JP5935679B2 - 照明装置および表示装置 - Google Patents

Description

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、高出力の青色半導体レーザや赤色半導体レーザの商用化に続いて、現在では緑色半導体レーザの開発も進んでおり、実用化レベルに達しつつある。このような背景から、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色の単色レーザ（半導体レーザ）を照明装置の光源として用いたプロジェクタの提案がなされている。光源として単色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。

また、このようなプロジェクタでは、照明装置から出射される照明光における光量（強度）の均一化を図るため、一般に、照明装置内に所定の均一化光学系（均一化光学部材）が設けられるようになっている。例えば特許文献１，２には、そのような均一化光学部材として、２つ（１組）のフライアイレンズが設けられている。

特開２００２−３１１３８２号公報 特開２０１２−８５４９号公報

ところで、このようなプロジェクタでは一般に、照明装置から出射される照明光における輝度むら（照度むら）を低減し、表示画質を向上することが求められる。

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、照明光における輝度むら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、この光源部側からの光が入射する第１の均一化光学部材と、この第１の均一化光学部材側からの光が入射する第２の均一化光学部材と、第１の均一化光学部材と第２の均一化光学部材との間の光路上に配設された光学素子と、この光学素子を振動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、照明光を出射する上記本開示の照明装置と、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、光源部側からの光が、第１の均一化光学部材および第２の均一化光学部材側をこの順に通過して光量の均一化が図られ、照明光として出射する。この際に、光路上に配置された光学素子が振動するように駆動されることにより、第１および第２の均一化光学部材に起因して照明光に干渉縞が発生した場合であっても、その干渉縞が時間変位して明るさが平均化される。

本開示の照明装置および表示装置によれば、光路上に配置された光学素子が振動するようにしたので、第１および第２の均一化光学部材に起因して照明光に干渉縞が発生した場合であっても、その干渉縞を時間変位させて明るさを平均化することができる。よって、そのような干渉縞を目立たなくすることができ、照明光における輝度むらを低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。

本開示の第１の実施の形態に係る表示装置の全体構成例を表す模式図である。 レーザ光における光量分布の一例を表す図である。 図１に示した光学素子の構成例を表す模式図である。 図３に示した光学素子の詳細構成例を表す模式図である。 図１に示した２つのフライアイレンズの構成例を表す模式図である。 図１に示した２つのフライアイレンズへの各入射光における光量分布の一例を説明するための模式図である。 擬似Ｆナンバーについて説明するための模式図である。 フライアイレンズにおける単位セルからの出射光について説明するための模式図である。 図８に示した出射光束同士の組み合わせと干渉縞の発生パターンとの関係について説明するための模式図である。 図９に示した出射光束同士の組み合わせにより発生する干渉縞の一例を表す模式図である。 干渉縞ピッチの計算手法について説明するための模式図である。 干渉縞ピッチ等の計算例を表す図である。 図３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１に係る光学素子の構成例を表す模式図である。 図１４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。 図１４に示した光学素子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。 第２の実施の形態に係る光学素子の構成例を表す模式図である。 図１７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２〜４に係る照明装置の概略構成例を表す模式図である。 変形例２〜４に係る照明装置に適用される光学素子の構成例を表す模式図である。 変形例５に係る照明装置の概略構成例を表す模式図である。 第３の実施の形態に係る表示装置の全体構成例を表す模式図である。 干渉縞における位相とコントラストとの関係の一例を表す図である。 図２２に示した光学素子が配置されていない場合における後段側のフライアイレンズへの入射光について説明するための模式図である。 図２２に示した光学素子が配置されている場合における後段側のフライアイレンズへの入射光について説明するための模式図である。 光学素子における光学面の傾斜角とフライアイレンズにおける単位セルのアスペクト比との関係について説明するための模式図である。 第４の実施の形態に係る後段側のフライアイレンズの構成例を表す模式図である。 図２７に示した後段側のフライアイレンズへの入射光における入射角度に対する許容角について説明するための模式図である。 第４の実施の形態の比較例１に係る後段側のフライアイレンズの作用を表す模式図である。 第４の実施の形態の比較例２に係る後段側のフライアイレンズの構成および作用を表す模式図である。 図２７に示した後段側のフライアイレンズの作用を表す模式図である。 変形例６に係る後段側のフライアイレンズの構成例および作用を表す模式図である。 変形例７，８に係る後段側のフライアイレンズの構成例を表す模式図である。 変形例７，８に係る後段側のフライアイレンズの作用を表す模式図である。 第５の実施の形態に係る表示装置の全体構成例を表す模式図である。 第５の実施の形態に係る表示装置の他の全体構成例を表す模式図である。 第５の実施の形態の比較例３に係る表示装置の全体構成を表す模式図である。 第５の実施の形態の作用について説明するための光量分布例を表す図である。 第５の実施の形態に係る実施例１，２および比較例３において各種の光学パラメータが変動したときの受光光量の一例を表として表した図である。 図３９に示した受光光量の一例をグラフ化して表した図である。 図４２〜図４９に示した各実施例等における光学パラメータの設定条件を表として表した図である。 実施例１，２および比較例３に係る受光光量分布の一例を表す図である。 実施例１，２および比較例３に係る受光光量分布の他の例を表す図である。 実施例１，２および比較例３に係る受光光量分布の他の例を表す図である。 実施例１，２および比較例３に係る受光光量分布の他の例を表す図である。 実施例１，２および比較例３に係る受光光量分布の他の例を表す図である。 実施例１，２および比較例３に係る受光光量分布の他の例を表す図である。 実施例１，２および比較例３に係る受光光量分布の他の例を表す図である。 実施例１，２および比較例３に係る受光光量分布の他の例を表す図である。

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．第１の実施の形態（光学素子を振動させて均一化光学部材による干渉縞を抑える例）
２．変形例１（光学素子がプリズムアレイからなる場合の例）
３．第２の実施の形態（光学素子の光学面が単位セルの配列方向と傾斜して延在した例）
４．変形例２〜５（光学素子の他の配置例）
５．第３の実施の形態（光学素子とその後段側の均一化光学部材との条件式の規定例）
６．第４の実施の形態（後段側の均一化光学部材における単位セル形状を規定した例）
７．変形例６〜８（後段側の均一化光学部材における単位セルの他の形状例）
８．第５の実施の形態（前段側の均一化光学部材よりも後段側に受光素子を配置した例）
９．その他の変形例

＜第１の実施の形態＞
［表示装置３の構成］
図１は、本開示の第１の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、カップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、ダイクロイックプリズム１３１，１３２、光学素子１４、駆動部１４０、フライアイレンズ１５１，１５２、サブコンデンサレンズ１６１，１６２およびコンデンサレンズ１７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。これらの赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂはそれぞれ、例えばパルス発光を行う。すなわち、例えば所定の発光周波数（発光周期）により、間欠的（断続的）にレーザ光を出射するようになっている。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。

また、これらのレーザ光源から出射されるレーザ光は、レーザ結晶からなるレーザ媒質に励起光が入射されることにより発生するようになっている。ここで、このレーザ光の強度分布（光量分布、ＦＦＰ（Far Field Pattern））は、レーザ媒質であるレーザ結晶の原子や分子の分布、結晶のサイズに応じて定まる。そして、理想的には例えば図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、発生されたレーザ光の光量分布（プロファイル）は、ほぼガウス分布となる。なお、図２（Ｂ）中に示した「水平」，「垂直」とはそれぞれ、水平方向（ここではＸ軸方向）および垂直方向（ここではＹ軸方向）に沿った光量分布のことを意味している。

カップリングレンズ１２Ｇは、緑色レーザ１１Ｇから出射された緑色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１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。同様に、カップリングレンズ１２Ｂは、青色レーザ１１Ｂから出射された青色レーザ光をコリメートして、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。また、カップリングレンズ１２Ｒは、赤色レーザ１１Ｒから出射された赤色レーザ光をコリメートして、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、これらのカップリングレンズ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、カップリングレンズ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、カップリングレンズ１２Ｂを介して入射した青色レーザ光を選択的に透過させる一方、カップリングレンズ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から出射した青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、カップリングレンズ１２Ｒを介して入射した赤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。

光学素子１４は、上記した光源部からの出射光（レーザ光）の光路上に配置される素子であり、ここでは２つのフライアイレンズ１５１，１５２の間（具体的には、一対のサブコンデンサレンズ１６１，１６２の間）の光路上に配置されている。この光学素子１４は、照明光において、いわゆるスペックルノイズおよび後述する干渉縞をそれぞれ低減するための光学素子であり、上記した光路上を進行するレーザ光がこの光学素子１４を通過するようになっている。

駆動部１４０は、光学素子１４を駆動するものである。具体的には、この駆動部１４０は、光学素子１４を振動（微小振動）させる（例えば、光軸Ｚ０に沿った方向や、光軸Ｚ０に対する垂直方向に沿って振動させる）機能を有している。これにより、詳細は後述するが、光学素子１４を通過する光束の状態が変化し、スペックルノイズおよび干渉縞を低減させることが可能となっている。なお、このような駆動部１４０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。

図３（Ａ）〜（Ｃ）は、このような光学素子１４の構成例を模式的に表したものである。光学素子１４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３（Ａ）は、光学素子１４のＸ−Ｙ平面構成例を示し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成例を示している。

この光学素子１４は、図３（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１４１と凹状曲面からなる第２光学面１４２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１４１のピッチをＰｓ（＋）、第１光学面１４１の曲率半径をＲｓ（＋）、第２光学面１４２のピッチをＰｓ（−）、第２光学面１４２の曲率半径をＲｓ（−）として示している。この例では、第１光学面１４１のピッチＰｓ（＋）と、第２光学面１４２のピッチＰｓ（−）とが、互いに異なっている（ここでは、Ｐｓ（＋）＞Ｐｓ（−）となっている）。

ここで、光学素子１４では、これらの第１光学面１４１，第２光学面１４２はそれぞれ、Ｘ軸方向に沿って延在している。換言すると、第１光学面１４１，第２光学面１４２の延在方向と、後述するフライアイレンズ１５１，１５２における単位セルの配列方向とが、互いに一致している。なお、この第１光学面１４１，第２光学面１４２の延在方向とは、図３（Ａ），図３（Ｃ）中に示した光学面延在軸（シリンダー軸）Ａｓに対応している。

また、例えば図４に模式的に示したように、第１光学面１４１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１４２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１４では、第１光学面１４１から出射される収束光の光路と、第２光学面１４２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１４１と第２光学面１４２とが滑らかに接続されている。なお、図４中に示したＦｓ（＋）は、第１光学面１４１における焦点距離を表し、Ｆｓ（−）は、第２光学面１４２における焦点距離を表している。また、ＬＰは、第１光学面１４１から出射される収束光の光束幅と第２光学面１４２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Ｐｓとなるとき）の平面と、光学素子１４との間の距離を表している。

フライアイレンズ１５１，１５２はそれぞれ、基板上に複数のレンズ（後述する単位セル）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。フライアイレンズ１５１は、前述した光源部側からみて前段側のフライアイレンズであり、ここではダイクロイックプリズム１３２と光学素子１４との間の光路上に配置されている。フライアイレンズ１５２は後段側のフライアイレンズであり、ここでは光学素子１４とコンデンサレンズ１７との間の光路上に配置されている。これらのフライアイレンズ１５１，１５２ではそれぞれ、分割された光束が重畳されるように出射される。これにより、フライアイレンズ１５２からの出射光Ｌ２outの均一化（面内の光量分布の均一化）が図られ、照明光として出射されるようになっている。なお、これらのフライアイレンズ１５１，１５２ではそれぞれ、斜入射光も効率良く照明光として利用するため、以下説明するように、それらの光入射面側だけでなく光出射面側にも単位セル（所定の曲率を有する単位レンズ）が形成されている。

ここで、フライアイレンズ１５１は、前述した光源部側から入射光Ｌ１inが入射する光入射面Ｓ１in側に、複数の単位セルが配列されてなる入射側アレイＡ１inを有している。また、それとともに、フライアイレンズ１５１は、出射光が出射される光出射面Ｓ１out側に、複数の単位セルが配列されてなる出射側アレイＡ１outを有している。

具体的には、例えば図５（Ａ）に示したように、このフライアイレンズ１５１は、光入射面Ｓ１in側に複数の入射側単位セルＣ１inを有するとともに、光出射面Ｓ１out側に複数の出射側単位セルＣ１outを有している。そして、ここでは各入射側単位セルＣ１inと各出射側単位セルＣ１outとが、互いに共通化（共通に形成）されている。すなわち、１つの入射側単位セルＣ１inと１つの出射側単位セルＣ１outとで、１つの共通化単位セルが構成されている。

フライアイレンズ１５１では、このような複数の共通化単位セル（入射側単位セルＣ１inおよび出射側単位セルＣ１out）が、Ｘ軸方向（第１の方向；ここでは水平方向）およびＹ軸方向（第２の方向；ここでは垂直方向）の双方に沿って配列されている。つまり、入射側単位セルＣ１inおよび出射側単位セルＣ１outはそれぞれ、Ｘ−Ｙ面（光入射面Ｓ１inおよび光出射面Ｓ１out）上で隙間なく２次元配置（ここではマトリクス配置）されている。また、各共通化単位セル（入射側単位セルＣ１inおよび出射側単位セルＣ１out）は、Ｘ軸方向を長軸方向とすると共にＹ軸方向を短軸方向とする異方性形状（ここでは矩形状）からなる。そして、この異方性形状（矩形状）におけるアスペクト比（長軸方向と短軸方向との長さの比）は、後述する反射型液晶素子２１におけるアスペクト比と略一致（望ましくは一致）するように設定されている。

一方、フライアイレンズ１５２は、フライアイレンズ１５１側から入射光Ｌ２inが入射する光入射面Ｓ２in側に、複数の単位セルが配列されてなる入射側アレイＡ２inを有している。また、それとともに、フライアイレンズ１５２は、出射光が出射される光出射面Ｓ２out側に、複数の単位セルが配列されてなる出射側アレイＡ２outを有している。

具体的には、例えば図５（Ｂ）に示したように、このフライアイレンズ１５２は、光入射面Ｓ２in側に複数の入射側単位セルＣ２inを有するとともに、光出射面Ｓ２out側に複数の出射側単位セルＣ２outを有している。そして、ここではフライアイレンズ１５１と同様に、各入射側単位セルＣ２inと各出射側単位セルＣ２outとが、互いに共通化（共通に形成）されている。すなわち、１つの入射側単位セルＣ２inと１つの出射側単位セルＣ２outとで、１つの共通化単位セルが構成されている。

フライアイレンズ１５２においても、このような複数の共通化単位セル（入射側単位セルＣ２inおよび出射側単位セルＣ２out）が、Ｘ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）の双方に沿って配列されている。つまり、入射側単位セルＣ２inおよび出射側単位セルＣ２outはそれぞれ、Ｘ−Ｙ面（光入射面Ｓ２inおよび光出射面Ｓ２out）上で隙間なく２次元配置（ここではマトリクス配置）されている。また、各共通化単位セル（入射側単位セルＣ２inおよび出射側単位セルＣ２out）は、Ｘ軸方向を長軸方向とすると共にＹ軸方向を短軸方向とする異方性形状（ここでは矩形状）からなる。そして、この異方性形状（矩形状）におけるアスペクト比もまた、後述する反射型液晶素子２１におけるアスペクト比と略一致（望ましくは一致）するように設定されている。

ここで、フライアイレンズ１５１が本開示における「第１の均一化光学部材」の一具体例に対応し、フライアイレンズ１５２が本開示における「第２の均一化光学部材」の一具体例に対応する。

サブコンデンサレンズ１６１，１６２はそれぞれ、２つのフライアイレンズ１５１，１５２の間の光路上に配置（フライアイレンズ１５１側にサブコンデンサレンズ１６１、フライアイレンズ１５２側にサブコンデンサレンズ１６２が配置）されている。これらのサブコンデンサレンズ１６１，１６２はそれぞれ、正のパワーを有するレンズであり、リレー光学系を構成している。具体的には、サブコンデンサレンズ１６１は、フライアイレンズ１５１からの出射光を集光し、光学素子１４へ入射させるためのレンズである。同様に、サブコンデンサレンズ１６２は、光学素子１４からの出射光を集光し、フライアイレンズ１５２へ入射させるためのレンズである。なお、これらのサブコンデンサレンズ１６１，１６２が、本開示における「一対のレンズ」の一具体例に対応する。

コンデンサレンズ１７は、フライアイレンズ１５２からの出射光Ｌ２outを集光し、照明光として出射させ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）２３、フィールドレンズ２２、反射型液晶素子２１および投射レンズ２４（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２３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、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２４へ入射するようになっている。

フィールドレンズ２２は、偏光ビームスプリッタ２３と反射型液晶素子２１との間の光路上に配置されている。このフィールドレンズ２２は、照明光をテレセントリックに反射型液晶素子２１に入射させることによって、光学系のコンパクト化を図るためのレンズである。

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２４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、図１に示したように、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、カップリングレンズ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、フライアイレンズ１５１、サブコンデンサレンズ１６１、光学素子１４、サブコンデンサレンズ１６２、フライアイレンズ１５２およびコンデンサレンズ１７をこの順に通過し、照明光として出射する。この際、フライアイレンズ１５１，１５２により、フライアイレンズ１５２からの出射光Ｌ２outの均一化（面内の光量分布の均一化）が図られる。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２３によって選択的に反射され、フィールドレンズ２２を介して反射型液晶素子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２３を透過し、投射レンズ２４へと入射する。そして、この入射光（映像光）は、投射レンズ２４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、例えば、所定の発光周波数による間欠的な発光動作を行う。これにより、各レーザ光（赤色レーザ光，緑色レーザ光，青色レーザ光）が、時分割的に順次出射される。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。このようにして、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．フライアイレンズ１５１，１５２の作用）
次に、フライアイレンズ１５１，１５２の作用（２段構成のフライアイレンズによる作用）について、詳細に説明する。

まず、例えば図６（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、これらのフライアイレンズ１５１，１５２では、入射光の光量分布（入射位置および入射角度に対する光量分布）が以下のようになる。すなわち、例えば図６（Ｂ）に示したように、フライアイレンズ１５１への入射光Ｌ１inにおけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った領域における光量分布は、入射位置Ｙin１に対してはガウス分布状となる一方、入射角度θin１に対してはほとんど分布を持たない（θin１≒０°）。これに対して、例えば図６（Ｃ）に示したように、フライアイレンズ１５２への入射光Ｌ２inにおけるＩＶ−ＩＶ線に沿った領域における光量分布は、入射位置Ｙin２に対しては所定範囲の分布（光量値が一定の分布）となる一方、入射角度θin２に対してはガウス分布状となる。つまり、前段側のフライアイレンズ１５１への入射光Ｌ１inにおける入射位置Ｙin１および入射角度θin１に対する光量分布がそれぞれ、逆に、後段側のフライアイレンズ１５２への入射光Ｌ２inにおける入射角度θin２および入射位置Ｙin２に対する光量分布へと変換されることになる。したがって、例えば、入射光Ｌ１inにおいて入射位置Ｙin１に対する光量分布が広い（レーザ光源における発散角が広い）場合には、入射光Ｌ２inにおいて入射角度θin２に対する光量分布が広くなる。また、逆に、入射光Ｌ１inにおいて入射位置Ｙin１に対する光量分布が狭い（レーザ光源における発散角が狭い）場合には、入射光Ｌ２inにおいて入射角度θin２に対する光量分布が狭くなることになる。

このように、照明装置１内で２つ（２段）のフライアイレンズ１５１，１５２が設けられていることにより、１つ（１段）のフライアイレンズのみが設けられている場合と比べ、以下の利点が得られる。

すなわち、まず、光源としてレーザを用いた光学系では一般に、レーザにおける発散角の変動によって、フォーカス深度が変動したり、後述するスペックルノイズの度合いが変動したりし、プロジェクタ特性が大きく左右される。詳細には、レーザの発散角によって瞳共役位置の光量分布が決まるため、この光量分布が異なると、同一の光学系においても有効なＦナンバーが異なる。このＦナンバーの値によって、フォーカスが取れる範囲やスペックルノイズの度合いが変化することから、安定的な特性のレーザープロジェクタが得られなくなってしまう。

ここで、レンズにおけるＦナンバーとしては、幾何的なＦナンバー（Ｆナンバー：Ｆ）を用いるのが一般的であるが、レンズにおける瞳光量分布（射出瞳内の光量分布）の影響で、実質的なＦナンバーが増大して見えることがある。このような実質的なＦナンバーを、ここでは擬似Ｆナンバー（有効Ｆナンバー）Ｆ’と定義するものとする。

図７は、この擬似ＦナンバーＦ’の定義について説明するための模式図であり、レンズにおける射出瞳内の光量分布の一例を示している。ここで、レンズにおける射出瞳半径をＲｅとし、レンズにおける射出瞳内の光量分布において、半径方向に沿って射出瞳半径Ｒｅまで光量（図７中に示したＦの領域内での光量）を積算して得られる積算光量をＩとし、射出瞳内の光量分布において、その光量分布の重心Ｇを中心として半径方向に沿って所定の半径Ｒｅ’まで光量（図７中に示したφｆ内の領域での光量）を積算して得られる積算光量をＩ’（＝Ｉ／２）とする。このような射出瞳半径Ｒｅと、Ｉ’＝Ｉ／２を満たす半径Ｒｅ’とを用いると、レンズにおける擬似ＦナンバーＦ’は、以下の（１）式により定義される。このようにして定義される擬似ＦナンバーＦ’は、簡易的に通常の幾何ＦナンバーＦと同等の効果を与えることが、実験的に確認されている。
Ｆ’＝｛（２ＦＲｅ’）／Ｒｅ｝ ……（１）

ここで、本実施の形態では、照明装置１内で２段構成のフライアイレンズ１５１，１５２が設けられているため、１段目のフライアイレンズ１５１によって、２段目のフライアイレンズ１５２への入射光の光量分布の均一化が図られる。このように、レーザの発散角によらずに、２段目のフライアイレンズ１５２への入射光の光量分布が均一化されるため、照明光学系の光学設計によってＦナンバー（擬似ＦナンバーＦ’）が一意に決まることになり、上記したような特性の変動が抑えられる。

また、レーザ光を用いたプロジェクタでは一般に、瞳共役位置における光量分布がレーザの放射分布そのもの（ガウス分布）となるため、中央付近での強度が強い。そのため、瞳位置でも同様に、中央付近での強度が強い光量分布となり、人間（ユーザ）の目に危険を及ぼすおそれがあることから、レーザ光の強度（照明光の光量）を制限する必要が生じてしまう。

これに対して本実施の形態では、上記したように２段構成のフライアイレンズ１５１，１５２によって、２段目のフライアイレンズ１５２への入射光の光量分布の均一化が図られる。したがって、瞳位置での光量分布の均一化も図られ、人間の目にとってもダメージが小さくなる。その結果、レーザ光の強度（照明光の光量）の制限が緩くて済むようになり、安全規格を遵守しつつ表示映像の明るいプロジェクタを構築できるようになる。

（３．光学素子１４の作用）
続いて、光学素子１４の作用（照明光における干渉縞およびスペックルノイズの低減作用）について、詳細に説明する。

（干渉縞の発生原理）
最初に、図８〜図１２を参照して、フライアイレンズ１５１，１５２に起因して発生する干渉縞（照明装置１から出射される照明光において発生する干渉縞）の発生原理について説明する。

まず、照明装置内に均一化光学部材としてフライアイレンズが設けられている場合、一般に、このフライアイレンズ内で規則的に配列された複数の単位セル（単位レンズ）間での出射光束同士の干渉（重ね合わせ）により、照明光に干渉縞（輝度むら，照度むら）が発生する。その結果、スクリーン上の投影像においても輝度むらが生じ、表示画質が劣化してしまうことになる。この干渉縞のピッチは、後述するように、均一照明される反射型液晶素子上では数μｍのオーダーであるものの、投射レンズによって拡大された投影像では数ｍｍオーダーのピッチとなるため、スクリーン上では無視できない大きさの干渉縞となる。

また、特に本実施の形態のように２段構成のフライアイレンズを用いた場合、１段目のフライアイレンズによって発生した干渉縞がリレーレンズによって拡大されるため、スクリーン上では数ｃｍものオーダーの干渉縞となってしまう。このように、２段構成のフライアイレンズを用いると、１段目のフライアイレンズによる長ピッチの干渉縞と、２段目のフライアイレンズによる短ピッチの干渉縞との２種類の干渉縞が発生する。

ここで一例として、図８に示したように、フライアイレンズ１５２内の隣接する４つの単位セルＣ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ２ｃ，Ｃ２ｄ間での出射光束同士の重ね合わせにより生ずる干渉縞について考える。なお、この例では、単位セルＣ２ａからの出射光束をＬ２ａ、単位セルＣ２ｂからの出射光束をＬ２ｂ、単位セルＣ２ｃからの出射光束をＬ２ｃ、単位セルＣ２ｄからの出射光束をＬ２ｄとする。また、図８中に示したように、出射光束Ｌ２ａと光軸Ｚ０とのなす角度をθ、出射光束Ｌ２ｂと光軸Ｚ０とのなす角度を３θとする。

この場合、例えば図９（Ａ）〜（Ｄ）に示したようなパターンにより、各単位セルＣ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ２ｃ，Ｃ２ｄ間での出射光束同士（等位相光束同士）の重ね合わせによる干渉縞が発生する。ここで、図９（Ａ）は、出射光束Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ同士の組み合わせ（重ね合わせ）により発生する干渉縞のパターンを模式的に示したものであり、この場合には出射光束Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃにおける波面同士のなす角度は２θとなる。また、図９（Ｂ）は、出射光束Ｌ２ａ，Ｌ２ｄ同士の組み合わせにより発生する干渉縞のパターンを模式的に示したものであり、この場合には出射光束Ｌ２ａ，Ｌ２ｄにおける波面同士のなす角度は６θとなる。図９（Ｃ）は、出射光束Ｌ２ｃ，Ｌ２ｄ同士の組み合わせにより発生する干渉縞のパターンを模式的に示したものであり、この場合には出射光束Ｌ２ｃ，Ｌ２ｄにおける波面同士のなす角度は２θとなる。図９（Ｄ）は、出射光束Ｌ２ａ，Ｌ２ｃ同士の組み合わせにより発生する干渉縞のパターンを模式的に示したものであり、この場合には出射光束Ｌ２ａ，Ｌ２ｃにおける波面同士のなす角度は４θとなる。なお、これらの図９（Ａ）〜（Ｄ）中（および以下の図１０（Ａ）中）において、白丸の点は輝度が相対的に高い状態を示し、黒丸の点は輝度が相対的に低い状態を示している。

このようにして、この例全体では、例えば図１０（Ａ）に示したようなパターンの干渉縞が発生し、そのときの干渉縞のピッチ（干渉縞ピッチｐ）は、例えば図１０（Ｂ）に示したようになる。ここで、図１０（Ｂ）中の縦軸に示した「光量」の値は、干渉縞の相対的な明るさ（１．０：平均的な明るさ）を表したものとなっている。なお、フライアイレンズ１５２内の単位セル数が増加した場合であっても、干渉縞のパターンは、この例のように隣接する複数の単位セル同士（フライアイレンズ１５２内での全ての単位セル同士の組み合わせ）で生じる干渉縞のピッチによるものとなる。また、実際には、単位セルは水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）の双方に沿って配置されているため、干渉縞のパターンは、主に縦横のメッシュ状（格子状）となる。

ここで、図１１を参照して、このようにして生じる干渉縞のピッチ（干渉縞ピッチｐ）の計算手法について説明する。この図１１において、出射光Ｌ２out波長をλ、出射光Ｌ２outにおけるマージナル光線，一光線と光軸Ｚ０とのなす角度をθ，α、コンデンサレンズ１７の焦点距離，Ｆナンバーをｆｃ，Ｆ、フライアイレンズ１５２の単位セル数，単位セルピッチをｎ，ｐｆ、開口数をＮＡ、照明光学系を通過する光束の直径をＥＰＤ（Entrance Pupil Diameter）とする。すると、以下の（２）〜（４）式の関係を用いて、以下の（５）式によって干渉縞ピッチｐが規定されることになる。
ＮＡ＝ｓｉｎθ＝｛ＥＰＤ／（２×ｆｃ）｝＝１／（２×Ｆ） ……（２）
ｓｉｎα＝｛Ｐｆ／（２×ｆｃ）｝＝１／（２×ｎ×Ｆ） ……（３）
ｓｉｎα＝｛λ／（２×ｐ）｝ ……（４）
ｐ＝｛（ｎ×λ）／（２×ＮＡ）｝＝（ｎ×λ×Ｆ） ……（５）

なお、図１２は、フライアイレンズが１段構成の場合（「Single 例１」：単位セル数ｎ＝１０，「Single 例２」：単位セル数ｎ＝２０）と、本実施の形態のように２段構成の場合（「Double 例１」，「Double 例２」）とについて、干渉縞ピッチｐの計算例を示したものである。なお、このときの干渉縞ピッチｐは、反射型液晶素子２１（この例では画素ピッチ＝０．２２インチのもの）上での干渉縞と、スクリーン３０（この例では投影サイズ＝２５インチのもの）上での干渉縞との双方について示している。

（干渉縞の低減作用）
このようにしてフライアイレンズ１５１，１５２に起因して照明光に生ずる干渉縞を低減させるため、本実施の形態の照明装置１では、図１に示したように、レーザ光の光路上に光学素子１４が配置されている。そして、駆動部１４０は、この光学素子１４が振動するように駆動する。

具体的には、駆動部１４０は、例えば図１３（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１５２との間の相対位置がそれぞれ変位するように駆動する。なお、これらの図１３（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、上記した光学素子１４から距離ＬＰだけ離れた平面上における収束光束領域１５２ａおよび拡散光束領域１５２ｂをそれぞれ、フライアイレンズ１５２における各入射側単位セルＣ２inと重ねて模式的に示したものである。また、図１３（Ｄ）〜（Ｆ）はそれぞれ、図１３（Ａ）〜（Ｃ）中の太線で示した入射側単位セルＣ２in上の領域内における、収束光束領域１５２ａおよび拡散光束領域１５２ｂを模式的に示したものである。

このように、光学素子１４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１３（Ｄ）〜（Ｆ）に示したように、各入射側単位セルＣ２in上の領域内で、収束光束領域１５２ａと拡散光束領域１５２ｂとが交互に入れ替わることになる。その結果、上記したように、フライアイレンズ１５１，１５２に起因して照明光に干渉縞が発生した場合であっても、その干渉縞が時間変位して明るさが平均化される。

また、本実施の形態では、例えば拡散板等の位相を乱す素子を用いて干渉縞を低減させる手法とは異なり、干渉縞の低減に際して光量の損失が生じることはない。したがって、光源から出射されるレーザ光等の光利用効率低下を回避しつつ、干渉縞の発生が抑えられる。

（スペックルノイズの低減作用）
また、本実施の形態では、振動する光学素子１４の後段側（光出射側）にフライアイレンズ１５２が配置されているため、照明光において、上記した干渉縞に加えていわゆるスペックルノイズの発生も低減される。このスペックルノイズとは、レーザ光のようなコヒーレント光が拡散面に照射される際に観察される、斑点上の模様のことである。このスペックルノイズは、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。本実施の形態では、上記した光学素子１４の振動によって、スペックルパターンの多重化（時間平均）がなされるため、そのようなスペックルノイズの発生が低減するのである。

以上のように本実施の形態では、レーザ光の光路上に光学素子１４を配置すると共にこの光学素子１４が振動するようにしたので、フライアイレンズ１５１，１５２に起因して照明光に干渉縞が発生した場合であっても、その干渉縞を時間変位させて明るさを平均化することができる。よって、そのような干渉縞を目立たなくすることができ、照明光における輝度むらを低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。

また、正のパワーを有する一対のサブコンデンサレンズ１６１，１６２間に光学素子１４が配置されているようにしたので、光学系の小型化を図ることも可能となる。

＜変形例１＞
続いて、上記第１の実施の形態の変形例（変形例１）について説明する。なお、第１の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。

［光学素子１４Ａの構成］
図１４は、変形例１に係る光学素子（光学素子１４Ａ）の構成例を模式的に斜視図で表したものである。本変形例の照明装置（表示装置）は、図１に示した照明装置１（表示装置３）において、光学素子１４の代わりにこの光学素子１４Ａを設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。

本変形例の光学素子１４Ａは、以下説明するように、プリズムアレイからなる。すなわち、この光学素子１４Ａは、複数（ここでは、ｎ／２個（ｎ：２以上の整数））のプリズム１４ｐがＹ軸方向に沿って並んで配置されたものとなっている。各プリズム１４ｐ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。つまり、これらのプリズム１４ｐ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１４ｐ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１４ｐ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１４ｐは一対の傾斜面Ｓ_n-1（第（ｎ−１）面）および傾斜面（第ｎ面）Ｓ_nを、それぞれ有している。これにより各プリズム１４ｐ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：θｐ）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１４ｐ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１４ｐ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。

［光学素子１４Ａの作用・効果］
この光学素子１４Ａでは、各プリズム１４ｐ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、例えば図１５に示したように、各プリズム１４ｐの一対の傾斜面において、入射光の位置と、光学素子１４Ａ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１５２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、光学素子１４Ａにおける前述した１個目のプリズム１４ｐ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１５２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１４ｐ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１４ｐ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１４ｐでは、傾斜面Ｓ_n-1および傾斜面Ｓ_nの間で、入射光の入射位置と、フライアイレンズ１５２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Ｓ_n-1からの出射光は、傾斜面Ｓ_nへの入射光の入射位置（（ｎ／２）個目のプリズム１４ｐ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Ｓ_nからの出射光は、傾斜面Ｓ_n-1への入射光の入射位置（（ｎ／２）個目のプリズム１４ｐ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１４中に示したプリズムピッチｄおよび傾斜角θｐ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１４０は、この光学素子１４Ａとフライアイレンズ１５２との間の相対位置を変位させる。具体的には、本変形例では駆動部１４０は、例えば図１６中の矢印Ｐ１で示したように、光学素子１４Ａを、光軸Ｚ０と直交する面内におけるプリズム１４ｐ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１４ｐ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１６中の矢印Ｐ２１，Ｐ２２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１５２の入射面上において、光学素子１４Ａ内の各プリズム１４ｐ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、本変形例においても第１の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、干渉縞およびスペックルノイズの発生を低減することが可能となる。

このように、本開示における光学素子の構成は、第１の実施の形態で説明した構成のもの（光学素子１４）には限られず、他の構成のものであってもよい。この点は、以下説明する他の実施の形態および変形例等においても同様である。

＜第２の実施の形態＞
［光学素子１４Ｂの構成］
図１７は、本開示の第２の実施の形態に係る光学素子（光学素子１４Ｂ）の構成例を模式的に表したものである。本実施の形態の光学素子１４Ｂは、光学素子１４と同様に、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１７（Ａ）は、光学素子１４ＢのＸ−Ｙ平面構成および図中のＶ−Ｖ線に沿った断面構成を示し、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）中の符号Ｇ１で示した部分の拡大図に対応している。なお、以下では、第１の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。

この光学素子１４Ｂは、図１７（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１４１と凹状曲面からなる第２光学面１４２とを交互に配列（１次元配列）した構造を有しており、基本的には光学素子１４と同様の構造となっている。

ただし、光学素子１４Ｂでは光学素子１４とは異なり、第１光学面１４１，第２光学面１４２がそれぞれ、Ｘ軸およびＹ軸（フライアイレンズ１５１，１５２における単位セルの配列方向）に対して傾斜配置されている。換言すると、第１光学面１４１，第２光学面１４２の延在方向（光学面延在軸Ａｓ）と、上記した単位セルの配列方向とが、互いに傾斜している。ここでは一例として、第１光学面１４１，第２光学面１４２の延在方向とＸ軸との傾斜角α＝４５°となっている。

（光学素子１４Ｂの作用・効果）
このような構成の光学素子１４Ｂにおいても、基本的には光学素子１４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、例えば図１８（Ａ）〜（Ｆ）に示したように、第１の実施の形態と同様に、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１５２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。つまり、この場合も、駆動部１４０によって光学素子１４Ｂ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１８（Ｄ）〜（Ｆ）に示したように、各入射側単位セルＣ２in上の領域内で、収束光束領域１５２ａと拡散光束領域１５２ｂとが交互に入れ替わることになる。

その結果、フライアイレンズ１５１，１５２に起因して照明光に干渉縞が発生した場合であっても、その干渉縞が時間変位して明るさが平均化される。よって、そのような干渉縞を目立たなくすることができ、照明光における輝度むらを低減する（表示画質を向上させる）ことが可能となる。また、第１の実施の形態と同様に、スペックルノイズの発生を低減することも可能となる。

ここで、前述したように、フライアイレンズ１５１，１５２における単位セルの配列に応じて、干渉縞のパターンは主に垂直方向および水平方向（縦横方向）に発生するが、実際には斜め方向で隣接する単位セル間での出射光束同士の干渉によっても、干渉縞が発生する。具体的には、例えば単位セルのアスペクト比がＸ：Ｙ＝１６：９であるとすると、干渉縞は、水平方向（０°方向）および垂直方向（９０°方向）に加え、３０°（＝ａｒｃｔａｎ（９／１６））方向および１５０°（＝−ａｒｃｔａｎ（９／１６））方向にも発生する。

ただし、本実施の形態の光学素子１４Ｂのように、光学面の延在方向（光学面延在軸Ａｓ）と単位セルの配列方向とが互いに傾斜している場合、そのような斜め方向に発生する干渉縞も低減することができる。具体的には、例えば傾斜角α＝４５°であるものとすると、この１軸構成（光学面延在軸Ａｓが１方向に揃った構成）の光学素子１４Ｂを１方向（例えば上記したＹ軸方向）に沿って振動させるだけで、縦横方向だけでなく斜め方向の干渉縞も低減することが可能である。このように、１軸構成の光学素子１４Ｂによって対策を取れるため、後述する２軸構成や４軸構成の光学素子と比べ、容易に光学素子を製造することができるという利点もある。

また本実施の形態では、上記したように、光学素子１４Ｂにおける光学面の延在方向（光学面延在軸Ａｓ）と単位セル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、フライアイレンズ１５２における単位セル（入射側単位セルＣ２inおよび出射側単位セルＣ２out）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。

続いて、上記第１，第２の実施の形態の変形例（変形例２〜５）について説明する。なお、これら第１，第２の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２〜４＞
［照明装置１Ｃ〜１Ｅの構成］
図１９（Ａ）は、変形例２に係る照明装置（照明装置１Ｃ）の概略構成例を模式的に表したものである。また、図１９（Ｂ）は、変形例３に係る照明装置（照明装置１Ｄ）の概略構成例を模式的に表したものである。図１９（Ｃ）は、変形例４に係る照明装置（照明装置１Ｅ）の概略構成例を模式的に表したものである。これらの照明装置１Ｃ，１Ｄ，１Ｅはそれぞれ、図１に示した照明装置１において、光学素子１４（あるいは光学素子１４Ａ，１４Ｂ）の配置位置を変更したものに対応し、他の構成は同様となっている。

すなわち、まず、変形例２，３に係る照明装置１Ｃ，１Ｄではそれぞれ、照明装置１と同様に、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）が２つのフライアイレンズ１５１，１５２の間の光路上に配置されている。ただし、これらの照明装置１Ｃ，１Ｄではそれぞれ、照明装置１とは異なり、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）が、２つのサブコンデンサレンズ１６１，１６２の間の光路上には配置されていない。

具体的には、照明装置１Ｃでは、２つのサブコンデンサレンズ１６１，１６２よりも前段側である光入射側の光路上（フライアイレンズ１５１とサブコンデンサレンズ１６１との間の光路上）に、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）が配置されている。また、照明装置１Ｄでは、２つのサブコンデンサレンズ１６１，１６２よりも後段側である光出射側の光路上（サブコンデンサレンズ１６２とフライアイレンズ１５２との間の光路上）に、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）が配置されている。

一方、変形例４に係る照明装置１Ｅでは、照明装置１，１Ｃ，１Ｄとは異なり、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）が、２つのフライアイレンズ１５１，１５２の間の光路上にも配置されていない。具体的には、この照明装置１Ｅでは、２つのフライアイレンズ１５１，１５２よりも前段側である光入射側の光路上（フライアイレンズ１５１とダイクロイックプリズム１３２との間の光路上）に、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）が配置されている。

［照明装置１Ｃ〜１Ｅの作用・効果］
これらの照明装置１Ｃ，１Ｄ，１Ｅにおいても、基本的には照明装置１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、干渉縞およびスペックルノイズの発生を低減することが可能となる。

ただし、照明装置１Ｃ，１Ｄ，１Ｅではそれぞれ、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）がサブコンデンサレンズ１６１，１６２の間には配置されていないため、照明装置１と比べて光学系が大型化してしまうと言える。

また、特に光学素子１４Ｂを用いた場合、サブコンデンサレンズ１６１，１６２の間に光学素子１４Ｂが配置されていないと、以下のデメリットも生じる。すなわち、この場合には、光学素子１４Ｂからの出射光束の時間変化方向が例えば４５°方向となるため、４方向（縦方向，横方向，斜め方向）の各干渉縞への低減作用の成分は、例えば以下のようになる。すなわち、この例では、０°方向，９０°方向，１５０°方向の干渉縞に対しては、光学素子１４Ｂが振動することによる出射光束の変化量が、相対的に大きくなる。一方で、光学素子１４Ｂにおける光学面延在軸Ａｓに近い方向である３０°方向の干渉縞に対しては、光学素子１４Ｂが振動することによる出射光束の変化量が、相対的に小さくなる。つまり、この場合、１軸構成の光学素子１４Ｂでは、４方向のうちの１方向の干渉縞に対しては、低減効果が不十分となってしまう。
０°方向： ｜ｓｉｎ（０°−４５°）｜ ≒０．７１
９０°方向： ｜ｓｉｎ（９０°−４５°）｜ ≒０．７１
３０°方向： ｜ｓｉｎ（３０°−４５°）｜ ≒０．２６
１５０°方向： ｜ｓｉｎ（１５０°−４５°）｜≒０．９７

したがって、これらの照明装置１Ｃ，１Ｄ，１Ｅではそれぞれ、例えば図２０（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、２軸構成や４軸構成等の多軸構成（傾斜角αを示す光学面延在軸Ａｓが複数方向に存在する構成）からなる光学素子１４Ｂを用いるのが望ましい。このような多軸構成の光学素子１４Ｂを振動させるようにすれば、上記した４方向の干渉縞全てに対して十分な低減効果を得ることができるからである。

具体的には、図２０（Ａ）に示した例では、光学素子１４Ｂの光入射面側での光学面延在軸Ａｓinと光出射面側での光学面延在軸Ａｓoutとが互いに異なっていることにより、２軸構成の光学素子１４Ｂとなっている。また、それに対応して、光学面延在軸Ａｓinの傾斜角αinと光学面延在軸Ａｓoutの傾斜角αoutとが互いに異なっており、２種類の傾斜角が設けられている。

また、図２０（Ｂ）に示した例では、光学素子１４Ｂの平面（光束通過面）上において、互いに傾斜角が異なる２つの光学面延在領域が設けられている（光束通過面が２つの光学面延在領域に分割されている）ことにより、２軸構成の光学素子１４Ｂとなっている。詳細には、この例では、傾斜角α１を示す光学面延在軸Ａｓ１を有する領域と、傾斜角α２を示す光学面延在軸Ａｓ２を有する領域とが、Ｘ軸方向に沿って設けられている。

更に、図２０（Ｃ）に示した例では、光学素子１４Ｂの光束通過面上において、互いに傾斜角が異なる４つの光学面延在領域が設けられている（光束通過面が４つの光学面延在領域に分割されている）ことにより、４軸構成の光学素子１４Ｂとなっている。詳細には、この例では、傾斜角α１を示す光学面延在軸Ａｓ１を有する領域と、傾斜角α２を示す光学面延在軸Ａｓ２を有する領域と、傾斜角α３を示す光学面延在軸Ａｓ３を有する領域と、傾斜角α４を示す光学面延在軸Ａｓ４を有する領域とが設けられている。

＜変形例５＞
［照明装置１Ｆの構成］
図２１は、変形例５に係る照明装置（照明装置１Ｆ）の概略構成例を模式的に表したものである。この照明装置１Ｆもまた、図１に示した照明装置１において、光学素子１４（あるいは光学素子１４Ａ，１４Ｂ）の配置位置を変更したものに対応し、他の構成は同様となっている。

具体的には、本変形例の照明装置１Ｆでは、照明装置１，１Ｃ，１Ｄとは異なり、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）が、２つのフライアイレンズ１５１，１５２の間の光路上には配置されていない。詳細には、この照明装置１Ｆでは、２つのフライアイレンズ１５１，１５２よりも後段側である光出射側の光路上（フライアイレンズ１５２とコンデンサレンズ１７との間の光路上）に、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）が配置されている。

［照明装置１Ｆの作用・効果］
このような構成の照明装置１Ｆにおいても、基本的には照明装置１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、干渉縞の発生を低減することが可能となる。

ただし、この照明装置１Ｆにおいても照明装置１Ｃ，１Ｄ，１Ｅと同様に、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）がサブコンデンサレンズ１６１，１６２の間には配置されていないため、照明装置１と比べて光学系が大型化してしまうと言える。

加えて、この照明装置１Ｆでは、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）がフライアイレンズ１５１，１５２の双方よりも後段側に配置されているため、照明装置１，１Ｃ〜１Ｅとは異なり、干渉縞の低減効果は得られるものの、スペックルノイズの低減効果が不十分となってしまう。つまり、照明装置１，１Ｃ〜１Ｅでは、フライアイレンズ１５１，１５２のいずれか一方よりも前段側に光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）を配置してそれを振動させることで、反射型液晶素子２１上での大きな光重畳作用を生じさせ、スペックルノイズを十分に低減させることができる。これに対して照明装置１Ｆでは、そのような手法を適用することができないため、スペックルノイズの低減効果が不十分になってしまうのである。したがって、本変形例の構成では、他の手法を併用するなどして、スペックルノイズを十分に低減できるようにするのが望ましいと言える。

＜第３の実施の形態＞
［表示装置３Ｇの構成］
図２２は、本開示の第３の実施の形態に係る表示装置（表示装置３Ｇ）の構成例を模式的に表したものである。本実施の形態の表示装置３Ｇは、図１に示した表示装置３において、照明装置１の代わりに以下説明する照明装置１Ｇを設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。なお、以下では、第１，第２の実施の形態等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。

（照明装置１Ｇ）
本実施の形態の照明装置１Ｇは、基本的には、図１に示した照明装置１と同様の構成となっている。ただし、この照明装置１Ｇでは、光学素子１４（あるいは光学素子１４Ａ，１４Ｂ）と、その後段側（光出射側）のフライアイレンズ（ここではフライアイレンズ１５２）との間で、以下説明する所定の条件式を満たすように設定されている。これにより後述するように、照明光における干渉縞の発生が更に効果的に低減されるからである。

具体的には、照明装置１Ｇでは、まず、以下の（６）式を満たすように設定されている。
｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆ）｝＞Ｐｆ ……（６）
ｆ ：フライアイレンズ１５２における単位セル（入射側単位セルＣ２in，出射側単位セルＣ２out）の焦点距離
Ｐｆ：フライアイレンズ１５２における単位セルのピッチ
θｆ：光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）から出射してフライアイレンズ１５２へ入射する光束（入射光Ｌ２inの光束）におけるマージナル光線角度

また、ここでは、入射側単位セルＣ２inおよび出射側単位セルＣ２outがそれぞれ異方性形状（長軸方向（Ｘ軸方向）および短軸方向（Ｙ軸方向）を有する矩形状）であるため、これら長軸方向および短軸方向の双方について、上記（６）式を満たすように設定されている。つまり、長軸方向としてのＸ軸方向（水平方向）に沿った単位セルのピッチおよびマージナル光線角度をそれぞれ、Ｐｆｈ，θｆｈ、短軸方向としてのＹ軸方向（垂直方向）に沿った単位セルのピッチおよびマージナル光線角度をそれぞれ、Ｐｆｖ，θｆｖとすると、以下の（７）式および（８）式の双方を満たすように設定されている。
｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆｈ）｝＞Ｐｆｈ ……（７）
｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆｖ）｝＞Ｐｆｖ ……（８）

ここで、このような条件式（上記（６）式）が設定されるべき理由について、以下詳述する。

すなわち、まず、例えば図２３に示したように、干渉縞における明暗状態の位相が１８０°（１．０π）以上変化すれば、時間平均的に明暗状態を繰り返すこととなり、干渉縞が見かけ上平均化され、目立たなくなる。ここで、位相をπ以上変化させるとは、前述した図９で示した２θの関係を４θに変化させることと等価である。具体的には、２つの単位セルからの出射光束の波面同士のなす角度＝２θである場合において、あるタイミングで暗状態である中央の地点が、出射光束の波面同士のなす角度＝４θへ変化すると、そのタイミングでは暗状態から明状態に変化する。このような明暗状態が繰り返されると、上記したように位相がπ変化することとなり、干渉縞の明るさが平均化されて見えにくくなる（目立たなくなる）のである。

ここで、例えば図２４に示したように、光学素子１４Ｂ（１４，１４Ａ）が配置されていない場合について考える。この場合、平行光束である入射光Ｌ２inがフライアイレンズ１５２へと入射するため、このフライアイレンズ１５２の光出射側（出射光Ｌ２out）では、単位セルのピッチ＝Ｐｆの間隔で光源像が並ぶこととなる。このため、このピッチＰｆの間隔で、光源像が反射型液晶素子２１上で重畳される。このようにして間隔Ｐｆの光源像が重畳されるときになす角度（相対角）を、β１とする。

これに対して、例えば図２５（Ａ），（Ｂ）に示したように、光学素子１４Ｂがフライアイレンズ１５２の光入射側に配置されている場合、以下のようになる。すなわち、まず、図２５（Ａ）に示したような収束光束である入射光Ｌ２in、および、図２５（Ｂ）に示したような発散光束である入射光Ｌ２inにおけるマージナル光線角度をθｆとする。すると、振動している光学素子１４Ｂの位置に応じて、フライアイレンズ１５２の光出射側（出射光Ｌ２out）において結像する光源像の最大像高が、（Ｐｆ−２ｙ）（図２５（Ａ）），（Ｐｆ＋２ｙ）（図２５（Ｂ））と変化する。その結果、各光源群が重畳されるときの相対角が、β２（図２５（Ａ）），β３（図２５（Ｂ））と時間的に変化することとなる。このときの相対角β１，β２，β３同士の大小関係は、以下の（９）式のようになる。
β２＜β１＜β３ ……（９）

ここで前述したように、干渉縞の発生を低減するために位相変化πを生じさせるには、相対角β２，β３について、以下の（１０）式を満たすようにすればよい。具体的には、フライアイレンズ１５２における単位セルのピッチＰｆおよび像高ｙを用いると、この（１０）式を満たすための条件式は、以下の（１１）式となる。そして、像高ｙ＝（ｆ×ｔａｎθｆ）で表わされることから、この関係式を（１１）式に代入することにより、前述した（６）式が得られる。このようにして、照明光における干渉縞の発生を更に効果的に低減するためには、前述の（６）式（（７）式および（８）式）を満たすことが必要であることが分かる。
（２×β２）＜β３ ……（１０）
（Ｐｆ＋２ｙ）＞２×（Ｐｆ−２ｙ） ……（１１）

ただし、干渉縞を効果的に低減するための条件は、実際にはマージナル光線角度θｆだけでは決まらない。このため、本実施の形態では、光学素子１４Ｂを用いて以下の（１２）式および（１３）式の双方を更に満たすようにするのが望ましい。これにより、干渉縞の発生が更に効果的に抑えられるからである。

すなわち、例えば図２６（Ａ），（Ｂ）に示したように、光学素子１４Ｂにおける光学面の延在方向（光学面延在軸Ａｓ）とフライアイレンズ１５２における単位セルの配列方向とが互いに傾斜している場合（傾斜角：α）において、以下の（１２）式および（１３）式の双方を更に満たすようにするのが望ましい。なお、ここでは、フライアイレンズ１５２における単位セル（異方性形状）の長軸方向（ここではＸ軸方向）のピッチをＰｆ、各単位セルにおけるアスペクト比をＸ：Ｙ（Ｘ＞Ｙ）としている。
｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆ×ｓｉｎα）｝＞Ｐｆ ……（１２）
｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆ×ｃｏｓα）｝＞｛（Ｙ／Ｘ）×Ｐｆ｝ ……（１３）

ここで、前述した、Ｘ軸方向（水平方向）に沿ったマージナル光線角度θｆｈおよびＹ軸方向（垂直方向）に沿ったマージナル光線角度θｆｖはそれぞれ、以下の（１４）式および（１５）式で表わされる。また、Ｘ軸方向（水平方向）に沿った光源像の変位量ｘおよびＹ軸方向（垂直方向）に沿った光源像の変位量ｙはそれぞれ、これらの（１４）式および（１５）式を用いて、以下の（１６）式および（１７）式で表わされる。
θｆｈ＝（θｆ×ｓｉｎα） ……（１４）
θｆｖ＝（θｆ×ｃｏｓα） ……（１５）
ｘ＝ｆ×ｔａｎ（θｆｈ）＝ｆ×ｔａｎ｛θｆ×ｓｉｎα｝ ……（１６）
ｙ＝ｆ×ｔａｎ（θｆｖ）＝ｆ×ｔａｎ｛θｆ×ｃｏｓα｝ ……（１７）

ここで、（１１）式を参照すると、これらの変位量ｘ，ｙがそれぞれ、位相変化量πに相当する量よりも大きくなるための条件式は、以下の（１８）式および（１９）式となる。そして、これらの（１８）式および（１９）式に対して、（１６）式および（１７）式をそれぞれ代入することにより、前述の（１２）式および（１３）式が導かれることになる。
（Ｐｆ＋２ｘ）＞２×（Ｐｆ−２ｘ） ……（１８）
｛（Ｙ／Ｘ）×Ｐｆ＋２ｙ｝＞２×｛（Ｙ／Ｘ）×Ｐｆ−２ｙ｝ ……（１９）

更に、本実施の形態では、マージナル光線角度θｆの上限の条件に関して、以下の（２０）式を更に満たすようにするのが望ましい。これにより以下説明するように、光源部からの出射光（レーザ光）における光量損失が低減され、光利用効率が向上するからである。
｛ｆ×ｔａｎ（θｆ×ｃｏｓα）｝＜｛（１／２）×（Ｙ／Ｘ）×Ｐｆ｝ ……（２０）

すなわち、これまで説明したように位相変化πを生じさせるために必要なマージナル光線角度θｆと、光学素子１４Ｂにおける傾斜角αとには、適切な範囲が存在するのである。つまり、マージナル光線角度θｆが増加すると、一定値以上で干渉縞が低減する（見えなくなる）ものの、このマージナル光線角度θｆが増えすぎると以下のような問題が発生する。

具体的には、まず、マージナル光線角度θｆが所定の角度（許容角θlimit）を超えてしまうと（θｆ＞θlimit）、光量損失が発生し、光利用効率が低下してしまう。詳細には、前述した光源像高（ｙ＝ｆ×ｔａｎθｆ）の値が（Ｐｆ／２）を超えてしまうと（ｆ＞（Ｐｆ／２））、フライアイレンズ１５２において、ある入射側単位セルＣ２inに対向する位置の出射側単位セルＣ２outだけでなく、その隣の出射側単位セルＣ２out等にも光束が入射し始める。そして、そのような入射が生じると、反射型液晶素子２１へ入射しない光量成分が生じてしまう。これらのことから、θｆ≦θlimit（ｆ≦（Ｐｆ／２））を満たすようにすれば、そのような光量損失を抑えて光利用効率を向上させることができると言える。

ここで、この許容角θlimitは、フライアイレンズ１５２における単位セルのサイズに応じて制限されるため、前述したように単位セル（異方性形状）におけるアスペクト比をＸ：Ｙ（Ｘ＞Ｙ）とすると、Ｙ軸方向（相対的に小さいほうのサイズ）が律速条件となる。したがって、前述した（１７）式およびＹ軸方向の単位セルのピッチ（Ｐｆ×（Ｙ／Ｘ）（図２６（Ｂ）参照）を、上記した（ｆ≦（Ｐｆ／２））という条件式に代入することにより、上記した（２０）式の条件式が得られる。

［表示装置３Ｇの作用・効果］
本実施の形態の表示装置３Ｇ（照明装置１Ｇ）においても、基本的には表示装置３（照明装置１）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、干渉縞およびスペックルノイズの発生を低減することが可能となる。

また、特に本実施の形態では、光学素子１４（１４Ａ，１４Ｂ）と、その後段側のフライアイレンズ１５２との間で所定の条件式（上記（６）式等）を満たすように設定されているため、照明光における干渉縞の発生を更に効果的に低減することが可能となる。

ここで、前述したように、２つのフライアイレンズ１５１，１５２の各々によって干渉縞が発生する。そして、前段側のフライアイレンズ１５１により発生する干渉縞については、第１の実施の形態等で説明したように、光学素子１４等が振動することによって低減することができる。一方、後段側のフライアイレンズ１５２により発生する干渉縞については、本実施の形態で説明した上記条件式を満たすことによって低減することができる。

なお、本実施の形態では、光学素子１４（光学素子１４Ａ，１４Ｂ）の後段側（光出射側）のフライアイレンズが、フライアイレンズ１５２である場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態における条件式の設定手法の適用は、この場合には限られない。具体的には、例えば前述した変形例４に係る照明装置１Ｅのように、光学素子１４（光学素子１４Ａ，１４Ｂ）の後段側（光出射側）のフライアイレンズがフライアイレンズ１５１である場合には、以下のようにすればよい。すなわち、この場合には、光学素子１４（光学素子１４Ａ，１４Ｂ）とこのフライアイレンズ１５１との間で、上記した所定の条件式を満たすように設定すればよい。

＜第４の実施の形態＞
［フライアイレンズ１５２Ｈの構成］
図２７は、本開示の第４の実施の形態に係る後段側のフライアイレンズ（フライアイレンズ１５２Ｈ）の平面構成例を模式的に表したものである。本実施の形態の照明装置（表示装置）は、図１に示した照明装置１（表示装置３）において、フライアイレンズ１５２の代わりにフライアイレンズ１５２Ｈを設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。このフライアイレンズ１５２Ｈは、本開示における「第２の均一化光学部材」の一具体例に対応する。なお、以下では、第１〜第３の実施の形態等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。

フライアイレンズ１５２Ｈは、基本的にはフライアイレンズ１５２と同様に、フライアイレンズ１５１側から入射光Ｌ２inが入射する光入射面Ｓ２in側に、複数の単位セルが配列されてなる入射側アレイＡ２inを有している。同様に、フライアイレンズ１５２Ｈは、出射光が出射される光出射面Ｓ２out側に、複数の単位セルが配列されてなる出射側アレイＡ２outを有している。また、フライアイレンズ１５２Ｈは、光入射面Ｓ２in側に複数の入射側単位セルＣ２inを有するとともに、光出射面Ｓ２out側に複数の出射側単位セルＣ２outを有している。

ただし、このフライアイレンズ１５２Ｈでは、フライアイレンズ１５１，１５２とは異なり、これらの入射側単位セルＣ２in（第１単位セル）と出射側単位セルＣ２out（第２単位セル）とが、個別（別々）に形成されている。

このようなフライアイレンズ１５２Ｈでは、フライアイレンズ１５１，１５２における共通化単位セルと同様に、入射側単位セルＣ２inおよび出射側単位セルＣ２outがそれぞれ、Ｘ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）の双方に沿って配列されている。つまり、入射側単位セルＣ２inおよび出射側単位セルＣ２outはそれぞれ、Ｘ−Ｙ面（光入射面Ｓ２inおよび光出射面Ｓ２out）上で２次元配置されている。

具体的には、入射側単位セルＣ２inは、光入射面Ｓ２in上で隙間なくマトリクス配置されている。詳細には、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の少なくとも一方（ここではＹ軸方向）に沿って、隣接する入射側単位セルＣ２inの列間での配置位置が、互いに（交互に）略１／２ピッチずつ（望ましくは１／２ピッチずつ）ずれている。

一方、出射側単位セルＣ２outは、光出射面Ｓ２out上で隙間なく細密配置されている。詳細には、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の少なくとも一方（ここではＸ軸方向およびＹ軸方向の双方）に沿って、隣接する出射側単位セルＣ２outの列間での配置位置が、互いに（交互に）略１／２ピッチずつ（望ましくは１／２ピッチずつ）ずれている。ただし、互いに対向する入射側単位セルＣ２inと出射側単位セルＣ２inとの間では、それらの中心点の位置（図２７中に点で示した位置）が略一致（望ましくは一致）するように配置されている。

また、このフライアイレンズ１５２Ｈでは、入射側単位セルＣ２inは、フライアイレンズ１５１，１５２における共通化単位セルと同様に、Ｘ軸方向を長軸方向とすると共にＹ軸方向を短軸方向とする異方性形状（ここでは矩形状）からなる。そして、この異方性形状（矩形状）におけるアスペクト比は、反射型液晶素子２１におけるアスペクト比と略一致（望ましくは一致）するように設定されている。

一方、出射側単位セルＣ２outは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って延出（延在，突出）する形状からなる。具体的には、出射側単位セルＣ２outは、上記した入射側単位セルＣ２in（異方性形状）と比べ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って略等方的（望ましくは等方的）な形状からなる。ここでは一例として、出射側単位セルＣ２outは、菱形状（Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って互いに略同一（望ましくは同一）の長さの対角線を有する菱形状）からなる。

ここで、この出射側単位セルＣ２outにおけるＸ軸方向（水平方向）の長さは、入射側単位セルＣ２inにおけるＸ軸方向（長軸方向）の長さと同等もしくはそれ以下となっているのが望ましい。また、出射側単位セルＣ２outにおけるＹ軸方向（垂直方向）の長さは、入射側単位セルＣ２inにおけるＹ軸方向（短軸方向）の長さよりも大きくなっているのが望ましい。より具体的には、この出射側単位セルＣ２outにおけるＹ軸方向の長さは、Ｘ軸方向（水平方向）の長さに対して、上記した入射側単位セルＣ２inにおけるアスペクト比×２を乗じた長さとなっている（Ｙ軸方向の長さ＝（Ｘ軸方向の長さ×アスペクト比×２））のが望ましい。これは、上記した出射側単位セルＣ２outの細密配置の条件により得られる関係式であり、詳細には下記のようにして導出されるようになっている。なお、このような、出射側単位セルＣ２outのＸ軸方向（第１の方向）およびＹ軸方向（第２の方向）における望ましい長さについては、後述する変形例（変形例６〜８）においても同様である。
出射側単位セルＣ２outにおけるＹ軸方向の長さ
＝（入射側単位セルＣ２inにおけるＹ軸方向の長さ×２）
＝｛入射側単位セルＣ２inにおけるＸ軸方向の長さ×（入射側単位セルＣ２inにおけるＹ軸方向の長さ／入射側単位セルＣ２inにおけるＸ軸方向の長さ）×２｝
＝（入射側単位セルＣ２inにおけるＸ軸方向の長さ×アスペクト比×２）
＝（出射側単位セルＣ２outにおけるＸ軸方向の長さ×アスペクト比×２）

［フライアイレンズ１５２Ｈの作用・効果］
本実施の形態の照明装置（表示装置）においても、第１の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、干渉縞およびスペックルノイズの発生を低減することが可能となる。

また、特に本実施の形態では、上記した構成のフライアイレンズ１５２Ｈが設けられていることにより、光量損失の低減作用も得ることが可能である。以下、このような光量損失の低減作用について、本実施の形態の比較例（比較例１，２）と比較しつつ詳細に説明する。

まず、２段構成のフライアイレンズ１５１，１５２Ｈを有する照明装置では、例えば図２８に示したように、後段側のフライアイレンズ１５２Ｈへの入射光Ｌ２inは、所定の入射角度θin２を持つ光束となる。具体的には、入射角度θin２は、リレーレンズ（サブコンデンサレンズ１６１，１６２）の焦点距離ｆ（relay）と、前段側のフライアイレンズ１５１への入射光Ｌ１inにおける光束径φ１とを用いて、以下の（２１）式により規定される。
θin２＝Ａｒｃｓｉｎ｛０．５×φ１／ｆ（relay）｝ ……（２１）

ここで、上記した入射角度θin２を持った光束からなる入射光Ｌ２inが２段目のフライアイレンズ１５２Ｈへ入射する場合、その入射角度θin２（斜入射角）が所定の角度（前述した許容角θlimit）以下であれば（θin２≦θlimit）、光量損失は生じない。一方、そのときの入射角度θin２許容角θlimitを超えてしまうと（θin２＞θlimit）、反射型液晶素子２１への照明時にこの反射型液晶素子２１からはみ出てしまう光量成分が生じ、光量損失となる。そのような光量損失が発生した場合、レーザ光源からの出射光の利用効率が損なわれ、映像表示時の明るさ（輝度）が低下してしまうことになる。

なお、フライアイレンズ１５２Ｈへの入射光Ｌ２inにおける入射角度θin２に対する許容角θlimitは、以下のように規定される。すなわち、例えば図２８に示したように、フライアイレンズ１５２Ｈの焦点距離をｆ、フライアイレンズ１５２ＨにおけるＹ軸方向（垂直方向）の分割ピッチ（単位セルのピッチ）をＰｆ、焦点距離ｆの位置における光軸Ｚ０からＹ軸方向への変位をｙ２とすると、θin２およびθlimitについて以下の（２２）式および（２３）式の関係が成り立つ。
ｙ２＝｛ｆ×ｔａｎ（θin２）｝≦（Ｐｆ／２） ……（２２）
｛ｆ×ｔａｎ（θlimit）｝＝（Ｐｆ／２） ……（２３）

ここで、前述した図５（Ａ）および図２７に示したように、フライアイレンズ１５１における共通化単位セル（入射側単位セルＣ１inおよび出射側単位セルＣ１out）およびフライアイレンズ１５２Ｈにおける入射側単位セルＣ２inではそれぞれ、異方性形状からなる。具体的には、反射型液晶素子２１におけるアスペクト比と略一致（望ましくは一致）するように、Ｘ軸方向を長軸方向とすると共にＹ軸方向を短軸方向とする矩形状に設定されている。したがって、フライアイレンズ１５２Ｈにおける分割ピッチＰｆ（入射側単位セルＣ２inのピッチ）は、Ｘ軸方向（水平方向）と比べてＹ軸方向（垂直方向）のほうが短くなるため、上記（２３）式を参照すると、以下のことが言える。すなわち、Ｘ軸方向（水平方向）と比べてＹ軸方向（垂直方向）のほうが許容角θlimitが小さくなり、光量損失が生じ易くなる。このように、単位セル（入射側単位セルＣ１in，Ｃ２inおよび出射側単位セルＣ１out）における異方性形状に起因して、フライアイレンズ１５２Ｈから出射される照明光が反射型液晶素子２１へ照射される際に、光量損失が生じ易い方向（短軸方向）が存在することになる。

（比較例１）
これらのことから、本実施の形態の比較例１に係る後段側のフライアイレンズ（図５（Ｂ）に示した第１の実施の形態に係るフライアイレンズ１５２に相当）では、以下のことが言える。すなわち、このフライアイレンズ１５２では、前段側のフライアイレンズ１５１と同様の単位セル構造（入射側単位セルＣ２inおよび出射側単位セルＣ２outで共通化された異方性形状）であるため、以下のような改善点が生じ得る。

具体的には、この場合にはＸ軸方向が長軸方向であると共にＹ軸方向が短軸方向であることから、上記したように、Ｘ軸方向（水平方向）における許容角θlimitと比べてＹ軸方向（垂直方向）における許容角θlimitが小さくなってしまう。このため、Ｘ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光が入射光Ｌ２inとして入射する場合には、光量損失が生じにくい一方で、Ｙ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光が入射光Ｌ２inとして入射する場合には、光量損失が生じ易くなってしまう。

なお、図２９では、Ｘ軸方向の発散角が広いＦＦＰ，Ｙ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有する各レーザ光が入射光Ｌ２inとして入射した場合における、出射光Ｌ２outの光量分布の例をそれぞれ、Ｌ２out（ｘ），Ｌ２out（ｙ）として示しており、以下同様である。

（比較例２）
一方、例えば図３０（Ａ）に示した、本実施の形態の比較例２に係る後段側のフライアイレンズ２０２では、以下のような改善点が生じ得る。具体的には、この比較例２のフライアイレンズ２０２では、入射側単位セルＣ２inがＸ軸方向を長軸方向とすると共にＹ軸方向を短軸方向とする矩形状である一方、出射側単位セルＣ２outはＹ軸方向を長軸方向とすると共にＸ軸方向を短軸方向とする矩形状となっている。

したがって、この比較例２では上記比較例１とは逆に、Ｙ軸方向（垂直方向）における許容角θlimitと比べてＸ軸方向（水平方向）における許容角θlimitが小さくなってしまう。このため、Ｙ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光が入射光Ｌ２inとして入射する場合には、光量損失が生じにくい一方で、Ｘ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光が入射光Ｌ２inとして入射する場合には、光量損失が生じ易くなってしまう（例えば図３０（Ｂ）参照）。

このようにして、本実施の形態の比較例１，２では、フライアイレンズ１５１における共通化単位セル（入射側単位セルＣ１inおよび出射側単位セルＣ１out）に加えて、フライアイレンズ１５２，２０２における入射側単位セルＣ２inおよび出射側単位セルＣ２outもが、異方性形状からなる。言い換えると、本実施の形態のフライアイレンズ１５２Ｈとは異なり、後段側のフライアイレンズ１５２，２０２における出射側単位セルＣ２outもが、Ｘ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）のうちの一方のみに沿って延出する形状（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向に対する非等方性形状）となっている。このため、上記したように、入射光Ｌ２in（レーザ光）のＦＦＰにおける発散角の広がり方向に依存して、光量損失が発生し易い場合が生じてしまう。

なお、レーザ光源から出射されるレーザ光のＦＦＰにおける発散角の広がり方向（プロファイル）および偏光方向はそれぞれ、レーザ光源に固有で決まるものである。したがって、光源部内の各レーザ光源において、レーザ光のＦＦＰにおける発散角の広がり方向を、後段側のフライアイレンズにおける出射側単位セルＣ２outの長軸方向に揃えるようにすれば、上記比較例１，２の単位セル構造においても光量損失が生じにくくすることができると考えられる。

ただし、レーザ光源の種類に応じて、レーザ光のＦＦＰにおける発散角の広がり方向が同一であったとしても、レーザ光における偏光方向が異なる場合がある。具体的には、例えばレーザ光のＦＦＰにおける発散角の広がり方向が垂直方向となっている２つのレーザ光源において、一方のレーザ光源ではレーザ光の偏光方向が水平方向、他方のレーザ光源ではレーザ光の偏光方向が垂直方向となっている場合がある。そのような場合、上記比較例１，２の単位セル構造では、前述したように反射型液晶素子２１および偏光ビームスプリッタ２３における偏光特性を利用して映像表示を行う場合（一般的な手法）に、レーザ光における偏光方向の相違が不都合となってしまう。

ここで、このような場合であっても、位相差板（１／２波長板等）を用いてレーザ光同士の偏光方向を揃えるようにすれば、光量損失を生じにくくしたうえで、映像表示の際の不都合を回避することが可能ではある。ただし、この場合には、位相差板を設けて一部の偏光成分のみを透過させた分、やはり光量の損失が生じ、照明光における明るさが低下してしまう。また、この位相差板の分、部品点数が増加してコスト増になるというデメリットもある。更に、例えば照明装置における実際の設計上の理由（外形形状の問題等）により、レーザ光源を回転配置させて各レーザ光のＦＦＰ（発散角の広がり方向）を揃えることが困難な場合もある。これらの理由から、やはり、入射光Ｌ２in（レーザ光）のＦＦＰにおける発散角の広がり方向には依存せずに、光量損失が発生しにくくなるようにすることが必要であると言える。

（本実施の形態の作用）
そこで本実施の形態の照明装置（表示装置）では、例えば図２７に示したように、まず、後段側のフライアイレンズ１５２Ｈにおける光入射面Ｓ２in上に配列された複数の入射側単位セルＣ２inが、Ｘ軸方向を長軸方向とすると共にＹ軸方向を短軸方向とする異方性形状（矩形状）からなる。一方、このフライアイレンズ１５２Ｈにおける光出射面Ｓ２out上に配列された複数の出射側単位セルＣ２outが、これらＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って延出する形状（入射型単位セルＣ２inと比べてＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って略等方的な形状）からなる。

これにより本実施の形態では、上記比較例１，２とは異なり、Ｘ軸方向（水平方向）における許容角θlimitと、Ｙ軸方向（垂直方向）における許容角θlimitとが、いずれも大きい値となって略等しくなる（望ましくは等しくなる）。したがって、入射面Ｓ２in側の単位セル（入射側単位セルＣ２in）が上記したような異方性形状であっても、前段側のフライアイレンズ１５１側から後段側のフライアイレンズ１５２Ｈへの入射光Ｌ２inの入射角度θin２が、短軸方向（ここではＹ軸方向）に沿った場合でも所定の許容角θlimit以下に収まり易くなる。その結果、Ｘ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光、およびＹ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光のいずれが入射光Ｌ２inとして入射する場合であっても、光量損失が生じにくくなる（例えば図３１参照）。つまり、本実施の形態では比較例１，２とは異なり、入射光Ｌ２in（レーザ光）のＦＦＰにおける発散角の広がり方向には依存せずに、光量損失が発生しにくくなる。換言すると、前述したような、レーザ光における偏光方向の相違や、レーザ光源の回転配置の実現性等を考慮することなく（気にすることなく）、光量損失を低減することができる。

なお、本実施の形態における前述した各パラメータの一実施例としては、以下のものが挙げられ、前述したθin２≦θlimitの条件が満足するように設定されている。
・リレーレンズの焦点距離ｆ（relay）＝１３．２（ｍｍ）
・フライアイレンズ１５１への入射光Ｌ１inにおける光束径φ１＝３（ｍｍ）
（レーザ光源から放射される光束を１００％カップリングした場合の平行光束径）
・入射角度θin２＝Ａｒｃｓｉｎ｛０．５×φ１／ｆ（relay）｝＝６．５２（°）
（実際には光学素子１４等によって２．５０°程度の発散角度が加算されるため、θin２＝６．５２°＋２．５０°＝９．０２°となる。ただし実際には、入射光Ｌ２inにおける光量分布の裾における光量を除くことができ、θin２の実効角度＝７°程度である。）
・フライアイレンズ１５２Ｈの焦点距離ｆ＝０．４６（ｍｍ）
・フライアイレンズ１５２ＨにおけるＹ軸方向の分割ピッチＰｆ＝０．１１６（ｍｍ）
・許容角θlimit＝７．１９（°）（前述した（２２），（２３）式より）

以上のように本実施の形態では、フライアイレンズ１５２Ｈにおいて、その光入射面Ｓ２in上に配列された複数の入射側単位セルＣ２inが、Ｘ軸方向を長軸方向とすると共にＹ軸方向を短軸方向とする異方性形状からなる。また、フライアイレンズ１５２Ｈの光出射面Ｓ２out上に配列された複数の出射側単位セルＣ２outが、これらＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って延出する形状からなる。これにより、フライアイレンズ１５２Ｈへの入射光Ｌ２inの入射角度θin２を所定の許容角θlimit以下に収まり易くすることができる。よって、第１の実施の形態等で説明した効果に加え、フライアイレンズ１５２Ｈからの出射光Ｌ２out（照明光）を後段（ここでは反射型液晶素子２１）に照明する際に、光量損失を低減する（光利用効率を向上させる）ことが可能となる。

また、前述したような、レーザ光における偏光方向の相違やレーザ光源の回転配置の実現性等を考慮せずに、光量損失を低減することができることから、前述した位相差板等の部材追加によるコスト増を回避することができると共に、光学系の縮小化（装置の小型化）を図ることも可能となる。

続いて、上記第４の実施の形態の変形例（変形例６〜８）について説明する。なお、第４の実施の形態等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６＞
図３２（Ａ）は、変形例６に係る後段側のフライアイレンズ（フライアイレンズ１５２Ｉ）の構成例を模式的に表したものである。このフライアイレンズ１５２Ｉもまた、本開示における「第２の均一化光学部材」の一具体例に対応している。本変形例のフライアイレンズ１５２Ｉにおいても、第４の実施の形態のフライアイレンズ１５２Ｈと同様に、光入射面Ｓ２in側の複数の入射側単位セルＣ２inと、光出射面Ｓ２out側の複数の出射側単位セルＣ２outとが、個別に形成されている。

また、フライアイレンズ１５２Ｈと同様に、入射側単位セルＣ２inは光入射面Ｓ２in上で隙間なくマトリクス配置され、出射側単位セルＣ２outは光出射面Ｓ２out上で隙間なく細密配置されている。具体的には、Ｙ軸方向に沿って、隣接する入射側単位セルＣ２inの列間での配置位置が、互いに（交互に）略１／２ピッチずつ（望ましくは１／２ピッチずつ）ずれている。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って、隣接する出射側単位セルＣ２outの列間での配置位置が、互いに（交互に）略１／２ピッチずつ（望ましくは１／２ピッチずつ）ずれている。そして、互いに対向する入射側単位セルＣ２inと出射側単位セルＣ２inとの間では、それらの中心点の位置が略一致（望ましくは一致）するように配置されている。

更に、フライアイレンズ１５２Ｈと同様に、入射側単位セルＣ２inは、Ｘ軸方向を長軸方向とすると共にＹ軸方向を短軸方向とする異方性形状（矩形状）からなる一方、出射側単位セルＣ２outは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って延出する形状からなる。具体的には、出射側単位セルＣ２outは、入射側単位セルＣ２in（異方性形状）と比べ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って略等方的（望ましくは等方的）な形状からなる。

ただし、このフライアイレンズ１５２Ｉではフライアイレンズ１５２Ｈとは異なり、出射側単位セルＣ２outが、十字形状（Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って互いに略同一（望ましくは同一）の長さの軸を有する十字形状）からなる。

このような構成のフライアイレンズ１５２Ｉを用いた本変形例においても、第４の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、Ｘ軸方向（水平方向）における許容角θlimitと、Ｙ軸方向（垂直方向）における許容角θlimitとが、いずれも大きい値となって略等しくなる（望ましくは等しくなる）。したがって、入射面Ｓ２in側の単位セル（入射側単位セルＣ２in）が上記したような異方性形状であっても、前段側のフライアイレンズ１５１側から後段側のフライアイレンズ１５２Ｉへの入射光Ｌ２inの入射角度θin２が、短軸方向（Ｙ軸方向）に沿った場合でも所定の許容角θlimit以下に収まり易くなる。その結果、Ｘ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光、およびＹ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光のいずれが入射光Ｌ２inとして入射する場合であっても、光量損失が生じにくくなる（例えば図３２（Ａ）参照）。よって、このフライアイレンズ１５２Ｉからの出射光Ｌ２out（照明光）を後段（反射型液晶素子２１）に照明する際に、光量損失を低減する（光利用効率を向上させる）ことが可能となる。

＜変形例７，８＞
図３３（Ａ）は、変形例７に係る後段側のフライアイレンズ（フライアイレンズ１５２Ｊ）の構成例を模式的に表したものである。また、図３３（Ｂ）は、変形例８に係る後段側のフライアイレンズ（フライアイレンズ１５２Ｋ）の構成例を模式的に表したものである。これらのフライアイレンズ１５２Ｊ，１５２Ｋもまた、本開示における「第２の均一化光学部材」の一具体例に対応している。

これらの変形例７，８に係るフライアイレンズ１５２Ｊ，１５２Ｋにおいても、第４の実施の形態のフライアイレンズ１５２Ｈと同様に、光入射面Ｓ２in側の複数の入射側単位セルＣ２inと、光出射面Ｓ２out側の複数の出射側単位セルＣ２outとが、個別に形成されている。

また、フライアイレンズ１５２Ｈと同様に、入射側単位セルＣ２inは光入射面Ｓ２in上で隙間なくマトリクス配置され、出射側単位セルＣ２outは光出射面Ｓ２out上で隙間なく細密配置されている。具体的には、Ｙ軸方向に沿って、隣接する入射側単位セルＣ２inの列間での配置位置が、互いに（交互に）略１／２ピッチずつ（望ましくは１／２ピッチずつ）ずれている。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って、隣接する出射側単位セルＣ２outの列間での配置位置が、互いに（交互に）略１／２ピッチずつ（望ましくは１／２ピッチずつ）ずれている。そして、互いに対向する入射側単位セルＣ２inと出射側単位セルＣ２inとの間では、それらの中心点の位置が略一致（望ましくは一致）するように配置されている。

更に、フライアイレンズ１５２Ｈと同様に、入射側単位セルＣ２inは、Ｘ軸方向を長軸方向とすると共にＹ軸方向を短軸方向とする異方性形状（矩形状）からなる一方、出射側単位セルＣ２outは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って延出する形状からなる。具体的には、出射側単位セルＣ２outは、入射側単位セルＣ２in（異方性形状）と比べ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って略等方的（望ましくは等方的）な形状からなる。

ただし、これらのフライアイレンズ１５２Ｊ，１５２Ｋではそれぞれ、フライアイレンズ１５２Ｈとは異なり、出射側単位セルＣ２outが六角形状からなる。なお、フライアイレンズ１５２Ｋではフライアイレンズ１５２Ｊと比べ、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さとがより近い値となり（アスペクト比がより１に近くなり）、出射側単位セルＣ２outにおける六角形状がより等方的な形状となっている。

このような構成のフライアイレンズ１５２Ｊ，１５２Ｋを用いた変形例７，８においても、第４の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、Ｘ軸方向（水平方向）における許容角θlimitと、Ｙ軸方向（垂直方向）における許容角θlimitとが、いずれも大きい値となって略等しくなる（望ましくは等しくなる）。したがって、入射面Ｓ２in側の単位セル（入射側単位セルＣ２in）が上記したような異方性形状であっても、前段側のフライアイレンズ１５１側から後段側のフライアイレンズ１５２Ｊ，１５２Ｋへの入射光Ｌ２inの入射角度θin２が、短軸方向（Ｙ軸方向）に沿った場合でも所定の許容角θlimit以下に収まり易くなる。その結果、Ｘ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光、およびＹ軸方向の発散角が広いＦＦＰを有するレーザ光のいずれが入射光Ｌ２inとして入射する場合であっても、光量損失が生じにくくなる（変形例７：例えば図３４（Ａ）参照、変形例８：例えば図３４（Ｂ）参照）。よって、これらのフライアイレンズ１５２Ｊ，１５２Ｋからの出射光Ｌ２out（照明光）を後段（反射型液晶素子２１）に照明する際に、光量損失を低減する（光利用効率を向上させる）ことが可能となる。

なお、上記したように、フライアイレンズ１５２Ｋではフライアイレンズ１５２Ｊと比べ、出射側単位セルＣ２outにおける六角形状がより等方的な形状となっている。したがって、フライアイレンズ１５２Ｋではフライアイレンズ１５２Ｊと比べ、光量損失をより低減する（光利用効率をより向上させる）ことが可能となると言える。

＜第５の実施の形態＞
［表示装置３Ｈの構成］
図３５は、本開示の第５の実施の形態に係る表示装置（表示装置３Ｈ）の構成例を模式的に表したものである。また、図３６は、本実施の形態に係る他の表示装置（表示装置３Ｉ）の構成例を模式的に表したものである。これらの表示装置３Ｈ，３Ｉはそれぞれ、図１に示した表示装置３において、照明装置１の代わりに以下説明する照明装置１Ｈ，１Ｉを設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。なお、以下では、第１〜第４の実施の形態等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。

（照明装置１Ｈ）
照明装置１Ｈは、図１に示した照明装置１において、一部の光学系における光軸の方向を変更（９０°回転させる）と共に、以下説明する部分透過ミラー１８、受光素子１９および制御部１０を更に設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。

ここで、一部の光学系における光軸の方向の変更とは、具体的には、青色レーザ１１Ｂ、カップリングレンズ１２Ｂ、ダイクロイックプリズム１３１，１３２、フライアイレンズ１５１およびサブコンデンサレンズ１６１の光軸（光軸Ｘ０）が、Ｘ軸方向になっていることである。つまり、照明装置１では、これらの光学系の光軸（光軸Ｚ０）がＺ軸方向になっていたのに対し、照明装置１Ｈではこれらの光学系の光軸が９０°回転し、Ｘ軸方向となっている。なお、これに伴い、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよびカップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｇにおける光軸方向もそれぞれ、照明装置１ではＸ軸方向であったのに対し、照明装置１Ｈでは９０°回転してＺ軸方向となっている。

部分透過ミラー１８は、サブコンデンサレンズ１６１と光学素子１４との間の光路上に配置されている。この部分透過ミラー１８は、フライアイレンズ１５１側から入射した光束の大部分を反射し、反射光Ｌｒとして光学素子１４側へと出射する一方、その入射した光束の一部を透過させ、透過光Ｌｔとして受光素子１９側へ出射する機能を有している。

受光素子１９は、受光面１９０において、部分透過ミラー１８を透過した光束（透過光Ｌｔ）を受光する素子であり、その光束の光量（受光光量）を検知（モニター）する光量検出器として機能している。本実施の形態では、受光素子１９が、フライアイレンズ１５１よりも後段側の光路上に配置されている。具体的には、図３５に示した例では、受光素子１９が、フライアイレンズ１５１とフライアイレンズ１５２との間の光路上に配置されている。より具体的には、フライアイレンズ１５１と光学素子１４との間（サブコンデンサレンズ１６１と光学素子１４との間）において、部分透過ミラー１８から透過した透過光Ｌｔの光路上に配置されている。

なお、このような受光素子１９では、光路中の迷光や反射型液晶素子２１からの反射光等の余分な光の検知を防ぐため、受光面１９０の面積が、透過光Ｌｔの光束面積よりも十分に小さくなるように設定されている。また、照明装置１Ｈにおける受光素子１９では、後述する照明装置１Ｉにおける受光素子１９とは異なり、受光面１９０の法線方向（Ｘ軸方向）が、前述した一部の光学系における光軸Ｘ０の方向（Ｘ軸方向）と一致するように設定されている。

制御部１０は、受光素子１９により受光された光束の光量（受光光量）に基づいて、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂにおける出射光量を制御するもの（オートパワー・コントローラ）である。具体的には、制御部１０は、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂにおける出射光量がそれぞれ、略一定（望ましくは一定）となるように制御を行う。この際、詳細には例えば、検出した光量を赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂにそれぞれフィートバックし、Ｉ−Ｖ（電流−電圧）変換を行ったうえで各レーザ光源を電圧制御するようになっている。

（照明装置１Ｉ）
照明装置１Ｉも上記した照明装置１Ｈと同様に、照明装置１において、一部の光学系における光軸の方向を変更（９０°回転させる）と共に、部分透過ミラー１８、受光素子１９および制御部１０を更に設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。

ただし、この照明装置１Ｉにおける受光素子１９では、照明装置１Ｈにおける受光素子１９とは異なり、受光面１９０の法線が光軸Ｘ０に対して傾斜配置されている。すなわち、受光面１９０の法線方向が、前述した一部の光学系における光軸Ｘ０の方向（Ｘ軸方向）とは異なるように設定されている。具体的には、図３６に示した例では、受光面１９０が、部分透過ミラー１８における反射面（部分透過面）と略平行となるように設定されている。

［表示装置３Ｈ，３Ｉの作用・効果］
本実施の形態の表示装置３Ｈ，３Ｉ（照明装置１Ｈ，１Ｉ）においても、基本的には表示装置３（照明装置１）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、干渉縞およびスペックルノイズの発生を低減することが可能となる。

また、これらの照明装置１Ｈ，１Ｉでは、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂから出射され、部分透過ミラー１８を部分的に透過したレーザ光（透過光Ｌｔ）が、受光素子１９により受光される。そして、制御部１０が、この受光した透過光Ｌｔの光量（受光光量）に基づいて、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂにおける出射光量を制御する。具体的には、制御部１０は、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂにおける出射光量がそれぞれ、略一定（望ましくは一定）となるように制御を行う。これにより、赤色レーザ１１Ｒ、緑色レーザ１１Ｇおよび青色レーザ１１Ｂにおける出射動作の安定化が図られ、その結果、映像表示の際の色再現性が向上すると共に、色むらやちらつきの低減がなされ、表示画質が向上する。

このように、各レーザ光（赤色レーザ光，緑色レーザ光，青色レーザ光）が時分割的に順次出射される場合（時分割方式の照明方法の場合）、各色ごとに受光素子を設ける必要がなく、本実施の形態のように１つの受光素子（受光素子１９）を設けるだけで済む。ただし、その代わりに入射する光束の軸を各色で揃える必要があるため、従来の構成では、光源間での光路合成および光軸合成に非常にシビアな（精度の高い）調整が必要となっていた。

ここで本実施の形態では、受光素子１９が、フライアイレンズ１５１よりも後段側の光路上、すなわち、フライアイレンズ１５１により略均一化された光量分布を示す位置に配置されている。これにより、上記したような高精度の光軸調整等が不要となり、受光素子１９における受光光量の変動が抑えられる。その結果、各レーザ光源における出射動作の更なる安定化が図られ、表示画質が更に向上する。以下、この点について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。

（比較例３）
図３７は、本実施の形態の比較例（比較例３）に係る表示装置（表示装置３０３）の構成を模式的に表したものである。この表示装置３０３は、図１に示した表示装置３において、照明装置１の代わりに以下説明する照明装置３０１を設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。

照明装置３０１は、図１に示した照明装置１において、本実施の形態の照明装置１Ｈ，１Ｉと同様に受光素子１９および制御部１０を更に設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。ただし、この照明装置３０１では照明装置１Ｈ，１Ｉとは異なり、受光素子１９がフライアイレンズ１５１よりも前段側の光路上（具体的には、この例ではダイクロイックプリズム１３２において反射された反射光Ｌｒの光路上）に配置されている。

ここで、図３８は、照明装置１Ｈ，１Ｉ内の光路上の各位置における光束の光量分布の一例を表したものである。具体的には、図３８（Ａ），（Ｄ）は、フライアイレンズ１５１への入射時（入射光Ｌ１in）における光束の光量分布例を、図３８（Ｂ），（Ｅ）は、受光素子１９への入射時における光束の光量分布例を、図３８（Ｃ），（Ｆ）は、フライアイレンズ１５２への入射時（入射光Ｌ２in）における光束の光量分布例を、それぞれ示している。また、図３８（Ａ）〜（Ｃ）は、光束の断面上における２次元的な光量分布を、図３８（Ｄ）〜（Ｆ）は、図３８（Ａ）〜（Ｃ）における光量分布の中心を通る１次元方向（ここでは横方向）に沿った光量分布を、それぞれ示している。

上記した比較例３に係る照明装置３０１では、受光素子１９が、フライアイレンズ１５１よりも前段側の光路上に配置されている。このため、受光素子１９において受光される光束の光量分布は、例えば図３８（Ａ），（Ｄ）に示したように、レーザ光の出射時と同様のガウス分布となる。つまり、この比較例３では、受光素子１９における受光光量分布は、不均一なものとなる。

（本実施の形態）
これに対して本実施の形態の照明装置１Ｈ，１Ｉでは、受光素子１９が、フライアイレンズ１５１よりも後段側の光路上に配置されている。すなわち、フライアイレンズ１５１において光量分布の略均一化が図られた後に、受光素子１９において受光動作が行われることとなる。このため、例えば図３８（Ｂ），（Ｅ）あるいは図３８（Ｃ），（Ｆ）（図３５，図３６の例では、図３８（Ｂ），（Ｅ）に対応）に示したように、受光素子１９において受光される光束の光量分布（受光光量分布）は、上記比較例３とは異なり、略均一なものとなる。

なお、図３８の例では、フライアイレンズ１５１における単位セルの形状が、正六角形となっている。一般に、フライアイレンズにおける単位セルを細密構造にする場合、各単位セルの形状としては三角形、四角形、六角形の３パターンが挙げられるが、ここでは後段側のフライアイレンズ１５２への入射光Ｌ２inの光束形状をできるだけ円状に近づけるため、正六角形とした。したがって、図３８（Ａ）の段階では円形状の光量分布となっているのに対し、図３８（Ｂ），（Ｃ）のように、フライアイレンズ１５１を通過して光路上を伝播するのに従って、徐々に正六角形状の光量分布となっている。

このようにして本実施の形態では、受光素子１９がフライアイレンズ１５１よりも後段側の光路上に配置されているようにしたので、後述する各種の外乱の影響が抑えられ、高精度の光軸調整等が不要となる。これにより、受光素子１９における受光光量の変動が抑えられ、各レーザ光源における出射動作の更なる安定化を図り、表示画質を更に向上させることが可能となる。具体的には、照明装置１Ｈ，１Ｉから出射される照明光における光量変動を低減することができると共に、各色のレーザ光の混合比率の変化も抑えて所望のカラーバランス（ホワイトバランス）を保つことが可能となる。また、上記したような高精度の光軸調整が不要となるため、製品設計時の作り込み作業（光軸調整作業）を飛躍的に改善することが可能となる。

また、フライアイレンズ１５１とフライアイレンズ１５２との間（フライアイレンズ１５１と光学素子１４との間）の光路上に配置されているようにしたので、光学素子１４の微小振動による光量分布変動の影響を受けずに、受光素子１９における受光動作を行うことができる。したがって、光学素子１４よりも後段側の光路上に受光素子１９を配置した場合と比べて受光光量の変動を更に抑えることができ、表示画質の更なる向上を図ることが可能となる。

なお、このような本実施の形態の効果は、本実施の形態のように光源としてレーザを用いた場合に利点が大きくなる。つまり、まず、プロジェクタとしての光学系を小型化する場合、光源としてレーザを用いることはメリットが大きい。具体的には、レーザは指向性が高いため、コリメータレンズで平行ビーム化をすることで、効率良くかつ小さいスペースで光を伝搬することができる。一方、光源としてＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤは面発光光源であり拡散性が高いため、光を絞ることが難しい。他方、光量を検知するという観点では、光が広がっているほうが、部分光束をモニタした場合における外乱の影響は小さくて済む（受光光量の変動が小さい）。このように、レーザ光源を用いて光束を小さく絞ったがゆえに光量検知が難しくなったと言えるため、本実施の形態ではこの光量検知を行う位置（受光素子１９の配置位置）を工夫することにより、光学系の小型化と受光光量の変動の抑制との両立を可能としている。

また、特に照明装置１Ｉでは、受光素子１９における受光面１９０の法線が、光軸Ｘ０に対して傾斜配置されているようにしたので、その傾斜角の大きさに応じて受光光量を減少させることができ、受光光量におけるダイナミックレンジの調整を行うことも可能となる。

［実施例］
以下、第５の実施の形態の実施例（実施例１，２）について、上記した比較例３と比較しつつ詳細に説明する。なお、以下説明する実施例１とは、図３６に示した照明装置１Ｉ（表示装置３Ｉ）の構成における一実施例に、実施例２とは、図３５に示した照明装置１Ｈ（表示装置３Ｈ）の構成における一実施例に、それぞれ対応している。

図３９は、実施例１，２および比較例３において、各種の光学パラメータが変動したときの受光光量の一例を表として表したものであり、図４０は、図３９に示した受光光量の一例をグラフ化して表したものである。図４０（Ａ）は、緑色レーザ光（緑色レーザ１１Ｇ）の場合の結果を、図４０（Ｂ）は、赤色，青色レーザ光（赤色レーザ１１Ｒ，青色レーザ１１Ｂ）の場合の結果を、それぞれ示している。なお、図３９および図４０ではそれぞれ、レーザ光源からの出射時の光量を基準（１００％）として受光光量を示している。

また、図４１は、図４２〜図４９に示した各実施例等（実施例１，２および比較例３における各具体例）における光学パラメータの設定条件を表として表したものである。図４２〜図４９はそれぞれ、図４１に示した各具体例に係る受光光量分布の一例を表したものである。なお、図４２〜図４９において、（Ａ），（Ｄ）は比較例３、（Ｂ），（Ｅ）は実施例１、（Ｃ），（Ｆ）は実施例２にそれぞれ対応している。また、図４２〜図４９において、（Ａ）〜（Ｃ）は、光束の断面上における２次元的な光量分布を、（Ｄ）〜（Ｆ）は、（Ａ）〜（Ｃ）における光量分布の中心を通る１次元方向（ここでは横方向）に沿った光量分布を、それぞれ示している。なお、図４２〜図４９において、（Ａ）〜（Ｃ）中に示された白枠は、受光素子１９における有効受光面（受光面１９０の有効領域；例えば０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度）を表している。

ここで、これらの実施例１，２および比較例３における具体的な条件（シミュレーション時の計算条件）は、以下の通りである。なお、発散角における「Ｍａｘ」，「Ｍｉｎ」はそれぞれ、発散角が最大値，最小値である状態を意味している。また、「光軸倒れ」とは、外部からの衝撃等によるレーザや光学系、受光素子１９間の位置ずれなどに起因した光束の倒れ角度を意味し、ここではレーザの出射面内方向での位置ずれにより発生するカップリング後の光束の倒れ角度として示している。また、「強度中心ずれ」とは、レーザ光の光量分布（ガウス分布）におけるピーク位置のずれ量を意味し、ここではレーザの光軸に対する回転方向の倒れ角度として示している。このような発散角の変動、光軸倒れあるいは強度中心ずれの発生は、受光光量の変動を引き起こすものである。

（緑色レーザ１１Ｇについて）
・レーザの種類…ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）レーザ
・レーザの発散角Ｍｉｎ…２０mrad（水平方向）、１０mrad（垂直方向）
・レーザの発散角Ｍａｘ…２５mrad（水平方向）、３０mrad（垂直方向）
・焦点距離＝５０ｍｍのカップリングレンズ１２Ｇを使用
・光軸倒れ…３．５°
・強度中心ずれ…２°
（赤色レーザ１１Ｒ，青色レーザ１１Ｂについて）
・レーザの種類…Ｃａｎパッケージレーザ
・レーザの発散角Ｍｉｎ…２５°（水平方向）、５°（垂直方向）
・レーザの発散角Ｍａｘ…４０°（水平方向）、１０°（垂直方向）
・焦点距離＝３ｍｍのカップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｂを使用
・光軸倒れ…３．５°
・強度中心ずれ…５°
（その他）
・焦点距離＝１．５ｍｍのフライアイレンズ１５１を使用
・実施例１，２…フライアイレンズ１５１から１０ｍｍ離れた位置で受光
・実施例１…光軸Ｘ０に対する受光面１９０の法線の傾斜角＝４５°
・レーザの発散角…一般的な半導体レーザの発散角を想定
・光軸倒れ、強度中心ずれ…レーザを調整せずに機械的な精度で取り付けた場合のずれ量、または、外的要因によるずれ量

これらの図３９〜図４９（特に図３９，図４０）に示した実施例１，２および比較例３により、以下のことが言える。すなわち、実施例１，２では比較例３と比べ、光量を安定して検出できる（受光光量の変動が抑えられる）ことが分かる。具体的には、比較例３では、レーザの発散角の違いや光軸倒れ、強度中心ずれ等による受光光量の変動が非常に大きい。例えば、図４０（Ａ）における比較例３に至っては、受光光量が８%から７４％までと約９倍も変動しまうことになる。つまり、この比較例３では、前述した高精度の光軸調整等が必要不可欠ということになる。一方、実施例１，２では、そのような高精度の光軸調整等を行わずとも受光光量がほとんど変動しないことから、そのような調整を必要としないことが分かる。このように、実施例１，２では高精度の光軸調整が不要となるため、製品設計時の作り込み作業（光軸調整作業）を飛躍的に改善することが可能となる。

また、これらの結果から、調整の要否だけでなく、ずれ感度が高い（＝多少のずれでも受光光量が大きく変動する）ということは調整後であっても問題が生じ得るということが分かる。つまり、比較例３のように、レーザの出射光量が一定であるのにも関わらず受光素子１９での受光光量が大きく変化すると、ＡＰＣ（Auto Power Control；閉ループ処理）による出射光量を一定に保とうとするシステムが崩れてしまう。その結果、適切な光量モニタが難しくなり、明るさや色バランスの劣化へと繋がる。これに対して実施例１，２であれば、照明光における光量変動を低減する（明るさを略一定に保つ）ことができると共に、所望の色バランスを保つことが可能となる。

＜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、第４の実施の形態およびその変形例（変形例６〜８）では、後段側のフライアイレンズにおける出射側単位セルＣ２out（第２単位セル）が、菱形状、十字形状または六角形状からなる場合について説明したが、第２単位セルの形状はこれらの場合には限られない。すなわち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って延出する形状（入射側単位セルＣ２in（第１単位セル）と比べ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って略等方的（望ましくは等方的）な形状）なのであれば、第２単位セルを他の形状としてもよい。

また、上記実施の形態等では、本開示における「第１および第２の均一化光学部材」がそれぞれ、フライアイレンズからなる場合を例に挙げて説明したが、これらの均一化光学部材がそれぞれ、他の光学部材（例えばロッドインテグレータ等）からなるようにしてもよい。

更に、上記実施の形態等で説明した光学素子１４，１４Ａ，１４Ｂでは、それらの光出射面側に波型構造や傾斜面構造が形成されている場合について説明したが、このような場合には限られない。すなわち、例えば、それらの光入射面側、あるいはそれらの光入射面側および光出射面側の双方に、波型構造や傾斜面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、本開示における「第１の方向」と「第２の方向」とが互いに直交している場合（水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）の場合）を例に挙げて説明したが、この場合には限られない。すなわち、これらの「第１の方向」と「第２の方向」とが、互いに直交していないようにしてもよい。

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ない。すなわち、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（例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）など）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、照明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。

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、
前記光源部側からの光が入射する第１の均一化光学部材と、
前記第１の均一化光学部材側からの光が入射する第２の均一化光学部材と、
前記光源部からの出射光の光路上に配設された光学素子と、
前記光学素子を振動させる駆動部と
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および第２の均一化光学部材はそれぞれ、２次元配列された複数の単位セルを有し、
前記第１光学面および前記第２光学面の延在方向と、前記単位セルの配列方向とが、互いに傾斜している
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（２）または（３）に記載の照明装置。
（５）
前記第１光学面のピッチと前記第２光学面のピッチとが、互いに異なる
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、前記第１の均一化光学部材と前記第２の均一化光学部材との間の光路上に配置されている
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の照明装置。
（７）
前記第２の均一化光学部材は、２次元配列された複数の単位セルを有し、
以下の［１］式を満たす
上記（６）に記載の照明装置。
｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆ）｝＞Ｐｆ ……［１］
但し、
ｆ ：前記第２の均一化光学部材における単位セルの焦点距離
Ｐｆ：前記第２の均一化光学部材における単位セルのピッチ
θｆ：前記光学素子から出射して前記第２の均一化光学部材へ入射する光束におけるマージナル光線角度
（８）
前記第２の均一化光学部材における各単位セルが、長軸方向および短軸方向を有する異方性形状からなり、
前記長軸方向および前記短軸方向の双方について、前記（１）式を満たしている
上記（７）に記載の照明装置。
（９）
前記光学素子が、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光学面とを有し、
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セルの配列方向とが、傾斜角αにて互いに傾斜しており、
前記第２の均一化光学部材における単位セルの前記長軸方向のピッチを前記Ｐｆ、それらの単位セルにおけるアスペクト比をＸ：Ｙ（Ｘ＞Ｙ）としたとき、
以下の［２］式および［３］式を更に満たす
上記（８）に記載の照明装置。
｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆ×ｓｉｎα）｝＞Ｐｆ ……［２］
｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆ×ｃｏｓα）｝＞｛（Ｙ／Ｘ）×Ｐｆ｝ ……［３］
（１０）
以下の［４］式を更に満たす
上記（９）に記載の照明装置。
｛ｆ×ｔａｎ（θｆ×ｃｏｓα）｝＜｛（１／２）×（Ｙ／Ｘ）×Ｐｆ｝ ……［４］
（１１）
前記第１の均一化光学部材と前記第２の均一化光学部材との間の光路上に、正のパワーを有する一対のレンズが配設されており、
前記光学素子が、前記一対のレンズ間の光路上に配置されている
上記（６）ないし（１０）のいずれかに記載の照明装置。
（１２）
前記光学素子が、前記第１の均一化光学部材の光入射側の光路上、または、前記第２の均一化光学部材の光出射側の光路上に配置されている
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の照明装置。
（１３）
前記第２の均一化光学部材が、その光入射面上に配列された複数の第１単位セルと、その光出射面上に配列された複数の第２単位セルとを個別に有し、
前記第１単位セルは、第１の方向を長軸方向とすると共に第２の方向を短軸方向とする異方性形状からなり、
前記第２単位セルは、前記第１および第２の方向の双方に沿って延出する形状からなる
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の照明装置。
（１４）
前記第２単位セルが、前記第１単位セルと比べて、前記第１および第２の方向に沿った略等方的な形状からなる
上記（１３）に記載の照明装置。
（１５）
前記複数の第１単位セルが、前記光入射面上で隙間なく２次元配置されると共に、
前記複数の第２単位セルが、前記光出射面上で隙間なく２次元配置されている
上記（１３）または（１４）に記載の照明装置。
（１６）
前記第２の均一化光学部材では、その光入射面上の前記第１または第２の方向に沿って、隣接する第１単位セル列間での配置位置が交互にずれている
上記（１５）に記載の照明装置。
（１７）
互いに対向する前記第１単位セルと前記第２単位セルとの間で、それらの中心点の位置が略一致している
上記（１５）または（１６）に記載の照明装置。
（１８）
前記第１の均一化光学部材は、その光入射面側と光出射面側とで共通化された、複数の共通化単位セルを有する
上記（１３）ないし（１７）のいずれかに記載の照明装置。
（１９）
前記第１の均一化光学部材よりも後段側の光路上に配設された受光素子と、
前記受光素子により受光された光束の光量に基づいて、前記レーザ光源における出射光量を制御する制御部と
を更に備えた
上記（１）ないし（１８）のいずれかに記載の照明装置。
（２０）
前記受光素子が、前記第１の均一化光学部材と前記第２の均一化光学部材との間の光路上に配置されている
上記（１９）に記載の照明装置。
（２１）
前記受光素子が、前記光学素子よりも前段側に配置されている
上記（２０）に記載の照明装置。
（２２）
照明光を出射する照明装置と、
前記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、
前記光源部側からの光が入射する第１の均一化光学部材と、
前記第１の均一化光学部材側からの光が入射する第２の均一化光学部材と、
前記光源部からの出射光の光路上に配設された光学素子と、
前記光学素子を振動させる駆動部と
を有する表示装置。
（２３）
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（２２）に記載の表示装置。

１，１Ｃ〜１Ｉ…照明装置、１０…制御部、１１Ｒ…赤色レーザ、１１Ｇ…緑色レーザ、１１Ｂ…青色レーザ、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…カップリングレンズ、１３１，１３２…ダイクロイックプリズム、１４，１４Ａ，１４Ｂ…光学素子、１４ｐ…プリズム、１４０…駆動部、１４１…第１光学面（凸状曲面）、１４２…第２光学面（凹状曲面）、１５１，１５２，１５２Ｈ，１５２Ｉ，１５２Ｊ，１５２Ｋ…フライアイレンズ、１５２ａ…収束光束領域、１５２ｂ…拡散光束領域、１６１，１６２…サブコンデンサレンズ、１７…コンデンサレンズ、１８…部分透過ミラー、１９…受光素子、１９０…受光面、２１…反射型液晶素子、２２…フィールドレンズ、２３…偏光ビームスプリッタ、２４…投射レンズ、３，３Ｇ…表示装置、３０…スクリーン、Ｘ０，Ｚ０…光軸、Ａｓ，Ａｓ１〜Ａｓ４，Ａｓin，Ａｓout…光学面延在軸（シリンダー軸）、α，α１〜α４，αin，αout…傾斜角、Ｌ１in，Ｌ２in…入射光、Ｌ２out，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ，Ｌ２ｄ…出射光（出射光束）、Ｌｒ…反射光、Ｌｔ…透過光、Ｓ１in，Ｓ２in…光入射面、Ｓ１out，Ｓ２out…光出射面、Ａ１in，Ａ２in…入射側アレイ、Ａ１out，Ａ２out…出射側アレイ、Ｃ１in，Ｃ２in…入射側単位セル、Ｃ１out，Ｃ２out…出射側単位セル、Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ２ｃ，Ｃ２ｄ…単位セル。

Claims (21)

1. レーザ光源を含む光源部と、
   前記光源部側からの光が入射する第１の均一化光学部材と、
   前記第１の均一化光学部材側からの光が入射する第２の均一化光学部材と、
   前記第１の均一化光学部材と前記第２の均一化光学部材との間の光路上に配設された光学素子と、
   前記光学素子を振動させる駆動部と
   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および第２の均一化光学部材はそれぞれ、２次元配列された複数の単位セルを有し、
   前記第１光学面および前記第２光学面の延在方向と、前記単位セルの配列方向とが、互いに傾斜している
   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または請求項３に記載の照明装置。
5. 前記第１光学面のピッチと前記第２光学面のピッチとが、互いに異なる
   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. 前記第２の均一化光学部材は、２次元配列された複数の単位セルを有し、
   以下の（１）式を満たす
   請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
   ｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆ）｝＞Ｐｆ ……（１）
   但し、
   ｆ ：前記第２の均一化光学部材における単位セルの焦点距離
   Ｐｆ：前記第２の均一化光学部材における単位セルのピッチ
   θｆ：前記光学素子から出射して前記第２の均一化光学部材へ入射する光束におけるマージナル光線角度
7. 前記第２の均一化光学部材における各単位セルが、長軸方向および短軸方向を有する異方性形状からなり、
   前記長軸方向および前記短軸方向の双方について、前記（１）式を満たしている
   請求項６に記載の照明装置。
8. 前記光学素子が、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光学面とを有し、
   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セルの配列方向とが、傾斜角αにて互いに傾斜しており、
   前記第２の均一化光学部材における単位セルの前記長軸方向のピッチを前記Ｐｆ、それらの単位セルにおけるアスペクト比をＸ：Ｙ（Ｘ＞Ｙ）としたとき、
   以下の（２）式および（３）式を更に満たす
   請求項７に記載の照明装置。
   ｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆ×ｓｉｎα）｝＞Ｐｆ ……（２）
   ｛６×ｆ×ｔａｎ（θｆ×ｃｏｓα）｝＞｛（Ｙ／Ｘ）×Ｐｆ｝ ……（３）
9. 以下の（４）式を更に満たす
   請求項８に記載の照明装置。
   ｛ｆ×ｔａｎ（θｆ×ｃｏｓα）｝＜｛（１／２）×（Ｙ／Ｘ）×Ｐｆ｝ ……（４）
10. 前記第１の均一化光学部材と前記第２の均一化光学部材との間の光路上に、正のパワーを有する一対のレンズが配設されており、
    前記光学素子が、前記一対のレンズ間の光路上に配置されている
    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. 前記第２の均一化光学部材が、その光入射面上に配列された複数の第１単位セルと、その光出射面上に配列された複数の第２単位セルとを個別に有し、
    前記第１単位セルは、第１の方向を長軸方向とすると共に第２の方向を短軸方向とする異方性形状からなり、
    前記第２単位セルは、前記第１および第２の方向の双方に沿って延出する形状からなる
    請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の照明装置。
12. 前記第２単位セルが、前記第１単位セルと比べて、前記第１および第２の方向に沿った略等方的な形状からなる
    請求項１１に記載の照明装置。
13. 前記複数の第１単位セルが、前記光入射面上で隙間なく２次元配置されると共に、
    前記複数の第２単位セルが、前記光出射面上で隙間なく２次元配置されている
    請求項１１または請求項１２に記載の照明装置。
14. 前記第２の均一化光学部材では、その光入射面上の前記第１または第２の方向に沿って、隣接する第１単位セル列間での配置位置が交互にずれている
    請求項１３に記載の照明装置。
15. 互いに対向する前記第１単位セルと前記第２単位セルとの間で、それらの中心点の位置が略一致している
    請求項１３または請求項１４に記載の照明装置。
16. 前記第１の均一化光学部材は、その光入射面側と光出射面側とで共通化された、複数の共通化単位セルを有する
    請求項１１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の照明装置。
17. 前記第１の均一化光学部材よりも後段側の光路上に配設された受光素子と、
    前記受光素子により受光された光束の光量に基づいて、前記レーザ光源における出射光量を制御する制御部と
    を更に備えた
    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. 前記受光素子が、前記第１の均一化光学部材と前記第２の均一化光学部材との間の光路上に配置されている
    請求項１７に記載の照明装置。
19. 前記受光素子が、前記光学素子よりも前段側に配置されている
    請求項１８に記載の照明装置。
20. 照明光を出射する照明装置と、
    前記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、
    前記光源部側からの光が入射する第１の均一化光学部材と、
    前記第１の均一化光学部材側からの光が入射する第２の均一化光学部材と、
    前記第１の均一化光学部材と前記第２の均一化光学部材との間の光路上に配設された光学素子と、
    前記光学素子を振動させる駆動部と
    を有する表示装置。
21. 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２０に記載の表示装置。

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