JP5804245B2

JP5804245B2 - Scanning display device

Info

Publication number: JP5804245B2
Application number: JP2011105452A
Authority: JP
Inventors: 谷口　幸夫; 幸夫谷口; 牧夫倉重; 大八木　康之; 康之大八木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: JP2012237810A

Description

本発明は、レーザー光などのコヒーレント光を光源に使用する走査型表示装置及び表示用光学装置に関するものである。 The present invention relates to a scanning display device and a display optical device that use coherent light such as laser light as a light source.

光源からの照明光を、液晶やＭＥＭＳなどの光変調素子（マイクロディスプレイ）を用いて映像化し、スクリーンに投影するプロジェクタ（走査型表示装置）が知られている。このようなプロジェクタでは、その光源に高圧水銀ランプなどの白色光源を用いたものが知られており、液晶などの２次元光変調素子を照明し得られた画像を投射光学系で拡大してスクリーン上に映像を投射している。 2. Description of the Related Art A projector (scanning display device) is known in which illumination light from a light source is imaged using a light modulation element (microdisplay) such as liquid crystal or MEMS and projected onto a screen. Among such projectors, a projector using a white light source such as a high-pressure mercury lamp as the light source is known, and an image obtained by illuminating a two-dimensional light modulation element such as a liquid crystal is magnified by a projection optical system. The image is projected above.

しかしながら、高圧水銀ランプなどの高輝度放電ランプは、寿命が比較的短くプロジェクタなどに利用した場合、頻繁にランプを交換する必要がある。また、装置自体が大型化してしまうという欠点もある。さらには、環境負荷の観点から水銀を使用する高圧水銀ランプの仕様は好ましいものとはいえない。このような欠点を解消するため、レーザー光を光源として使用するプロジェクタも提案されている。半導体レーザーは、高圧水銀ランプなどと比較して高寿命であり、また、装置全体の小型化を図ることも可能である。 However, high-intensity discharge lamps such as high-pressure mercury lamps have a relatively short life and need to be frequently replaced when used in projectors. In addition, there is a drawback that the apparatus itself is increased in size. Furthermore, the specification of a high-pressure mercury lamp that uses mercury is not preferable from the viewpoint of environmental load. In order to eliminate such drawbacks, a projector using laser light as a light source has been proposed. The semiconductor laser has a longer life than a high-pressure mercury lamp or the like, and the entire apparatus can be reduced in size.

このように、プロジェクタの次世代光源として期待されているレーザー光は直進性に優れるため、ＬＥＤなどと比較しても光入射効率の向上を図ることができると考えられる。しかしながら、レーザー光を光源として用いた場合、コヒーレンスの高さに起因するスペックルノイズが発生し、映像を見難くしてしまう欠点がある。 Thus, since the laser beam expected as the next-generation light source of the projector is excellent in straightness, it is considered that the light incident efficiency can be improved as compared with the LED or the like. However, when laser light is used as a light source, there is a drawback that speckle noise is generated due to high coherence and it is difficult to view an image.

スペックルノイズは、コヒーレントなレーザー光を光源とした場合、照射対象表面の微少凹凸からの散乱光が干渉することで生ずる斑点状のノイズであって、プロジェクタで発生した場合には画質劣化の原因となるのみならず、観察者に対して生理的不快感をもたらすこともある。このスペックルノイズを低減するため、レーザー光が通過する拡散板を振動させる、レーザースペクトルの波長スペクトルを拡大する、レーザー光の照射対象となるスクリーン自体を振動させるなど、各種試みが行われている。このようなスペックルノイズ低減の試みとして、特許文献１には、コヒーレント光が通過する拡散素子を回転運動させることで、スペックルノイズの低減を図る無スペックル・ディスプレイ装置が開示されている。 Speckle noise is speckled noise caused by interference of light scattered from minute irregularities on the surface of the irradiation object when coherent laser light is used as the light source. As well as causing physiological discomfort to the observer. In order to reduce this speckle noise, various attempts have been made, such as vibrating the diffusion plate through which the laser beam passes, expanding the wavelength spectrum of the laser spectrum, and vibrating the screen itself that is the target of the laser beam irradiation. . As an attempt to reduce such speckle noise, Patent Document 1 discloses a non-speckle display device that reduces speckle noise by rotating a diffusion element through which coherent light passes.

特開平６−２０８０８９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-208089

しかしながら、特許文献１に開示されるスペックルノイズ低減方法では、拡散素子到達前に生じていたスペックルノイズ（干渉パターン）は平均化できるものの、拡散中心からスクリーンへの入射光線角度はスクリーン上のいずれの点においても不変であるため、スクリーン各点の光散乱特性も一定となり、結果としてスクリーン上で発生するスペックルノイズの除去効果は殆ど得られないという問題があった。 However, in the speckle noise reduction method disclosed in Patent Document 1, speckle noise (interference pattern) generated before reaching the diffusing element can be averaged, but the incident ray angle from the diffusion center to the screen is on the screen. Since it is invariant at any point, the light scattering characteristic of each point on the screen becomes constant, and as a result, there is a problem that the effect of removing speckle noise generated on the screen is hardly obtained.

このような、コヒーレント光を原因として生ずるスペックルは、コヒーレント光を光源として使用する走査型表示装置（プロジェクタ）のみならず、コヒーレント光を使用する
様々な照明装置において問題となっている。 Such speckles caused by coherent light are a problem not only in scanning display devices (projectors) that use coherent light as a light source, but also in various illumination devices that use coherent light.

本発明は、コヒーレント光を光源とした場合に生ずるスペックルの抑制を図る走査型表示装置を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a scanning display device that suppresses speckles generated when coherent light is used as a light source.

本発明に係る走査型表示装置は、
一次元方向に像が形成される像形成領域を有する一次元変調素子と、
前記像形成領域を経時的に重ねてコヒーレント光で照明するとともに、前記像形成領域の各点への入射角度を経時的に変化させて照明する照明系と、
前記像形成領域の像をスクリーンに投射する投射光学系と、
前記投射光学系にて投射される像を、前記像形成領域に形成される像の形成方向とは異なる方向に走査することで、前記スクリーンに二次元像を投射する投射映像走査部と、を備え、
前記照明系は、
コヒーレント光を出射する光源と、
前記光源から出射されたコヒーレント光を走査する光走査部と、
前記光走査部で走査された走査光を拡散させ、各点から出射される拡散光が前記像形成領域を経時的に重ねてコヒーレント光で照明するとともに、前記像形成領域の各点への入射角度を経時的に変化させて照明する光拡散素子と、を備え、
前記光拡散素子は、レンズアレイであり、
前記レンズアレイが光軸方向に複数段配列され、
前記レンズアレイの各点から出射される発散光の発散角度を抑えるとともに、発散角度の抑えられた発散光が被照明領域全体を経時的に重ねて照明するように設定された光路変換系を備えることを特徴とする。
A scanning display device according to the present invention includes:
A one-dimensional modulation element having an image forming region in which an image is formed in a one-dimensional direction;
Illuminating with the coherent light that overlaps the image forming region over time and illuminating by changing the incident angle to each point of the image forming region over time,
A projection optical system that projects an image of the image forming area onto a screen;
A projection video scanning unit that projects a two-dimensional image onto the screen by scanning an image projected by the projection optical system in a direction different from a direction in which the image formed in the image forming region is formed; Prepared,
The illumination system is
A light source that emits coherent light;
An optical scanning unit that scans coherent light emitted from the light source;
The scanning light scanned by the optical scanning unit is diffused, and the diffused light emitted from each point is illuminated with coherent light by overlapping the image forming region over time and incident on each point of the image forming region. A light diffusing element that illuminates by changing the angle over time, and
The light diffusing element is a lens array;
The lens array is arranged in a plurality of stages in the optical axis direction ,
An optical path conversion system configured to suppress the divergent angle of the divergent light emitted from each point of the lens array and to set the divergent light with the divergent angle suppressed to illuminate the entire illuminated region over time. It is characterized by that.

さらに本発明に係る走査型表示装置において、
前記照明系は、前記像形成領域全体を照明することを特徴とする。 Furthermore, in the scanning display device according to the present invention,
The illumination system illuminates the entire image forming area.

さらに本発明に係る走査型表示装置において、
前記照明系は、
コヒーレント光を出射する光源と、
前記光源から出射されたコヒーレント光を走査する光走査部と、
複数の要素レンズを有し、前記光走査部で走査された光を発散させるレンズアレイと、
前記レンズアレイの各点から出射される発散光の発散角度を抑えるとともに、発散角度の抑えられた発散光が被照明領域を経時的に重ねて照明するように設定された光路変換系と、を備えることを特徴とする。 Furthermore, in the scanning display device according to the present invention,
The illumination system is
A light source that emits coherent light;
An optical scanning unit that scans coherent light emitted from the light source;
A lens array having a plurality of element lenses and diverging the light scanned by the light scanning unit;
An optical path conversion system configured to suppress the divergent angle of divergent light emitted from each point of the lens array and to irradiate the diverged light with the divergent angle suppressed over the illuminated region over time, and It is characterized by providing.

さらに本発明に係る走査型表示装置において、
前記一次元変調素子は、一次元方向に配列された画素にて形成されていることを特徴とする。 Furthermore, in the scanning display device according to the present invention,
The one-dimensional modulation element is formed of pixels arranged in a one-dimensional direction.

さらに本発明に係る走査型表示装置において、
前記投射映像走査部は、ガルバノスキャナであることを特徴とする。 Furthermore, in the scanning display device according to the present invention,
The projected image scanning unit is a galvano scanner.

本発明の走査型表示装置によれば、一次元変調素子の像形成領域をコヒーレント光で経時的に重ねて照明するとともに、像形成領域の各点への入射角度を経時的に変化させて照明することで、スクリーンに対しても時間的に異なる角度で照射することとなり、スクリーン上で発生するスペックルを効果的に抑制することができる。 According to the scanning display device of the present invention, the image forming area of the one-dimensional modulation element is illuminated with the coherent light overlapped with time, and the incident angle to each point of the image forming area is changed with time. By doing so, the screen is also irradiated at different angles in time, and speckles generated on the screen can be effectively suppressed.

本発明の実施形態に係る走査型表示装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the scanning-type display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る走査型表示装置における光路の様子を説明するための図The figure for demonstrating the mode of the optical path in the scanning display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る照明系の構成を示す図The figure which shows the structure of the illumination system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る照明系で使用するホログラム作成の様子を示す図The figure which shows the mode of the hologram production used with the illumination system which concerns on embodiment of this invention 本発明の他の実施形態に係る照明系の構成を示す図The figure which shows the structure of the illumination system which concerns on other embodiment of this invention. 他の実施形態に係る照明系で使用するホログラム作成の様子を示す図The figure which shows the mode of hologram creation used with the illumination system which concerns on other embodiment 本発明の実施形態に係る他の照明系の構成を示す図The figure which shows the structure of the other illumination system which concerns on embodiment of this invention.

では、本発明の実施形態に係る走査型表示装置について図面を参照しつつ説明を行う。図１は、本発明の実施形態に係る走査型表示装置の構成を示す図である。なお、以下に説明する図面は、模式的に示した図であって、実際の形状、寸法、配置とは異なる場合もある。 Now, a scanning display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a scanning display device according to an embodiment of the present invention. Note that the drawings described below are schematic views and may differ from actual shapes, dimensions, and arrangements.

本実施形態の走査型表示装置１０は、照明系２０と、像を形成するための一次元変調素子３１、一次元画像変調素子３１に形成された像をスクリーン４１に投射するための投射光学系３２、投射光学系３２で形成された一次元映像を走査してスクリーン４１上に二次元映像を形成する投射映像走査部３３を有している。なお、図では、映像が投射されるスクリーン４１面をＸ−Ｙ平面、それに直交する軸をＺ軸としている。スクリーン４１には、スクリーン４１で反射された映像を観察する反射型スクリーン、あるいは、スクリーン４１を透過した映像を観察する透過型スクリーンどちらを使用することもできる。 The scanning display device 10 of this embodiment includes an illumination system 20, a one-dimensional modulation element 31 for forming an image, and a projection optical system for projecting an image formed on the one-dimensional image modulation element 31 onto a screen 41. 32, a projection image scanning unit 33 that scans the one-dimensional image formed by the projection optical system 32 to form a two-dimensional image on the screen 41. In the figure, the screen 41 on which an image is projected is an XY plane, and an axis perpendicular to the XY plane is a Z axis. As the screen 41, either a reflective screen for observing an image reflected by the screen 41 or a transmissive screen for observing an image transmitted through the screen 41 can be used.

照明系２０は、被照明領域としての一次元変調素子３１の像形成領域を照明する光学系であって、経時的に方向が変化して出射する照明光Ｌｂにて、像形成領域に対する入射角度を変化させつつ像形成領域を照明する。その際、照明光Ｌｂが経時的に方向を変化させることで、各時において出射される照明光Ｌｂが経時的に重ねられて像形成領域全体を照明することが必要とされるが、好ましくは、照明光Ｌｂが、照明光Ｌｂの出射方向によらず、常に像形成領域全体を照明することとする。このようにすることで、像形成領域の輝度の均一化を図ることが可能となる。照明系２０の詳細な構成には、各種形態を採用することが可能であって、後で詳細に説明を行う。 The illumination system 20 is an optical system that illuminates an image forming area of the one-dimensional modulation element 31 as an illuminated area, and is incident on the image forming area with illumination light Lb that changes its direction with time and exits. The image forming area is illuminated while changing the. At that time, it is necessary that the illumination light Lb changes its direction with time so that the illumination light Lb emitted at each time is overlapped with time to illuminate the entire image forming region. The illumination light Lb always illuminates the entire image forming region regardless of the emission direction of the illumination light Lb. By doing so, it is possible to make the luminance of the image forming region uniform. Various configurations can be adopted for the detailed configuration of the illumination system 20 and will be described in detail later.

一次元変調素子３１は、映像信号に基づいて像が形成される像形成領域を有するディスプレイであって、本実施形態では透過型の液晶表示素子が用いられている。像形成領域は、Ｘ方向に沿って一列に配列された画素で構成されており、投射映像走査部３３の走査に同期して映像を表示する。一次元変調素子３１としては、このような透過型のもの以外に、ＭＥＭＳなどの反射型のものを利用することも可能である。照明系２０からの照明光Ｌｂは、時間の経過に伴い入射角度を変化させつつ一次元変調素子３１に入射し、像形成領
域に表示される像に基づいて一次元変調光Ｌｃに変換される。 The one-dimensional modulation element 31 is a display having an image forming area in which an image is formed based on a video signal. In this embodiment, a transmissive liquid crystal display element is used. The image forming area is composed of pixels arranged in a line along the X direction, and displays an image in synchronization with the scanning of the projection image scanning unit 33. As the one-dimensional modulation element 31, in addition to such a transmission type, a reflection type such as MEMS may be used. The illumination light Lb from the illumination system 20 enters the one-dimensional modulation element 31 while changing the incident angle with time, and is converted into the one-dimensional modulation light Lc based on the image displayed in the image forming region. .

投射光学系３２は、一次元変調素子３１からの一次元変調光Ｌｃを一次元映像再生光Ｌｄに拡大変換してスクリーン４１に投射する。 The projection optical system 32 enlarges and converts the one-dimensional modulated light Lc from the one-dimensional modulation element 31 into a one-dimensional video reproduction light Ld and projects it onto the screen 41.

投射映像走査部３３は、反射光学素子３３ａとそれを回動させる回動軸３３ｂを含んで構成されている。本実施形態の投射映像走査部３３は、外部からの入力信号に応じた量だけ回動して反射光学素子３３ａ（ガルバノミラー）に入射する光の反射角度を変化させるガルバノスキャナが用いられている。この他、ポリゴンミラー、ＭＥＭＳスキャナのような可動ミラーを機械的に回動させるミラーデバイスが用いることが可能である。投射映像走査部３３は、投射光学系３２から出射される一次元映像再生光Ｌｄを一次元変調素子３１が形成する像の方向と異なる方向に走査することで、スクリーン４１に二次元映像を投射する。本実施形態では、一次元変調素子３１が形成する像の方向と直交する方向に走査することでスクリーン４１上に矩形形状の映像が投射される。その際、投射映像走査部３３の走査周期は、一次元変調素子３１における一画面分の映像形成周期と同期させる。 The projection image scanning unit 33 includes a reflection optical element 33a and a rotation shaft 33b that rotates the reflection optical element 33a. The projection video scanning unit 33 of the present embodiment uses a galvano scanner that rotates by an amount corresponding to an input signal from the outside and changes the reflection angle of light incident on the reflective optical element 33a (galvano mirror). . In addition, a mirror device that mechanically rotates a movable mirror such as a polygon mirror or a MEMS scanner can be used. The projection image scanning unit 33 projects the two-dimensional image on the screen 41 by scanning the one-dimensional image reproduction light Ld emitted from the projection optical system 32 in a direction different from the direction of the image formed by the one-dimensional modulation element 31. To do. In the present embodiment, a rectangular image is projected on the screen 41 by scanning in a direction orthogonal to the direction of the image formed by the one-dimensional modulation element 31. At that time, the scanning period of the projected image scanning unit 33 is synchronized with the image forming period for one screen in the one-dimensional modulation element 31.

以上、本発明の実施形態に係る走査型表示装置の構成について説明したが、本実施形態ではこのような構成を採用することで、スクリーン４１上に発生するスペックルを観察者に対して目立たなくさせることとしている。 As described above, the configuration of the scanning display device according to the embodiment of the present invention has been described, but in this embodiment, the speckle generated on the screen 41 is not noticeable to the observer by adopting such a configuration. I am going to let you.

では、この走査型表示装置１０において、スペックル抑制の原理などを詳細に説明する。図２は、図１の本発明の実施形態に係る走査型表示装置１０について、説明を分かり易くするため、投射映像走査部３３を省略したときの光路を示す図となっている。投射映像走査部３３は、一次元映像再生光ＬｄをＹ方向に走査するものであるため省略（破線で記載）している。この場合においても結像特性については、図１に記載のものと特段変わりはない。 Now, the principle of speckle suppression in the scanning display device 10 will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing an optical path when the projection video scanning unit 33 is omitted for easy understanding of the scanning display device 10 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. Since the projection video scanning unit 33 scans the one-dimensional video reproduction light Ld in the Y direction, the projection video scanning unit 33 is omitted (indicated by a broken line). Even in this case, the imaging characteristics are not particularly different from those shown in FIG.

図２に示されるように、時刻ｔ１のときに照明系２０から出射される照明光Ｌｂ（ｔ１）は、一次元変調素子３１における像形成領域の少なくとも一部の領域を照明する。時刻ｔ２のときの照明光Ｌｂ（ｔ２）も同様に、像形成領域の少なくとも一部の領域を照明する。この図に示されるように照明系２０は、入射角度を時間的に変化させつつ像形成領域全体を照明することとなる。像形成領域は、照明系２０から出射される照明光Ｌｂの偏向方向によらず、常に照明される領域に設定されることが輝度の均一化を図る上で好ましい。 As shown in FIG. 2, the illumination light Lb (t1) emitted from the illumination system 20 at time t1 illuminates at least a part of the image forming region in the one-dimensional modulation element 31. Similarly, the illumination light Lb (t2) at time t2 illuminates at least a part of the image forming area. As shown in this figure, the illumination system 20 illuminates the entire image forming region while changing the incident angle with time. The image forming region is preferably set to a region that is always illuminated regardless of the deflection direction of the illumination light Lb emitted from the illumination system 20 in order to achieve uniform luminance.

一次元変調素子３１で変調された一次元変調光Ｌｃは、投射光学系３２で拡大され映像再生光Ｌｄとしてスクリーン４１上に投射され、反射、あるいは、透過される映像を観察者に観察させる。このときスクリーン４１の面上で拡散されたコヒーレント光は互いに干渉することでスペックルを生じさせる。しかしながら、本実施形態では、照明系２０によってコヒーレント光が経時的に偏向されるため、結果としてスクリーン４１に投射する一次元映像再生光Ｌｄの入射角度を経時的に変化させ、このスペックルを極めて効果的に目立たなくしている。 The one-dimensional modulated light Lc modulated by the one-dimensional modulation element 31 is magnified by the projection optical system 32 and projected onto the screen 41 as the image reproduction light Ld, and allows the observer to observe the reflected or transmitted image. At this time, the coherent light diffused on the surface of the screen 41 interferes with each other to cause speckle. However, in the present embodiment, since the coherent light is deflected with time by the illumination system 20, as a result, the incident angle of the one-dimensional image reproduction light Ld projected onto the screen 41 is changed with time, and this speckle is extremely reduced. It is effectively inconspicuous.

図２に示されるスクリーン上の点Ｐ１において、例えば、時刻ｔ１における一次元映像再生光Ｌｄ（ｔ１）と、時刻ｔ２における一次元映像再生光Ｌｄ（ｔ２）が異なる入射角度で照射されることとなる。図に示す他の点Ｐ２や図示しない他の点においても同様であって、一次元映像再生光Ｌｄは、入射角度を時間的に変化させつつスクリーン４１上に映像を投射する。したがって、ごく短い時間ではスクリーン上に形成されるスペックルも、一次元映像再生光Ｌｄが時間によって異なる入射角度で照射されることで視覚の応答時間内で時間的に平均化され、スクリーン４１に投射される像を観察する観察者には十分に目
立たない状態となる。 At the point P1 on the screen shown in FIG. 2, for example, the one-dimensional video reproduction light Ld (t1) at time t1 and the one-dimensional video reproduction light Ld (t2) at time t2 are irradiated at different incident angles. Become. The same applies to other points P2 shown in the figure and other points not shown, and the one-dimensional image reproduction light Ld projects an image on the screen 41 while changing the incident angle with time. Therefore, speckles formed on the screen in a very short time are averaged in time within the visual response time by irradiating the one-dimensional image reproduction light Ld at different incident angles depending on the time, This is inconspicuous for an observer who observes the projected image.

では、本実施形態において、入射角度を時間的に変化させつつ一次元変調素子３１を照明する照明系２０について説明する。本実施形態では、像形成領域を照明する照明光Ｌｂとして、光拡散素子から出射される拡散光を用いることとしている。 In the present embodiment, the illumination system 20 that illuminates the one-dimensional modulation element 31 while temporally changing the incident angle will be described. In the present embodiment, diffused light emitted from the light diffusing element is used as the illumination light Lb that illuminates the image forming region.

図３は、本発明の実施形態に係る照明系２０の構成を示す図である。本実施形態の照明系２０は、光源１１、光走査部１５、光拡散素子２１（ホログラム）を有して構成されている。なお、照明系２０において光源１１を除いた他の構成にて、本発明でいう表示用光学装置が構成される。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the illumination system 20 according to the embodiment of the present invention. The illumination system 20 of the present embodiment includes a light source 11, a light scanning unit 15, and a light diffusing element 21 (hologram). The display optical device referred to in the present invention is configured with the other configuration of the illumination system 20 excluding the light source 11.

光源１１は、コヒーレント光としてのレーザー光を出射する半導体レーザー装置など各種レーザー装置が使用される。光源１１から出射されたコヒーレント光は、光走査部１５を照明する。 As the light source 11, various laser devices such as a semiconductor laser device that emits laser light as coherent light are used. The coherent light emitted from the light source 11 illuminates the optical scanning unit 15.

光走査部１５は、回動中心Ｒａを中心として反射面を回動させることのできるミラーデバイスであって、ポリゴンミラー、ガルバノスキャナ、ＭＥＭＳスキャナのような可動ミラーを機械的に回動させるミラーデバイスが用いられる。この他、音響光学効果スキャナのような屈折率を変調させるものなど各種形態を採用することができる。 The optical scanning unit 15 is a mirror device that can rotate the reflection surface around the rotation center Ra, and mechanically rotates a movable mirror such as a polygon mirror, a galvano scanner, or a MEMS scanner. Is used. In addition, various forms such as an acousto-optic effect scanner that modulates the refractive index can be employed.

光源１１から出射されたコヒーレント光は、光走査部１５の反射面に入射されることとなるが、このとき、コヒーレント光を、光走査部１５が回動運動する場合において位置変動が少ない反射面上の１点（以下、「基準点」とも言う）に入射させることが好ましい。このような基準点にコヒーレント光を入射させることで、光拡散素子２１にホログラムを使用する場合には、ホログラム作成時に使用した参照光の集光位置を、光走査部１５の基準点に設定することが可能となり、記録されているホログラム再生像を確実に得ることが可能となる。 The coherent light emitted from the light source 11 is incident on the reflection surface of the optical scanning unit 15. At this time, the coherent light is reflected on the reflection surface with little positional variation when the optical scanning unit 15 rotates. It is preferably incident on the upper point (hereinafter also referred to as “reference point”). By making the coherent light incident on such a reference point, when the hologram is used for the light diffusing element 21, the condensing position of the reference light used when creating the hologram is set as the reference point of the optical scanning unit 15. It is possible to obtain a recorded hologram reproduction image with certainty.

ここで光拡散部１５による走査光Ｌａにて走査される光拡散素子２１について説明する。光拡散素子２１は、走査光Ｌａが入射されることで被照明領域、すなわち、一次元変調素子３１の像形成領域全体を照明する光学素子であって、本実施形態では透過型ホログラムが用いられている。光拡散素子２１としてホログラムを採用したことで、走査光Ｌａの入射位置に因らず、常に同一の再生像を得ることが可能となり、被照明領域となる像形成領域全体をムラ無く照明することができる。また、ホログラムに入射させる走査光Ｌａのビーム断面形状、あるいは、その入射角度などに自由度を持たせることができ、装置のレイアウトなどを自在なものとすることができる。 Here, the light diffusing element 21 scanned with the scanning light La by the light diffusing unit 15 will be described. The light diffusing element 21 is an optical element that illuminates the illuminated area, that is, the entire image forming area of the one-dimensional modulation element 31 when the scanning light La is incident thereon. In this embodiment, a transmission hologram is used. ing. By adopting a hologram as the light diffusing element 21, it becomes possible to always obtain the same reproduced image regardless of the incident position of the scanning light La, and to illuminate the entire image forming area as an illuminated area evenly. Can do. Further, the beam cross-sectional shape of the scanning light La incident on the hologram or the incident angle thereof can be given freedom, and the layout of the apparatus can be made flexible.

なお、光拡散素子２１には、このようなホログラムに限ることなく、各点から出射される拡散光が被照明領域を照明できる光学素子であればよく、各点から出射される拡散光が被照明領域全体を照明することが好ましい。例えば、微細なレンズがアレイ状に配列されて構成されたレンズアレイ、あるいは、オパールガラス、すりガラス、樹脂拡散板など、いわゆる通常の拡散板を用いてもよい。なお、本発明における光拡散素子における「拡散」とは、入射光を所定の方向に角度的に拡げて出射することを指し、回折光学素子やレンズアレイ等によう拡散角が十分に制御された場合のみならず、オパールガラス等の散乱粒子により出射角を拡げる場合も含まれるものとする。また、本発明における「拡散」とは、レンズアレイ等から出射される光束のように、散乱させることなく単純に発散させる場合も含むものとする。 The light diffusing element 21 is not limited to such a hologram, but may be any optical element that allows the diffused light emitted from each point to illuminate the illuminated area. It is preferable to illuminate the entire illumination area. For example, a lens array in which fine lenses are arranged in an array, or a so-called normal diffusion plate such as opal glass, ground glass, or a resin diffusion plate may be used. Note that “diffusion” in the light diffusing element in the present invention means that incident light is angularly expanded in a predetermined direction and emitted, and the diffusion angle is sufficiently controlled like a diffractive optical element or a lens array. Not only the case but also the case where the emission angle is expanded by scattering particles such as opal glass is included. In addition, “diffusion” in the present invention includes a case where light is simply diffused without being scattered like a light beam emitted from a lens array or the like.

本実施形態で使用する光拡散素子２１としての透過型ホログラムは、記録された再生像として拡散板像２２ｉを再生する。光源１１から出射されたコヒーレント光は、回動する
光走査部１５で反射され、走査光Ｌａとなり光拡散素子２１の入射面上を往復して走査する。図にはある時刻ｔ１、ｔ２についての走査光Ｌａ（ｔ１）、Ｌａ（ｔ２）の様子が示されている。本実施形態の光拡散素子２１は、所定の入射角を有する光（再生照明光）に対して、再生像を形成する透過型ホログラムが用いられている。光走査部１５にて走査される走査光Ｌａは、何れの走査位置においても、この透過型ホログラムに対する再生照明光となるように設定されている。なお、本実施形態で使用する透過型ホログラムの作成については後で説明する。 The transmission hologram as the light diffusing element 21 used in the present embodiment reproduces the diffusion plate image 22i as a recorded reproduction image. The coherent light emitted from the light source 11 is reflected by the rotating light scanning unit 15 to be scanned light La and scans back and forth on the incident surface of the light diffusing element 21. The figure shows the state of the scanning lights La (t1) and La (t2) at certain times t1 and t2. The light diffusing element 21 of the present embodiment uses a transmission hologram that forms a reproduced image with respect to light (reproduced illumination light) having a predetermined incident angle. The scanning light La scanned by the optical scanning unit 15 is set to be reproduction illumination light for the transmission hologram at any scanning position. The creation of a transmission hologram used in this embodiment will be described later.

図３に示されるように、時刻ｔ１のときの走査光Ｌａ（ｔ１）は、光拡散素子２１にて再生光としての照明光Ｌｂ（ｔ１）を出射し拡散板像２２ｉを形成する。また、時刻ｔ２のときの走査光Ｌａ（ｔ２）は、光拡散素子２１にて照明光Ｌｂ（ｔ２）を出射し、同じ拡散板像２２ｉを形成する。このように走査光Ｌａが走査されることで、光拡散素子２１の何れの入射位置を照射するときにも拡散板像２２ｉが重なるように形成される。この拡散板像２２ｉが被照明領域全体を含むように位置させることで、何れの走査位置においても被照明領域全体を均一に照明することが可能となる。 As shown in FIG. 3, the scanning light La (t1) at time t1 emits illumination light Lb (t1) as reproduction light at the light diffusing element 21 to form a diffusing plate image 22i. Further, the scanning light La (t2) at time t2 emits the illumination light Lb (t2) by the light diffusing element 21 to form the same diffusing plate image 22i. By scanning the scanning light La in this way, the diffusion plate images 22i are formed so as to overlap each other when the incident position of the light diffusing element 21 is irradiated. By positioning the diffusion plate image 22i so as to include the entire illuminated area, the entire illuminated area can be illuminated uniformly at any scanning position.

図４は、本発明の実施形態に係る照明系で使用される透過型ホログラムを記録（作成）する際の構成（干渉露光）を示す図である。拡散板２２の背面側からレーザー光を照射し、前方に拡散した物体光Ｏｂをホログラム記録材料２４の一方の面から入射させる。その際、拡散板２２の各点からの拡散光（物体光Ｏｂ）は、ホログラム記録材料２４の少なくとも使用領域全面を照明するよう拡散させる。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration (interference exposure) when recording (creating) a transmission hologram used in the illumination system according to the embodiment of the present invention. Laser light is irradiated from the back side of the diffusion plate 22, and the object light Ob diffused forward is incident from one surface of the hologram recording material 24. At that time, diffused light (object light Ob) from each point of the diffusion plate 22 is diffused so as to illuminate at least the entire use region of the hologram recording material 24.

そして、ホログラム記録材料２４の同じ面から、集光光学系２３にて集光した参照光Ｒが照射される。集光光学系２３の焦点位置Ａは、使用時の光走査部１５による基準点と一致するように配置されている。物体光Ｏｂと参照光Ｒを同時に入射させ、ホログラム記録材料２４中で干渉させる。なお、物体光Ｏｂと参照光とは干渉性を有する必要がある。そのため、同一の光源から発振されたレーザー光を分割して一方を物体光Ｏｂ、他方を参照光Ｒとして使用することなどが考えられる。 Then, the reference light R condensed by the condensing optical system 23 is irradiated from the same surface of the hologram recording material 24. The focal position A of the condensing optical system 23 is arranged so as to coincide with a reference point by the optical scanning unit 15 in use. The object light Ob and the reference light R are simultaneously incident and interfered in the hologram recording material 24. The object beam Ob and the reference beam need to have coherency. Therefore, it is conceivable to divide laser light oscillated from the same light source and use one as object light Ob and the other as reference light R.

ホログラム記録材料２４は所定の現像処理を経て面上の各点において、同じ位置に拡散板像を再生する透過型ホログラム２１が作成される。また、記録時に用いられる物体光Ｏｂの照射には、オパールガラスやすりガラスといった拡散板２２のみならず、レンズアレイなど、各点からの拡散光が使用領域全面を照明できる光学素子（光拡散素子２１と峻別できるよう「第２の光拡散素子」と呼ぶ）を用いることとしてもよい。なお、本実施形態では、物体光Ｏｂと参照光Ｒとを干渉させることで干渉縞の記録（干渉露光）を行うこととしたが、計算機にて計算された干渉縞を直接、ホログラム記録材料２１に記録する、いわゆる計算機合成ホログラムを採用するものであってもよい。 The hologram recording material 24 is subjected to a predetermined development process, and a transmission hologram 21 for reproducing a diffuser plate image at the same position is created at each point on the surface. Further, for irradiation of the object light Ob used at the time of recording, not only the diffuser plate 22 such as an opal glass file, but also an optical element (light diffusing element 21) such as a lens array, which can illuminate the entire use area with diffused light from each point. (Referred to as “second light diffusing element”). In the present embodiment, interference fringes are recorded (interference exposure) by causing the object beam Ob and the reference light R to interfere with each other. However, the interference fringes calculated by the computer are directly recorded on the hologram recording material 21. A so-called computer-generated hologram may be used.

図３の光拡散素子２１で再生される拡散板像２２ｉは、図１、図２において一次元変調素子３１の像形成領域全体を照明するように位置される。 The diffusion plate image 22i reproduced by the light diffusing element 21 in FIG. 3 is positioned so as to illuminate the entire image forming area of the one-dimensional modulation element 31 in FIGS.

図３の実施形態では、透過型の光拡散素子２１を使用したが、光拡散素子２１としては反射型のものを用いることとしてもよい。図５、図６は、光拡散素子２１として反射型ホログラムを使用したときの実施形態であって、各図は、それぞれ図３、図４の透過型のものと対応した図となっている。 In the embodiment of FIG. 3, the transmissive light diffusing element 21 is used. However, the light diffusing element 21 may be a reflective element. 5 and 6 show an embodiment when a reflection hologram is used as the light diffusing element 21, and each figure corresponds to the transmission type shown in FIGS. 3 and 4, respectively.

図５は、走査型表示装置の構成を示す図であって、光拡散素子２１として反射型ホログラムを使用した実施形態となっている。前述の実施形態と同様、光走査部１５からの走査光Ｌａは、光拡散素子２１の入射面を時間的に位置を変えつつ走査を行う。反射型ホログラムでこの入射面が、反射面としても機能し、反射された再生像は、前実施形態と同様、
一次元変調素子３１の像形成領域全体を照明する。光拡散素子２１の何れの点を走査した場合にも、各点から出射される拡散光は、被照明領域を照明することで、被照明領域に対する入射角度を時間的に異ならせることが可能となる。したがって、前実施形態と同様、スクリーン４１上で発生するスペックル、並びに、走査型表示装置１０の各種光学素子で発生するスペックルを十分に目立たなくすることができる。 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the scanning display device, and is an embodiment in which a reflection hologram is used as the light diffusion element 21. Similar to the above-described embodiment, the scanning light La from the optical scanning unit 15 performs scanning while changing the position of the incident surface of the light diffusing element 21 in terms of time. In the reflection hologram, this incident surface also functions as a reflection surface, and the reflected reproduced image is the same as in the previous embodiment.
The entire image forming area of the one-dimensional modulation element 31 is illuminated. Even when any point of the light diffusing element 21 is scanned, the diffused light emitted from each point can illuminate the illuminated area, thereby making it possible to vary the incident angle with respect to the illuminated area in terms of time. Become. Therefore, as in the previous embodiment, speckles generated on the screen 41 and speckles generated in various optical elements of the scanning display device 10 can be made sufficiently inconspicuous.

図６は、本実施形態で使用する反射型ホログラムを作成する際の構成（干渉露光）を示した図である。拡散板２２の背面側からレーザー光を照射し、前方に拡散した物体光Ｏｂをホログラム記録材料２４の一方の面から入射させる。その際、拡散板２２からの各点からの拡散光（物体光Ｏｂ）は、ホログラム記録材料２４の少なくとも使用領域全面を照明するよう拡散させる。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration (interference exposure) when creating a reflection hologram used in the present embodiment. Laser light is irradiated from the back side of the diffusion plate 22, and the object light Ob diffused forward is incident from one surface of the hologram recording material 24. At that time, diffused light (object light Ob) from each point from the diffusion plate 22 is diffused so as to illuminate at least the entire use region of the hologram recording material 24.

そして、ホログラム記録材料２４の他の面から、集光光学系２３にて集光した参照光Ｒが照射される。集光光学系２３の焦点位置Ａは、使用時の光走査部１５による基準点と一致するように配置されている。物体光Ｏｂと参照光Ｒを同時に入射させ、ホログラム記録材料２４中で干渉させる。 Then, the reference light R condensed by the condensing optical system 23 is irradiated from the other surface of the hologram recording material 24. The focal position A of the condensing optical system 23 is arranged so as to coincide with a reference point by the optical scanning unit 15 in use. The object light Ob and the reference light R are simultaneously incident and interfered in the hologram recording material 24.

ホログラム記録材料２４は所定の現像処理を経て面上の各点において、同じ位置に拡散板像を再生する反射型ホログラム２１が作成される。なお、前実施形態と同様、物体光Ｏｂの照射には、オパールガラスやすりガラスといった拡散板２２だけでなく、レンズアレイなど、各点からの拡散光が使用領域全面を照明できる光学素子（第２の光拡散素子）であればよい。また、この反射型ホログラムについても計算機合成ホログラムを使用することとしてもよい。 The hologram recording material 24 is subjected to a predetermined development process, and a reflection hologram 21 for reproducing a diffuser plate image at the same position is created at each point on the surface. As in the previous embodiment, the object light Ob is irradiated not only with the diffuser plate 22 such as an opal glass file, but also with an optical element (second lens) such as a lens array that can illuminate the entire use area. Light diffusing element). Moreover, it is good also as using a computer-generated hologram also about this reflection type hologram.

以上説明した光学系２０は、出射する照明光Ｌｂとして、ホログラムなどの光拡散素子２１の各点から出射される拡散光を用いることとしていた。光学系２０には、このように光拡散素子２１から出射される拡散光を用いる以外に、下記のような実施形態を採用することもできる。 The optical system 20 described above uses diffused light emitted from each point of the light diffusing element 21 such as a hologram as the emitted illumination light Lb. In addition to using the diffused light emitted from the light diffusing element 21 as described above, the following embodiment can also be adopted for the optical system 20.

図７は、本発明の他の実施形態に係る照明系２０の構成を示す図である。本実施形態の照明系２０は、光源１１、光走査部１５、第１光路変換系２５、レンズアレイ２６、第２光路変換系２７を有して構成されている。なお、この実施形態においても、照明系２０において光源１１を除いた他の構成にて、本発明でいう表示用光学装置が構成される。その際、第１光路変換系２５については必須の構成ではない。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an illumination system 20 according to another embodiment of the present invention. The illumination system 20 of this embodiment includes a light source 11, an optical scanning unit 15, a first optical path conversion system 25, a lens array 26, and a second optical path conversion system 27. In this embodiment as well, the display optical device referred to in the present invention is configured by the configuration other than the light source 11 in the illumination system 20. At this time, the first optical path conversion system 25 is not an essential configuration.

光源１１、光走査部１５などの構成の詳細は、前述の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。なお、光源１１から出射されるコヒーレント光に対して、その断面方向の強度分布の均一化を図るビーム成型手段を設けておくことが好ましい。設計例として、光走査部１５の近傍の面で均一化されるようにビーム成型手段を設けるとともに、その面と一次元光変調素子面を共役に設定することにより、被照明領域を均一な強度で照明することが可能となる。 Details of the configuration of the light source 11, the optical scanning unit 15, and the like are the same as those in the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted here. In addition, it is preferable to provide beam shaping means for uniforming the intensity distribution in the cross-sectional direction of the coherent light emitted from the light source 11. As a design example, a beam shaping unit is provided so as to be uniform on a surface in the vicinity of the optical scanning unit 15, and the surface to be illuminated and the surface of the one-dimensional light modulation element are set to be conjugate so that the illuminated area has a uniform intensity. It becomes possible to illuminate with.

本実施形態の光走査部１５は、Ｙ軸方向に回動中心Ｒａを有し、コヒーレント光をＸ−Ｚ面内で走査する１次元的走査を行うこととしている。この場合においてもレンズアレイ２６の入射面を走査し、結果として被照明領域を十分に照明できることが必要とされる。 The optical scanning unit 15 of the present embodiment has a rotation center Ra in the Y-axis direction, and performs one-dimensional scanning that scans coherent light in the XZ plane. Even in this case, it is necessary to scan the incident surface of the lens array 26 and to illuminate the illuminated area sufficiently.

光源１１から入射するコヒーレント光は、この光走査部１５にて時間的に方向が変化する走査光Ｌａとなり、第１光路変換系２５を経て、レンズアレイ２６に入射する。図では、最外端付近の走査光Ｌａ（ｔ１）とＬａ（ｔ２）の様子が示されているが、実際には、走査光Ｌａは、このＬａ（ｔ１）とＬａ（ｔ２）の間を連続移動もしくは間欠移動するこ
ととなる。 The coherent light incident from the light source 11 becomes scanning light La whose direction changes temporally in the optical scanning unit 15, and enters the lens array 26 through the first optical path conversion system 25. In the figure, the states of the scanning light La (t1) and La (t2) near the outermost end are shown, but actually the scanning light La passes between La (t1) and La (t2). It will move continuously or intermittently.

第１光路変換系２５は、走査部１５からの走査光Ｌａがレンズアレイ２６の入射面に対して略垂直に入射するように変換する光学素子であって、集光機能を有する凸レンズなどを用いて構成される。このように変換された走査光Ｌａ’を、レンズアレイ２６を構成する各要素レンズに対して垂直に入射させることで、各要素レンズに対して同じ条件で走査光Ｌａ’を入射させることとなる。そのためレンズアレイ２６の各要素レンズの設計を等しくするなど、設計上の負担を削減することが可能となる。なお、この第１光路変換系２５は、必ずしも設ける必要はなく、レンズアレイ２６を構成する要素レンズやそれ以降の光学系を入射光の状態に応じて変更することなどにて対応することが可能である。 The first optical path conversion system 25 is an optical element that converts the scanning light La from the scanning unit 15 so as to be incident substantially perpendicular to the incident surface of the lens array 26, and uses a convex lens having a condensing function. Configured. By making the scanning light La ′ thus converted perpendicularly incident on each element lens constituting the lens array 26, the scanning light La ′ is incident on each element lens under the same conditions. . Therefore, it is possible to reduce the design burden, for example, by making the design of each element lens of the lens array 26 equal. The first optical path conversion system 25 is not necessarily provided, and can be dealt with by changing the element lenses constituting the lens array 26 and subsequent optical systems in accordance with the state of incident light. It is.

レンズアレイ２６は、複数の要素レンズが、光走査部１５による光の走査位置（Ｘ−Ｙ面上）に配列された光学素子であって、各要素レンズに入射する走査光Ｌａ’を発散光Ｌｂ’に変換する。レンズアレイ２６を構成する要素レンズの大きさ、形状は、必要に応じて適宜に設定することが可能であって、例えば、要素レンズの形状としてシリンドリカルレンズを用いたシリンドリカルレンズアレイを用いることや、極小さい大きさの要素レンズで構成されたマイクロレンズアレイを用いることとしてもよい。 The lens array 26 is an optical element in which a plurality of element lenses are arranged at a light scanning position (on the XY plane) by the light scanning unit 15, and the scanning light La ′ incident on each element lens is diverged. Convert to Lb ′. The size and shape of the element lens constituting the lens array 26 can be appropriately set as necessary. For example, a cylindrical lens array using a cylindrical lens as the shape of the element lens can be used. A microlens array composed of extremely small element lenses may be used.

さらに本実施形態では、各要素レンズが光軸方向（Ｚ軸方向）に複数段（２段）配列された構成を取っている。光源１１から出射されるコヒーレント光は、必ずしも平行光として出射されるとは限らず、平行な状態から幾分かずれた散乱成分を含む場合がある。本実施形態では、要素レンズを光軸方向に複数段配置することで、この散乱成分の抑制が図られる。光軸方向に配列される要素レンズは、同等の径を有するとともにその中心軸が光の進行方向に揃えられて配列される。なお、レンズアレイ２６は、各要素レンズが光軸方向に１段で構成された形態のものを使用してもよい。 Furthermore, in this embodiment, each element lens has a configuration in which a plurality of stages (two stages) are arranged in the optical axis direction (Z-axis direction). The coherent light emitted from the light source 11 is not necessarily emitted as parallel light, and may include a scattered component that is somewhat deviated from the parallel state. In the present embodiment, this scattering component can be suppressed by arranging a plurality of element lenses in the optical axis direction. The element lenses arranged in the optical axis direction have the same diameter and are arranged such that the central axis is aligned with the light traveling direction. The lens array 26 may have a configuration in which each element lens is configured in one stage in the optical axis direction.

第２光路変換系２７（本発明における「光路変換系」）は、レンズアレイ２６から出射される照明光Ｌｂにて、被照明領域としての像形成領域を照明する光学素子である。光走査部１５によって光走査されたレンズアレイ２６の各点から出射される照明光Ｌｂは、この第２光路変換系２７を経て、経時的に重なるように被照明領域を照明光Ｌｂで照明する。この第２光路変換系２７は、レンズアレイ２６から出射される発散光Ｌｂ’が、被照明領域としての光変調素子３１の像形成領域を照明する集光機能を有することが好ましい。レンズアレイ２６にて発散された発散光Ｌｂ’の発散角度を抑え、像形成領域に集光させることで、光の利用効率の向上が図られる。さらに、第２光路変換系２７は、発散光Ｌｂ’が平行光あるいは略平行光となるように変換することが好ましい。平行光あるいは略並行光として像形成領域を照明することで、像形成領域の各領域を略同条件にて照明することが可能となり、例えば、像形成領域全体を均一に照明することが可能となる。 The second optical path conversion system 27 (“optical path conversion system” in the present invention) is an optical element that illuminates an image forming area as an illuminated area with the illumination light Lb emitted from the lens array 26. The illumination light Lb emitted from each point of the lens array 26 optically scanned by the optical scanning unit 15 illuminates the illuminated area with the illumination light Lb so as to overlap with time through the second optical path conversion system 27. . The second optical path conversion system 27 preferably has a condensing function for diverging light Lb ′ emitted from the lens array 26 to illuminate an image forming area of the light modulation element 31 as an illuminated area. By suppressing the divergence angle of the diverging light Lb ′ diverged by the lens array 26 and condensing it on the image forming area, the light utilization efficiency can be improved. Furthermore, it is preferable that the second optical path conversion system 27 converts the divergent light Lb ′ so as to become parallel light or substantially parallel light. By illuminating the image forming area as parallel light or substantially parallel light, it is possible to illuminate each area of the image forming area under substantially the same conditions, for example, to uniformly illuminate the entire image forming area. Become.

なお、第２光路変換系２７としては、発散角度を抑える機能を有すればよく、レンズや凹面鏡、ミラーやプリズムの組み合わせなどが用いられる。同等の機能を有するホログラム素子や回折素子などで実現してもよい。また、これらの組み合わせにより実現してもよい。 Note that the second optical path conversion system 27 only needs to have a function of suppressing the divergence angle, and a combination of a lens, a concave mirror, a mirror, and a prism is used. You may implement | achieve with the hologram element, diffraction element, etc. which have an equivalent function. Moreover, you may implement | achieve by these combination.

また、第２光路変換系２７から出射される照明光Ｌｂは、各時点において、像形成領域の少なくとも一部を照明し、光走査部１５の走査によって像形成領域全体を照明することで足りるものであるが、照明光Ｌｂが各時点において像形成領域全体を照明することが好ましい。このような構成によれば、像形成領域における輝度分布の均一化を図ることが可能となる。 The illumination light Lb emitted from the second optical path conversion system 27 is sufficient to illuminate at least a part of the image forming area at each time point and to illuminate the entire image forming area by scanning the optical scanning unit 15. However, it is preferable that the illumination light Lb illuminates the entire image forming region at each time point. According to such a configuration, it is possible to make the luminance distribution uniform in the image forming region.

本実施形態のような照明系２０を用いた場合においても、一次元変調素子３１の像形成
領域を経時的に重ねてコヒーレント光で照明するとともに、像形成領域の各点への入射角度を経時的に変化させて照明することが可能となる。 Even in the case of using the illumination system 20 as in the present embodiment, the image forming regions of the one-dimensional modulation element 31 are overlapped with time and illuminated with coherent light, and the incident angle to each point of the image forming region is changed over time. It is possible to illuminate with a change.

以上、本実施形態によれば、スペックルノイズが目立たない映像を表示することのできる走査型表示装置を提供することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a scanning display device capable of displaying an image in which speckle noise is not noticeable.

なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。 Note that the present invention is not limited to these embodiments, and embodiments configured by appropriately combining the configurations of the respective embodiments also fall within the scope of the present invention.

１０…走査型表示装置
１１…光源
１５…光走査部
２０…照明系
２１…光拡散素子
２２…拡散板
２５…第１光路変換系
２６…レンズアレイ
２７…第２光路変換系
３１…一次元変調素子
３２…投射光学系
３３…投射映像走査部
３３ａ…反射光学素子
３３ｂ…回動軸
４１…スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Scan type display apparatus 11 ... Light source 15 ... Optical scanning part 20 ... Illumination system 21 ... Light diffusing element 22 ... Diffuser plate 25 ... 1st optical path conversion system 26 ... Lens array 27 ... 2nd optical path conversion system 31 ... One-dimensional modulation Element 32 ... Projection optical system 33 ... Projection image scanning unit 33a ... Reflection optical element 33b ... Rotating shaft 41 ... Screen

Claims

一次元方向に像が形成される像形成領域を有する一次元変調素子と、
前記像形成領域を経時的に重ねてコヒーレント光で照明するとともに、前記像形成領域の各点への入射角度を経時的に変化させて照明する照明系と、
前記像形成領域の像をスクリーンに投射する投射光学系と、
前記投射光学系にて投射される像を、前記像形成領域に形成される像の形成方向とは異なる方向に走査することで、前記スクリーンに二次元像を投射する投射映像走査部と、を備え、
前記照明系は、
コヒーレント光を出射する光源と、
前記光源から出射されたコヒーレント光を走査する光走査部と、
前記光走査部で走査された走査光を拡散させ、各点から出射される拡散光が前記像形成領域を経時的に重ねてコヒーレント光で照明するとともに、前記像形成領域の各点への入射角度を経時的に変化させて照明する光拡散素子と、を備え、
前記光拡散素子は、レンズアレイであり、
前記レンズアレイが光軸方向に複数段配列され、
前記レンズアレイの各点から出射される発散光の発散角度を抑えるとともに、発散角度の抑えられた発散光が被照明領域全体を経時的に重ねて照明するように設定された光路変換系を備えることを特徴とする
走査型表示装置。 A one-dimensional modulation element having an image forming region in which an image is formed in a one-dimensional direction;
Illuminating with the coherent light that overlaps the image forming region over time and illuminating by changing the incident angle to each point of the image forming region over time,
A projection optical system that projects an image of the image forming area onto a screen;
A projection video scanning unit that projects a two-dimensional image onto the screen by scanning an image projected by the projection optical system in a direction different from a direction in which the image formed in the image forming region is formed; Prepared,
The illumination system is
A light source that emits coherent light;
An optical scanning unit that scans coherent light emitted from the light source;
The scanning light scanned by the optical scanning unit is diffused, and the diffused light emitted from each point is illuminated with coherent light by overlapping the image forming region over time and incident on each point of the image forming region. A light diffusing element that illuminates by changing the angle over time, and
The light diffusing element is a lens array;
The lens array is arranged in a plurality of stages in the optical axis direction ,
An optical path conversion system configured to suppress the divergent angle of the divergent light emitted from each point of the lens array and to set the divergent light with the divergent angle suppressed to illuminate the entire illuminated region over time. A scanning display device characterized by that.

前記照明系は、前記像形成領域全体を照明することを特徴とする
請求項１に記載の走査型表示装置。 The scanning display device according to claim 1, wherein the illumination system illuminates the entire image forming region.

前記照明系は、
コヒーレント光を出射する光源と、
前記光源から出射されたコヒーレント光を走査する光走査部と、
複数の要素レンズを有し、前記光走査部で走査された光を発散させるレンズアレイと、
前記レンズアレイの各点から出射される発散光の発散角度を抑えるとともに、発散角度の抑えられた発散光が被照明領域を経時的に重ねて照明するように設定された光路変換系と、を備えることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の走査型表示装置。 The illumination system is
A light source that emits coherent light;
An optical scanning unit that scans coherent light emitted from the light source;
A lens array having a plurality of element lenses and diverging the light scanned by the light scanning unit;
An optical path conversion system configured to suppress the divergent angle of divergent light emitted from each point of the lens array and to irradiate the diverged light with the divergent angle suppressed over the illuminated region over time, and The scanning display device according to claim 1, further comprising a scanning display device.

前記一次元変調素子は、一次元方向に配列された画素にて形成されていることを特徴とする
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の走査型表示装置。 4. The scanning display device according to claim 1, wherein the one-dimensional modulation element is formed of pixels arranged in a one-dimensional direction. 5.

前記投射映像走査部は、ガルバノスキャナであることを特徴とする
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の走査型表示装置。 5. The scanning display device according to claim 1, wherein the projection video scanning unit is a galvano scanner. 6.