JP5540991B2 - 光学装置および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を含む照射光を用いて映像表示を行う表示装置、およびそのような表示装置に適用される光学装置に関する。

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２００５−２５０４７３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状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。

そこで、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（スペックルノイズ）の発生を低減する手法として、スクリーンを微小振動させるようにしたものが提案されている。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量させることにより、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、スクリーン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。

また、上記特許文献１では、板バネ（保持部材）によって保持された光学素子を電磁力を用いて駆動する（微小振動させる）ことにより、スペックルノイズ（干渉パターン）を低減するようにしている。ところが、この構成では、光学素子と保持部材との間に振動時用の空間（スペース）を設ける必要があるため、やはり装置構成が大型化してしまっていた。

本発明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光学装置および表示装置を提供することにある。

本発明の第１の光学装置は、レーザ光が通過する光学素子と、この光学素子を保持する保持部材と、コイルおよび磁石を含んで構成され、光学素子をレーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部とを備えたものである。保持部材は、振動方向に沿って光学素子が通過もしくは挿入することが可能な開口または切り欠きを有している。
本発明の第２の光学装置は、プリズムアレイ、回折素子またはレンズからなり、レーザ光が通過する光学素子と、この光学素子を保持する保持部材と、光学素子をレーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部とを備えたものである。保持部材は、振動方向に沿って光学素子が通過もしくは挿入することが可能な開口または切り欠きを有している。
本発明の第３の光学装置は、レーザ光が通過する光学素子と、この光学素子を保持する保持部材と、コイルおよび磁石を含んで構成され、光学素子をレーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部とを備えたものである。保持部材は、光学素子における振動方向の直交断面の厚みよりも大きい開口または切り欠きを有している。
本発明の第４の光学装置は、プリズムアレイ、回折素子またはレンズからなり、レーザ光が通過する光学素子と、この光学素子を保持する保持部材と、光学素子をレーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部とを備えたものである。保持部材は、光学素子における振動方向の直交断面の厚みよりも大きい開口または切り欠きを有している。

本発明の第１の表示装置は、レーザ光源を含む光源部と、この光源部からの光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、光源部と光変調素子との間に配置された光学装置とを備えたものである。この光学装置は、レーザ光源からのレーザ光が通過する光学素子と、この光学素子を保持する保持部材と、光学素子をレーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部とを備えている。保持部材は、振動方向に沿って光学素子が通過もしくは挿入することが可能な開口または切り欠きを有している。
本発明の第２の表示装置は、レーザ光源を含む光源部と、この光源部からの光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、光源部と光変調素子との間に配置された光学装置とを備えたものである。この光学装置は、レーザ光源からのレーザ光が通過する光学素子と、この光学素子を保持する保持部材と、光学素子をレーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部とを備えている。保持部材は、光学素子における振動方向の直交断面の厚みよりも大きい開口または切り欠きを有している。

本発明の光学装置および表示装置では、レーザ光が通過する光学素子がこのレーザ光の光路と直交する面内で振動することにより、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、光学素子を保持する保持部材に上記開口または切り欠きが設けられていることにより、光学素子と保持部材との間に、振動時用の空間（スペース）を設けずに済むようになる。

本発明の光学装置および表示装置によれば、レーザ光が通過する光学素子を、このレーザ光の光路と直交する面内で振動させると共に、光学素子を保持する保持部材に上記開口または切り欠きを設けるようにしたので、光学素子と保持部材との間に振動時用の空間を設けずに、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。

本発明の一実施の形態に係る表示装置の概略構成を表す図である。 図１に示した光学装置の詳細構成を表す斜視図である。 比較例１に係る表示装置の全体構成を表す斜視図である。 被投射面上で発生する干渉パターンの一例を表す図である。 図２に示した光学装置の作用を比較例２に係る光学装置の作用と対比して説明するための模式図である。 光学装置内のヨークの配置に応じた作用の相違について説明するための模式図である。 変形例１に係る光学装置の詳細構成を表す斜視図である。 変形例２に係る光学装置の詳細構成を表す斜視図である。

以下、本発明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（光学素子を保持する保持部材に開口を設ける例）
２．変形例
変形例１（保持部材（弾性部材）としてワイヤサスペンションを用いた例）
変形例２（光学素子を、レーザ光の光路と直交する面内の２方向に振動させる例）

＜実施の形態＞
［表示装置１の概略構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置（表示装置１）の概略構成（断面構成）を斜視図で表すものである。表示装置１は、図示しないスクリーン（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る。この表示装置１は、筐体１０内に、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇ、青色レーザ１１Ｂ、コリメータレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、ダイクロイックプリズム１３１，１３２、光学装置１４およびフライアイレンズ１５を備えている。表示装置１はまた、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ；Polarization Beam Splitter）１６、反射型液晶素子１７および投射レンズ１８（投射光学系）を備えている。なお、図中に示したＺ１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。

コリメータレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、赤色レーザ１１Ｒから出射された赤色レーザ光、緑色レーザ１１Ｇから出射された緑色レーザ光、青色レーザ１１Ｂから出射された青色レーザ光をそれぞれ、コリメートして平行光とするためのレンズである。

ダイクロイックプリズム１３１は、コリメータレンズ１２Ｂにより平行光とされた青色レーザ光を選択的に透過させる一方、コリメータレンズ１２Ｒにより平行光とされた赤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から出射した青色レーザ光および赤色レーザ光を選択的に透過させる一方、コリメータレンズ１２Ｇにより平行光とされた緑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。

光学装置１４は、上記した光源部（赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂ）と、反射型液晶素子１７との間（ここでは、ダイクロイックプリズム１３２とフライアイレンズ１５との間の光路上）に配置されている。この光学装置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（光学素子１４０）を有するものである。なお、この光学装置１４の詳細構成については後述する（図２）。

フライアイレンズ１５は、基板上に複数のレンズが２次元配置されたものであり、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１５からの出射光が均一化されて（面内の強度分布が均一化されて）出射されるようになっている。

偏光ビームスプリッタ１６は、特定の偏光（例えばｐ偏光）を選択的に透過させると共に、他方の偏光（例えばｓ偏光）を選択的に反射させる光学部材である。これにより、フライアイレンズ１５から出射した光（例えばｓ偏光）が選択的に反射されて反射型液晶素子１７へ入射すると共に、この反射型液晶素子１７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１８へ入射するようになっている。

反射型液晶素子１７は、光源部（赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂ）からの光を、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１７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１７は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の液晶素子からなる。

投射レンズ１８は、反射型液晶素子１７により変調された光（映像光）を、図示しないスクリーンに対して投射（拡大投射）するためのレンズである。これにより、投射光Ｌoutがスクリーン上へ投射されるようになっている。

［光学装置１４の詳細構成］
次に、図２を参照して、上記した光学装置１４の詳細構成について説明する。図２は、光学装置１４の詳細構成を斜視図で表わしたものである。この光学装置１４は、光学素子１４０、固定部ホルダ１４１、コイル１４２、磁石１４３、ヨーク１４４、可動部ホルダ１４５および板バネ１４６（保持部材）を有している。これらのうち、コイル１４２および固定部ホルダ１４１が「固定部」を構成し、光学素子１４０、磁石１４３、ヨーク１４４および板バネ１４６が、「可動部」を構成している。

光学素子１４０は、前述したようにスペックルノイズを低減するための素子であり、図中に示した光軸Ｚ１上を進行するレーザ光がこの光学素子１４０を通過するようになっている。この光学素子１４０は、例えばプリズムアレイ、回折素子またはレンズからなり、ここでは矩形状となっている。

固定部ホルダ１４１は、上記した固定部であるコイル１４２を保持するためのホルダであり、例えばポリカーボネートや液晶ポリマー等の材料からなる。

コイル１４２は、例えば巻き線コイルからなる。磁石１４３は、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である。これらコイル１４２および磁石１４３は、電磁力を用いて、光学素子１４０をレーザ光の光路（図中の光軸Ｚ１に対応）と直交する面内で振動（微小振動：振幅量＝±０．５ｍｍ程度）させる駆動部として機能する。具体的には、ここでは光学素子１４０を、光軸Ｚ１と直交する面内における所定の１方向（図中の振動方向Ｐ１；Ｙ軸方向）に沿って振動させるようになっている。

ヨーク１４４は、磁石１４３から出力される磁束の方向を制御するための部材であり、例えば鉄（Ｆｅ）等の透磁率が高い材料からなる。また、このヨーク１４４は、ここでは磁石１４３からの磁束が装置外部（光学装置１４の外部）へ出力されないように、磁石１４３の周囲に配置されている。具体的には、矩形状の磁石１４３における、コイル１４２側の面の対向面（光学素子１４０側の面）（Ｙ−Ｚ面）およびこれらの面の側面（Ｚ−Ｘ面）をそれぞれ取り囲むように、ヨーク１４４が配置されている。

可動部ホルダ１４５は、上記した可動部としての光学素子１４０、磁石１４３、ヨーク１４４および板バネ１４６を保持するためのホルダであり、ここでは、光学素子１４０とヨーク１４４との間に配置されている。可動部ホルダ１４５は、例えばポリカーボネートや液晶ポリマー等の材料からなる。

板バネ１４６は光学素子１４０を保持する保持部材であり、ここでは、矩形状の光学素子１４０における対向する一対の側面（Ｚ−Ｘ面）側にそれぞれ配置されている。この板バネ１４６は弾性部材であり、例えばＳＵＳ３０１−ＣＳＰ等のバネ材料からなる。また、板バネ１４６では、光反射率を低減するための表面処理（例えば、黒色塗装、艶消し処理、またはブラスト処理（サンドブラスト等）など）が施されているようにするのが望ましい。具体的には、板バネ１４６の表面は黒色となっているのが望ましく、例えば、４００〜７００ｎｍの波長帯域の光に対する反射率が１０％以下となるような表面処理が施されていることが望ましい。これにより、板バネ１４６が金属製である場合に、この表面での乱反射光に起因した表示画質の低下を低減することができるからである。

この板バネ１４６にはまた、振動の際に光学素子１４０が通過する（通過することが可能な，挿入される，挿入可能な）開口が設けられている。すなわち、板バネ１４６における一方側の側面（Ｚ−Ｘ面）には開口Ｈ１が設けられ、他方側の側面（Ｚ−Ｘ面）には開口Ｈ２（図２中には図示せず）が設けられている。具体的には、これらの開口Ｈ１，Ｈ２はそれぞれ、ここでは矩形状（スリット状）となっており、光学素子１４０の振動時にこの光学素子１４０と板バネ１４６とが互いに接触（衝突）しないようになっている。なお、開口Ｈ１，Ｈ２の大きさは、例えば１ｍｍ×１０ｍｍ程度である。

［表示装置１の作用・効果］
（１．表示動作）
この表示装置１では、まず、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、コリメータレンズ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、光学装置１４を通過したのち、フライアイレンズ１５へ入射する。この入射光はフライアイレンズ１５によって均一化（面内の強度分布の均一化）がなされ、出射される。

次いで、このフライアイレンズ１５からの出射光は、偏光ビームスプリッタ１６によって選択的に反射され、反射型液晶素子１７へ入射する。反射型液晶素子１７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１７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１７から出射した映像光は選択的に偏光ビームスプリッタ１６を透過し、投射レンズ１８へと入射する。そして、この入射光（映像光）は、投射レンズ１８によって、図示しないスクリーンに対して投射（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１７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１においてなされる。

（２．特徴的部分の作用）
次に、本発明の特徴的部分の作用（光学装置１４の作用）について、比較例（比較例１，２等）と比較しつつ詳細に説明する。

図３は、比較例１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１の表示装置１００は、本実施の形態の表示装置１と同様に、スクリーン（ここではスクリーン１０７）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、光強度変調器１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ、ダイクロイックミラー１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ、ポリゴンミラー１０４、カルバノミラー１０５およびｆ−θレンズ１０６を備えている。

この表示装置１００では、赤色レーザ１０１Ｒから出射されたレーザ光は、光強度変調器１０２Ｒにおいて映像信号に基づいて変調されつつ透過し、映像光として出射する。同様に、緑色レーザ１０１Ｇから出射されたレーザ光は、光強度変調器１０２Ｇにおいて映像信号に基づいて変調されつつ透過し、映像光として出射する。また、青色レーザ１０１Ｂから出射されたレーザ光は、光強度変調器１０２Ｂにおいて映像信号に基づいて変調されつつ透過し、映像光として出射する。このようにして光強度変調器１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂからそれぞれ出射された各色の映像光は、ダイクロイックミラー１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂにおいて色合成（光路合成）がなされ、カラー映像に対応する映像光としてポリゴンミラー１０４へ入射する。この入射光は、水平同期信号に同期して高速回転（図中の矢印Ｐ１０１参照）するポリゴンミラー１０４によって、水平方向に偏向される。また、このようにして水平方向に偏向された光は、更に、垂直同期信号に同期して反射角を変化させる（図中の矢印Ｐ１０２参照）ガルバノミラー１０５によって、垂直方向に偏向される。そして、このようにして２次元に偏向されたレーザ光は、ｆ−θレンズ１０６によってスクリーン１０７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、例えば図４に示した写真のように、通常の光では見られない斑点状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。なお、このようなスペックル模様は、一般には２種類に大別される。１つ目は、結像系を通さないで観察されるものであり、回折界スペックルと呼ばれている。この回折界スペックルは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラに対してレンズを付けずに拡散光をみたときに観察される。回折界スペックルでは、拡散面上の光の当たっている全ての点が干渉に寄与することになる。２つ目は、結像系を介して観察したときにみられるものであり、眼で拡散面をみたときに見えるスペックルがこれに相当する。このようなスペックルは、像界スペックルと呼ばれている。

ここで、上記比較例１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。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。

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量させることにより、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、スクリーン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。

これに対して本実施の形態の光学装置１４では、図２および図５（Ａ）に示したように、まず、レーザ光が通過する光学素子１４０が、このレーザ光の光路（光軸Ｚ１）と直交する面内（ＸＹ面内；ここではＹ軸方向に沿った振動方向Ｐ１）で振動（微小振動）する。具体的には、コイル１４２および磁石１４３によって、電磁力を用いてそのような振動がなされるように光学素子１４０が駆動される。これにより、上記した原理によって、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、この光学装置１４では、光学素子１４０を保持する板バネ１４６に、振動の際に光学素子１４０が通過する開口Ｈ１，Ｈ２が設けられている。これにより、図５（Ａ）に示したように、光学素子１４０と板バネ１４６との間に、振動時用の空間（スペース）を設けずに済むようになる。すなわち、光学素子１４０の厚み以上の大きさを有する開口Ｈ１，Ｈ２を設けることにより、光学素子１４０が振動した際に開口Ｈ１，Ｈ２を光学素子１４０が通過することができるようになり、振動時用の空間を設ける必要がなくなる。

一方で、例えば図５（Ｂ）に示した比較例２に係る光学装置（光学装置２０４）では、本実施の形態の光学装置１４とは異なり、光学素子１４０を保持する板バネ２０４Ａに、上記したような開口（もしくは切り欠き）が設けられていない。したがって、この比較例２の光学装置２０４では、図中に示したように、光学素子１４０と板バネ２０４Ａとの間に振動時用の空間（光学素子１４０と板バネ２０４Ａとが衝突しないようにするための隙間）を設ける必要が生じる。例えば、スペックルノイズを除去するために必要な振幅量が±０．５ｍｍである場合、光学素子１４０と板バネ２０４Ａとの間の隙間はそれぞれ、０．５ｍｍ以上確保しなければならならない。これに対して、本実施の形態の光学装置１４では、このような隙間を設ける必要がないことから、この場合では比較例２の光学装置２０４と比べ、振動方向Ｐ１に沿った方向（Ｙ方向）の大きさ（横幅）を１ｍｍ以上小さくすることが可能となる。

また、この光学装置１４では、図６（Ａ）に示したように、磁石１４３からの磁束φ１が光学装置１４の外部へ出力されないように、ヨーク１４４が磁石１４３の周囲に配置されている。具体的には、矩形状の磁石１４３における、コイル１４２側の面の対向面（光学素子１４０側の面）（Ｙ−Ｚ面）およびこれらの面の側面（Ｚ−Ｘ面）をそれぞれ取り囲むように、ヨーク１４４が配置されている。これにより、図６（Ａ）に示したように、磁束φ１が磁石１４３の側面方向（ここではＹ軸方向）に広がらなくなるため、以下説明する、光学装置１４の外部に設けられた他の磁性部材に起因した機能障害の発生が回避される。

具体的には、例えば図６（Ｂ）に示した光学装置（本実施の形態の他の構成例に係る光学装置１４Ａ）では、矩形状の磁石１４３におけるコイル１４２側の面の対向面（光学素子１４０側の面）にのみ、ヨーク１４４Ａが配置されている。すなわち、図６（Ａ）に示した光学装置１４とは異なり、磁石１４３における側面（Ｚ−Ｘ面）には、ヨークが配置されていない。このため、この光学装置１４Ａでは、図６（Ｂ）に示したように、磁石１４３からの磁束φ２が、磁石１４３の側面方向（Ｙ軸方向）に広がってしまい、光学装置１４Ａの外部へ出力される。ところが、この方向（Ｙ軸方向）は装置の最薄方向となっているため、外部の周辺付近には、他の磁性部材が存在する可能性がある。磁性部材が周辺に存在する場合、このような磁束φ２が発生すると吸引力が生じ、光学装置１４Ａの可動部が磁性部材の方向に吸引され、スペックルノイズ低減用の振動機能（本来の機能）に障害を及ぼすおそれがある。これに対して、図６（Ａ）に示した光学装置１４では、このような外部の磁性部材に起因した機能障害の発生を回避することができる。

以上のように本実施の形態では、光学装置１４において、レーザ光が通過する光学素子１４０を、このレーザ光の光路と直交する面内で振動させると共に、光学素子１４０を保持する板バネ１４６に、振動の際に光学素子１４０が通過する開口Ｈ１，Ｈ２を設けるようにしたので、光学素子１４０と板バネ１４６との間に振動時用の空間を設けずに、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１，２）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７は、変形例１に係る光学装置（光学装置１４Ｂ）の構成を斜視図で表したものである。本変形例の光学装置１４Ｂは、上記実施の形態の光学装置１４において、板バネ１４６の代わりに、ワイヤサスペンション１４７Ａ，１４７Ｂおよび連結部材１４８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。

ワイヤサスペンション１４７Ａ，１４７Ｂは、それぞれ、光学素子１４０を保持する保持部材であり、ここでは、矩形状の光学素子１４０における対向する一対の側面（Ｚ−Ｘ面）側に配置されている。これらのワイヤサスペンション１４７Ａ，１４７Ｂは弾性部材であり、例えばベリリウム銅等のバネ材料からなる。なお、ワイヤサスペンション１４７Ａ，１４７Ｂにおいてもまた、板バネ１４６と同様に、光反射率を低減するための表面処理が施されているようにするのが望ましい。

これらのワイヤサスペンション１４７Ａ，１４７Ｂにも、振動の際に光学素子１４０が通過する（通過することが可能な，挿入される，挿入可能な）開口が設けられている。すなわち、ワイヤサスペンション１４７Ａには開口Ｈ３が設けられ、ワイヤサスペンション１４７Ｂには開口Ｈ４が設けられている。具体的には、これらの開口Ｈ３，Ｈ４はそれぞれ、ここでは矩形状（スリット状）となっており、光学素子１４０の振動時にこの光学素子１４０とワイヤサスペンション１４７Ａ，１４７Ｂとが互いに接触（衝突）しないようになっている。なお、開口Ｈ３，Ｈ４の大きさは、例えば１ｍｍ×１０ｍｍ程度である。

連結部材１４８は、ワイヤサスペンション１４７Ａ，１４７Ｂと光学素子１４０との間を連結するための部材であり、例えばポリカーボネートや液晶ポリマー等の材料からなる。

このような構成の光学装置１４Ｂ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２］
図８は、変形例２に係る光学装置（光学装置１４Ｃ）の構成を斜視図で表したものである。本変形例の光学装置１４Ｃは、光学素子１４０を、レーザ光の光路と直交する面内における所定の２方向に沿って振動させるようにしたものである。この光学装置１４Ｃは、光学素子１４０、固定部ホルダ１４１Ｃ、コイル１４２Ｃ１，１４２Ｃ２、磁石１４３Ｃ１，１４３Ｃ２、ヨーク１４４Ｃ１，１４４Ｃ２、可動部ホルダ１４５Ｃ１，１４５Ｃ２および板バネ１４６Ｃを有している。

固定部ホルダ１４１Ｃは、前述した固定部ホルダ１４１と同様に、固定部であるコイル１４２Ｃ１，１４２Ｃ２を保持するためのホルダである。具体的には、この固定部ホルダ１４１Ｃは、Ｘ軸上およびＹ軸上に沿って延在するＬ字状となっており、Ｙ軸上に沿ってコイル１４２Ｃ１を保持すると共に、Ｘ軸上に沿ってコイル１４２Ｃ２を保持するようになっている。

コイル１４２Ｃ１，１４２Ｃ２はそれぞれ、前述したコイル１４２と同様に、例えば巻き線コイルからなる。磁石１４３Ｃ１，１４３Ｃ２もそれぞれ、前述した磁石１４３と同様の材料からなる永久磁石である。これらコイル１４２Ｃ１，１４２Ｃ２および磁石１４３Ｃ１，１４３Ｃ２もまた、電磁力を用いて、光学素子１４０をレーザ光の光路（図中の光軸Ｚ１に対応）と直交する面内で振動（微小振動）させる駆動部として機能する。具体的には、ここでは光学素子１４０を、光軸Ｚ１と直交する面内における所定の２方向（図中の振動方向Ｐ２１，Ｐ２２；Ｙ軸，Ｘ軸方向）に沿って振動させるようになっている。

ヨーク１４４Ｃ１，１４４Ｃ２はそれぞれ、前述したヨーク１４４と同様に、磁石１４３Ｃ１，１４３Ｃ２から出力される磁束の方向を制御するための部材である。これらのヨーク１４４Ｃ１，１４４Ｃ２もまた、ヨーク１４４と同様に、磁石１４３Ｃ１，１４３Ｃ２からの磁束が装置外部（光学装置１４Ｃの外部）へ出力されないように、磁石１４３Ｃ１，１４３Ｃ２の周囲に配置されている。

可動部ホルダ１４５Ｃ１，１４５Ｃ２はそれぞれ、前述した可動部ホルダ１４５と同様に、可動部としての光学素子１４０、磁石１４３Ｃ１，１４３Ｃ２、ヨーク１４４Ｃ１，１４４Ｃ２および板バネ１４６Ｃを保持するためのホルダである。具体的には、可動部ホルダ１４５Ｃ１は、Ｙ軸上に沿って上記した各部材を保持する一方、可動部ホルダ１４５Ｃ２は、Ｘ軸上に沿って上記した各部材を保持している。

板バネ１４６Ｃは、前述した板バネ１４６と同様に、光学素子１４０を保持する保持部材であり、ここでは、矩形状の光学素子１４０におけるＬ字状に沿った２側面（Ｚ−Ｘ面，Ｙ−Ｚ面）に配置されている。この板バネ１４６Ｃも弾性部材であり、例えばＳＵＳ３０１−ＣＳＰ等のバネ材料からなる。また、板バネ１４６Ｃにおいてもまた、板バネ１４６と同様に、光反射率を低減するための表面処理が施されているようにするのが望ましい。この板バネ１４６Ｃにもまた、振動の際に光学素子１４０が通過する（通過することが可能な，挿入される，挿入可能な）開口が設けられている。すなわち、板バネ１４６Ｃには、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に延在するＬ字状の開口Ｈ５が設けられている。この開口Ｈ５は、光学素子１４０の振動時にこの光学素子１４０と板バネ１４６Ｃとが互いに接触（衝突）しないようになっている。なお、開口Ｈ５の大きさは、例えば１ｍｍ×１０ｍｍ程度である。

このような構成の光学装置１４Ｃ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、本変形例においても、板バネ１４６Ｃの代わりに、上記変形例１において説明したワイヤサスペンションを設け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発明を説明したが、本発明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、保持部材（板バネまたはワイヤサスペンション）に、振動の際に光学素子が通過する開口が設けられている場合について説明したが、この場合には限られない。具体的には、そのような開口の代わりに（または開口に加えて）、振動の際に光学素子が通過する（通過することが可能な，挿入される，挿入可能な）切り欠きを、保持部材に設けるようにしてもよい。

また、上記実施の形態等では、光学素子を、レーザ光の光路と直交する面内における所定の１方向または２方向に沿って振動させる場合について説明したが、この場合には限られない。すなわち、レーザ光の光路と直交する面内で振動させるのであれば、他の振動方向に沿って光学素子を振動させる（例えば、上記面内で回転振動させる）ようにしてもよい。

更に、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。

加えて、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、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。

更に、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。

加えて、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、本発明は、直視型の表示装置などにも適用することが可能である。

１…表示装置、１０…筐体、１１Ｒ…赤色レーザ、１１Ｇ…緑色レーザ、１１Ｂ…青色レーザ、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…コリメータレンズ、１３１，１３２…ダイクロイックプリズム、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ…光学装置、１４０…光学素子、１４１，１４１Ｃ…固定部ホルダ、１４２，１４２Ｃ１，１４２Ｃ２…コイル、１４３，１４３Ｃ１，１４３Ｃ２…磁石、１４４，１４４Ａ，１４４Ｃ１，１４４Ｃ２…ヨーク、１４５，１４５Ｃ１，１４５Ｃ２…可動部ホルダ、１４６，１４６Ｃ…板バネ、１４７Ａ，１４７Ｂ…ワイヤサスペンション、１４８…連結部材、１５…フライアイレンズ、１６…偏光ビームスプリッタ、１７…反射型液晶素子、１８…投射レンズ、Ｚ１…光軸、Ｐ１，Ｐ２１，Ｐ２２…振動方向、Ｌout…投射光、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５…開口、φ１，φ２…磁束。

Claims (17)

1. レーザ光が通過する光学素子と、
   前記光学素子を保持する保持部材と、
   コイルおよび磁石を含んで構成され、前記光学素子を前記レーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部と
   を備え、
   前記保持部材は、振動方向に沿って前記光学素子が通過もしくは挿入することが可能な、開口または切り欠きを有する
   光学装置。
2. プリズムアレイ、回折素子またはレンズからなり、レーザ光が通過する光学素子と、
   前記光学素子を保持する保持部材と、
   前記光学素子を前記レーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部と
   を備え、
   前記保持部材は、振動方向に沿って前記光学素子が通過もしくは挿入することが可能な、開口または切り欠きを有する
   光学装置。
3. レーザ光が通過する光学素子と、
   前記光学素子を保持する保持部材と、
   コイルおよび磁石を含んで構成され、前記光学素子を前記レーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部と
   を備え、
   前記保持部材は、前記光学素子における振動方向の直交断面の厚みよりも大きい開口または切り欠きを有する
   光学装置。
4. プリズムアレイ、回折素子またはレンズからなり、レーザ光が通過する光学素子と、
   前記光学素子を保持する保持部材と、
   前記光学素子を前記レーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部と
   を備え、
   前記保持部材は、前記光学素子における振動方向の直交断面の厚みよりも大きい開口または切り欠きを有する
   光学装置。
5. 前記磁石からの磁束が装置外部へ出力されないように、前記磁石の周囲にヨークが配設されている
   請求項１または請求項３に記載の光学装置。
6. 前記保持部材が弾性部材である
   請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光学装置。
7. 前記保持部材が、板バネまたはワイヤサスペンションである
   請求項６に記載の光学装置。
8. 前記保持部材において、光反射率を低減するための表面処理が施されている
   請求項７に記載の光学装置。
9. 前記光学素子が、プリズムアレイ、回折素子またはレンズである
   請求項１、請求項３、請求項５ないし請求項８のいずれか１項に記載の光学装置。
10. 前記駆動部は、前記光学素子を、前記直交する面内における所定の１方向または２方向に沿って振動させる
    請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の光学装置。
11. 前記開口または切り欠きは、振動の際に前記光学素子が前記保持部材へ衝突しないように形成されている
    請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の光学装置。
12. レーザ光源を含む光源部と、
    前記光源部からの光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、
    前記光源部と前記光変調素子との間に配置された光学装置と
    を備え、
    前記光学装置は、
    前記レーザ光源からのレーザ光が通過する光学素子と、
    前記光学素子を保持する保持部材と、
    前記光学素子を前記レーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部と
    を備え、
    前記保持部材は、振動方向に沿って前記光学素子が通過もしくは挿入することが可能な、開口または切り欠きを有する
    表示装置。
13. レーザ光源を含む光源部と、
    前記光源部からの光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、
    前記光源部と前記光変調素子との間に配置された光学装置と
    を備え、
    前記光学装置は、
    前記レーザ光源からのレーザ光が通過する光学素子と、
    前記光学素子を保持する保持部材と、
    前記光学素子を前記レーザ光の光路と直交する面内で振動させる駆動部と
    を備え、
    前記保持部材は、前記光学素子における振動方向の直交断面の厚みよりも大きい開口または切り欠きを有する
    表示装置。
14. 前記光変調素子により変調された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１２または請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記光変調素子が液晶素子である
    請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の表示装置。
16. 前記光源部は、赤色光、緑色光または青色光を発する３種類の光源を有する
    請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載の表示装置。
17. 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１６に記載の表示装置。

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