方向的反方向。在变更例1中，扩散面Fl是朝向规定的方向连续移动的第一扩散面。扩散面F2 是朝向规定的方向(扩散面Fl的移动方向)的相反的方向连续移动的第二扩散面。
从光积分棒IOW射出的白色光W首先透过扩散面Fl，接下来透过扩散面F2。在白色光W透过扩散面Fl时，通过扩散面Fl使白色光W扩散。在白色光W透过扩散面F2时， 通过扩散面F2使白色光W扩散。需要说明的是，旋转轴Sl及旋转轴S2的方向只要相对于光积分棒IOW的光轴大致垂直即可。即，扩散面Fl及扩散面F2只要相对于光积分棒IOW的光轴大致垂直即可。例如图12(a)所示，扩散光学元件600也可以配置成使旋转轴Sl及旋转轴S2的方向成为投射型影像显示装置100的高度方向。在图12(a)所示的情况下，扩散面Fl及扩散面F2沿着投射型影像显示装置100的高度方向移动。或者如图12(b)所示，扩散光学元件600也可以配置成使旋转轴Sl及旋转轴S2 的方向成为投射型影像显示装置100的宽度方向。在图12(a)所示的情况下，扩散面Fl及扩散面F2沿着投射型影像显示装置100的宽度方向移动。(作用及效果)在变更例1中，白色光W被扩散面Fl及扩散面F2扩散，扩散面Fl及扩散面F2连续移动。换言之，扩散面Fl及扩散面F2未静止，而是扩散面Fl及扩散面F2始终移动。因此，能够始终维持斑点噪声的减少效果。在变更例1中，通过呈闭合环状地卷挂在旋转体651及旋转体652上的带状的扩散片653来构成扩散面Fl及扩散面F2。因此，能够将扩散光学元件600的尺寸形成为与从光积分棒IOW射出的光束的尺寸为相同程度。因此，能够实现扩散光学元件600的小型化， 从而能够实现投射型影像显示装置100的小型化。在变更例1中，通过一个电动机使旋转体651及旋转体652旋转，因此能够实现省电力化。在变更例1中，在光积分棒IOW的光射出侧设有扩散光学元件600。因此，与在光积分棒IOW的光入射侧设置扩散光学元件600的情况相比，能够抑制光利用效率的下降。 详细而言，在光积分棒IOW的光入射侧设有扩散光学元件600的情况下，通过扩散光学元件 600扩散的光束的一部分可能不会向光积分棒IOW入射。但是，如图13所示，也可以在光积分棒IOW的光入射侧设置扩散光学元件600。在此种情况下，由于呈闭合环状地卷挂在旋转体651及旋转体652上的带状的扩散片653，而扩散面Fl及扩散面F2的尺寸优选小于光积分棒IOW的光入射面。因此，在图13所示的情况下，与在光积分棒IOW的光射出侧设置扩散光学元件600 的情况相比，能够实现扩散光学元件600的小型化。[变更例2]以下，参照附图，说明第一实施方式的变更例2。以下，主要说明与第一实施方式的不同点。 具体而言，在变更例2中，与第一实施方式相比，扩散光学元件600的结构不同。(扩散光学元件的结构)以下，参照附图，说明变更例1的扩散光学元件的结构。图14是表示变更例2的扩散光学元件600的图。如图14所示，扩散光学元件600由多个扩散板(扩散板661及扩散板66 构成。 扩散板661及扩散板662配置在光积分棒IOW的光射出侧。
在变更例1中，扩散板661是沿着规定的方向振动的第一扩散板。扩散板662沿着与扩散板661不同的方向振动。即，控制单元800对扩散光学元件600进行控制，以使得扩散板661及扩散板662沿着不同的方向振动。扩散板661及扩散板662由光透过性的构件形成，刻设有微小的凹凸。扩散板661 及扩散板662对从光积分棒IOW射出的白色光W进行扩散并使白色光W透过。在此，控制单元800对扩散光学元件600进行控制，以便于在扩散板661及扩散板 662中的一方的扩散板停止时，使另一方的扩散板移动。例如，在扩散板661(扩散面Fl)的振动相位为Φ且扩散板662 (扩散面 ^)的振动相位为Φ’时，控制单元800以满足Φ’兴Φ+ηπ的关系的方式对扩散光学元件600进行控制。需要说明的是，扩散板661及扩散板662的纵横的尺寸只要与光积分棒IOW的光射出面(从光射出面射出的光束的尺寸)为相同程度以上即可。在图14中，例示了扩散板 661及扩散板662的纵横的尺寸与透镜21W的尺寸为相同程度的情况。需要说明的是，如图15(a)及图15(b)所示，扩散板661及扩散板662的振动方向也可以相同。例如图15(a)所示，扩散板661及扩散板662的振动方向也可以是相对于光积分棒IOW的光轴w垂直的方向(Dl方向)。或者如图15(b)所示，扩散板661及扩散板 662的振动方向也可以是与光积分棒IOW的光轴w相同的方向(D2方向)。另外，如图16(a)及图16(b)所示，扩散板661及扩散板662的振动方向也可以不同。例如图16(a)所示，可以是扩散板661的振动方向为D3方向，扩散板662的振动方向为Dl方向。或者如图16(b)所示，可以是扩散板661的振动方向为Dl方向，扩散板662的振动方向为D2方向。(作用及效果)在变更例2中，白色光W通过扩散板661 (扩散面Fl)及扩散板662 (扩散面F2) 扩散，扩散板661(扩散面Fl)及扩散板662(扩散面F》中的至少任一方始终移动。因此， 能够始终维持斑点噪声的减少效果。[变更例3]以下，参照附图，说明第一实施方式的变更例3。以下，主要说明与第二变更例的不同点。具体而言，在变更例3中，扩散板661及扩散板662的配置不同。例如图17所示，可以在光积分棒IOW的光入射侧配置扩散板661及扩散板662。 或者如图18所示，也可以在光积分棒IOW的光入射侧配置扩散板661，在光积分棒IOW的光射出侧配置扩散板662。[第二实施方式的概要](第二实施方式的课题)投射型影像显示装置具有中继光学系统及投射单元，中继光学系统的光圈及投射单元的光圈(出射光瞳)具有共轭的关系。在此，在中继光学系统的光圈面及投射单元的光圈面(出射光瞳面)中，光强度的空间分布成为反映了从激光光源射出的光的角度分布的高斯状的分布。因此，考虑到从投射单元的光圈面(出射光瞳面)到达投射面的1点(例如，投射面的中心点)的光束时，从投射单元的光圈面(出射光瞳面)的周边区域到达投射面的1点的光的强度小于从投射单元的光圈面(出射光瞳面)的中心区域到达投射面的1点的光的强度。如此，由于从投射单元的光圈面(出射光瞳面)到达投射面的1点的光的强度未成为均勻的角度分布，因此无法充分地发挥角度重叠所产生的斑点噪声减少效果，而能观测到斑点噪声。(第二实施方式的结构)第二实施方式的投射型影像显示装置包括射出具有相干性的光的光源；对从光源射出的光进行调制的光调制元件；将从光调制元件射出的光向投射面投射的投射单元； 为了将从光源射出的光向光调制元件照射而对从光源射出的光进行中继的中继光学系统。 投射型影像显示装置具备对投射单元的出射光瞳面中的光强度的空间分布进行均勻化的均勻化光学元件。在第二实施方式中，均勻化光学元件对投射单元的出射光瞳面中的光强度的空间分布进行均勻化。因此，从投射单元的光圈面(出射光瞳面)到达投射面的1点的光的强度成为均勻的角度分布，因此能充分地发挥角度重叠所产生的斑点噪声减少效果，从而能够有效地除去斑点噪声。[第二实施方式](投射型影像显示装置的结构)以下，参照附图，说明第二实施方式的投射型影像显示装置的结构。图19是表示第二实施方式的投射型影像显示装置100的立体图。图20是从侧方观察第二实施方式的投射型影像显示装置100而得到的图。如图19及图20所示，投射型影像显示装置100具有框体200，向投射面300投射影像。以下，例示了投射型影像显示装置100向在壁面上设置的投射面300投射影像光的情况(壁面投射)。将此种情况的框体200的配置称为壁面投射配置。具体而言，投射型影像显示装置100沿着壁面420和与壁面420大致垂直的底面410配置。 在第二实施方式中，将与投射面300平行的水平方向称为“宽度方向”。将投射面 300的法线方向称为“进深方向”。将与宽度方向及进深方向这双方正交的方向称为“高度方向”。框体200具有大致长方体形状。进深方向上的框体200的尺寸及高度方向上的框体200的尺寸比宽度方向上的框体200的尺寸小。进深方向上的框体200的尺寸与从反射镜(图20所示的凹面镜15 到投射面300的投射距离大致相等。在宽度方向上，框体200 的尺寸与投射面300的尺寸大致相等。在高度方向上，框体200的尺寸根据设置投射面300 的位置来确定。具体而言，框体200具有投射面侧侧壁210、前面侧侧壁220、底面板230、顶板 M0、第一侧面侧侧壁250、第二侧面侧侧壁沈0。投射面侧侧壁210是与第一配置面(第二实施方式中的壁面420)对置的板状的构件，该第一配置面与投射面300大致平行。前面侧侧壁220是在投射面侧侧壁210的相反侧设置的板状的构件。底面板230是与底面410对置的板状的构件。顶板240是在底面板230的相反侧设置的板状的构件。第一侧面侧侧壁250及第二侧面侧侧壁260是在宽度方向上形成框体200的两端的板状的构件。框体200收容光源单元110、电源单元120、冷却单元130、颜色分离合成单元140、 投射单元150。投射面侧侧壁210具有投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B。前面侧侧壁220具有前面侧凸部170。顶板240具有顶板凹部180。第一侧面侧侧壁250具有线缆端子190。光源单元110是由多个光源(图21所示的固体光源111W)构成的单元。各光源是LD(LaSer Diode)等半导体激光元件。在第二实施方式中，多个固体光源IllW射出具有相干性的白色光W。关于光源单元110的详细情况，在后面叙述。电源单元120是向投射型影像显示装置100供给电力的单元。例如，电源单元120 向光源单元Iio及冷却单元130供给电力。冷却单元130是对设置于光源单元110的多个光源进行冷却的单元。具体而言， 冷却单元130通过对载置各光源的冷却封套进行冷却，来对各光源进行冷却。需要说明的是，冷却单元130除了对各光源进行冷却以外，还对电源单元120、光调制元件(后述的DMD500)进行冷却。颜色分离合成单元140对白色光W进行分离，而分离出红色成分光R、绿色成分光 G及蓝色成分光B。然后，颜色分离合成单元140对红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B进行再合成，而向投射单元150射出影像光。关于颜色分离合成单元140的详细情况， 在后面叙述(参照图21)。投射单元150将从颜色分离合成单元140射出的光(影像光)向投射面300投射。 具体而言，投射单元150具有将从颜色分离合成单元140射出的光投射到投射面300上的投射透镜组(图21所示的投射透镜组151)；将从投射透镜组射出的光向投射面300侧反射的反射镜(图21所示的凹面镜15 。关于投射单元150的详细情况，在后面叙述。投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B设置于投射面侧侧壁210，具有向框体 200的内侧凹陷的形状。投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B延伸至框体200的端部。 在投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B设有与框体200的内侧连通的通气口。在第二实施方式中，投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B沿着框体200的宽度方向延伸。例如，在投射面侧凹部160A设有用于将框体200的外侧的空气向框体200的内侧吸入的吸气口作为通气口。在投射面侧凹部160B设有用于将框体200的内侧的空气向框体200的外侧排出的排气口作为通气口。前面侧凸部170设置于前面侧侧壁220，具有向框体200的外侧突出的形状。前面侧凸部170在框体200的宽度方向上设置在前面侧侧壁220的大致中央。在框体200的内侧由前面侧凸部170所形成的空间中收容有设置于投射单元150的反射镜(图21所示的凹面镜152)。顶板凹部180设置于顶板M0，具有向框体200的内侧凹陷的形状。顶板凹部180 具有朝向投射面300侧下降的倾斜面181。倾斜面181具有使从投射单元150射出的光向投射面300侧透过(投射)的透过区域。线缆端子190设置于第一侧面侧侧壁250，是电源端子、影像端子等端子。需要说明的是，线缆端子190也可以设置于第二侧面侧侧壁沈0。(光源单元、颜色分离合成单元及投射单元的结构)
以下，参照附图，说明第二实施方式的光源单元、颜色分离合成单元及投射单元的结构。图21是表示第二实施方式的光源单元110、颜色分离合成单元140及投射单元150 的图。在第二实施方式中，例示了与DLP(Digital Light Processing)方式(注册商标) 对应的投射型影像显示装置100。如图21所示，光源单元110具有多个固体光源111W、多个光纤113W及光纤束部 114W。如上所述，固体光源IllW是射出具有相干性的白色光W的LD等半导体激光元件。在固体光源11IW连接有光纤113W。与各固体光源IllW连接的光纤113W由光纤束部114W捆扎。即，从各固体光源 IllW射出的光通过各光纤113W传递，而会集于光纤束部114W。固体光源IllW载置在用于对固体光源IllW进行冷却的冷却封套(未图示)上。颜色分离合成单元140具有光积分棒10W、透镜21W、透镜23、反光镜34及反光镜 35。而且，颜色分离合成单元140具有扩散光学元件600。光积分棒IOW具有光入射面、光射出面、从光入射面的外周到光射出面的外周设置的光反射侧面。光积分棒IOW对从光纤束部114W所捆扎的光纤113W射出的白色光W进行均勻化。即，光积分棒IOW通过利用光反射侧面对白色光W进行反射，而对白色光W进行均勻化。需要说明的是，光积分棒IOW可以是光反射侧面由反光镜面构成的中空棒。而且， 光积分棒IOW也可以是由玻璃等构成的实心棒。透镜21W是以将白色光W向各DMD500照射的方式对白色光W进行大致平行光化的透镜。透镜23是用于抑制白色光W的扩大并将白色光W大致成像于各DMD500的透镜。 反光镜；34及反光镜35对白色光W进行反射。颜色分离合成单元140具有透镜40、棱镜50、棱镜60、棱镜70、棱镜80、棱镜90、 多个 DMD =Digital Micromirror Device (DMD500R、DMD500G 及 DMD500B)。透镜40是为了将各色成分光向各DMD500照射而对白色光W进行大致平行光化的透镜。棱镜50由透光性构件构成，具有面51及面52。在棱镜50 (面51)与棱镜60 (面 61)之间设有气隙，由于白色光W向面51入射的角度(入射角)大于全反射角，因此白色光 W被面51反射。另一方面，虽然在棱镜50 (面52)与棱镜70 (面71)之间设有气隙，但由于白色光W向面52入射的角度(入射角)小于全反射角，因此被面51反射的白色光W透过面52。棱镜60由透光性构件构成，具有面61。棱镜70由透光性构件构成，具有面71及面72。在棱镜50 (面5 与棱镜70 (面 71)之间设有气隙，由于被面72反射的蓝色成分光B及从DMD500B射出的蓝色成分光B向面71入射的角度(入射角)大于全反射角，因此被面72反射的蓝色成分光B及从DMD500B 射出的蓝色成分光B被面71反射。面72是使红色成分光R及绿色成分光G透过，而对蓝色成分光B进行反射的分色镜面。因此，被面51反射的光中，红色成分光R及绿色成分光G透过面72，蓝色成分光B被面72反射。被面71反射出的蓝色成分光B又被面72反射。棱镜80由透光性构件构成，具有面81及面82。在棱镜70 (面7 与棱镜80 (面81)之间设有气隙，由于透过面81而被面82反射的红色成分光R及从DMD500R射出的红色成分光R再次向面81入射的角度(入射角)大于全反射角，因此透过面81而被面82反射的红色成分光R及从DMD500R射出的红色成分光R被面81反射。另一方面，由于从DMD500R 射出而被面81反射后、又被面82反射的红色成分光R再次向面81入射的角度(入射角) 小于全反射角，因此从DMD500R射出而被面81反射后、又被面82反射的红色成分光R透过面81。面82是使绿色成分光G透过而对红色成分光R进行反射的分色镜面。因此，透过了面81的光中，绿色成分光G透过面82，红色成分光R被面82反射。被面81反射出的红色成分光R又被面82反射。从DMD500G射出的绿色成分光G透过面82。在此，棱镜70利用面72将包含红色成分光R及绿色成分光G在内的合成光与蓝色成分光B分离。棱镜80利用面82将红色成分光R与绿色成分光G分离。S卩，棱镜70及棱镜80作为对各色成分光进行分离的颜色分离元件发挥功能。需要说明的是，在第二实施方式中，棱镜70的面72的截止波长设置在与绿色相当的波长带和与蓝色相当的波长带之间。棱镜80的面82的截止波长设置在与红色相当的波长带和与绿色相当的波长带之间。另一方面，棱镜70利用面72将包括红色成分光R及绿色成分光G在内的合成光与蓝色成分光B合成。棱镜80利用面82将红色成分光R与绿色成分光G合成。S卩，棱镜 70及棱镜80作为对各色成分光进行合成的颜色合成元件而发挥功能。棱镜90由透光性构件构成，具有面91。面91使绿色成分光G透过。需要说明的是，向DMD500G入射的绿色成分光G及从DMD500G射出的绿色成分光G透过面91。DMD500R.DMD500G及DMD500B由多个微小反光镜构成，多个微小反光镜是可动式。 各微小反光镜基本上相当于1个像素。DMD500R通过变更各微小反光镜的角度，而对是否向投射单元150侧反射红色成分光R进行切换。同样地，DMD500G及DMD500B通过变更各微小反光镜的角度，而对是否向投射单元150侧反射绿色成分光G及蓝色成分光B进行切换。投射单元150具有投射透镜组151和凹面镜152。投射透镜组151将从颜色分离合成单元140射出的光(影像光)向凹面镜152侧射出。凹面镜152对从投射透镜组151射出的光(影像光)进行反射。凹面镜152在使影像光会聚之后，对影像光进行广角化。例如，凹面镜152是在投射透镜组151侧具有凹面的非球面反光镜。由凹面镜152所会聚的影像光透过在顶板凹部180的倾斜面181设置的透过区域，该顶板凹部180设置于顶板M0。在倾斜面181设置的透过区域优选设置在通过凹面镜 152将影像光会聚的位置附近。如上所述，凹面镜152收容在由前面侧凸部170形成的空间中。例如，凹面镜152 优选固定在前面侧凸部170的内侧。而且，前面侧凸部170的内侧面的形状优选为沿着凹面镜152的形状。在此，在第二实施方式中，如上所述，颜色分离合成单元140具有扩散光学元件 600 (斑点噪声减少元件)。扩散光学元件600是在从光源单元110射出的光的光路上，设置在光源单元Iio与DMD500之间，并减少从光源单元110射出的光的斑点噪声的单元。换言之，扩散光学元件600是为了减少斑点而减少白色光W的空间相干性的光学元件。具体而言，扩散光学元件600使被光积分棒IOW均勻化后的白色光W扩散并使白色光W透过。例如，作为扩散光学元件600的结构，考虑有以下所示的结构。(第一结构例)在第一结构例中，如图22所示，扩散光学元件600具有玻璃板710、扩散面711、扩散面712。玻璃板710在从光源单元110射出的光的光路上，配置在光源单元110与DMD500 之间。详细而言，在第二实施方式中，玻璃板710配置在光积分棒IOW的光射出侧。玻璃板710具有两个主面，两个主面是相对于从光源单元110射出的光的光轴大致垂直的面。扩散面711设置在玻璃板710的两个主面中的一方的主面。具体而言，扩散面711 设置在位于光源单元Iio侧的主面。而且，扩散面711设置在包括从光源单元110射出的光的光轴中心在内的中心区域。需要说明的是，扩散面711使从光源单元110射出的光扩散，并使从光源单元110射出的光透过。扩散面712设置在玻璃板710的两个主面中的另一方的主面。具体而言，扩散面 712设置在位于光源单元110的相反侧的主面。而且，扩散面712设置在周边区域，该周边区域设置在包括从光源单元110射出的光的光轴中心在内的中心区域的周边。需要说明的是，扩散面712使从光源单元110射出的光扩散，并使从光源单元110射出的光透过。如此，在中心区域中，通过扩散面711及扩散面712这双方使从光源单元110射出的光扩散。在周边区域中，仅通过扩散面712使从光源单元110射出的光扩散。因此，作为扩散光学元件600整体，中心区域的扩散度大于周边区域的扩散度。(第二结构例)在第二结构例中，如图23所示，扩散光学元件600具有玻璃板720、扩散面721、玻璃板730、扩散面731。玻璃板720具有两个主面，两个主面是相对于从光源单元110射出的光的光轴大致垂直的面。同样地，玻璃板730具有两个主面，两个主面是相对于从光源单元110射出的光的光轴大致垂直的面。扩散面721设置在玻璃板720的两个主面中的一方的主面。例如，扩散面721设置在位于光源单元Iio侧的主面。而且，扩散面721设置在包括从光源单元110射出的光的光轴中心在内的中心区域。需要说明的是，扩散面721使从光源单元110射出的光扩散， 并使从光源单元110射出的光透过。需要说明的是，扩散面721也可以设置在位于光源单元110的相反侧的主面。扩散面731设置在玻璃板730的两个主面中的一方的主面。例如，扩散面731设置在位于光源单元Iio侧的主面。而且，扩散面731设置在周边区域，该周边区域设置在包括从光源单元110射出的光的光轴中心在内的中心区域的周边。需要说明的是，扩散面731 使从光源单元110射出的光扩散，并使从光源单元110射出的光透过。需要说明的是，扩散面731也可以设置在位于光源单元110的相反侧的主面。如此，在中心区域中，通过扩散面721及扩散面731这双方使从光源单元110射出的光扩散。在周边区域中，仅通过扩散面731使从光源单元110射出的光扩散。
因此，作为扩散光学元件600整体，中心区域的扩散度大于周边区域的扩散度。(控制单元的结构)以下，参照附图，说明第二实施方式的控制单元。图M是表示第二实施方式的控制单元800的框图。控制单元800设置于投射型影像显示装置100，对投射型影像显示装置 100进行控制。需要说明的是，控制单元800将影像输入信号转换成影像输出信号。影像输入信号由红色输入信号Rin、绿色输入信号Gin及蓝色输入信号Bin构成。影像输出信号由红色输出信号Rout、绿色输出信号Gout及蓝色输出信号Bout构成。影像输入信号及影像输出信号是向构成1帧的多个像素中的各像素输入的信号。如图M所示，控制单元800具有元件控制部810。元件控制部810对扩散光学元件600进行控制，以使扩散光学元件600按照规定动作形式进行动作。例如，元件控制部 810通过对扩散光学元件600进行驱动的驱动装置的控制，而使扩散光学元件600按照规定动作形式振动。在扩散光学元件600为图23所示的第二结构例时，元件控制部810能够独立地控制玻璃板720 (扩散面721)及玻璃板730 (扩散面731)。在此种情况下，当扩散面721的振动相位为Φ，扩散面731的振动相位为Φ’时，可以是控制单元800以满足φ’兴φ+ηπ 的关系的方式来控制扩散光学元件600。(作用及效果)在第二实施方式中，扩散光学元件600对投射单元的出射光瞳面中的光强度的空间分布进行均勻化。因此，从投射单元的光圈面(出射光瞳面)到达投射面的1点的光的强度成为均勻的角度分布，因此能充分地发挥角度重叠所产生的斑点噪声减少效果，从而能够有效地除去斑点噪声。需要说明的是，在第二实施方式中，扩散光学元件600具有中心区域的扩散度大于周边区域的扩散度的结构。即，通过了扩散光学元件600的中心区域的光比通过了扩散光学元件600的周边区域的光更加扩散。因此，投射单元的出射光瞳面中的光强度的空间分布实现均勻化。(效果的说明)以下，参照附图，说明第二实施方式的扩散光学元件600的效果。第一，关于未设置扩散光学元件600的情况(现有技术)，说明光强度的空间分布。 图25及图沈是用于说明现有技术的光强度的空间分布的图。需要说明的是，在图25中，示意性地表示设置于投射型影像显示装置的光学结构。具体而言，在图25中，从光源(光积分棒)射出的光的光路被模式化成直线状。而且， 在图25中，作为设置于投射型影像显示装置的光学结构，例示了光积分棒、中继光学系统、 光调制元件及投射单元。从光源射出的光的角度分布是以0°为中心的高斯状的分布。而且，中继光学系统的光圈及投射单元的光圈(出射光瞳)具有共轭的关系。如图25所示，在未设置扩散光学元件600的情况下，中继光学系统的光圈面及投射单元的光圈面(出射光瞳面)中的光强度的空间分布成为反映了从光源射出的光的角度分布的高斯状的分布。
因此，考虑到从投射单元的光圈面(出射光瞳面)到达投射面的1点(投射面的中心点)的光束时，如图沈所示，从周边区域到达投射面的1点的光束的强度小于从中心区域到达投射面的1点的光束的强度。即，到达投射面的1点的光的强度未成为均勻的角度分布。如此，在现有技术中，由于到达投射面的1点的光的强度未成为均勻的角度分布， 因此无法充分地发挥角度重叠所产生的斑点噪声减少效果，而能观测到斑点噪声。第二，关于设有扩散光学元件600的情况(第二实施方式)，说明光强度的空间分布。图27及图观是用于说明第二实施方式的光强度的空间分布的图。需要说明的是，在图27中，示意性地表示设置于投射型影像显示装置的光学结构。具体而言，在图27中，从光源(光积分棒)射出的光的光路被模式化成直线状。而且， 在图27中，作为设置于投射型影像显示装置的光学结构，例示了光积分棒(例如，光积分棒 10W)、中继光学系统(透镜21W、透镜23、透镜40)、光调制元件(例如，DMD500)及投射单元 (例如，投射透镜组151)。与现有技术同样地，从光源射出的光的角度分布是以0°为中心的高斯状的分布。 而且，中继光学系统的光圈及投射单元的光圈(出射光瞳)具有共轭的关系。如图27所示，在设有扩散光学元件600的情况下，中继光学系统的光圈面及投射单元的光圈面(出射光瞳面)中的光强度的空间分布通过扩散光学元件600进行均勻化。因此，考虑到从投射单元的光圈面(出射光瞳面)到达投射面的1点的光束时，如图观所示，到达投射面的1点的光的强度成为均勻的角度分布。如此，在第二实施方式中，通过了扩散光学元件600的中心区域的光比通过了扩散光学元件600的周边区域的光更加扩散，因此投射单元的光圈面(出射光瞳面)中的光强度的空间分布被均勻化。由此，到达投射面的1点的光的强度成为均勻的角度分布，能充分地发挥角度重叠所产生的斑点噪声减少效果，从而有效地除去斑点噪声。[第三实施方式的概要](第三实施方式的课题)在投射型影像显示装置的发散光路中设置光扩散元件且光扩散元件沿着与光的前进方向平行的方向振动时，光的发散角增大，因此无法被投射透镜取入的角度成分的光成为损失。另外，为了不产生该光损失，而需要F值小的投射透镜，但为了得到充分的成像性能而设计上的难易度上升，需要大型的透镜，因此成本也增大。(第三实施方式的结构)第三实施方式的投射型影像显示装置具备由相干光源构成的光源单元；通过与该光源单元的光轴大致正交地振动、摆动或旋转而减少斑点噪声的斑点噪声减少元件；对从所述相干光源射出的光进行调制的光调制元件；投射被该光调制元件调制后的光的投射单元，所述投射型影像显示装置的特征在于，所述斑点噪声减少元件包括具有焦距f的第一透镜阵列和具有焦距f’的第二透镜阵列，在绝对折射率为η时，由各个透镜阵列所夹持的介质的间隔大致为(f+f’)/n。斑点噪声减少元件的形状包括具有焦距f的第一透镜阵列和具有焦距f’的第二透镜阵列，在绝对折射率为η时，由各个透镜阵列所夹持的介质的间隔大致为(f+f’)/n。通过形成为本结构，而能够使向斑点噪声减少元件入射的光的入射侧发散角与射出的光的射出侧发散角相同。因此，向斑点噪声减少元件入射前和出射后的光的发散角未增大，因此不易发生无法被投射透镜取入的角度成分，从而能够减少投射型影像显示装置的光损失。另外，通过使配置在照明光学系统内的斑点噪声减少元件振动、摆动或旋转，而从斑点噪声减少元件射出的各光线的位置及相位随时间变化。由此，向屏幕面上的各点入射的各光线的角度及相位随时间变化，因此斑点图案发生时间重叠，从而减少被辨认出的斑点噪声。因此，在使用了相干光源的投射型影像显示装置中，能够减少斑点噪声，从而能够减少光的发散角增大引起的光损失。[第三实施方式](投射型影像显示装置的结构)以下，参照附图，说明第三实施方式的投射型影像显示装置的结构。图四是表示第三实施方式的投射型影像显示装置100的立体图。图30是从侧方观察第三实施方式的投射型影像显示装置100所得到的图。如图四及图30所示，投射型影像显示装置100具有框体200，并向投射面300投射影像。投射型影像显示装置100沿着第一配置面(图30所示的壁面420)和与第一配置面大致垂直的第二配置面(图30所示的底面410)配置。在此，在第三实施方式中，例示了投射型影像显示装置100向在壁面设置的投射面300投射影像光的情况(壁面投射)。将此种情况下的框体200的配置称为壁面投射配置。在第三实施方式中，与投射面300大致平行的第一配置面是壁面420。在第三实施方式中，将与投射面300平行的水平方向称为“宽度方向”。将投射面 300的法线方向称为“进深方向”。将与宽度方向及进深方向这双方正交的方向称为“高度方向”。框体200具有大致长方体形状。进深方向上的框体200的尺寸及高度方向上的框体200的尺寸比宽度方向上的框体200的尺寸小。进深方向上的框体200的尺寸与从反射镜(图30所示的凹面镜15 到投射面300的投射距离大致相等。在宽度方向上，框体200 的尺寸与投射面300的尺寸大致相等。在高度方向上，框体200的尺寸根据设置投射面300 的位置来确定。具体而言，框体200具有投射面侧侧壁210、前面侧侧壁220、底面板230、顶板 M0、第一侧面侧侧壁250、第二侧面侧侧壁沈0。投射面侧侧壁210是与第一配置面(第三实施方式中的壁面420)对置的板状的构件，该第一配置面与投射面300大致平行。前面侧侧壁220是在投射面侧侧壁210的相反侧设置的板状的构件。底面板230是与第二配置面(第三实施方式中的底面410)对置的板状的构件，该第二配置面与大致平行于投射面300的第一配置面大致垂直。顶板MO 是在底面板230的相反侧设置的板状的构件。第一侧面侧侧壁250及第二侧面侧侧壁沈0 是在宽度方向上形成框体200的两端的板状的构件。框体200收容光源单元110、电源单元120、冷却单元130、颜色分离合成单元140、 投射单元150。投射面侧侧壁210具有投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B。前面侧侧壁220具有前面侧凸部170。顶板240具有顶板凹部180。第一侧面侧侧壁250具有线缆端子190。光源单元110是由多个相干光源(图32所示的相干光源111)构成的单元。各相干光源是LD(LaSer Diode)等光源。在第三实施方式中，光源单元110具有射出红色成分光R的红色相干光源(图32所示的红色相干光源111R)、射出绿色成分光G的绿色相干光源(图32所示的绿色相干光源111G)、射出蓝色成分光B的蓝色相干光源(图32所示的蓝色相干光源111B)。关于光源单元110的详细情况，在后面叙述(参照图32)。电源单元120是向投射型影像显示装置100供给电力的单元。例如，电源单元120 向光源单元Iio及冷却单元130供给电力。冷却单元130是对设置于光源单元110的多个相干光源进行冷却的单元。具体而言，冷却单元130通过对载置各相干光源的冷却封套(图32所示的冷却封套131)进行冷却，来对各相干光源进行冷却。需要说明的是，冷却单元130除了对各相干光源进行冷却以外，还对电源单元 120、光调制元件(后述的DMD500)进行冷却。颜色分离合成单元140对从红色相干光源射出的红色成分光R、从绿色相干光源射出的绿色成分光G、从蓝色相干光源射出的蓝色成分光B进行合成。而且，颜色分离合成单元140对包括红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B在内的合成光进行分离，而对红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B进行调制。而且，颜色分离合成单元140对红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B进行再合成，而向投射单元150射出影像光。关于颜色分离合成单元140的详细情况，在后面叙述(参照图33)。投射单元150将从颜色分离合成单元140射出的光(影像光)向投射面300投射。 具体而言，投射单元150具有将从颜色分离合成单元140射出的光投射到投射面300上的投射透镜组(图33所示的投射透镜组151)；将从投射透镜组射出的光向投射面300侧反射的反射镜(图33所示的凹面镜15 。关于投射单元150的详细情况，在后面叙述。投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B设置于投射面侧侧壁210，具有向框体 200的内侧凹陷的形状。投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B延伸至框体200的端部。 在投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B设有与框体200的内侧连通的通气口。在第三实施方式中，投射面侧凹部160A及投射面侧凹部160B沿着框体200的宽度方向延伸。例如，在投射面侧凹部160A设有用于将框体200的外侧的空气向框体200的内侧吸入的吸气口作为通气口。在投射面侧凹部160B设有用于将框体200的内侧的空气向框体200的外侧排出的排气口作为通气口。前面侧凸部170设置于前面侧侧壁220，具有向框体200的外侧突出的形状。前面侧凸部170在框体200的宽度方向上设置在前面侧侧壁220的大致中央。在框体200的内侧由前面侧凸部170所形成的空间中收容有设置于投射单元150的反射镜(图33所示的凹面镜152)。顶板凹部180设置于顶板M0，具有向框体200的内侧凹陷的形状。顶板凹部180 具有朝向投射面300侧下降的倾斜面181。倾斜面181具有使从投射单元150射出的光向投射面300侧透过(投射)的透过区域。线缆端子190设置于第一侧面侧侧壁250，是电源端子、影像端子等端子。需要说明的是，线缆端子190也可以设置于第二侧面侧侧壁沈0。
(框体的宽度方向上的各单元的配置)以下，参照附图，说明第三实施方式的宽度方向上的各单元的配置。图31是从上方观察第三实施方式的投射型影像显示装置100所得到的图。如图31所示，投射单元150在与投射面300平行的水平方向(框体200的宽度方向)上配置在框体200的大致中央。光源单元110及冷却单元130在框体200的宽度方向上与投射单元150并排配置。 具体而言，光源单元110在框体200的宽度方向上，并排配置在投射单元150的一方(第二侧面侧侧壁260侧)。冷却单元130在框体200的宽度方向上，并排配置在投射单元150的另一方(第一侧面侧侧壁250侧)。电源单元120在框体200的宽度方向上，与投射单元150并排配置。具体而言，电源单元120在框体200的宽度方向上，相对于投射单元150并排配置在光源单元110侧。电源单元120优选配置在投射单元150与光源单元110之间。(光源单元的结构)以下，参照附图，说明第三实施方式的光源单元的结构。图32是表示第三实施方式的光源单元110的图。如图32所示，光源单元110由多个红色相干光源111R、多个绿色相干光源11IG及多个蓝色相干光源IllB构成。如上所述，红色相干光源IllR是射出红色成分光R的LD等红色相干光源。红色相干光源IllR具有头112R，在头112R上连接有光纤113R。与各红色相干光源IllR的头112R连接的光纤113R由光纤束部114R捆扎。艮口， 从各红色相干光源IllR射出的光通过各光纤113R传递，而会集于光纤束部114R。红色相干光源IllR载置于冷却封套131R。例如，红色相干光源IllR通过螺纹紧固等而固定于冷却封套131R。因此，红色相干光源IllR由冷却封套131R来冷却。如上所述，绿色相干光源IllG是射出绿色成分光G的LD等绿色相干光源。绿色相干光源IllG具有头112G，在头112G上连接有光纤113G。与各绿色相干光源IllG的头112G连接的光纤113G由光纤束部114G捆扎。艮口， 从各绿色相干光源IllG射出的光通过各光纤113G传递，而会集于光纤束部114G。绿色相干光源IllG载置于冷却封套131G。例如，绿色相干光源IllG通过螺纹紧固等而固定于冷却封套131G。因此，绿色相干光源IllG由冷却封套131G来冷却。如上所述，相干光源IllB是射出蓝色成分光B的LD等蓝色相干光源。蓝色相干光源IllB具有头112B，在头112B上连接有光纤11!3B。与各蓝色相干光源IllB的头112B连接的光纤11 由光纤束部114B捆扎。艮口， 从各蓝色相干光源IllB射出的光通过各光纤11 传递，而会集于光纤束部114B。蓝色相干光源IllB载置于冷却封套131B。例如，蓝色相干光源IllB通过螺纹紧固等而固定于冷却封套131B。因此，蓝色相干光源IllB由冷却封套131B来冷却。(颜色分离合成单元及投射单元的结构)以下，参照附图，说明第三实施方式的颜色分离合成单元及投射单元的结构。图33 是表示第三实施方式的颜色分离合成单元140及投射单元150的图。在第三实施方式中， 例示了与DLP (Digital Light Processing)方式(注册商标)对应的投射型影像显示装置100。如图33所示，颜色分离合成单元140具有第一单元141和第二单元142。第一单元141对红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B进行合成，而使包括红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B在内的合成光向第二单元142射出。具体而言，第一单元141具有多个光积分棒(光积分棒10R、光积分棒IOG及光积分棒10B)、透镜组(透镜21R、透镜21G、透镜21B、透镜22、透镜23)、反光镜组(反光镜 31、反光镜32、反光镜33、反光镜34及反光镜35)。光积分棒IOR具有光入射面、光射出面、在从光入射面的外周到光射出面的外周设置的光反射侧面。光积分棒IOR对从光纤束部114R所捆扎的光纤113R射出的红色成分光R进行均勻化。即，光积分棒IOR通过利用光反射侧面对红色成分光R进行反射，而对红色成分光R进行均勻化。光积分棒IOG具有光入射面、光射出面、在从光入射面的外周到光射出面的外周设置的光反射侧面。光积分棒IOG对从光纤束部114G所捆扎的光纤113G射出的绿色成分光G进行均勻化。S卩，光积分棒IOG通过利用光反射侧面对绿色成分光G进行反射，而对绿色成分光G进行均勻化。光积分棒IOB具有光入射面、光射出面、在从光入射面的外周到光射出面的外周设置的光反射侧面。光积分棒IOB对从光纤束部114B所捆扎的光纤11 射出的蓝色成分光B进行均勻化。S卩，光积分棒IOB通过利用光反射侧面对蓝色成分光B进行反射，而对蓝色成分光B进行均勻化。需要说明的是，光积分棒10R、光积分棒IOG及光积分棒IOB可以是通过反光镜面来构成光反射侧面的中空棒。而且，光积分棒10R、光积分棒IOG及光积分棒IOB也可以是由玻璃等构成的实心棒。斑点噪声减少元件20R配置在与光调制元件及屏幕面大致共轭的面即光积分棒 IOR的光射出面的正后方，沿着与来自光积分棒IOR的红色成分光R的光轴垂直的方向进行周期性的振动、摆动或旋转。在此，振动表示以光的光轴为中心而相对于特定的一轴进行往复运动的情况或与光的光轴平行地进行往复运动的情况，摆动表示在与光的光轴垂直的面内进行大致圆形运动的情况，旋转表示以与光的光轴平行的特定的一轴为中心进行旋转运动的情况。斑点噪声减少元件20R通过周期性地振动、摆动或旋转，而在从光积分棒20R射出的红色成分光R透过斑点噪声减少元件20R射出时，能够根据时间来变更各光线的出射位置及相位。斑点噪声减少元件20G配置在光调制元件及屏幕面的大致共轭的面即光积分棒 IOG的光射出面的正后方，沿着与来自光积分棒IOG的绿色成分光G的光轴垂直的方向进行周期性的振动、摆动或旋转。斑点噪声减少元件20G通过周期性地振动、摆动或旋转，而在从光积分棒20G射出的红色成分光G透过斑点噪声减少元件20G射出时，能够根据时间来变更各光线的出射位置及相位。斑点噪声减少元件20B配置在光调制元件及屏幕面的大致共轭的面即光积分棒 IOB的光射出面的正后方，沿着与来自光积分棒IOB的蓝色成分光B的光轴垂直的方向进行周期性的振动、摆动或旋转。斑点噪声减少元件20B通过周期性地振动、摆动或旋转，而在从光积分棒20B射出的绿色成分光B透过斑点噪声减少元件20B射出时，能够根据时间来变更各光线的出射位置及相位。斑点噪声是激光等相干光在屏幕等的粗糙面的各点上发生散射，在因表面粗糙度而产生的不规则的相位关系下相互干涉，从而被观测到不规则的粒状的强度分布的现象。 通过使配置在照明光学系统内的斑点噪声减少元件振动、摆动或旋转，而从斑点噪声减少元件射出的各光线的位置及相位随时间变化。由此，向屏幕面上的各点入射的各光线的角度及相位随时间变化，因此斑点图案发生时间重叠，从而减少被辨认出的斑点噪声。透镜21R是为了将红色成分光R向DMD500R照射而对红色成分光R进行中继的中继透镜。透镜2IG是为了将绿色成分光G向DMD500G照射而对绿色成分光G进行中继的中继透镜。透镜2IB是为了将蓝色成分光B向DMD500B照射而对蓝色成分光B进行中继的中继透镜。透镜22是用于抑制红色成分光R及绿色成分光G的扩大，并将红色成分光R及绿色成分光G大致成像在DMD500R及DMD500G上的中继透镜。透镜23是用于抑制蓝色成分光B的扩大，并将蓝色成分光B大致成像在DMD500B上的中继透镜。反光镜31对从光积分棒IOR射出的红色成分光R进行反射。反光镜32是对从光积分棒IOG射出的绿色成分光G进行反射，而使红色成分光R透过的分色镜。反光镜33是使从光积分棒IOB射出的蓝色成分光B透过，而对红色成分光R及绿色成分光G进行反射的分色镜。反光镜34对红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B进行反射。反光镜35将红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B向第二单元142侧反射。需要说明的是，在图 33中，为了便于说明，而利用俯视图表示了各结构，但反光镜35将红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B在高度方向上倾斜地反射。第二单元142对包括红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B在内的合成光进行分离，而对红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B进行调制。第二单元142接下来对红色成分光R、绿色成分光G及蓝色成分光B进行再合成，而向投射单元150侧射出影像光。具体而言，第二单元142具有透镜40、棱镜50、棱镜60、棱镜70、棱镜80、棱镜90、 多个 DMD =Digital Micromirror Device (DMD500R、DMD500G 及 DMD500B)。透镜40是为了将各色成分光向各DMD照射而对从第一单元141射出的光进行中继的中继透镜。棱镜50由透光性构件构成，具有面51及面52。在棱镜50 (面51)与棱镜60 (面 61)之间设有气隙，由于从第一单元141射出的光向面51入射的角度(入射角)大于全反射角，因此从第一单元141射出的光被面51反射。另一方面，虽然在棱镜50 (面52)与棱镜 70 (面71)之间设有气隙，但由于从第一单元141射出的光向面52入射的角度(入射角) 小于全反射角，因此被面51反射的光透过面52。棱镜60由透光性构件构成，具有面61。棱镜70由透光性构件构成，具有面71及面72。在棱镜50 (面5 与棱镜70 (面 71)之间设有气隙，由于被面72反射的蓝色成分光B及从DMD500B射出的蓝色成分光B向面71入射的角度(入射角)大于全反射角，因此被面72反射的蓝色成分光B及从DMD500B 射出的蓝色成分光B被面71反射。
面72是使红色成分光R及绿色成分光G透过，而对蓝色成分光B进行反射的分色镜面。因此，被面51反射的光中，红色成分光R及绿色成分光G透过面72，蓝色成分光B被面72反射。被面71反射出的蓝色成分光B又被面72反射。棱镜80由透光性构件构成，具有面81及面82。在棱镜70 (面7 与棱镜80 (面 81)之间设有气隙，由于透过面81而被面82反射的红色成分光R及从DMD500R射出的红色成分光R再次向面81入射的角度(入射角)大于全反射角，因此透过面81而被面82反射的红色成分光R及从DMD500R射出的红色成分光R被面81反射。另一方面，由于从DMD500R 射出而被面81反射后、又被面82反射的红色成分光R再次向面81入射的角度(入射角) 小于全反射角，因此从DMD500R射出而被面81反射后、又被面82反射的红色成分光R透过面81。面82是使绿色成分光G透过而对红色成分光R进行反射的分色镜面。因此，透过了面81的光中，绿色成分光G透过面82，红色成分光R被面82反射。被面81反射出的红色成分光R又被面82反射。从DMD500G射出的绿色成分光G透过面82。在此，棱镜70利用面72将包含红色成分光R及绿色成分光G在内的合成光与蓝色成分光B分离。棱镜80利用面82将红色成分光R与绿色成分光G分离。S卩，棱镜70及棱镜80作为对各色成分光进行分离的颜色分离元件发挥功能。需要说明的是，在第三实施方式中，棱镜70的面72的截止波长设置在与绿色相当的波长带和与蓝色相当的波长带之间。棱镜80的面82的截止波长设置在与红色相当的波长带和与绿色相当的波长带之间。另一方面，棱镜70利用面72将包括红色成分光R及绿色成分光G在内的合成光与蓝色成分光B合成。棱镜80利用面82将红色成分光R与绿色成分光G合成。S卩，棱镜 70及棱镜80作为对各色成分光进行合成的颜色合成元件而发挥功能。棱镜90由透光性构件构成，具有面91。面91使绿色成分光G透过。需要说明的是，向DMD500G入射的绿色成分光G及从DMD500G射出的绿色成分光G透过面91。DMD500R.DMD500G及DMD500B由多个微小反光镜构成，多个微小反光镜是可动式。 各微小反光镜基本上相当于1个像素。DMD500R通过变更各微小反光镜的角度，而对是否向投射单元150侧反射红色成分光R进行切换。同样地，DMD500G及DMD500B通过变更各微小反光镜的角度，而对是否向投射单元150侧反射绿色成分光G及蓝色成分光B进行切换。投射单元150具有投射透镜组151和凹面镜152。投射透镜组151将从颜色分离合成单元140射出的光(影像光)向凹面镜152侧射出。凹面镜152对从投射透镜组151射出的光(影像光)进行反射。凹面镜152在使影像光会聚之后，对影像光进行广角化。例如，凹面镜152是在投射透镜组151侧具有凹面的非球面反光镜。由凹面镜152所会聚的影像光透过在顶板凹部180的倾斜面181设置的透过区域，该顶板凹部180设置于顶板M0。在倾斜面181设置的透过区域优选设置在通过凹面镜 152将影像光会聚的位置附近。如上所述，凹面镜152收容在由前面侧凸部170形成的空间中。例如，凹面镜152 优选固定在前面侧凸部170的内侧。而且，前面侧凸部170的内侧面的形状优选为沿着凹面镜152的形状。(斑点噪声减少元件的基本结构)图34详细地记载了斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B。斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B具备入射侧微型透镜阵列310、元件基板320、射出侧微型透镜阵列312及未图示的振动施加机构。入射侧微型透镜阵列310是在斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B的光的入射面侧上形成无数个的半球状的微型透镜的集合体。入射侧微型透镜阵列310的各个透镜是折射率为η、焦距为f的微型透镜。元件基板320利用紫外线硬化型的粘接剂将入射侧微型透镜阵列310和射出侧微型透镜阵列312固定。元件基板320是折射率η、厚度W的透明基板。需要说明的是，元件基板320的厚度W是“2f/n” 士 “误差”。换言之，元件基板320的厚度W可以不必严格地与“ 2f/n ”相同，只要大致为“ 2f/n ”即可。射出侧微型透镜阵列312是在斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B的光的射出面侧形成无数个的半球状的微型透镜的集合体。射出侧微型透镜阵列312的各个透镜是折射率为η、焦距为f的微型透镜。需要说明的是，利用紫外线硬化型的粘接剂将入射侧微型透镜阵列310、元件基板 320及射出侧微型透镜阵列312固定，但并不局限于此，也可以通过一体成型来形成入射侧微型透镜阵列310、元件基板320及射出侧微型透镜阵列312。由此，不需要将入射侧微型透镜阵列310、元件基板320及射出侧微型透镜阵列312粘合在一起的麻烦或光轴调整等作业。接下来，使用图34，说明在斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B中行进的光的光路。从光积分棒10R、光积分棒IOG及光积分棒IOB的射出端面射出的光向隔开距离2f的入射侧微型透镜阵列310入射。向入射侧微型透镜阵列 310入射后的光进行折射而通过入射侧微型透镜阵列310和元件基板320的内部。需要说明的是，折射仅在入射侧微型透镜阵列310的入射面处发生，而在折射率相同的入射侧微型透镜阵列310与元件基板320的边界面处不发生折射。由于元件基板320的厚度大致为2f/n，因此通过了元件基板320的内部的光在射出侧微型透镜阵列312上成像，该射出侧微型透镜阵列312固定在元件基板320的射出侧。由于射出侧微型透镜阵列312的焦距为f且与入射侧微型透镜阵列310相同，因此入射侧发散角θ与射出侧发散角η相同。如上所述，射出侧发散角η与入射侧发散角θ相同，因此不易产生无法被投射透镜151取入的角度的光，不易发生使用于投射影像的光损失。接下来，使用图35(a)、(b)、(c)说明通过使斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B振动、摆动或旋转，而入射的光的光路长随时间变化且从斑点噪声减少元件射出的光的射出位置及相位随时间变化的现象。图35 (a)是表示着眼于入射侧微型透镜阵列310和射出侧微型透镜阵列312的一对微型透镜而表示的图。从光积分棒10R、光积分棒IOG及光积分棒IOB的射出端面射出的光向隔开距离2f的入射侧微型透镜311入射。向入射侧微型透镜311入射的光进行折射而通过入射侧微型透镜311和元件基板320的内部。需要说明的是，折射仅在入射侧微型透镜311的入射面处发生，而在折射率相同的入射侧微型透镜311与元件基板320的边界面处不发生折射。元件基板320的厚度大致为2f/n，因此通过了元件基板320的内部的光在射出侧微型透镜313的中央处成像，该射出侧微型透镜313固定在元件基板320的射出侧。图35 (b)是表示相对于图35 (a)，斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G 及斑点噪声减少元件20B因振动而移动到上方时的光的光路的图。图35 (c)是表示相对于图35 (a)，斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G 及斑点噪声减少元件20B因振动而移动到下方时的光的光路的图。例如，斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B上下振动时，射出侧微型透镜的射出光的射出的位置在图35(a) (b) (c)中不同。而且，斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B上下振动时，通过了图 35(a) (b) (c)的互不相同的光路长的光进行成像。因此，从射出侧微型透镜射出的光作为相位不同的光而从斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B 射出。由此，向屏幕面上的各点入射的各光线的角度及相位随时间变化，因此斑点图案发生时间重叠，从而减少被辨认出的斑点噪声。(斑点噪声减少元件的应用结构)接下来，返回图34，对于斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件20G及斑点噪声减少元件20B的微型透镜进行详细叙述。对于斑点噪声减少元件20R、斑点噪声减少元件 20G及斑点噪声减少元件20B来说，若从2f的距离射出的光全部为入射侧发散角θ以内， 则能够将入射的光全部以射出侧发散角Π以内射出。即，若入射侧微型透镜311及射出侧微型透镜313的直径为d，则以下的条件成立时，入射侧发散角θ、射出侧发散角η的关系成为θ = η。[数式1]
权利要求
1.一种投射型影像显示装置，具备射出具有相干性的光的光源；对从所述光源射出的光进行调制的光调制元件；将从所述光调制元件射出的光向投射面投射的投射单元，所述投射型影像显示装置的特征在于，具备设置在所述光源与所述光调制元件之间的斑点噪声减少元件； 对第一模式和第二模式进行控制的控制部，所述控制部以如下方式控制所述斑点噪声减少元件，即，在所述第一模式下，比所述第二模式减少斑点。
2.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于，所述斑点噪声减少元件是使从所述光源射出的光扩散，并使从所述光源射出的光透过的扩散光学元件，所述控制部以如下方式控制所述扩散光学元件，即，在所述第一模式下，以比所述第二模式高的扩散度使从所述光源射出的光扩散。
3.根据权利要求2所述的投射型影像显示装置，其特征在于，所述扩散光学元件在从所述光源射出的光的前进方向上具有多个扩散面， 所述控制部以所述多个扩散面按照不同的动作形式进行动作的方式控制所述扩散光学元件。
4.根据权利要求3所述的投射型影像显示装置，其特征在于，所述扩散光学元件包括以第一旋转轴为中心进行旋转的第一旋转体；以与所述第一旋转轴平行的第二旋转轴为中心进行旋转的第二旋转体；呈闭合环状地卷挂在所述第一旋转体及所述第二旋转体上的带状的扩散片，所述带状的扩散片在从所述光源射出的光的前进方向上构成两个扩散面， 所述控制部以伴随着所述第一旋转体及所述第二旋转体的旋转而使两个扩散面相互朝向反方向移动的方式控制所述扩散光学元件。
5.根据权利要求3所述的投射型影像显示装置，其特征在于，所述控制部以如下的方式控制所述扩散光学元件，即，所述多个扩散面中，在一个扩散面停止时，其他的扩散面移动。
6.根据权利要求3所述的投射型影像显示装置，其特征在于， 所述扩散光学元件包括第一扩散板及第二扩散板，所述控制部以所述第一扩散板及所述第二扩散板沿着不同的方向振动的方式控制所述扩散光学元件。
7.根据权利要求2所述的投射型影像显示装置，其特征在于， 所述扩散光学元件具有扩散度不同的多个扩散区域，所述控制部以如下的方式控制所述扩散光学元件，即，在所述第二模式下，使用具有比在所述第一模式下使用的扩散区域低的扩散度的扩散区域，使从所述光源射出的光扩散。
8.一种扩散光学元件，使具有相干性的光扩散，并使具有相干性的光透过，其特征在于，具备以第一旋转轴为中心进行旋转的第一旋转体；以与所述第一旋转轴平行的第二旋转轴为中心进行旋转的第二旋转体； 呈闭合环状地卷挂在所述第一旋转体及所述第二旋转体上的带状的扩散片，所述带状的扩散片构成相互朝向反方向移动的两个扩散面。
9.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于，具备为了将从所述光源射出的光向所述光调制元件照射而对从所述光源射出的光进行中继的中继光学系统；作为所述斑点噪声减少元件，对所述投射单元的出射光瞳面上的光强度的空间分布进行均勻化的均勻化光学元件。
10.根据权利要求9所述的投射型影像显示装置，其特征在于，所述均勻化光学元件是设置在所述光源与所述光调制元件之间，使从所述光源射出的光扩散，并使从所述光源射出的光透过的扩散光学元件，所述扩散光学元件具备包括从所述光源射出的光轴中心在内的中心区域；在所述中心区域的周边设置的周边区域，所述中心区域的扩散度比所述周边区域的扩散度大。
11.根据权利要求9所述的投射型影像显示装置，其特征在于，还具备对所述均勻化光学元件进行控制以使其按照规定动作形式进行动作的控制部。
12.—种扩散光学元件，其具有扩散区域，该扩散区域使具有相干性的光扩散，并使具有相干性的光透过，所述扩散光学元件的特征在于，所述扩散区域具备包括具有相干性的光的光轴中心在内的中心区域；在所述中心区域的周边设置的周边区域，所述中心区域的扩散度比所述周边区域的扩散度大。
13.一种光学单元，其特征在于，具备一对透镜阵列；使所述一对透镜阵列进行周期运动的振动施加机构。
14.一种光学单元，其特征在于，所述一对透镜阵列包括具有焦距f的第一透镜阵列和具有焦距f’的第二透镜阵列，所述焦距f和所述焦距f’满足f < f’，在所述第一透镜阵列与所述第二透镜阵列之间插入绝对折射率η的介质时，所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列通过设置大致(f+f’ )/n的间隔来配置。
15.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于，所述斑点噪声减少元件是以使从所述光源射出的光通过的方式进行周期运动的光学单元，所述光学单元具有一对透镜阵列。
16.根据权利要求14所述的投射型影像显示装置，其特征在于，向所述光学单元入射的光的发散角为θ时，所述一对透镜阵列中的至少配置在入射侧的透镜阵列以满足tan θ < d/4f的条件的方式设定各透镜的透镜直径d及焦距f。
全文摘要
投射型影像显示装置具备射出具有相干性的光的光源(110)；对从所述光源射出的光进行调制的光调制元件(500)；将从所述光调制元件射出的光向投射面投射的投射单元(150)。投射型影像显示装置具备设置在所述光源与所述光调制元件之间的斑点噪声减少元件(600)；对第一模式和第二模式进行控制的控制部。所述控制部以如下的方式控制所述斑点噪声减少元件，即，在所述第一模式下，比所述第二模式减少斑点。
文档编号G03B21/14GK102472955SQ201080025099
公开日2012年5月23日 申请日期2010年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者奥田伦弘, 田之畑勇辉, 竹内梓 申请人:三洋电机株式会社