專利名稱：投射型影像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投射型影像顯示裝置，尤其涉及使用來自相干光源的光照明空間光調(diào)制器以在屏幕上進(jìn)行影像顯示的技術(shù)。
背景技術(shù)：
向屏幕上投射光以進(jìn)行影像顯示的投射型影像顯示裝置已提出包括被稱為所謂“光學(xué)式投影機(jī)”的市售品的各種方式。此種投射型影像顯示裝置的基本原理是利用液晶微顯示器或DMD (數(shù)字微鏡器件Digital Micromirror Device)等空間光調(diào)制器,產(chǎn)生作為基礎(chǔ)的二維圖像，并利用投射光學(xué)系統(tǒng)將該二維圖像放大投影到屏幕上。在一般的光學(xué)式投影機(jī)，采用使用高壓水銀燈等白色光源照明液晶顯示器等空間光調(diào)制器，利用透鏡將得到的調(diào)制影像放大投影到屏幕上的方式。例如，在日本特開2004-264512號公報公開經(jīng)由二向色鏡將以超高壓水銀燈產(chǎn)生的白色光分成R、G、B的三原色成分，將這些光導(dǎo)向各原色的空間光調(diào)制器，通過十字分色棱鏡將產(chǎn)生的各原色的調(diào)制影像合成，并投影到屏幕上的技術(shù)。然而，高壓水銀燈等的高亮度放電燈壽命較短，在用于光學(xué)式投影機(jī)等時，必須頻繁地進(jìn)行燈的更換。而且，為了取出各原色成分的光，必須利用二向色鏡等比較大型的光學(xué)系統(tǒng)，因此，有裝置整體大型化的缺點。因此，也提出使用激光等相干光源的方式。例如，在產(chǎn)業(yè)上廣泛利用的半導(dǎo)體激光，比起高壓水銀燈等高亮度放電燈，壽命極長。而且，由于是可產(chǎn)生單一波長的光的光源，因此具有不需要二向色鏡等分光裝置且能使裝置整體小型化的優(yōu)點。另一方面，使用激光等相干光源的方式出現(xiàn)產(chǎn)生斑點的新問題。斑點(speckle)是將激光光等的相干光照射至擴(kuò)散面時產(chǎn)生的斑點狀的花紋，若發(fā)生在屏幕上，則可觀察到斑點狀的亮點不均，成為對觀察者造成生理上的不良影響的主要原因。例如，在用激光指針指示了屏幕上的I點時，可觀察到激光的光點在屏幕上閃爍發(fā)光。其原因是，在屏幕上產(chǎn)生斑點噪聲。使用相干光則產(chǎn)生斑點的原因是，在屏幕等的擴(kuò)散反射面的各部反射后的相干光因其極高的可干涉性而彼此干涉。例如，在“SpecklePhenomena in Optics, Joseph W. Goodman, Roberts&Co.，2006” 進(jìn)行了關(guān)于斑點產(chǎn)生的詳細(xì)理論上研究。若是激光指針的用途，觀察者僅觀察到微小的點，因此不會產(chǎn)生大問題。然而，在影像顯示裝置的用途中，必須在具有寬區(qū)域的屏幕整面顯示影像，因此若在屏幕上產(chǎn)生斑點，則對觀察者造成生理上的不良影響，出現(xiàn)不舒服等癥狀。當(dāng)然，也提出有各種用以降低這種斑點噪聲的具體方法。例如，在日本特開平6-208089號公報已公開將激光光照射至散射板并將從其得到的散射光導(dǎo)向空間光調(diào)制器且通過馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動散射板從而降低斑點的技術(shù)。而且，在日本特開2004-144936號公報已公開在激光光源與空間光調(diào)制器之間配置散射板并通過使該散射板振動以降低斑點的技術(shù)。
然而，使散射板旋轉(zhuǎn)、振動需要大型的機(jī)械驅(qū)動機(jī)構(gòu)，裝置整體大型化且耗電也增力口。而且，在該方法中，由于散射板使來自激光光源的光散射，因此一部分激光完全無助于影像顯示，而是被浪費了。再者，即使使散射板旋轉(zhuǎn)、振動，照明光的光軸的位置也不變，因此無法充分抑制在屏幕的擴(kuò)散面產(chǎn)生的斑點。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在使用了相干光源的投射型影像顯示裝置中高效且充分地抑制斑點的產(chǎn)生的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
(I)本發(fā)明的第一方式是一種投射型影像顯示裝置，是將光投射至屏幕上以進(jìn)行影像顯示的投射型影像顯示裝置，其特征在于，具備空間光調(diào)制器，根據(jù)作為顯示對象的影像，對射入的光實施與入射位置對應(yīng)的調(diào)制后射出；照明單元，對所述空間光調(diào)制器供給照明光；以及投射光學(xué)系統(tǒng)，通過將由所述空間光調(diào)制器調(diào)制后的照明光導(dǎo)向所述屏幕，從而將所述影像投射至所述屏幕上，所述照明單元具有相干光源，產(chǎn)生相干光束；全息圖記錄介質(zhì)，記錄有散射板(30)的像；以及光束掃射裝置，將所述光束照射至所述全息圖記錄介質(zhì)，且以所述光束對所述全息圖記錄介質(zhì)的照射位置隨時間變化的方式進(jìn)行掃射，在所述全息圖記錄介質(zhì)中，使用沿規(guī)定光路照射的參照光，記錄有所述散射板的像作為全息圖，所述相干光源產(chǎn)生具有能再現(xiàn)所述散射板的像的波長的光束，所述光束掃射裝置以所述光束對所述全息圖記錄介質(zhì)的照射方向是沿所述參照光的光路的方向的方式，進(jìn)行所述光束的掃射，所述空間光調(diào)制器配置在由所述全息圖記錄介質(zhì)得到的所述散射板的再現(xiàn)像的生成位置。(2)本發(fā)明的第二方式是上述第一方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置使光束在指定的掃射基點彎折，并將彎折后的光束照射至全息圖記錄介質(zhì)，且通過使所述光束的彎折狀態(tài)隨時間變化，從而使彎折后的光束對所述全息圖記錄介質(zhì)的照射位置隨時間變化，在所述全息圖記錄介質(zhì)中，使用會聚于特定的會聚點的參照光或從特定的會聚點發(fā)散的參照光，記錄有將散射板的像作為全息圖，所述光束掃射裝置以所述會聚點作為所述掃射基點進(jìn)行光束的掃射。(3)本發(fā)明的第三方式是上述第二方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，在全息圖記錄介質(zhì)中，使用沿以會聚點為頂點的圓錐的側(cè)面三維地會聚或發(fā)散的參照光，記錄有散射板的像。(4)本發(fā)明的第四方式是上述第三方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置具有使光束以在包含掃射基點的平面上擺動運(yùn)動的方式進(jìn)行彎折的功能，且在全息圖記錄介質(zhì)上在一維方向掃射光束。(5)本發(fā)明的第五方式是上述第三方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置具有使光束以在包含掃射基點的第I平面上擺動運(yùn)動的方式進(jìn)行彎折的功能及使光束以在包含掃射基點且與所述第I平面正交的第2平面上擺動運(yùn)動的方式進(jìn)行彎折的功能，并且在全息圖記錄介質(zhì)上在二維方向掃射光束。(6)本發(fā)明的第六方式是上述第二方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，在全息圖記錄介質(zhì)中，使用沿包含會聚點的平面二維地會聚或發(fā)散的參照光，記錄有散射板的像。(7)本發(fā)明的第七方式是上述第六方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置具有使光束以在包含掃射基點的平面上擺動運(yùn)動的方式進(jìn)行彎折的功能，并在全息圖記錄介質(zhì)上在一維方向掃射光束。(8)本發(fā)明的第八方式是上述第一方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置通過使光束在平行移動的同時照射至全息圖記錄介質(zhì)，從而使所述光束對所述全息圖記錄介質(zhì)的照射位置隨時間變化，在所述全息圖記錄介質(zhì)中，使用由平行光束構(gòu)成的參照光，記錄有散射板的像作為全息圖，所述光束掃射裝置從與所述參照光平行的方向?qū)⒐馐丈渲了鋈D記錄介質(zhì)，以進(jìn)行光束的掃射。(9)本發(fā)明的第九方式是上述第一至第八方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，相干光源是產(chǎn)生激光束的激光光源。(10)本發(fā)明的第十方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，全息圖記錄介質(zhì)記錄有散射板的像作為體積型全息圖。(11)本發(fā)明的第十一方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，全息圖記錄介質(zhì)記錄有散射板的像作為表面浮雕型全息圖。(12)本發(fā)明的第十二方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(zhì)的全息圖是計算機(jī)合成全息圖。(13)本發(fā)明的第十三方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(zhì)的全息圖是傅立葉變換全息圖。(14)本發(fā)明的第十四方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(zhì)的全息圖是反射型全息圖，將光束的反射衍射光用作照明光。(15)本發(fā)明的第十五方式是上述第一至第九方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(zhì)的全息圖是透射型全息圖，并將光束的透射衍射光用作照明光。(16)本發(fā)明的第十六方式是上述第一至第十五方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置是掃射型鏡器件、全反射棱鏡、折射棱鏡或光電晶體。(17)本發(fā)明的第十七方式是上述第一至第十六方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，空間光調(diào)制器由透射型或反射型液晶顯示器、透射型或反射型LCOS元件、或者數(shù)字微鏡器件構(gòu)成。(18)本發(fā)明的第十八方式是上述第一至第十七方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，投射光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行前方投射，該前方投射將影像投射到屏幕的觀察面?zhèn)取?19)本發(fā)明的第十九方式是上述第一至第十八方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，相干光源具有產(chǎn)生分別具有三原色的各波長的單色光的激光束的3臺激光光源以及將所述3臺激光光源所產(chǎn)生的激光束合成以生成合成光束的光合成器，光束掃射裝置在全息圖記錄介質(zhì)上掃射由所述光合成器生成的所述合成光束，在所述全息圖記錄介質(zhì)中，以通過所述3臺激光光源所產(chǎn)生的各激光束能分別獲得再現(xiàn)像的方式，記錄有散射板的像作為3種全息圖，空間光調(diào)制器具有配置在空間上的像素排列，所述三原色的任一原色與各像素關(guān)聯(lián)對應(yīng)，所述空間光調(diào)制器具有各像素獨立進(jìn)行光的調(diào)制的功能，而且在各像素的位置分別設(shè)有對應(yīng)的原色的濾光器。(20)本發(fā)明的第二十方式是上述第一方式至第十八方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，具備:第I空間光調(diào)制器，根據(jù)具有第I原色成分的第I影像進(jìn)行調(diào)制；第I照明單元，對所述第I空間光調(diào)制器供給具有與所述第I原色對應(yīng)的波長的第I照明光；第2空間光調(diào)制器，根據(jù)具有第2原色成分的第2影像進(jìn)行調(diào)制；第2照明單元，對所述第2空間光調(diào)制器供給具有與所述第2原色對應(yīng)的波長的第2照明光；第3空間光調(diào)制器，根據(jù)具有第3原色成分的第3影像進(jìn)行調(diào)制；以及第3照明單元，對所述第3空間光調(diào)制器供給具有與所述第3原色對應(yīng)的波長的第3照明光，投射光學(xué)系統(tǒng)通過將由所述第I空間光調(diào)制器調(diào)制后的照明光、由所述第2空間光調(diào)制器調(diào)制后的照明光、及由所述第3空間光調(diào)制器調(diào)制后的照明光導(dǎo)向屏幕，從而并將所述第I影像、所述第2影像、所述第3影像重疊投射至所述屏幕上。(21)本發(fā)明的第二十一方式是上述第一方式至第十八方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，具備 第I空間光調(diào)制器，根據(jù)具有第I原色成分的第I影像進(jìn)行調(diào)制；第2空間光調(diào)制器，根據(jù)具有第2原色成分的第2影像進(jìn)行調(diào)制；以及第3空間光調(diào)制器，根據(jù)具有第3原色成分的第3影像進(jìn)行調(diào)制，相干光源具有產(chǎn)生具有與所述第I原色對應(yīng)的波長的第I激光束的第I激光光源、產(chǎn)生具有與所述第2原色對應(yīng)的波長的第2激光束的第2激光光源、產(chǎn)生具有與所述第3原色對應(yīng)的波長的第3激光束的第3激光光源以及將這3臺激光光源所產(chǎn)生的激光束合成以產(chǎn)生合成光束的光合成器，光束掃射裝置在全息圖記錄介質(zhì)上掃射由所述光合成器產(chǎn)生的所述合成光束，在所述全息圖記錄介質(zhì)中，以通過所述3臺激光光源所產(chǎn)生的各激光束能分別獲得再現(xiàn)像的方式，記錄有散射板的像作為3種全息圖，照明單元還具有進(jìn)行分時供給動作的切換裝置，所述分時供給動作將從全息圖記錄介質(zhì)獲得的照明光在第I期間供給至所述第I空間光調(diào)制器、在第2期間供給至所述第2空間光調(diào)制器、在第3期間供給至所述第3空間光調(diào)制器，所述第I激光光源在所述第I期間產(chǎn)生所述第I激光束，所述第2激光光源在所述第2期間產(chǎn)生所述第2激光束，所述第3激光光源在所述第3期間產(chǎn)生所述第3激光束。(22)本發(fā)明的第二十二方式是上述第一方式至第十八方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置，其中，空間光調(diào)制器進(jìn)行分時調(diào)制動作，所述分時調(diào)制動作在第I期間根據(jù)具有第I原色成分的第I影像進(jìn)行調(diào)制、在第2期間根據(jù)具有第2原色成分的第2影像進(jìn)行調(diào)制、在第3期間根據(jù)具有第3原色成分的第3影像進(jìn)行調(diào)制，相干光源具有產(chǎn)生具有與所述第I原色對應(yīng)的波長的第I激光束的第I激光光源、產(chǎn)生具有與所述第2原色對應(yīng)的波長的第2激光束的第2激光光源、產(chǎn)生具有與所述第3原色對應(yīng)的波長的第3激光束的第3激光光源以及將這3臺激光光源所產(chǎn)生的激光束合成以產(chǎn)生合成光束的光合成器，光束掃射裝置在全息圖記錄介質(zhì)上掃射由所述光合成器產(chǎn)生的所述合成光束，在所述全息圖記錄介質(zhì)中，以通過所述3臺激光光源所產(chǎn)生的各激光束能分別獲得再現(xiàn)像的方式，記錄有散射板的像作為3種全息圖，所述第I激光光源在所述第I期間產(chǎn)生所述第I激光束，所述第2激光光源在所述第2期間產(chǎn)生所述第2激光束，所述第3激光光源在所述第3期間產(chǎn)生所述第3激光束。(23)本發(fā)明的第二十三方式是一種投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，是在對空間光調(diào)制器供給照明光并將調(diào)制后的照明光投影至屏幕以進(jìn)行影像顯示的投射型影像顯示裝置中對所述空間光調(diào)制器進(jìn)行照明的方法，其特征在于，具有:準(zhǔn)備階段，通過將散射板的像作為 全息圖記錄在記錄用介質(zhì)上，從而創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)；以及照明階段，在將所述空間光調(diào)制器配置在所述散射板的再現(xiàn)像的生成位置的狀態(tài)下，將相干光束照射至所述全息圖記錄介質(zhì)上，且以使照射位置隨時間變化的方式在所述全息圖記錄介質(zhì)上掃射所述光束，在所述準(zhǔn)備階段，將相干照明光照射至所述散射板，將從所述散射板獲得的散射光用作物體光，將沿規(guī)定光路照射至所述記錄用介質(zhì)且與所述照明光相同波長的相干光用作參照光，將由所述物體光與所述參照光形成的干涉條紋記錄在所述記錄用介質(zhì)，從而創(chuàng)建所述全息圖記錄介質(zhì)，在所述照明階段，以具有能再現(xiàn)所述散射體的像的波長的光束通過沿所述參照光的光路的光路朝向所述全息圖記錄介質(zhì)上的照射位置的方式進(jìn)行掃射。(24)本發(fā)明的第二十四方式是上述第二十三方式涉及的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中，在準(zhǔn)備階段，通過使用在指定的會聚點的位置具有焦點的凸透鏡使大致平行的相干光的光束聚光，從而生成在所述會聚點三維地會聚的參照光或從所述會聚點三維地發(fā)散的參照光，并使用生成的參照光進(jìn)行干涉條紋的記錄。(25)本發(fā)明的第二十五方式是上述第二十三方式涉及的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中，在準(zhǔn)備階段，使用具有與指定的聚光軸平行的中心軸的柱面透鏡使大致平行的相干光的光束聚光在所述聚光軸上，從而生成二維地會聚在所述聚光軸上的點的參照光或從所述聚光軸上的點二維地發(fā)散的參照光，并使用生成的參照光進(jìn)行干涉條紋的記錄。(26)本發(fā)明的第二十六方式是上述第二十三方式涉及的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中，在準(zhǔn)備階段，使用由平行光束構(gòu)成的參照光進(jìn)行干涉條紋的記錄。(27)本發(fā)明的第二十七方式是上述第二十三方式至第二十六方式中任一項涉及的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中，通過使用了假想的散射板的模擬運(yùn)算來執(zhí)行準(zhǔn)備階段的處理，并將計算機(jī)合成全息圖記錄在全息圖記錄介質(zhì)。(28)本發(fā)明的第二十八方式是上述第二十七方式涉及的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中，作為假想的散射板使用在平面上將多個點光源排列成格子狀的模型。(29)本發(fā)明的第二十九方式是一種投射型影像顯示裝置，是將光投射至屏幕上以進(jìn)行影像顯示的投射型影像顯示裝置，其特征在于，具備空間光調(diào)制器，根據(jù)作為顯示對象的影像，對射入的光實施與入射位置對應(yīng)的調(diào)制后射出；照明單元，對所述空間光調(diào)制器供給照明光；以及投射光學(xué)系統(tǒng)，將由所述空間光調(diào)制器調(diào)制后的照明光導(dǎo)向所述屏幕，并將所述影像投射至所述屏幕上，所述照明單元具有相干光源，產(chǎn)生相干光束；微透鏡陣列，由多個獨立透鏡的集合體構(gòu)成；以及光束掃射裝置，將所述光束照射至所述微透鏡陣列，且以所述光束對所述微透鏡陣列的照射位置隨時間變化的方式進(jìn)行掃射，構(gòu)成所述微透鏡陣列的獨立透鏡分別具有使從所述光束掃射裝置照射的光折射以在所述空間光調(diào)制器的受光面上形成指定的照射區(qū)域的功能，且被構(gòu)成為通過任一個獨立透鏡形成的照射區(qū)域在所述受光面上成為大致相同的共同區(qū)域。(30)本發(fā)明的第三十方式是上述第二十九方式涉及的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置使光束在指定的掃射基點彎折并照射至微透鏡陣列且使所述光束的彎折狀態(tài)隨時間變化，從而使彎折后的光束對所述微透鏡陣列的照射位置隨時間變化，構(gòu)成所述微透鏡陣列的獨立透鏡分別使從所述掃射基點射入的光折射，并在空間光調(diào)制器的受光面上形成共同的照射區(qū)域。(31)本發(fā)明的第三十一方式是一種投射型影像顯示裝置，是將光投射到屏幕上以進(jìn)行影像顯示的投射型影像顯示裝置，其特征在于，具備空間光調(diào)制器，根據(jù)作為顯示對象的影像，對射入的光實施與入射位置對應(yīng)的調(diào)制后射出；照明單元，對所述空間光調(diào)制器供給照明光；以及投射光學(xué)系統(tǒng)，將由所述空間光調(diào)制器調(diào)制后的照明光導(dǎo)向所述屏幕，并將所述影像投射至所述屏幕上，所述照明單元具備相干光源，產(chǎn)生相干光束；光束掃射裝置，通過控制所述光束的方向或位置或該兩者來進(jìn)行光束掃射；以及光擴(kuò)散元件，使射入的光束擴(kuò)散并射出，所述光束掃射裝置將所述相干光源產(chǎn)生的所述光束朝向所述光擴(kuò)散元件射出，且以所述光束對所述光擴(kuò)散元件的入射位置隨時間變化的方式進(jìn)行掃射，所述光擴(kuò)散元件具有使射入的光束擴(kuò)散以在空間光調(diào)制器的受光面上形成指定的照射區(qū)域的功能，且被構(gòu)成為形成的照射區(qū)域在所述受光面上成為大致相同的共同區(qū)域，而與光束的入射位置無關(guān)。


圖1是示出創(chuàng)建本發(fā)明的投射型影像顯示裝置的構(gòu)成要素即全息圖記錄介質(zhì)的處理的光學(xué)系統(tǒng)的配置圖。圖2是示出圖1所示的處理中的參照光L23的剖面SI與全息圖感光介質(zhì)40的位置關(guān)系的俯視圖。圖3示出圖1所示的處理中的參照光L23的另一剖面S2與全息圖感光介質(zhì)40的位置關(guān)系的俯視圖。圖4是圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)中的散射板30及全息圖感光介質(zhì)40的周圍的部分放大圖。圖5是示出使用利用圖1所示的處理創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)45來再現(xiàn)散射板的像35的處理的圖。圖6是示出對利用圖1所示的處理創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)45僅照射I條光束來再現(xiàn)散射板的像35的處理的圖。圖7是示出對利用圖1所示的處理創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)45僅照射I條光束來再現(xiàn)散射板的像35的處理的其他圖。圖8是示出圖6及圖7所示的再現(xiàn)程序中光束的照射位置的俯視圖。圖9是示出本發(fā)明的基本實施方式的投射型影像顯示裝置所使用的照明單元100的構(gòu)成的側(cè)視圖。圖10是示出使用圖9所示的照明單元100照明照明對象物70的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖11是示出使用了圖9所示的照明單元100的投射型影像顯示裝置的構(gòu)成的俯視圖。圖12是示出圖9所示的照明單元100中全息圖記錄介質(zhì)45上的光束的掃射方式的第I例的俯視圖。圖13是示出圖9所示的照明單元100中全息圖記錄介質(zhì)45上的光束的掃射方式的第2例的俯視圖。
圖14是示出圖9所示的照明單元100中全息圖記錄介質(zhì)45上的光束的掃射方式的第3例的俯視圖。圖15是示出圖9所示的照明單元100中全息圖記錄介質(zhì)45上的光束的掃射方式的第4例的俯視圖。圖16是示出使用了帶狀的全息圖記錄介質(zhì)85的情形的光束掃射方式的俯視圖。圖17是示出創(chuàng)建圖16所示的帶狀的全息圖記錄介質(zhì)85的處理的光學(xué)系統(tǒng)的配置圖。圖18是示出利用CGH的方法創(chuàng)建本發(fā)明的投射型影像顯示裝置的構(gòu)成要素即全息圖記錄介質(zhì)的原理的側(cè)視圖。圖19是圖18所示的假想的散射板30’的正視圖。圖20是示出通過本發(fā)明獲得的斑點的降低效果的實驗結(jié)果的表。圖21是示出通過本發(fā)明的投射型影像顯示裝置顯示彩色影像時使用的光源的構(gòu)成例的圖。圖22是示出通過圖21所示的光源顯示彩色影像時使用的空間光調(diào)制器200及濾光器250的俯視圖。圖23是示出通過本發(fā)明的投射型影像顯示裝置顯示彩色影像的另一構(gòu)成例的圖。圖24是示出使用會聚參照光創(chuàng)建反射型的全息圖記錄介質(zhì)的處理的側(cè)視圖。圖25是示出利用圖24所示的方法創(chuàng)建后的反射型的全息圖記錄介質(zhì)45的再現(xiàn)處理的側(cè)視圖。圖26是示出使用會聚參照光創(chuàng)建透射型全息圖記錄介質(zhì)的處理的側(cè)視圖。圖27是示出利用圖26所示的方法創(chuàng)建成的透射型全息圖記錄介質(zhì)45的再現(xiàn)處理的側(cè)視圖。圖28是示出使用發(fā)散參照光創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)的情形的準(zhǔn)備處理的側(cè)視圖。圖29是示出利用圖28的準(zhǔn)備處理創(chuàng)建成的準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95的再現(xiàn)處理的側(cè)視圖。圖30是示出使用發(fā)散參照光創(chuàng)建反射型全息圖記錄介質(zhì)的處理的側(cè)視圖。圖31是示出使用發(fā)散參照光創(chuàng)建透射型全息圖記錄介質(zhì)的處理的側(cè)視圖。圖32是示出使用發(fā)散參照光創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)時的另一準(zhǔn)備處理的側(cè)視圖。圖33是示出利用圖32的準(zhǔn)備處理創(chuàng)建成的的準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95的再現(xiàn)處理的側(cè)視圖。圖34是示出創(chuàng)建本發(fā)明的變形例的投射型影像顯示裝置的構(gòu)成要素即全息圖記錄介質(zhì)的處理的光學(xué)系統(tǒng)的配置圖。圖35是示出本發(fā)明的變形例的投射型影像顯示裝置所使用的照明單元110的基本構(gòu)成的側(cè)視圖。圖36是示出本發(fā)明的另一變形例的投射型影像顯示裝置所使用的照明單元120的基本構(gòu)成的側(cè)視圖。圖37是示出圖36所示的照明單元120的動作原理的側(cè)視圖。
具體實施例方式§1.本發(fā)明所使用的全息圖記錄介質(zhì)首先，說明作為本發(fā)明一實施方式的投射型影像顯示裝置的構(gòu)成要素而使用的全息圖記錄介質(zhì)的特征。圖1是示出創(chuàng)建該全息圖記錄介質(zhì)的處理的光學(xué)系統(tǒng)的配置圖。通過該光學(xué)系統(tǒng)，來創(chuàng)建記錄有散射板的像的全息圖記錄介質(zhì)。圖的右方上所示的相干光源10是產(chǎn)生相干光束LlO的光源，實際上，使用產(chǎn)生剖面為圓形的單色激光的激光光源。該激光光源產(chǎn)生的相干光束LlO被分光器20分成2束?！鯬，光束Lio的一部分直接透射過分光器20而導(dǎo)向圖的下方,其余一部分被分光器20反射而作為光束L20導(dǎo)向圖的左方。透射過分光器20的光束LlO可實現(xiàn)產(chǎn)生散射板的物體光Lobj的功能。S卩，往圖的下方行進(jìn)的光束LlO被反射鏡11反射成為光束L11，而且，通過擴(kuò)束器12來擴(kuò)大直徑，構(gòu)成平行光束L12，照射至散射板30的右側(cè)的面的整個區(qū)域。散射板30是具有使照射的光散射的性質(zhì)的板，一般而言被稱為光學(xué)擴(kuò)散板。在此處所示的實施例的情況下，使用在內(nèi)部混入有用于使光散射的微小粒子(光·的散射體)的透射型散射板(例如，乳白玻璃板)。因此，如圖示，照射至散射板30的右側(cè)面的平行光束L12，透射過散射板30從左側(cè)面作為散射光L30射出。該散射光L30構(gòu)成散射板30的物體光Lobj。另一方面，被分光器20反射的光束L20可實現(xiàn)產(chǎn)生參照光Lref的功能。S卩，從分光器20往圖的左側(cè)行進(jìn)的光束L20被反射鏡21反射成為光束L21，接著，通過擴(kuò)束器22來擴(kuò)大直徑，構(gòu)成平行光束L22，被以點C為焦點的凸透鏡23折射后照射至全息圖感光介質(zhì)40。此外，平行光束L22即使不是嚴(yán)格的平行光線的集合，只要是大致平行光線的集合，實用上就沒問題。全息圖感光介質(zhì)40是用于記錄全息圖像的感光性介質(zhì)。向該全息圖感光介質(zhì)40照射的照射光L23構(gòu)成參照光Lref。其結(jié)果，在全息圖感光介質(zhì)40上照射有散射板30的物體光Lobj與參照光Lref。其中，物體光Lobj與參照光Lref均為由相干光源10 (激光光源)產(chǎn)生的具有相同波長λ的相干光，因此在全息圖感光介質(zhì)40中記錄有兩者的干涉條紋。換句話說，在全息圖感光介質(zhì)40中，將散射板30的像作為全息圖記錄。圖2是示出圖1所示的參照光L23 (Lref)的剖面SI與全息圖感光介質(zhì)40的位置關(guān)系的俯視圖。通過擴(kuò)束器22來擴(kuò)大直徑后的平行光束L22具有圓形剖面，因此利用凸透鏡23聚光的參照光Lref會聚成以透鏡的焦點C為頂點的圓錐狀。然而，在圖1所示的例中，全息圖感光介質(zhì)40被配置成相對于該圓錐的中心軸傾斜，因此全息圖感光介質(zhì)40的表面切斷參照光L23 (Lref)而成的剖面SI如圖2所示成為橢圓。如上所述，圖2所示的例，參照光Lref在全息圖感光介質(zhì)40的全區(qū)域的中僅照射到圖中斜線所示的區(qū)域內(nèi)，因此散射板30的全息圖僅記錄在該斜線區(qū)域內(nèi)。當(dāng)然，若通過擴(kuò)束器22生成直徑更大的平行光束L22，并使用直徑更大的凸透鏡23，則如圖3所示的例，在參照光Lref的剖面S2內(nèi)也可包含全息圖感光介質(zhì)40。此時，如圖中斜線所示，散射板30的全息圖記錄在全息圖感光介質(zhì)40的整個面。在創(chuàng)建本發(fā)明所使用的全息圖記錄介質(zhì)時，使用圖2、圖3的任一方式進(jìn)行記錄皆可。接著，進(jìn)一步詳細(xì)說明散射板30的像記錄在全息圖感光介質(zhì)40上的光學(xué)處理。圖4是圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)中散射板30及全息圖感光介質(zhì)40的周圍的部分放大圖。如上所述，參照光Lref是利用具有焦點C的凸透鏡23將具有圓形剖面的平行光束L22會聚而成的光，會聚成以焦點C為頂點的圓錐狀。因此，以下，將此焦點C稱為會聚點。照射至全息圖感光介質(zhì)40的參照光L23 (Lref)如圖不,成為會聚于該會聚點C的光。另一方面，從散射板30發(fā)出的光(物體光Lobj)是散射光，因此朝向各種方向。例如，如圖所示，如果考慮物體點Ql在散射板30的左側(cè)面的上端，則從該物體點Ql往四面八方射出散射光。同樣地，從任意的物體點Q2或Q3也向四面八方射出散射光。因此,對于全息圖感光介質(zhì)40內(nèi)任意的點P1，都記錄來自物體點Ql、Q2、Q3的物體光L31、L32、L33與朝向會聚點C的參照光Lref的干涉條紋的信息。當(dāng)然，實際上，散射板30上的物體點不只Q1、Q2、Q3，因此，來自散射板30上的所有物體點的信息同樣作為與參照光Lref的干涉條紋的信息而被記錄。換言之，在圖示的點Pl記錄有散射板30的所有信息。而且，同樣地，在圖不的點P2也記錄有散射板30的所有信息。這樣，在全息圖感光介質(zhì)40內(nèi)的任一部分均記錄有散射板30的所有信息。這是全息圖的本質(zhì)。因此，在這種方法中，將記錄有散射板30的信息的全息圖感光介質(zhì)40稱為全息圖記錄介質(zhì)45。為了再現(xiàn)該全息圖記錄介質(zhì)45以得到散射板30的全息圖再現(xiàn)像，只要將與記錄時使用的光相同波長的相干光從與記錄時的參照光Lref對應(yīng)的方向作為再現(xiàn)用照明光照射即可。圖5是示出使用利用圖4所示的處理創(chuàng)建成的全息圖記錄介質(zhì)45再現(xiàn)散射板的像35的處理的圖。如圖所示，從下方對全息圖記錄介質(zhì)45照射再現(xiàn)用照明光Lrep。該再現(xiàn)用照明光Lrep是從位于會聚點C的點光源作為球面波發(fā)散的相干光，其一部分如圖所示地擴(kuò)大成圓錐狀同時成為照射全息圖記錄介質(zhì)45的光。而且，該再現(xiàn)用照明光Lr印的波長與全息圖記錄介質(zhì)45的記錄時的波長(即，圖1所示的相干光源10產(chǎn)生的相干光的波長)相等。此處，圖5所示的全息圖記錄介質(zhì)45與會聚點C的位置關(guān)系與圖4所示的全息圖感光介質(zhì)40與會聚點C的位置關(guān)系完全相同。因此，圖5所示的再現(xiàn)用照明光Lrep與逆向行進(jìn)圖4所示的參照光Rref的光路的光對應(yīng)。若將滿足這種條件的再現(xiàn)用照明光Lrep照射至全息圖記錄介質(zhì)45，則通過其衍射光L45 (Ldif)獲得散射板30的全息圖再現(xiàn)像35 (圖中以虛線顯示)。圖5所示的全息圖記錄介質(zhì)45與再現(xiàn)像35的位置關(guān)系與圖4所示的全息圖感光介質(zhì)40與散射板30的位置關(guān)系完全相同。如上所述，將任意物體的像記錄為全息圖并使其再現(xiàn)的技術(shù)是一直以來被實際應(yīng)用的公知技術(shù)。而且，在創(chuàng)建一般用途的全息圖記錄介質(zhì)時，使用平行光束作為參照光Lref。使用由平行光束構(gòu)成的參照光Lref進(jìn)行記錄的全息圖，由于只要在再現(xiàn)時也利用由平行光束構(gòu)成的再現(xiàn)用照明光Lrep即可，因此，非常方便。與此相對，如圖4所示，若將會聚在會聚點C的光用作參照光Lref，則在再現(xiàn)時，如圖5所示，需要將從會聚點C發(fā)散的光用作再現(xiàn)用照明光Lrep。實際上，為了獲得圖5所示的再現(xiàn)用照明光Lrep，需要將透鏡等的光學(xué)系統(tǒng)配置在特定位置。而且，如果再現(xiàn)時的全息圖記錄介質(zhì)45與會聚點C的位置關(guān)系與記錄時的全息圖感光介質(zhì)40與會聚點C的位置關(guān)系不一致，則無法獲得正確的再現(xiàn)像35，因此限定了再現(xiàn)時的照明條件(如果是使用平行光束進(jìn)行再現(xiàn)的情況，則照明條件只要照射角度滿足即可)。根據(jù)上述理由，使用會聚在會聚點C的參照光Lref創(chuàng)建成的全息圖記錄介質(zhì)并不適于一般用途。盡管如此，在此處所示的實施方式中，將會聚在會聚點C的光用作參照光Lref的理由是容易進(jìn)行再現(xiàn)時的光束掃射。即，圖5中，為了方便說明，示出了使用從會聚點C發(fā)散的再現(xiàn)用照明光Lr印生成散射板30的再現(xiàn)像35的方法，但本發(fā)明中，實際上，不進(jìn)行使用了圖示地擴(kuò)大成圓錐狀的再現(xiàn)用照明光Lrep的再現(xiàn)。取而代之，采用所謂使光束掃射的方法。以下，詳細(xì)說明此方法。圖6是示出對利用圖4所示的處理創(chuàng)建成的全息圖記錄介質(zhì)45僅照射I條光束并再現(xiàn)散射板30的像35的處理的圖。即，在此例中，作為再現(xiàn)用照明光Lr印，僅給予從會聚點C朝向介質(zhì)內(nèi)的I點Pl的I條光束L61。當(dāng)然，光束L61為具有與記錄時的光相同波長的相干光。如參照圖4所進(jìn)行的說明，在全息圖記錄介質(zhì)45內(nèi)的任意的點Pl記錄有散射板30的整體信息。因此，若以與記錄時使用的參照光Lref對應(yīng)的條件對圖6的點Pl的位置照射再現(xiàn)用照明光Lr印，則能僅使用記錄在此點Pl附近的干涉條紋生成散射板30的再現(xiàn)像35。圖6是示出通過來自點Pl的衍射光L45 (Ldif)再現(xiàn)了再現(xiàn)像35的狀態(tài)。另一方面，圖7是作為再現(xiàn)用照明光Lrep而僅給予從會聚點C朝向介質(zhì)內(nèi)的另一點P2的I條光束L62的例子。此時，在點P2記錄有散射板30全體的信息，因此如果以與記錄時使用的參照光Lref對應(yīng)的條件對點P2的位置照射再現(xiàn)用照明光Lrep,則能僅使用記錄在該點P2附近的干涉條紋生成散射板30的再現(xiàn)像35。圖7示出通過來自點P2的衍射光L45 (Ldif)再現(xiàn)了再現(xiàn)像35的狀態(tài)。圖6所示的再現(xiàn)像35及圖7所示的再現(xiàn)像35皆以相同散射板30為原圖像，因此理論上成為在相同位置生成的相同再現(xiàn)像。圖8是示出圖6及圖7所示的再現(xiàn)處理中光束的照射位置的俯視圖。圖8的點Pl與圖6的點Pl對應(yīng)，圖8的點P2與圖7的點P2對應(yīng)。A1、A2分別表示再現(xiàn)用照明光Lrep的剖面。剖面Al、A2的形狀及大小取決于光束L61、L62的剖面的形狀及大小。而且，也取決于全息圖記錄介質(zhì)45上的照射位置。此處，雖然為了方便而示出圓形的剖面Al、A2，但實際上，在使用了具有圓形剖面的光束L61、L62的情況下，剖面形狀成為與照射位置對應(yīng)地變扁平的橢圓。如上所述 ，雖然在圖8所示的點Pl附近與點P2附近各自記錄的干涉條紋的內(nèi)容完全不同，但對任一點照射作為再現(xiàn)用照明光Lrep的光束，均在相同位置獲得相同的再現(xiàn)像35。其原因是，再現(xiàn)用照明光Lr印是從會聚點C朝向各點P1、P2的光束，因此對任一點均給予與圖4所示的記錄時的參照光Lref的方向?qū)?yīng)的方向的再現(xiàn)用照明光Lrep。圖8中雖僅例示2點P1、P2，但當(dāng)然對全息圖記錄介質(zhì)45上的任意的點而言皆可謂相同。因此，在對全息圖記錄介質(zhì)45上的任意的點照射了光束的情況下，只要該光束是來自會聚點C的光，則在相同位置獲得相同的再現(xiàn)像35。不過，如圖2所示，僅在全息圖感光介質(zhì)40的一部分的區(qū)域(圖中以斜線顯示的區(qū)域)記錄了全息圖的情況下，可獲得再現(xiàn)像35只限于對該區(qū)域內(nèi)的點照射了光束的情形。其結(jié)果，此處所述的全息圖記錄介質(zhì)45為使用在特定的會聚點C會聚的參照光Lref將散射板30的像記錄為全息圖的介質(zhì)，具有將通過該會聚點C的光束作為再現(xiàn)用照明光Lr印照射至任意位置則產(chǎn)生散射板30的再現(xiàn)像35的特征。因此，作為再現(xiàn)用照明光Lrep，若使通過會聚點C的光束在全息圖記錄介質(zhì)45上掃射，則通過從各照射部位獲得的衍射光Ldif使相同的再現(xiàn)像35再現(xiàn)在相同位置?！?.本發(fā)明的基本實施方式的投射型影像顯示裝置
本發(fā)明的特征是在投射型影像顯示裝置采用具有斑點抑制功能的特有的照明單元。因此，首先，參照圖9的側(cè)視圖說明本發(fā)明的基本實施方式的投射型影像顯示裝置采用的照明單元100的構(gòu)成。如圖所示，該照明單元100由全息圖記錄介質(zhì)45、相干光源50、光束掃射裝置60構(gòu)成。其中，全息圖記錄介質(zhì)45是具有在§ I所述的特征的介質(zhì),并記錄有散射板30的像35。而且，相干光源50是產(chǎn)生具有與創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)45時使用的光(物體光Lobj及參照光Lref)的波長相同波長的相干光束L50的光源。另一方面，光束掃射裝置60是以通過使相干光源50所產(chǎn)生的光束L50在指定的掃射基點B彎折并照射至全息圖記錄介質(zhì)45且使光束L50的彎折狀態(tài)隨時間變化從而使折曲后的光束L60對全息圖記錄介質(zhì)45的照射位置隨時間變化的方式進(jìn)行掃射的裝置。這樣的裝置，一般而言，是作為掃射型鏡器件而公知的裝置。在圖中，為了方便說明，用點劃線表示在時刻tl的彎折狀態(tài)，用雙點劃線表示在時刻t2的彎折狀態(tài)。即，在時刻tl，光束L50在掃射基點B彎折，并作為光束L60(tl)照射至全息圖記錄介質(zhì)45的點P(tl)，但在時刻t2，光束L50在掃射基點B彎折，并作為光束L60 (t2)照射至全息圖記錄介質(zhì)45的點P(t2)。在圖中，為了方便說明，僅顯示在時刻tl、t2的2個時間點的彎折狀態(tài)，但實際上，在時刻tl t2的期間，光束的彎折方向平滑地變化，光束L60對全息圖記錄介質(zhì)45的照射位置從圖的點P(tl)向P(t2)的方式緩慢移動。即，在時刻tl t2的期間，光束L60的照射位置在全息圖記錄介質(zhì)45上從點P (tl)到P(t2)的方式掃射。其中，若使掃射基點B的位置與圖4所示的會聚點C的位置一致(換言之，若使圖9的全息圖記錄介質(zhì)45與掃射基點B的位置關(guān)系與圖4中全息圖感光介質(zhì)40與會聚點C的位置關(guān)系相同)，則在全息圖記錄介質(zhì)45的各照射位置，光束L60照射至與圖4所示的參照光Rref對應(yīng)的方向(逆向行 進(jìn)圖4所示的參照光Lref的光路的方向)。因此，在全息圖記錄介質(zhì)45的各照射位置，光束L60作為用于再現(xiàn)記錄在此的全息圖的正確的再現(xiàn)用照明光Lrep而發(fā)揮作用。例如，在時刻tl，通過來自點P(tl)的衍射光L45(tl)產(chǎn)生散射板30的再現(xiàn)像35，在時刻t2，通過來自點P (t2)的衍射光L45 (t2)產(chǎn)生散射板30的再現(xiàn)像35。當(dāng)然，在時刻tl t2的期間，通過來自被照射了光束L60的各位置的衍射光同樣地產(chǎn)生散射板30的再現(xiàn)像35。S卩，光束L60只要是從掃射基點B朝向全息圖記錄介質(zhì)45的光，則無論光束L60照射至全息圖記錄介質(zhì)45上的任何位置，通過來自照射位置的衍射光，相同的再現(xiàn)像35被生成在相同位置。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是，如圖4所示，在全息圖記錄介質(zhì)45中，使用在特定的會聚點C會聚的參照光L23將散射板30的像作為全息圖而記錄，光束掃射裝置60以該會聚點C作為掃射基點B進(jìn)行光束60的掃射。當(dāng)然，即使停止光束掃射裝置60的掃射，將光束L60的照射位置固定在全息圖記錄介質(zhì)45上的I點，仍然在相同位置持續(xù)產(chǎn)生相同的再現(xiàn)像35。盡管如此，掃射光束60是為了抑制斑點噪聲，無其它原因。圖10是示出使用圖9所示的照明單元100照明照明對象物70的狀態(tài)的側(cè)視圖。照明單元100是將從全息圖記錄介質(zhì)45獲得的散射板的像35的再現(xiàn)光用作照明光的裝置。此處，為了通過照明單元100來照明照明對象物70的左側(cè)面，如圖所示，考慮在使照明對象物70的左側(cè)面與散射板的再現(xiàn)像35的左側(cè)面一致的位置配置有照明對象物70的情況。此時，照明對象物70的左側(cè)面成為受光面R，且來自全息圖記錄介質(zhì)45的衍射光照射至此該光面R。因此，在該受光面R上設(shè)定任意的著眼點Q，并試想到達(dá)該著眼點Q的衍射光是怎樣的。首先，在時刻tl，從相干光源50射出的光束L50如圖中點劃線所示在掃射基點B彎折，并作為光束L60(tl)照射至點P(tl)。接著，來自點P(tl)的衍射光L45(tl)到達(dá)著眼點Q。另一方面，在時刻t2，從相干光源50射出的光束L50如圖中雙點劃線所示在掃射基點B彎折，并作為光束L60(t2)照射至點P(t2)。接著，來自點P(t2)的衍射光L45 (t2)到達(dá)著眼點Q。其結(jié)果，利用該衍射光，在著眼點Q的位置恒產(chǎn)生與散射板30的著眼點Q的位置對應(yīng)的再現(xiàn)像，但衍射光相對于著眼點Q的入射角在時刻tl與時刻t2不同。換言之，在掃射了光束L60的情況下，形成在受光面R上的再現(xiàn)像35雖不變，但衍射光到達(dá)受光面R上各點的入射角度隨時間變化。入射角度這樣隨時間變化在降低斑點的點上具有很大的貢獻(xiàn)。如上所述，一使用相干光就產(chǎn)生斑點的原因在于，在受光面R的各部反射的相干光因其極高的可干涉性而彼此干涉。然而，本發(fā)明中，通過光束L60的掃射，衍射光對受光面R各部的入射角度經(jīng)時變動，因此干涉方式也經(jīng)時變動，具有多樣性。因此，產(chǎn)生斑點的主要原因在時間上被分散，能夠緩和恒常觀察到的對生理上造成不良影響的斑點狀的花紋的事態(tài)。此為，這是圖10所示的照明單元100具有的有利的特征。本發(fā)明的投射型影像顯示裝置為使用具有上述特征的照明單元100對空間光調(diào)制器進(jìn)行照明以在屏幕上進(jìn)行影像顯示的裝置。以下，參照圖11所示的俯視圖說明其構(gòu)成及動作。如圖11所示，此投射型影像顯示裝置具備照明單元100、空間光調(diào)制器200及投射光學(xué)系統(tǒng)300，并具有在屏幕400上進(jìn)行影像顯示的功能。照明單元100是圖9及圖10所示的照明單元100，圖11中，空間光調(diào)制器200相當(dāng)于照明對象物70。此外，圖9、圖10中，雖將照明單元100顯示為側(cè)視圖，但圖11中為了便于說明，顯示了投射型影像顯示裝置的俯視圖。因此，從上面觀察圖11所示的照明單元100時，圖9、圖10所示的照明單元100的各構(gòu)成要素被配置成圖示的狀態(tài)?？臻g光調(diào)制器200被配置在適于接受來自該照明單元100的照明的位置。若更具體說明，調(diào)整照明單元100與空間光調(diào)制器200的位置關(guān)系以在配置有空間光調(diào)制器200的位置產(chǎn)生散射板30的全息圖再現(xiàn)像35。因此，空間光調(diào)制器200與再現(xiàn)像35在空間上占據(jù)相同位置。作為空間光調(diào)制器200，例如若使用透射型液晶微顯示器，則可在該顯示器的畫面上獲得調(diào)制影像?；蛘?，也可以將透射型LCOS(Liquid Crystal On Silicon)元件用作空間光調(diào)制器200。若將以上述方式獲得的調(diào)制畫面通過投射光學(xué)系統(tǒng)300向屏幕400投射，則在屏幕400上顯示放大后的調(diào)制畫面。這是此處所示的投射型影像顯示裝置的基本動作原理。此外，作為空間光調(diào)制器200，也可以使用反射型液晶微顯示器或反射型LCOS(Liquid Crystal On Silicon)元件。此時，圖11中，變更各構(gòu)成要素的配置以使照明單元100能從空間光調(diào)制器200的斜上方照射光，并將來自空間光調(diào)制器200的反射光通過投射光學(xué)系統(tǒng)300向屏幕400投射即可。在利用上述反射光的情況下，作為空間光調(diào)制器200,也可以使用DMD(數(shù)字微鏡組件Digital Micromirror Device)等MEMS兀件。如上所述，在利用了激光等相干光源的現(xiàn)有的普通的投射型影像顯示裝置中，產(chǎn)生在屏幕上發(fā)生斑點的問題。與此相對，在圖11所示的裝置中，能夠大幅度地抑制發(fā)生在屏幕上的斑點。其第I原因是，記錄在全息圖紀(jì)錄介質(zhì)45的散射板的像與空間光調(diào)制器200的位置重疊，并作為全息圖再現(xiàn)實像35而生成，第2原因是，該全息圖再現(xiàn)實像35是通過光束掃射產(chǎn)生的像。以下，詳細(xì)說明這些原因。對于空間光調(diào)制器200，相對于液晶微顯示器、DMD、LCOS等真實的裝置，全息圖再現(xiàn)實像35是光學(xué)的再現(xiàn)像。因此，兩者可重復(fù)配置在相同空間上。圖11中，雖僅描繪了真實的空間光調(diào)制器200，但在該相同的空間位置重迭有通過全息圖記錄介質(zhì)45再現(xiàn)的散射板的全息圖再現(xiàn)實像35。然而，以上述方式獲得的全息圖再現(xiàn)實像35的實體是通過由形成在全息圖記錄介質(zhì)45上的干涉條紋衍射而成的相干光，空間光調(diào)制器200接受上述相干光的照明并同時產(chǎn)生規(guī)定的調(diào)制圖像。例如，使用透射型液晶微顯示器作為空間光調(diào)制器200的情況下，作為透過顯示器后的照明光的濃淡圖案可獲得調(diào)制圖像。投射光學(xué)系統(tǒng)300發(fā)揮將以上述方式在空間光調(diào)制器200上獲得的調(diào)制圖像投射至屏幕400上的功能。如果是使用了透射型液晶微顯示器作為空間光調(diào)制器200的情況，則形成在該顯示器上的調(diào)制圖像被放大投射至屏幕400上，以進(jìn)行影像顯示。投射光學(xué)系統(tǒng)300如果是具有將在空間光調(diào)制器200上獲得的調(diào)制圖像投射至屏幕400上的功能的光學(xué)系統(tǒng)，則使用什么都可以。圖中，為了方便說明，以一片透鏡來顯示投射光學(xué)系統(tǒng)300，但一般而言，由多片透鏡構(gòu)成，以能調(diào)節(jié)焦點距離。此外，圖示的例是視點位于屏幕400的前方(圖11中屏幕400的下方)所觀察的前方投射型的裝置，但也可以用作視點位于屏幕400的對側(cè)(圖11中屏幕400的上方)所觀察的后方投射型的裝置(所謂后投影機(jī)裝置)利用。一般而言，在投射型影像顯示裝置產(chǎn)生的斑點中，有因照明光的光源側(cè)而產(chǎn)生的斑點與因屏幕側(cè)而產(chǎn)生的斑點。前者是在空間光調(diào)制器上的照明光中已包含的斑點，是基于光源側(cè)的主要原因而產(chǎn)生的。另一方面，后者是因屏幕上的散射而產(chǎn)生的斑點。在上述日本特開平6-208089號公報或日本特開2004-144936號公報公開的技術(shù)中，在光源側(cè)將照明光照射至散射板，并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該散射板或使其振動，以降低光源側(cè)的斑點。然而，在該方法中，雖然因光源側(cè)而產(chǎn)生的斑點降低，但無法使因屏幕側(cè)而產(chǎn)生的斑點降低。而且，使散射板旋轉(zhuǎn)或振動需要大型的機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)的問題也已敘述。本發(fā)明中，能使因光源側(cè)而產(chǎn)生的斑點與因屏幕側(cè)而產(chǎn)生的斑點兩者降低。首先，因光源側(cè)而產(chǎn)生的斑點降低是因為，通過散射板的全息圖再現(xiàn)實像35來照明空間光調(diào)制器200。通過空間光調(diào)制器200生成的調(diào)制圖像來接受散射板的全息圖像35的照明。本來全息圖像35的各點由來自全息圖記錄介質(zhì)45的各點光構(gòu)成，因此，光的照射角度多樣化。因此，通過采用散射板的全息圖再現(xiàn)實像35作為對空間光調(diào)制器200的照明單元，能夠謀求因光源側(cè)而產(chǎn)生的斑點的降低。在本發(fā)明使用的照明單元100中，如圖11所示，對全息圖記錄介質(zhì)45掃射光束L60以獲得再現(xiàn)像35，但在降低因光源側(cè)而產(chǎn)生的斑點的問題上，不一定要進(jìn)行光束的掃射。即，即使使光束L65靜止，僅持續(xù)照射全息圖記錄介質(zhì)45的一處，也通過來自記錄在接受光束65的照射的點區(qū)域(在此處所示的例中，直徑Imm的圓形區(qū)域)的干涉條紋各部的衍射生成多樣化的再現(xiàn)像35，因此，可獲得因光源側(cè)而產(chǎn)生的斑點的降低效果。盡管如此，本發(fā)明中，特意掃射光束L65是為了降低因屏幕側(cè)而產(chǎn)生的斑點。以下，參照圖11對該點進(jìn)行說明。該圖11中，為便于說明，以點劃線表示在時刻tl的光的光路，以雙點劃線表示在時刻t2的光的光路。即，在時刻tl，光束L50在掃射基點B彎折，并作為光束L60(tl)照射至全息圖記錄介質(zhì)45的點P(tl)。接著，根據(jù)記錄在該點P(tl)附近的(光束的點內(nèi))的干涉條紋，在空間光調(diào)制器200的位置形成散射板的再現(xiàn)像35。圖中點劃線所示的光L45(tl)表示用于形成上述再現(xiàn)像35的兩端點E1、E2的衍射光。該衍射光L45(tl) 在透過空間光調(diào)制器200之后，通過投射光學(xué)系統(tǒng)300，并如圖中點劃線所示，作為投影光L300(tl)向屏幕400上照射。圖中所示的點G1、G2分別是與再現(xiàn)像35的兩端點El、E2對應(yīng)的投影點。接著，考慮時刻t2光的動作。在時刻t2，光束L50在掃射基點B彎折，并作為雙點劃線所示的光束L60(t2)照射至全息圖記錄介質(zhì)45的點P(t2)。接著，根據(jù)記錄在該點P(t2)附近的(光束的點內(nèi))的干涉條紋，在空間光調(diào)制器200的位置形成散射板的再現(xiàn)像35。圖中雙點劃線所示的光L45(t2)表示用于形成上述再現(xiàn)像35的兩端點El、E2的衍射光。該衍射光L45(t2)在透過空間光調(diào)制器200之后，通過投射光學(xué)系統(tǒng)300，并如圖中雙點劃線所示，作為投影光L300(t2)向屏幕400上照射。圖中所示的點G1、G2分別是與再現(xiàn)像35的兩端點El、E2對應(yīng)的投影點。如圖所示，時刻tl的投影點Gl、G2的位置與時刻t2的投影點Gl、G2的位置一致。當(dāng)然要考慮將投射光學(xué)系統(tǒng)300調(diào)整成將空間光調(diào)制器200上的影像放大地投影至屏幕400上且再現(xiàn)像35生成在空間光調(diào)制器200的位置。即，不論從何方向照明空間光調(diào)制器200，在屏幕400上仍然形成其放大像。其結(jié)果，即使通過光束掃射裝置60掃射光束L60，再現(xiàn)像35的兩端點E1、E2在屏幕上的投影點Gl、G2的位置仍不變，空間光調(diào)制器200上的圖像放大投影在屏幕400上的位置不變。然而，如果著眼于屏幕400上的一點，則可知投射光的入射角度被多樣化。這與圖10所示的到達(dá)著眼點Q的衍射光的入射角度多樣化的原因相同。即，在時刻tl投射光的入射角度與時刻t2投射光的入射角度之間，對于投影點Gl產(chǎn)生偏差Θ I程度的差，對于投影點G2廣生偏差Θ 2程度的差。如上所述,通過掃射照射至全息圖記錄介質(zhì)45的光束L60,到達(dá)屏幕400上各點的投射光的入射角度隨時間變化。這樣，如果使入射角度隨時間變化，則在屏幕400的表面產(chǎn)生的干涉方式也經(jīng)時變動，具有多樣性。因此，產(chǎn)生斑點的主要原因在時間上被分散，可緩和恒觀察到生理上造成不良影響的斑點狀的花紋。這是因屏幕側(cè)而產(chǎn)生的斑點降低的原因。因此，本發(fā)明的投射型影像顯示裝置中，能降低因光源側(cè)而產(chǎn)生的斑點與因屏幕側(cè)而產(chǎn)生的斑點兩者。而且，能以較小型的裝置實現(xiàn)光束掃射裝置60，因此，與使散射板旋轉(zhuǎn)或振動的已知裝置比較，能使照明單元100小型化，也可將耗電抑制到較低。§3.照明單元各部的詳細(xì)說明
圖9所示的照明單元100，如在§2所述，由全息圖記錄介質(zhì)45、相干光源50、光束掃射裝置60構(gòu)成。此處，針對這些構(gòu)成要素進(jìn)行更詳細(xì)的說明。3-1.相干光源首先，作為相干光源50，使用生成具有與創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)45時使用的光(物體光Lobj及參照光Lref)的波長相同波長的相干光束L50的光源即可。然而，相干光源50所產(chǎn)生的光束L50的波長不需與創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)45時使用的光的波長完全相同，只要是近似的波長即可獲得全息圖的再現(xiàn)像?？傊?，本發(fā)明所使用的相干光源50只要是生成具有能再現(xiàn)散射體的像35的波長的相干光束L50的光源即可。實際上，可將與圖5所示的相干光源10相同的光源直接用作相干光源50。此處所示的實施方式的情況下，將可射出波長λ = 532nm(綠色)的激光的DPSS(二極管激發(fā)式固態(tài):Diode Pumped Solid State)激光裝置作為相干光源50使用。DPSS激光器小型同時能夠獲得較高輸出的期望波長的激光，因此，是適于用在本發(fā)明的照明單元100的相干光源。此DPSS激光裝置，與一般半導(dǎo)體激光器相比，相干長度較長，因此容易產(chǎn)生斑點，以往被認(rèn)為不適于用于照明。即，以往，為了降低斑點，努力使激光的振蕩波長的寬度增加且盡可能縮短相干長度。與此相對，在本發(fā)明中，即使使用相干長度長的光源，通過上述原理，也能夠有效抑制斑點的產(chǎn)生，因此，即使將DPSS激光裝置用作光源，實用上，斑點的產(chǎn)生也不會成為問題。在這一點上，若利用本發(fā)明則可得到進(jìn)一步增加光源的選擇范圍的效果O3-2.光束掃射裝置光束掃射裝置60為具有在全息圖記錄介質(zhì)45上掃射光束的功能的裝置。此處，說明該光束掃射裝置60進(jìn)行光束掃射的具體方法。圖12是示出圖9所示的照明單元100中全息圖記錄介質(zhì)45上 的光束的掃射方式的第I例的俯視圖。在該例中，作為全息圖記錄介質(zhì)45，使用寬度Da= 12mm、高度Db = IOmm的介質(zhì)，作為在該介質(zhì)上掃射的光束L60，使用具有直徑1_的圓形剖面的激光束。如圖所示，采用下述方法，即與CRT中電子線的掃射相同，使光束L60的照射位置從第I行的開始區(qū)域AlS至結(jié)束區(qū)域AlE在水平方向掃射，接著，從第2行的開始區(qū)域A2S至結(jié)束區(qū)域A2E在水平方向掃射，……，最后，從第η行的開始區(qū)域AnS至結(jié)束區(qū)域AnE在水平方向掃射，再返回第I行的開始區(qū)域A1S，反復(fù)同樣作業(yè)。在該圖12所示的掃射方法中，全息圖記錄介質(zhì)45的整面受到光束的掃射，但本發(fā)明中，不一定要沒有遺漏地掃射全息圖記錄介質(zhì)45的整個面。例如，圖13是僅進(jìn)行圖12所示的掃射方法中第奇數(shù)行的掃射而省略第偶數(shù)行的掃射的例子。如上所述，若隔行進(jìn)行掃射，則記錄在全息圖記錄介質(zhì)45的部分區(qū)域的全息圖信息完全無助于像的再現(xiàn)，但盡管如此也不會產(chǎn)生特別問題。圖14是示出更極端的掃射方法的例子，在縱高Db的中央位置，反復(fù)進(jìn)行從開始區(qū)域AlS至結(jié)束區(qū)域AlE在水平方向僅掃射一行的作業(yè)。當(dāng)然，掃射方向的設(shè)定也自由，也可以在從左至右進(jìn)行第I行的掃射后，從右至左進(jìn)行第2行的掃射。而且，掃射方向并不限于直線，也可以在全息圖記錄介質(zhì)45上以描繪圓的方式進(jìn)行掃射。此外，如圖2所示的例，僅對全息圖感光介質(zhì)40的部分區(qū)域(斜線區(qū)域)照射參照光Lref進(jìn)行記錄的情況，在其它區(qū)域(外側(cè)空白區(qū)域)不記錄全息圖。此時，若掃射到外側(cè)的空白區(qū)域描則無法獲得再現(xiàn)像35，因此，照明暫時變暗。因此，實用上，優(yōu)選僅在記錄有全息圖的區(qū)域內(nèi)掃射。如上所述，光束在全息圖記錄介質(zhì)45上的掃射通過光束掃射裝置60來進(jìn)行。該光束掃射裝置60具有使來自相干光源50的光束L50在掃射基點B(全息圖記錄時的會聚點C)彎折并照射至全息圖記錄介質(zhì)45的功能。且，以通過使該彎折狀態(tài)(彎折的方向與彎折角的大小)隨時間變化從而使彎折后的光束L60對全息圖記錄介質(zhì)45的照射位置隨時間變化的方式進(jìn)行掃射。具有該功能的裝置作為掃射型鏡器件被用在各種光學(xué)系統(tǒng)。例如，在圖9所示的例中，作為光束掃射裝置60，為方便說明，僅描繪反射鏡的圖，但實際上具備使該反射鏡在雙軸方向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。即，在將掃射基點B設(shè)定在圖示的反射鏡的反射面的中心位置并定義了通過該掃射基點B在反射面上彼此正交的V軸及W軸的情況下，具備使該反射鏡繞V軸(與圖的紙面垂直的軸)轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)與繞W軸(圖中用虛線表示的軸)轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。如上述，若使用可繞V軸及W軸獨立轉(zhuǎn)動的反射鏡，則反射后的光束L60可在全息圖記錄介質(zhì)45上向水平方向及垂直方向掃射。例如，在上述機(jī)構(gòu)中，若使反射光繞V軸轉(zhuǎn)動，則能在圖12所示的全息圖記錄介質(zhì)45上在水平方向掃射光束L60的照射位置，若繞W軸轉(zhuǎn)動，則能在垂直方向掃射?？傊馐鴴呱溲b置60若具有以在包含掃射基點B的平面上進(jìn)行擺動運(yùn)動的方式使光束L60彎折的功能，則能在全息圖記錄介質(zhì)45上在一維方向掃射光束L60的照射位置。如圖14所示的例，若運(yùn)用于僅在水平方向進(jìn)行掃射光束，則光束掃射裝置60具有在一維方向掃射在全息圖記錄介質(zhì)45上的光束照射位置的功能即足夠。與此相對，若運(yùn)用于在全息圖記錄介質(zhì)45上在二維方向掃射光束L60的照射位置，則使光束掃射裝置60具有使光束L60以在包含掃射基點B的第I平面上進(jìn)行擺動運(yùn)動的方式彎折的功能(圖9中，若使反射鏡繞V軸轉(zhuǎn)動，則光束L60在紙面所含的平面上進(jìn)行擺動運(yùn)動)及以使光束L60在包含掃射基點B且與第I平面正交的第2平面上進(jìn)行擺動運(yùn)動的方式彎折的功能(圖9中，若使反射鏡繞W軸轉(zhuǎn)動，則光束L60在與紙面垂直的平面上進(jìn)行擺動運(yùn)動)即可。作為用于在一維方向掃射光束的照射位置的掃射型鏡器件，廣泛地利用多面鏡。而且，作為用于在二維方向掃射的掃射型鏡器件，可將2組多面鏡組合，已知萬向鏡(gimbal mirror)、電流鏡、MEMS (微型機(jī)電系統(tǒng))鏡等器件。再者，除了通常的鏡器件以外，全反射棱鏡、折射棱鏡、光電晶體(KTN(鉭鈮酸鉀)晶體等)也可用作光束掃射裝置60。此外，若光束L60的徑接近全息圖記錄介質(zhì)45的尺寸，則有損抑制斑點的效果，因此必須留意。圖12 圖14所示的例的情形,如上述,全息圖記錄介質(zhì)45的寬度Da = 12mm、高度Db = 10mm，光束L60是具有直徑Imm的圓形剖面的激光束。這種尺寸條件能充分獲得抑制斑點的效果。其原因在于，全息圖記錄介質(zhì)45上任一區(qū)域均僅暫時受到光束L60的照射，不會從相同區(qū)域持續(xù)射出衍射光。然而，例如，圖15所示的例的情形，照射了具有接近全息圖記錄介質(zhì)45尺寸的直徑的光束的情況下，會形成持續(xù)射出衍射光的區(qū)域(圖中斜線部分)。即，即使使光束L60的照射位置從第I行的開始區(qū)域AlS至結(jié)束區(qū)域AlE在水平方向掃射，圖中斜線區(qū)域al恒受到光束的照射。同樣地，即使從第η行的開始區(qū)域AnS至結(jié)束區(qū)域AnE在水平方向掃射，區(qū)域a2也恒受到光束的照射。而且，若考慮垂直方向的掃射，則對于各行的開始區(qū)域，區(qū)域a3成為重復(fù)的區(qū)域，對于各行的結(jié)束區(qū)域，區(qū)域a4成為重復(fù)的區(qū)域，因此即使改變掃射的行，也總受到光束的照射。其結(jié)果，關(guān)于這些斜線區(qū)域，無法得到光束掃射的好處，持續(xù)射出衍射光。其結(jié)果，從此樣的區(qū)域發(fā)出的衍射光以相同角度持續(xù)入射到照明對象物的受光面R上，成為產(chǎn)生斑點的主要原因。因此，光束L60的直徑不應(yīng)大到接近全息圖記錄介質(zhì)45的尺寸。此種弊害，在將掃射間距設(shè)定成小于光束L60的直徑的情況下也會產(chǎn)生。例如，圖12是將縱方向的掃射間距設(shè)定成與光束L60的直徑相等的例子，圖13是將縱方向的掃射間距設(shè)定成光束L60直徑2倍的例子。如上所述，若將縱方向(副掃射方向)的掃射間距設(shè)定為光束的直徑以上，則第i行的掃射區(qū)域與第(i+1)行的掃射區(qū)域不會重復(fù)，但若掃射間距不足光束的直徑，則產(chǎn)生重復(fù)區(qū)域，并可能成為上述斑點產(chǎn)生的主要原因。而且，慢的掃射速度也成為斑點產(chǎn)生的主要原因。例如，即使以掃射I行需要I小時的慢速度掃射，從人類視覺上的時間分辨率觀點看，等同于未進(jìn)行掃射，并辨識出斑點。通過掃射光束來降低斑點，如上所述，是因為照射在受光面R各部的光的入射角度經(jīng)時多樣化。因此，為了充分獲得光束掃射的斑點降低效果，使成為產(chǎn)生斑點的原因的維持相同干涉條紋的時間比人類視覺的時間分辨率短即可。一般而言，人類視覺上的時間分辨率的限界是1/20 1/30秒程度，若在I秒時間提示20 30幀以上的靜止圖像，則人類可辨識為流暢的動畫。若考慮這點，則設(shè)光束的直徑為d的情況下，以在1/20 1/30秒行進(jìn)d以上的距離的掃射速度(秒速20d 30d的速度)進(jìn)行掃射，則可獲得充分的斑點抑制效果。3-3.全息圖記錄介質(zhì)關(guān)于全息圖記錄介質(zhì)45，已在§ I說明詳細(xì)制造處理。即，本發(fā)明所使用的全息圖記錄介質(zhì)45只要是使用在特 定的會聚點C會聚的參照光將散射板30的像記錄為全息圖的特征的介質(zhì)即可。因此，在此說明了適于應(yīng)用在本發(fā)明的具體的全息圖記錄介質(zhì)的形態(tài)。全息圖有若干個物理方式。本申請發(fā)明人認(rèn)為對于用于本發(fā)明，體積型全息圖最優(yōu)選。尤其是，最適合使用利用了光聚合物的體積型全息圖。一般而言，在現(xiàn)金卡或現(xiàn)金券等中用作防偽用片的全息圖被稱為表面浮雕(浮凸)型全息圖，通過表面的凹凸構(gòu)造進(jìn)行全息圖干涉條紋的記錄。當(dāng)然，除了實施本發(fā)明夕卜，也可以利用將散射板30的像作為表面浮雕型全息圖記錄的全息圖記錄介質(zhì)45 ( 一般而言，被稱為全息圖漫射器(diffuser))。然而，在該表面浮雕型全息圖的情況下，由于表面的凹凸構(gòu)造導(dǎo)致的散射可能成為新的斑點產(chǎn)生主要原因，因此從降低斑點的觀點來看并不優(yōu)選。而且，在表面浮雕型全息圖中，由于產(chǎn)生多次衍射光，因此衍射效率降低，再者，衍射性能(能使衍射角增大至何種程度的性能)也有極限。與此相對，在體積型全息圖中，由于作為介質(zhì)內(nèi)部的折射率分布進(jìn)行全息圖干涉條紋的記錄，因此不會受到表面的凹凸構(gòu)造所導(dǎo)致的散射的影響。而且，一般而言，衍射效率或衍射性能也較表面浮雕型全息圖優(yōu)異。因此，實施本發(fā)明時，將散射板30的像記錄為體積型全息圖的介質(zhì)最適合被用作全息圖記錄介質(zhì)45。然而，即使是體積型全息圖，由于利用含有銀鹽材料的感光介質(zhì)進(jìn)行記錄的類型中銀鹽粒子所導(dǎo)致的散射有可能成為新的斑點產(chǎn)生主要原因，因此優(yōu)選避免。根據(jù)上述原因，本申請發(fā)明人認(rèn)為作為本發(fā)明中利用的全息圖記錄介質(zhì)45，理想的是使用了光聚合物的體積型全息圖。上述使用了光聚合物的體積型全息圖的具體化學(xué)組成公開于例如日本專利第2849021號公報。然而，對于量產(chǎn)性這點，表面浮雕型全息圖比體積型全息圖優(yōu)異。表面浮雕型全息圖，通過創(chuàng)建表面具有凹凸構(gòu)造的原版，并進(jìn)行使用了該原版的加壓加工，從而能夠進(jìn)行介質(zhì)的量產(chǎn)。因此，在必須降低制造成本的情況下，利用表面浮雕型全息圖即可。而且，作為全息圖的物理形態(tài)，在平面上作為濃淡圖案而記錄了干涉條紋的振幅調(diào)制型全息圖也被廣泛地普及。然而，此振幅調(diào)制型全息圖由于衍射效率低且以濃的圖案部分進(jìn)行光的吸收，因此用于本發(fā)明時，無法確保充分的照明效率。但在該制造工序中，由于能采用在平面上印刷濃淡圖案的簡便的方法，因此在制造成本方面有優(yōu)點。因此，根據(jù)用途，本發(fā)明也可以采用振幅調(diào)制型全息圖。此外，圖1所示的記錄方法中，雖創(chuàng)建所謂菲涅爾類型的全息圖記錄介質(zhì)，但也可以創(chuàng)建利用通過透鏡記錄散射板30而獲得的傅立葉變換類型的全息圖記錄介質(zhì)。此時，根據(jù)需要，也可以在衍射光L45的光路上設(shè)置透鏡進(jìn)行聚光，以提升照明效率，但即使無透鏡也可充分實現(xiàn)作為照明單元100的功能。§4.本發(fā)明的照明單元的變形例至此為止，針對基本實施方式，說明了本發(fā)明的照明裝置。此基本實施方式的特征是，如圖9所示，使用具有固有特征的照明單元100對空間光調(diào)制器200進(jìn)行照明。在利用照明單元100進(jìn)行照明的情況下，首先，進(jìn)行通過將散射板30的像35作為全息圖記錄在記錄用介質(zhì)40上從而創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)45的準(zhǔn)備階段，并進(jìn)行使用在該準(zhǔn)備階段創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)45來構(gòu)成照明裝置100以對全息圖記錄介質(zhì)45上照射相干光束L60且使照射位置隨時間變化的方式使光束L60在全息圖記錄介質(zhì)45上掃射的照明階段。

此時，在準(zhǔn)備階段，如圖1所示，對散射板30照射相干照明光L12，將從散射板30獲得的散射光L30作為物體光Lobj使用。而且，沿規(guī)定光路照射到記錄用介質(zhì)40，將與照明光L12相同波長的相干光L23用作參照光Lref。接著，將通過物體光Lob j與參照光Lref形成的干涉條紋記錄在記錄用介質(zhì)40,從而創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)45。而且,在照明階段,如圖9所示，以與參照光Lref相同波長(或能使全息圖再現(xiàn)的近似波長)的光束L60通過沿參照光Lref光路的光路朝向全息圖記錄介質(zhì)45上的照射位置的方式進(jìn)行掃射(換言之，從與參照光Lref光學(xué)共軛的方向給予光束L60),將從全息圖記錄介質(zhì)45獲得的散射板30的像35的再現(xiàn)光作為照明光。此處，針對上述基本實施方式的照明單元100說明多個變形例。4-1.以一維掃射為前提的全息圖記錄介質(zhì)在圖1所示的全息圖記錄介質(zhì)的創(chuàng)建處理中，通過凸透鏡23 (在會聚點C的位置具有焦點的透鏡)使平行光束L22聚光，并作為參照光Lref照射至介質(zhì)40。S卩，沿以會聚點C為頂點的圓錐(理論上，半徑彼此不同的圓錐無限存在)的側(cè)面，使用三維會聚在會聚點C的參照光Lref記錄散射板30的像。如上所述，使用三維會聚的參照光Lref的原因在于，在圖9所示的照明單元100中，為了獲得從掃射基點B三維發(fā)散的光路，以使光束L60三維掃射(組合反射鏡的繞V軸的轉(zhuǎn)動與繞W軸的轉(zhuǎn)動地掃射光束)為前提。此外，使光束L60三維掃射是為了使全息圖記錄介質(zhì)45上的光束的照射位置二維掃射(圖12中，為進(jìn)行橫方向的掃射與縱方向的掃射)。然而，掃射全息圖記錄介質(zhì)45上的光束的照射位置不一定要二維地進(jìn)行。例如，圖14是顯示使光束僅在水平方向掃射的例子。這樣，若以使光束的照射位置一維掃射為前提，則全息圖記錄介質(zhì)也以這樣的前提創(chuàng)建是合理的。具體而言，若以一維掃射為前提，則代替創(chuàng)建圖14所示的全息圖記錄介質(zhì)45,只要創(chuàng)建圖16所示的帶狀的全息圖記錄介質(zhì)85足矣。使用了該全息圖記錄介質(zhì)85的情況下，光束掃射裝置60的掃射只要反復(fù)從左端的起點區(qū)域AlS至右端的終點區(qū)域AlE掃射I行的量即可。此時，也可以反復(fù)從左向右掃射I行的量，也可以進(jìn)行從左至右掃射后再從右往左掃射的往復(fù)運(yùn)動。在使用的光束L60是具有直徑Imm的圓形剖面的激光束的情況下,使圖16所示的全息圖記錄介質(zhì)85的高度Db = Imm即足矣。因此,與使用圖14所示的全息圖記錄介質(zhì)45的情況相比,可謀求節(jié)省空間，能使裝置整體小型化。雖然這樣的以一維掃射為前提的全息 圖記錄介質(zhì)85可以使用圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)來創(chuàng)建，但代替其也可以使用圖17所示的光學(xué)系統(tǒng)來創(chuàng)建。該圖17所示的光學(xué)系統(tǒng)中，將圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)中凸透鏡23替換為柱面透鏡24，并將具有矩形平面的全息圖感光介質(zhì)40替換為具有細(xì)長帶狀平面的全息圖感光介質(zhì)80，其它構(gòu)成要素則不變。全息圖感光介質(zhì)80的寬度Da與全息圖感光介質(zhì)40的寬度相同，但其高度Db(圖17中與紙面垂直方向的寬度)為光束的直徑的程度(上例情況下，Imm左右)。柱面透鏡24是帶有具有與圖17的紙面垂直的中心軸的圓柱表面的透鏡，且在圖17中定義了通過會聚點C且與紙面垂直的聚光軸，此時，可實現(xiàn)將平行光束L22聚光在該聚光軸的功能。然而，從柱面透鏡的性質(zhì)考慮，光的折射僅在與紙面平行的平面內(nèi)產(chǎn)生，不會發(fā)生向與紙面垂直的方向的折射。換言之，若著眼于包含會聚點C且與柱面透鏡的圓柱的中心軸正交的平面(圖17的紙面)，則沿該平面二維會聚的光L24被作為參照光Lref而給予。如上所述，本申請中提及“光在會聚點C會聚”時，不僅指圖1的光學(xué)系統(tǒng)所示的凸透鏡23的三維會聚，也指圖17的光學(xué)系統(tǒng)所示的柱面透鏡24的二維會聚。此外，創(chuàng)建圖16例示的以一維掃射為前提的全息圖記錄介質(zhì)85時，如圖17的光學(xué)系統(tǒng)所示，也可以使用帶有具有與通過會聚點C的指定聚光軸(圖例情況下，通過會聚點C且與紙面垂直的軸)平行的中心軸的圓柱面的柱面透鏡24將大致平行的相干光的光束L22聚光在該聚光軸上，將二維會聚在會聚點C的光L24用作參照光Lref，記錄散射板30的全息圖像。4-2.包含CGH的全息圖記錄介質(zhì)至此已說明的全息圖記錄介質(zhì)的創(chuàng)建處理是實際地對全息圖感光介質(zhì)照射光并將通過感光介質(zhì)的化學(xué)變化來固定此時產(chǎn)生的干涉條紋的純粹的光學(xué)方法。與此相對，最近，已確立有在計算機(jī)上模擬此種光學(xué)處理，通過運(yùn)算來計算干涉條紋的信息并以某種物理方法將其結(jié)果固定在介質(zhì)上的方法。以這種方法創(chuàng)建的全息圖一般被稱為計算機(jī)合成全息圖(CGH:Computer Generated Hologram)。記錄在本發(fā)明所使用的全息圖記錄介質(zhì)的全息圖可以是這樣的計算機(jī)合成全息圖。即，也可以替代用§ I所述的光學(xué)處理創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)，執(zhí)行使用了來自假想的散射板的假想物體光與假想?yún)⒄展獾哪M運(yùn)算，求出在假想記錄面上產(chǎn)生的干涉條紋的信息，并將此信息以物理方法記錄在介質(zhì)上，以創(chuàng)建計算機(jī)合成全息圖。圖18是示出用CGH的方法創(chuàng)建本發(fā)明的照明單元的構(gòu)成要素即全息圖記錄介質(zhì)的原理的側(cè)視圖，示出在電腦上模擬圖4所示的光學(xué)現(xiàn)象的方法。此處，圖18所示的假想的散射板30’與圖4所示的真實的散射板30對應(yīng)，圖18所示的假想的記錄面40’與圖4所示的真實的全息圖感光介質(zhì)40對應(yīng)。圖示的物體光Lobj是從假想的散射板30’發(fā)出的假想的光，圖示的參照光Lref是與該物體光Lobj相同波長的假想光。參照光Lref是在會聚點C會聚的光這點上與至此為止敘述的方法完全相同。對在記錄面40’上的各點，運(yùn)算該假想的物體光Lobj與參照光Lref的干涉條紋的信息。此外，作為假想的散射板30’，例如，也可使用以多面體等表現(xiàn)的細(xì)微的三維形狀模型，但此處使用在平面上將多個點光源D排列成格子狀的單純的模型。圖19是圖18所示的假想的散射板30’的正視圖，小白圈分別表示點光源D。如圖所示，多個點光源D以橫方向間距Pa、縱方向間距Pb排列成格子狀。間距Pa、Pb是確定散射板的表面粗度的參數(shù)。本申請發(fā)明人將點光源D的間距Pa、Pb分別設(shè)定成10 μ m左右的尺寸以運(yùn)算在記錄面40’上產(chǎn)生的干涉條紋的信息，根據(jù)其結(jié)果，在真實的介質(zhì)表面形成凹凸圖案，創(chuàng)建了表面浮雕型的CGH。于是，構(gòu)成了將該CGH用作全息圖記錄介質(zhì)45的照明單元100，獲得抑制斑點的良好照明環(huán)境。圖20是示出利用本發(fā)明獲得了斑點降低效果的實驗結(jié)果的表。一般而言，作為表示在受光面上產(chǎn)生斑點的程度的參數(shù)，提出有使用稱為斑點對比(單位:％)的數(shù)值的方法。該斑點對比是被定義為在本應(yīng)實現(xiàn)均勻亮度分布的條件下將實際產(chǎn)生的亮度偏差的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以亮度的平均值而得的值的量。該斑點對比的值越大意味著受光面上的斑點產(chǎn)生程度越大，對觀察者而言，斑點狀的亮度不均圖案更顯著。圖20的表示出針對利用圖11所示的照明單元100或用于與其對比的現(xiàn)有裝置照明單元，測定在屏幕400上顯示原本應(yīng)為均勻亮度分布的測試圖案影像的情況下的斑點對比的結(jié)果。測定例I 3均為將可射出綠色激光的相同DPSS激光裝置用作照明單元100內(nèi)的相干光源50的結(jié)果。此外，測定例2、3所使用的全息圖記錄介質(zhì)的擴(kuò)散角(從全息圖記錄介質(zhì)上的點面向再現(xiàn)像35的最大角度)在任何情況下均設(shè)定成20°。首先，測定例I所示的測定結(jié)果是使用利用擴(kuò)束器將來自相干光源50的光束L50放大成為平行光束并將該平行光束(激光平行光)直接照射至空間光調(diào)制器200的測定系統(tǒng)替代使用圖11所示的照明單元100，所得的結(jié)果。此情況下，如表所示，獲得斑點對比為
20.1%的結(jié)果。這是肉眼觀察屏幕400時能夠非常顯著觀察到斑點狀的亮度不均圖案的狀態(tài)，是不適于實用的室內(nèi)照明的等級。另一方面，測定例2及3所示的測定結(jié)果均為利用圖11所示的照明單元100進(jìn)行照明的結(jié)果。此處，測定例2是利用以光學(xué)方法創(chuàng)建的體積型全息圖作為全息圖記錄介質(zhì)45的結(jié)果，測定例3是利用上述表面浮雕型CGH作為全息圖記錄介質(zhì)45的結(jié)果。均獲得不足4%的斑點對比，這是肉眼觀察時幾乎觀察不到亮度不均圖案的極良好的狀態(tài)(一般而言，若斑點對比值為5%以下，則觀察者不會產(chǎn)生不愉悅感)。因此，作為全息圖記錄介質(zhì)45，利用了以光學(xué)方法創(chuàng)建的體積型全息圖的情況與利用了表面浮雕型CGH的情況均可構(gòu)成充分實用的投射性影像顯示裝置。測定例2的結(jié)果(3.0% )比測定例3的結(jié)果(3.7% )更好的原因可認(rèn)為是作為原圖像的真實的散射板30的分辨率比假想的散射板30’ (圖19所示的點光源的集合體)的分辨率高。最后的測定例4所示的測定結(jié)果是使用將來自綠色的LED光源的光直接照射至空間光調(diào)制器200的測定系統(tǒng)替代使用照明單元100，所得的結(jié)果。由于原本LED光源并非相干光源，因此不需考慮斑點產(chǎn)生的問題，如表所示，獲得斑點對比為4.0%的良好結(jié)果。使用了非相干光的測定例4的結(jié)果較使用了相干光的測定例2、3的結(jié)果差的原因可認(rèn)為是因為LED光源發(fā)出的光本身產(chǎn)生亮度不均。4-3.彩色圖像的顯示至此為止敘述的實施方式皆為將單色激光光源作為相干光源使用的投射型影像顯示裝置的例子，在屏幕400上獲得的影像稱為與該激光的顏色對應(yīng)的單色影像。然而，在一般的投射型影像顯示裝置中，優(yōu)選能夠顯示彩色圖像。因此，此處，說明幾個能顯示彩色圖像的投射型影像顯示裝置的構(gòu)成例。任一個照明單元的部分的基本構(gòu)成與至此為止說明的實施方式相同。(I)第I構(gòu)成例為了顯示彩色圖像，規(guī)定R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))的三原色，也可以將這些各原色的單個圖像重疊顯示在屏幕上。在此處所示的第I構(gòu)成例中，作為圖11所示的照明單元100中的相干光源50，采用生成合成R、G、B的三原色成分后的合成光束的光源，并采用將包含三原色成分的照明光照射至空間光調(diào)制器200的方法。圖21是示出這種相干光源50的一例的構(gòu)成圖。該裝置具有將紅、綠、藍(lán)的3原色合成以產(chǎn)生白色光束的功能。S卩，用二向棱鏡(dichroic prism) 15將紅色激光光源50R產(chǎn)生的紅色激光束L(R)與綠色激光光源50G產(chǎn)生的綠色激光束L(G)合成，接著，用二向棱鏡16對藍(lán)色激光光源50B產(chǎn)生的藍(lán)色激光束L(B)進(jìn)行合成，從而能產(chǎn)生白色的合成光束L(R、G、B)。另一方面，圖11所示的光束掃射裝置60使以此方式產(chǎn)生的合成光束L(R、G、B)彎折并在全息圖記錄介質(zhì)45上掃射即可。在全息圖記錄介質(zhì)45預(yù)先分別使用與上述3臺激光光源501 、506、5( 產(chǎn)生的激光束1^00、1^6)丄 )相同波長(或近似波長)的光，將散射板30的像35預(yù)先記錄為3種全息圖。如此，從全息圖記錄介質(zhì)45針對R、G、B的各色成分分別獲得衍射光，在相同位置產(chǎn)生針對R、G、B的各色成分的再現(xiàn)像35，獲得白色再現(xiàn)像。此外，為了使用R、G、B三種顏色的光創(chuàng)建記錄有散射板30的像的全息圖記錄介質(zhì)，例如，可以進(jìn)行使用感光成R色光的染料(色素)、感光成G色光的染料、感光成B色光的染料同樣地分布的全息圖感光介質(zhì)與上述合成光束L(R、G、B)記錄全息圖的處理。而且，可以使用包含層積有感光成R色光的第I感光層、感光成G色光的第2感光層、感光成B色光的第3感光層的3層構(gòu)造的全息圖感光介質(zhì)?；蛘?，也可以將上述3個感光層分別作為不同介質(zhì)準(zhǔn)備，使用分別對應(yīng)的顏色的光分別進(jìn)行全息圖的記錄，最后，將這3層貼合構(gòu)成具有3層構(gòu)造的全息圖記錄介質(zhì)。其結(jié)果，對圖11所示的空間光調(diào)制器200供給包含R、G、B的各色成分的照明光。因此，在空間光調(diào)制器200預(yù)先定義配置在空間上的像素排列，使三原色R、G、B的任一原色與各像素產(chǎn)生關(guān)聯(lián)對應(yīng)，具有各像素獨立地進(jìn)行光的調(diào)制的功能。例如，圖22的左側(cè)所示的空間光調(diào)制器200為在平 面上定義二維像素排列并使三原色R、G、B的像素同樣地分散配置的例子。例如，在由液晶顯示器構(gòu)成該空間光調(diào)制器200的情況下，圖示的各像素具有能利用液晶的取向性獨立地控制透光度的元件的功能。另一方面，使圖22的右側(cè)所示的彩色濾光器250與該空間光調(diào)制器200重疊。彩色濾光器250為與空間光調(diào)制器200相同尺寸的濾光器，定義有與定義在空間光調(diào)制器200上的像素排列完全相同的像素排列。而且，在彩色濾光器250上的各像素的位置分別設(shè)有與空間光調(diào)制器200的相同位置的像素對應(yīng)的原色濾光器。即，圖22中，在彩色濾光器250上的像素R中設(shè)有使原色R透射過的濾光器，在像素G中設(shè)有透過原色G的濾光器，在像素B中設(shè)有透過原色B的濾光器。在使此彩色濾光器250與空間光調(diào)制器200重疊的狀態(tài)下，若供給包含R、G、B的各色成分的照明光，則就與原色R對應(yīng)的像素而言，僅原色R的成分透過，就與原色G對應(yīng)的像素而言，僅原色G的成分透過,就與原色B對應(yīng)的像素而言,僅原色B的成分透過。因此，在屏幕400上顯示形成在空間光調(diào)制器200上的彩色圖像，可實現(xiàn)具有彩色圖像的顯示功能的投射型影像顯示裝置。(2)第2構(gòu)成例用于顯示彩色圖像的第2構(gòu)成例對每個原色準(zhǔn)備照明單元及空間光調(diào)制器，最后通過投射光學(xué)系統(tǒng)來合成各色的圖像并投射至屏幕上。圖23是示出該第2構(gòu)成例的配置圖。該第2構(gòu)成例基本上針對三原色R、G、B分別準(zhǔn)備圖11所示的構(gòu)成要素中的除投射光學(xué)系統(tǒng)300以外的部分，獨立生成針對三原色R、G、B各自的調(diào)制圖像，將他們合成并投射至屏幕400上。圖23的中央部所示的正交二向棱鏡350為廣義的投射光學(xué)系統(tǒng)的一構(gòu)成要素，具有將針對三原色R、G、B各自的調(diào)制圖像合成的功能。以上述方式合成的圖像通過投射光學(xué)系統(tǒng)300投射至屏幕400上。圖23中，第I空間光調(diào)制器200R是根據(jù)具有第I原色R成分的第I影像進(jìn)行調(diào)制的空間光調(diào)制器，第I照明單元100R是對該第I空間光調(diào)制器200R供給具有與第I原色R對應(yīng)的波長的第I照明光的單元。同樣地，第2空間光調(diào)制器200G是根據(jù)具有第2原色G成分的第2影像進(jìn)行調(diào)制的空間光調(diào)制器，第2照明單元100G是對該第2空間光調(diào)制器200G供給具有與第2原色G對應(yīng)的波長的第2照明光的單元。而且，第3空間光調(diào)制器200B是根據(jù)具有第3原色B成分的第3影像進(jìn)行調(diào)制的空間光調(diào)制器，第3照明單元100B是對該第3空間光調(diào)制器200B供給具有與第3原色B對應(yīng)的波長的第3照明光的單元。各空間光調(diào)制器200R、200G、200B的基本構(gòu)成與至此為止說明的基本實施方式的空間光調(diào)制器200的構(gòu)成相同，彼此不同僅在于分別根據(jù)不同原色的影像信息進(jìn)行光的調(diào)制的這一點。而且，各照明單元100R、100G、100B的基本構(gòu)成也與至此為止說明的基本實施方式的照明單元100的構(gòu)成相同，彼此不同僅在于具有產(chǎn)生彼此不同原色的激光束的相干光源的這一點。其結(jié)果，由正交二向棱鏡350與投射光學(xué)系統(tǒng)300構(gòu)成的廣義的投射光學(xué)系統(tǒng)將被第I空間光調(diào)制器200R調(diào)制后的照明光、被第2空間光調(diào)制器200G調(diào)制后的照明光、被第3空間光調(diào)制器200B調(diào)制后的照明光導(dǎo)向屏幕400，將由R色構(gòu)成的第I影像、由G色構(gòu)成的第2影像、由B色構(gòu)成的第3影像重疊投射至屏幕400上。這樣，在屏幕400上顯示彩色圖像。(3)第3構(gòu)成例此處所說明的第3構(gòu)成例是上述第I構(gòu)成例與第2構(gòu)成例的折中方案，將圖23所示的第2構(gòu)成例中的照明單元100R、100G、100B置換成使用了產(chǎn)生圖21所示的合成光束L(R、G、B)的光源的第I構(gòu)成例中的照明單元。S卩，圖23所示的第I空間光調(diào)制器200R、第2空間光調(diào)制器200G、第3空間光調(diào)制器200B、正交二向棱鏡350、投射光學(xué)系統(tǒng)300保留，作為照明單元僅使用I臺共用照明單元(使用了產(chǎn)生圖21所示的合成光束L (R、G、B)的相干光源50的單元)。如上述，由于共用照明單元，因此必須進(jìn)行些設(shè)計。即，在共用的照明單元100內(nèi)，光束掃射裝置60使該合成光束L(R、G、B)在全息圖記錄介質(zhì)45上掃射，因此分別使用與圖21所示的3臺激光光源50R、50G、50B產(chǎn)生的激光束相同波長(或近似波長)的光將散射板30的像35作為3種全息圖預(yù)先記錄于全息圖記錄介質(zhì)45 (與上述第I構(gòu)成例相同)。而且，在共用的照明單元100中還設(shè)有切換裝置，該切換裝置進(jìn)行將從全息圖記錄介質(zhì)45獲得的照明光在第I期間供給至第I空間光調(diào)制器200R，在第2期間供給至第2空間光調(diào)制器200G，在第3期間供給至第3空間光調(diào)制器200B的分時供給動作。這樣的切換裝置可通過例如可動式反射鏡構(gòu)成。另一方面，在圖21所示的構(gòu)成要素中，以第I激光光源50R在第I期間產(chǎn)生第I激光束L(R)、第2激光光源50G在第2期間產(chǎn)生第2激光束L(G)、第3激光光源50B在第3期間產(chǎn)生第3激光束L(B)的方式進(jìn)行間歇動作。如此，在第I期間，從相干光源50僅照射第I激光束L(R)并供給至第I空間光調(diào)制器200R，在第2期間，從相干光源50僅照射第2激光束L(G)并供給至第2空間光調(diào)制器200G，在第3期間，從相干光源50僅照射第3激光束L(B)并供給至第3空間光調(diào)制器200B，雖為分時動作，但能進(jìn)行與上述第2構(gòu)成例等同的動作。(4)第4構(gòu)成例最后說明的第4構(gòu)成例是將在上述第3構(gòu)成例使用的第I 第3空間光調(diào)制器200R、200G、200B共用成一臺空間光調(diào)制器200。此時，當(dāng)然，不需要正交二向棱鏡350。為了共用空間光調(diào)制器200，也可以對該共用的空間光調(diào)制器200進(jìn)行分時動作。即，空間光調(diào)制器200以在第I期間根據(jù)具有第I原色成分R的第I影像進(jìn)行調(diào)制、在第2期間根據(jù)具有第2原色成分G的第2影像進(jìn)行調(diào)制、在第3期間根據(jù)具有第3原色成分B的第3影像進(jìn)行調(diào)制的方式進(jìn)行分時調(diào)制動作即可。另一方面，相干光源，與第3構(gòu)成例相同，如圖21所不,通過產(chǎn)生具有與第I原色R對應(yīng)的波長的第I激光束L(R)的第I激光光源50R、產(chǎn)生具有與第2原色G對應(yīng)的波長的第2激光束L(G)的第2激光光源50G、產(chǎn)生具有與第3原色B對應(yīng)的波長的第3激光束L(B)的第3激光光源50B以及將這3臺激光光源產(chǎn)生的激光束合成以生成合成光束L(R、G、B)的光合成器15、16構(gòu)成。而且，光束掃射裝置60在全息圖記錄介質(zhì)45上掃射光合成器15、16產(chǎn)生的合成光束L(R、G、B)即可。分別使用與圖21所示的3臺激光光源50R、50G、50B產(chǎn)生的激光束相同波長(或近似波長)的光，將散射板30的像35作為3種全息圖預(yù)先記錄在全息圖記錄介質(zhì)45 (與上述第I及第3構(gòu)成例相同)。然而，與第3構(gòu)成例不同，空間光調(diào)制器200是一個，因此從全息圖記錄介質(zhì)45獲得的照明光直接供給至該一個空間光調(diào)制器200即可。接著，與第3構(gòu)成例相同，在圖21所示的構(gòu)成要素中，以第I激光光源50R在第I期間產(chǎn)生第I激光束L(R)、第2激光光源50G在第2期間產(chǎn)生第2激光束L(G)、第3激光光源50B在第3期間產(chǎn)生第3激光束L(B)的方式進(jìn)行間歇動作。如此，在第I期間，從相干光源50僅照射第I激光束L(R)，且接受基于此的R色的照明光的空間光調(diào)制器200根據(jù)具有第I原色成分R的第I影像進(jìn)行調(diào)制。接著，在第2期間，從相干光源50僅照射第2激光束L(G)，且接受基于此的G色的照明光的空間光調(diào)制器200根據(jù)具有第2原色成分G的第2影像進(jìn)行調(diào)制。接著，在第3期間，從相干光源50僅照射第3激光束L(B)，且接受基于此的B色的照明光的空間光調(diào)制器200根據(jù)具有第3原色成分B的第3影像進(jìn)行調(diào)制。這樣，雖然是分時動作，但能進(jìn)行彩色圖像的顯示。4-4.全息圖記錄介質(zhì)創(chuàng)建的幾何學(xué)多樣性在§1.中，參照圖1說明了將散射板30的全息圖像記錄在全息圖感光介質(zhì)40的方法。該方法是使用會聚在會聚點C的參照光創(chuàng)建反射型全息圖記錄介質(zhì)的方法，必要的構(gòu)成要素的幾何學(xué)配置如圖24的側(cè)視圖所示。圖24所示的例的情況下，通過凸透鏡23產(chǎn)生朝向會聚點C的會聚參照光Lref，介質(zhì)40配置在凸透鏡23與會聚點C之間。而且，介質(zhì)40如圖傾斜地配置，在其下表面?zhèn)日丈鋪碜陨⑸浒?0的物體光Lobj。按這種方法創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)成為反射型的介質(zhì)。即，在再現(xiàn)時，如圖25所示，作為再現(xiàn)用照明光Lrep而發(fā)揮作用的光束照射至介質(zhì)45的下表面?zhèn)龋ㄟ^來自點P的反射衍射光Ldif生成再現(xiàn)像35。如上所述，至此為止說明的例子是記錄在全息圖記錄介質(zhì)45中的全息圖為反射型全息圖且將光束的反射衍射光用作照明光的例子。與此相對，也可以使記錄在全息圖記錄介質(zhì)45的全息圖為透射 型全息圖并將光束的透射衍射光用作照明光。圖26是示出創(chuàng)建這樣的透射型全息圖的情況下的幾何學(xué)配置的側(cè)視圖。與圖24所示的配置的不同點在于介質(zhì)40的方向。在圖24所示的反射型全息圖的創(chuàng)建方法中，從介質(zhì)的上面照射參照光Lref，并從介質(zhì)的下面照射物體光Lobj。這樣，若將參照光與物體光照射至相反側(cè)的面，則能記錄反射型的全息圖。與此相對，在圖26所示的方法中，參照光Lref及物體光Lobj兩者被照射至介質(zhì)40的上表面。這樣，若從相同側(cè)這樣地照射參照光與物體光，則能記錄透射型的全息圖。即，在再現(xiàn)時，如圖27所示，作為再現(xiàn)用照明光Lrep而發(fā)揮作用的光束照射至介質(zhì)45的下表面?zhèn)?，通過來自點P的透射衍射光Ldif產(chǎn)生再現(xiàn)像35。而且，至此說明的例子均是使用會聚在會聚點C的參照光創(chuàng)建反射型或透射型的全息圖記錄介質(zhì)的方法，但也可以替代其使用從會聚點C發(fā)散的參照光創(chuàng)建反射型或透射型的全息圖記錄介質(zhì)。然而，為此必須預(yù)先創(chuàng)建準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)。以下，依次說明用于進(jìn)行該方法的處理。首先，如圖28所示，配置準(zhǔn)備用全息圖感光介質(zhì)90與散射板30，對介質(zhì)90如圖標(biāo)從右斜上照射平行的參照光Lref。接著，將利用來自散射板30的物體光Lobj與參照光Lref產(chǎn)生的干涉條紋記錄到介質(zhì)90。如上所述,在記錄時,若從相同側(cè)照射物體光與參照光，則能記錄透射型的全息圖。此處，將進(jìn)行了這種記錄的介質(zhì)90稱為準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95。
圖29是示出該準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95的再現(xiàn)處理的側(cè)視圖。如圖所示，對介質(zhì)95從左斜下照射平行的再現(xiàn)用照明光Lrep，則通過透射衍射光Ldif在圖的右方產(chǎn)生再現(xiàn)像35。此處，再現(xiàn)用照明光Lr印的方向的延長線是與圖28所示的參照光Lref的方向一致的方向，再現(xiàn)像35的產(chǎn)生位置與圖28所示的散射板30的配置位置一致。接著，將準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95的再現(xiàn)像35代替實物的散射板30，進(jìn)行向全息圖感光介質(zhì)40記錄散射板30的像的處理。即，如圖30所示,在準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95的右側(cè)配置全息圖感光介質(zhì)40,對介質(zhì)95從左斜下照射平行的再現(xiàn)用照明光Lrep,在圖的右側(cè)產(chǎn)生再現(xiàn)像35。此時，從介質(zhì)95向右側(cè)射出的光為用于使再現(xiàn)像35再現(xiàn)的透射衍射光Ldif，同時對介質(zhì)40實現(xiàn)作為物體光Lobj的功能。另一方面，從圖的下方向介質(zhì)40照射發(fā)散參照光Lref。該發(fā)散參照光Lref是從會聚點C發(fā)散的光(在會聚點C存在點光源的情況下從該點光源發(fā)出的光)，對介質(zhì)40照射圓錐狀擴(kuò)散的光束。在圖示的例中，通過在會聚點C的位置具有焦點的凸透鏡25，使平行光束LlO會聚在會聚點C,產(chǎn)生點光源,從而產(chǎn)生發(fā)散參照光Lref。作為凸透鏡25,例如,若使用直徑Imm程度的微透鏡，則能將從激光光源發(fā)出的剖面徑Imm程度的激光束直接用作平行光束L10，產(chǎn)生發(fā)散參照光Lref。在圖30所示的方法中，物體光Lobj照射至介質(zhì)40的上表面，參照光Lref照射至介質(zhì)40的下表面。這樣，若將參照光與物體光照射至相反側(cè)的面，則能記錄反射型的全息圖。因此，用圖30所示的方法創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)45成為實質(zhì)上與用圖24所示的方法創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)45相同的反射型全息圖。因此，在再現(xiàn)時，可以采用圖25所示的幾何學(xué)配置。與此相對，圖31是示出使用發(fā)散參照光Lref創(chuàng)建透射型全息圖的例子的側(cè)視圖。與圖30所示的配置的不同點是介質(zhì)40的方向。在圖30所示的反射型全息圖的創(chuàng)建方法中，從介質(zhì)的上面照射物體光Lobj，從介質(zhì)的下面照射參照光Lref。與此相對，在圖31所示的方法中，物體光Lobj及參照光Lref的兩者都照射到介質(zhì)40的下表面。這樣，若從同側(cè)照射參照光與物體光，則能記錄透射型的全息圖。用圖31所示的方法創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)45成為實質(zhì)上與用圖26所不的方法創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)45相同的透射型全息圖。因此，在再現(xiàn)時，采用圖27所示的幾何學(xué)配置即可。此外，在圖30及圖31所示的記錄處理中，作為準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95雖使用了以圖28所示的方法創(chuàng)建的透射型全息圖，但作為準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95也可以使用以圖32所示的方法創(chuàng)建的反射型全息圖。在圖32所示的方法中，從準(zhǔn)備用全息圖感光介質(zhì)90的左側(cè)照射參照光Lref，從右側(cè)照射物體光Lobj，因此，創(chuàng)建的準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95成為反射型全息圖。使用該反射型的準(zhǔn)備用全息圖記錄介質(zhì)95進(jìn)行再現(xiàn)的情況下，如圖33所示，從介質(zhì)95的右側(cè)照射再現(xiàn)用照明光Lr印，通過獲得的反射衍射光Ldif產(chǎn)生再現(xiàn)像35。因此，在圖30及圖31所示的處理中，替代從左側(cè)照射再現(xiàn)用照明光Lr印，而是從右側(cè)照射。4-5.光束的平行移動掃射在至此說明的實施方式中，雖描述了照明單元100內(nèi)的光束掃射裝置60使光束在指定掃射基點B彎折，并使該彎折狀態(tài)(彎折的方向與彎折角度的大小)隨時間變化，從而掃射彎折后的光束的方式，但光束掃射裝置60的掃射方法并不限于使光束在掃射基點B彎折的方法。例如，也可采用使光束平行移動的掃射方法。然而，此時，也需要變更對全息圖記錄介質(zhì)45的散射板30的記錄方法。S卩，如圖34所示的例子那樣，對全息圖感光介質(zhì)40照射由平行光束構(gòu)成的參照光Lref，記錄與來自散射板30的物體光Lobj的干涉條紋的信息。換言之，在這樣創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)46中，使用由平行光束構(gòu)成的參照光Lref將散射板30的像35記錄為全息圖。圖35是使用了用圖34所示的方法創(chuàng)建的全息圖記錄介質(zhì)46的照明裝置110的側(cè)視圖。如圖所示，該照明裝置Iio由全息圖記錄介質(zhì)46、相干光源50、光束掃射裝置65構(gòu)成。此處，全息圖記錄介質(zhì)46是用圖34所示的方法創(chuàng)建的介質(zhì)，利用由平行光束構(gòu)成的參照光Lref將散射板30的像35記錄為全息圖。而且，相干光源50為產(chǎn)生具有與創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)46時使用的光(物體光Lobj及參照光Lref)的波長相同波長(或、能再現(xiàn)全息圖的近似波長)的相干光束L50的光源。另一方面，光束掃射裝置65雖具有將相干光源50產(chǎn)生的光束L50照射至全息圖記錄介質(zhì)46的功能，但此時，以從與在圖34所示的創(chuàng)建處理使用的參照光Lref平行的方向?qū)⒐馐鳯65照射至全息圖記錄介質(zhì)45的方式進(jìn)行掃射。更具體而言，使光束L65在平行移動的同時照射至全息圖記錄介質(zhì)46,從而以光束L65對全息圖記錄介質(zhì)46的照射位置隨時間變化的方式掃射。進(jìn)行這種掃射的光束掃射裝置65，例如，可由可動反射鏡66和驅(qū)動該可動反射鏡66的驅(qū)動機(jī)構(gòu)構(gòu)成。S卩，如圖35所示，可以在可接收相干光源50產(chǎn)生的光束L50的位置配置可動反射鏡66，并設(shè)置使此可動反射鏡66沿光束L50的光軸滑動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。此外，實用上，通過利用了 MEMS的微鏡器件能夠構(gòu)成具有與上述功能相同的功能的光束掃射裝置65?；蛘?，通過圖9所示的光束掃射裝置60使在掃射基點B的位置發(fā)生彎折后的光束L60通過在掃射基點B具有焦點的凸透鏡，也能夠產(chǎn)生平行移動的光束。圖35所示的例子的情況下，接收被可動反射鏡66反射后的光束L65的照射的全息圖記錄介質(zhì)46根據(jù)記錄的干涉條紋產(chǎn)生衍射光，并通過該衍射光產(chǎn)生散射板30的再現(xiàn)像35。照明單元110進(jìn)行將這樣得到的再現(xiàn)像35的再現(xiàn)光用作照明光的照明。圖35中，為方便說明，用點劃線表示時刻tl的光束的位置，用雙點劃線表示時刻t2的光束的位置。即，在時刻tl，光束L50在可動反射鏡66(tl)的位置反射，并作為光束L65 (tl)照射至全息圖記錄介質(zhì)46的點P (tl)，但在時刻t2，光束L50在可動反射鏡66 (t2)的位置反射(圖示的可動反射鏡66 (t2)是可動反射鏡66 (tl)移動后的情況)，并作為光束L65(t2)照射至全息圖記錄介質(zhì)46的點P(t2)。圖中，為了方便說明，僅示出時刻tl、t2的二個時間點的掃射方式，但實際上，時刻tl t2期間，光束L65在圖的左右平行移動，光束L65對全息圖記錄介質(zhì)46的照射位置從圖的點P(tl)向P(t2)緩慢移動。即，在時刻tl t2期間，光束L65的照射位置在全息圖記錄介質(zhì)46上從點P (tl)向P(t2)掃射。此處，雖說明了使光束L65在一維方向(圖的左右方向)平行移動的例子，但當(dāng)然，若設(shè)置使光束L65也在與圖的紙面垂直的方向平行移動的機(jī)構(gòu)(例如，在XY載臺上配置反射鏡的機(jī)構(gòu))，則能使其在二維方向平行移動。此處，光束L65是以總是與在圖34所示的創(chuàng)建處理中使用的參照光Lref平行的方式掃射，因此，在全息圖記錄介質(zhì)46的各照射位置，光束L65作為用于再現(xiàn)記錄于此的全息圖的正確再現(xiàn)用照明光Lr印而發(fā)揮作用。例如，在時刻tl，通過來自點P (tl)的衍射光L46 (tl)產(chǎn)生散射板30的再現(xiàn)像35，在時刻t2，通過來自點P (t2)的衍射光L46 (t2)產(chǎn)生散射板30的再現(xiàn)像35。當(dāng)然，在時刻tl t2的期間，也通過來自光束L65所照射的各位置的衍射光同樣地產(chǎn)生散射板30的再現(xiàn)像35。S卩，只要光束L65承擔(dān)平行移動掃射，則無論光束L65照射至全息圖記錄介質(zhì)46上的任何位置，都能通過來自照射位置的衍射光在相同位置產(chǎn)生相同的再現(xiàn)像35。結(jié)果，該圖35所示的照明單元110與圖9所示的照明單元100同樣地具有能進(jìn)行將再現(xiàn)像35的再現(xiàn)光用作照明光的照明的功能?？傊景l(fā)明中，在全息圖記錄介質(zhì)中，使用沿規(guī)定光路照射的參照光將散射板的像記錄為全息圖，并通過光束掃射裝置以光束對該全息圖記錄介質(zhì)的照射方向為沿參照光的光路的方向(光學(xué)共軛方向)的方式進(jìn)行光束的掃射即可。4-6.微透鏡陣列的利用至此說明的實施方式是準(zhǔn)備記錄有散射板30的全息圖像的全息圖記錄介質(zhì)，并對該全息圖記錄介質(zhì)掃射相干光，將獲得的衍射光用作照明光的情況。此處，替代該全息圖記錄介質(zhì)，論述利用了微透鏡陣列的變形例。圖36是利用了該微透鏡陣列的變形例的側(cè)視圖。該變形例的照明裝置120由微透鏡陣列48、相干光源50、光束掃射裝置60構(gòu)成。相干光源50與之前說明的實施方式相同，是產(chǎn)生相干光束L50的光源，具體而言，可使用激光光源。而且，光束掃射裝置60與至此說明的實施方式相同，是進(jìn)行相干光源50產(chǎn)生的光束L50的掃射的裝置。更具體而言，具有使光束在掃射基點B彎折以照射至微透鏡陣列48的功能，且按照使光束L50的彎折狀態(tài)隨時間變化從而使光束L60對微透鏡陣列48的照射位置隨時間變化的方式掃射。另一方面，微透鏡陣列48是包括多個獨立透鏡的集合體的光學(xué)元件。構(gòu)成該微透鏡陣列48的獨立透鏡都具有使從掃射基點B入射的光折射、并在配置于指定位置的空間光調(diào)制器200的受光面R上形成指定照射區(qū)域I的功能。且，利用任一獨立透鏡形成的照射區(qū)域I也構(gòu)成該受光面R上的相同的共同區(qū)域。作為具有這種功能的微透鏡陣列，例如，市售有被稱為「復(fù)眼透鏡」的微透鏡陣列。圖37是示出圖36所示的照明單元100的動作原理的側(cè)視圖。此處，為方便說明，用點劃線表示光束L60在時刻tl的彎折狀態(tài)，用雙點劃線表示在時刻t2的彎折狀態(tài)。即，在時刻tl，光束L50在掃射基點B彎折，并作為光束L60 (tl)入射至位于微透鏡陣列48下方的獨立透鏡48-1。該獨立透鏡48-1具有擴(kuò)大從掃射基點B入射的光束并將其照射至空間光調(diào)制器200的受光面R上的二維照射區(qū)域I的功能。因此，在空間光調(diào)制器200的受光面R如圖所示地形成有照射區(qū)域I。而且，在時刻t2，光束L50在掃射基點B彎折，并作為光束L60 (t2)入射至位于微透鏡陣列48上方的獨立透鏡48-2。該獨立透鏡48-2具有擴(kuò)大從掃射基點B入射的光束并將其照射至空間光調(diào)制器200的受光面R上的二維照射區(qū)域I的功能。因此，在時刻t2，在空間光調(diào)制器200的受光面R也如圖所示地形成有照射區(qū)域I。在圖中，為方便說明，僅示出在時刻11、t2的2個時間點的動作狀態(tài)，但實際上，在時刻tl t2期間，光束的彎折方向平滑地變化，且光束L60照射微透鏡陣列48的照射位置從圖的下方往上方緩慢移動。即，在時刻tl t2期間，在微透鏡陣列48上，上下掃射光束L60的照射位置。當(dāng)然，在作為微透鏡陣列48而使用多個獨立透鏡二維配置而成的陣列的情況下，通過光束掃射裝置60使光束在該二維排列上掃射即可。根據(jù)上述微透鏡陣列48的性質(zhì)，無論光束L60入射任何獨立透鏡，形成在受光面R上的二維照射區(qū)域I都共用。即，不論光束的掃射狀態(tài)怎樣，在受光面R總是形成相同的照射區(qū)域I。因此，空間光調(diào)制器200的光調(diào)制面(例如，在將液晶微顯示器用作空間光調(diào)制器200的情況下，顯示器的顯示面)若位于上述照射區(qū)域I內(nèi)，則光調(diào)制面成為恒照射有照明光的狀態(tài)，并能將其投影像映射在屏幕上。另外，實用上，即使通過獨立透鏡產(chǎn)生的照射區(qū)域I并非完全相同而是有些偏移，只要至少是照明光恒照射在光調(diào)制面的區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)，則在屏幕上得到投影像方面沒有問題。結(jié)果，此處所示的照明單元120的情況下，光束掃射裝置60具有以將光束L60照射至微透鏡陣列48且光束L60照射微透鏡陣列48的照射位置隨時間變化的方式掃射的功能。另一方面，構(gòu)成微透鏡陣列48的獨立透鏡均具有使從光束掃射裝置60照射的光折射、并在空間光調(diào)制器200的受光面R上形成指定的照射區(qū)域I的功能，且被構(gòu)成為通過任一獨立透鏡形成的照射區(qū)域I在受光面R上是大致相同的共同區(qū)域。在該照明單元120的情況下，與至此為止說明的基本實施方式的照明單元100同樣地，照射至受光面R的各部的光的入射角度成為經(jīng)時多樣化。因此，可抑制因光源側(cè)而引起的斑點的產(chǎn)生。而且，由于掃射光束L60，因此，也可抑制因屏幕側(cè)而引起的斑點的產(chǎn)生。4-7.光擴(kuò)散元件的利用至此為止，作為基本實施方式，以使用記錄有散射板30的全息圖像的全息圖記錄介質(zhì)構(gòu)成照明單元為例進(jìn)行說明，在上述4-6中，以替代全息圖記錄介質(zhì)使用微透鏡陣列構(gòu)成照明單元為例進(jìn)行說明。其結(jié)果，在這些照明單元中，全息圖記錄介質(zhì)或微透鏡陣列實現(xiàn)具有使射入的光束擴(kuò)散以在指定受光面上形成指定照射區(qū)域的功能的光擴(kuò)散元件的作用。且，該光擴(kuò)散元件具有形成的照射區(qū)域在受光面上成為相同的共用區(qū)域而與光束的入射位置無關(guān)的特征。因此，為了構(gòu)成本發(fā)明的投射型影像顯示裝置所使用的照明單元，不一定要使用上述的全息圖記錄介質(zhì)或微透鏡陣列，一般而言，可以使用具有上述特征的光擴(kuò)散元件來構(gòu)成。總之，本發(fā)明的投射型影像顯示裝置所使用的照明單元，本質(zhì)上，可通過使用產(chǎn)生相干光束的相干光源、控制該光束的方向或位置或其兩者以進(jìn)行光束掃射的光束掃射裝置以及使射入的光束擴(kuò)散并射出的光擴(kuò)散元件來構(gòu)成。此處，光束掃射裝置只要具有以使相干光源產(chǎn)生的光束朝向光擴(kuò)散元件射出且使該光束入射到光擴(kuò)散元件的入射位置隨時間變化的方式掃射的功能即可。而且，光擴(kuò)散元件只要被構(gòu)成為具有使射入的光束擴(kuò)散以在空間光調(diào)制器的受光面上形成指定照射區(qū)域的功能且形成的照射區(qū)域在受光面上是大致相同的共同區(qū)域而與光束的入射位置無關(guān)即可。工業(yè)實用性
本發(fā)明的投射型影像顯示裝置，作為能夠?qū)⒉徽撿o止畫還是動畫的各種影像投影顯示在屏幕上的裝置，可廣泛利用于產(chǎn)業(yè)上。
權(quán)利要求
1.一種投射型影像顯示裝置，是將光投射至屏幕(400)上以進(jìn)行影像顯示的投射型影像顯示裝置，其特征在于，具備: 空間光調(diào)制器(200)，根據(jù)作為顯示對象的影像，對射入的光實施與入射位置對應(yīng)的調(diào)制后射出； 照明單元(100、110)，對所述空間光調(diào)制器(200)供給照明光(L45、L46);以及投射光學(xué)系統(tǒng)(300、350)，通過將由所述空間光調(diào)制器(200)調(diào)制后的照明光(L300)導(dǎo)向所述屏幕(400)，從而將所述影像投射至所述屏幕上， 所述照明單元(IOOUlO)具有: 相干光源(50),產(chǎn)生相干光束(L50)； 全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)，記錄有散射板(30)的像(35);以及光束掃射裝置(60、65)，將所述光束(L60、L65)照射至所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)，且以所述光束(L60、L65)對所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)的照射位置隨時間變化的方式進(jìn)行掃射， 在所述全息圖記錄介質(zhì)( 45、46、85)中，使用沿規(guī)定光路照射的參照光(L23、Lref),記錄有所述散射板(30)的像作為全息圖， 所述相干光源(50)產(chǎn)生具有能再現(xiàn)所述散射板的像(35)的波長的光束(L50)， 所述光束掃射裝置(60、65)以所述光束(L60、L65)對所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)的照射方向是沿所述參照光(L23、Lref)的光路的方向的方式，進(jìn)行所述光束(L60、L65)的掃射， 所述空間光調(diào)制器(200)配置在由所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)得到的所述散射板(30)的再現(xiàn)像(35)的生成位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置(60)使光束(L50)在指定的掃射基點(B)彎折，并將彎折后的光束(L60)照射至全息圖記錄介質(zhì)(45)，且通過使所述光束(L50)的彎折狀態(tài)隨時間變化，從而使彎折后的光束(L60)對所述全息圖記錄介質(zhì)(45)的照射位置隨時間變化， 在所述全息圖記錄介質(zhì)(45)中，使用會聚于特定的會聚點(C)的參照光(L23)或從特定的會聚點(C)發(fā)散的參照光(L23)，記錄有散射板(30)的像作為全息圖， 所述光束掃射裝置(60)以所述會聚點(C)作為所述掃射基點(B)進(jìn)行光束(L60)的掃射。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射型影像顯示裝置，其中， 在全息圖記錄介質(zhì)(45)中，使用沿以會聚點(C)為頂點的圓錐的側(cè)面三維地會聚或發(fā)散的參照光，記錄有散射板(30)的像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置出0)具有使光束(L60)以在包含掃射基點(B)的平面上擺動運(yùn)動的方式進(jìn)行彎折的功能，且在全息圖記錄介質(zhì)(45)上在一維方向掃射光束(L60)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置出0)具有使光束(L60)以在包含掃射基點(B)的第I平面上擺動運(yùn)動的方式進(jìn)行彎折的功能及使光束(L60)以在包含掃射基點(B)且與所述第I平面正交的第2平面上擺動運(yùn)動的方式進(jìn)行彎折的功能，并且在全息圖記錄介質(zhì)(45)上在二維方向掃射光束(L60)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射型影像顯示裝置，其中， 在全息圖記錄介質(zhì)(45)中，使用沿包含會聚點(C)的平面二維地會聚或發(fā)散的參照光，記錄有散射板(30)的像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置出0)具有使光束(L60)以在包含掃射基點(B)的平面上擺動運(yùn)動的方式進(jìn)行彎折的功能，并在全息圖記錄介質(zhì)(45)上在一維方向掃射光束(L60)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置(65)通過使光束(L65)在平行移動的同時照射至全息圖記錄介質(zhì)(46)，從而使所述光束(L65)對所述全息圖記錄介質(zhì)(46)的照射位置隨時間變化， 在所述全息圖記錄介質(zhì)(46)中，使用由平行光束構(gòu)成的參照光(Lref),記錄有散射板(30)的像(35)作為全息圖， 所述光束掃射裝置(65)從與所述參照光(Lref)平行的方向?qū)⒐馐?L65)照射至所述全息圖記錄介質(zhì)(46)，以進(jìn)行光束(L65)的掃射。
9.根據(jù)權(quán)利要求 1至8中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，相干光源(50)是產(chǎn)生激光束的激光光源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)記錄有散射板(30)的像作為體積型全息圖。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)記錄有散射板(30)的像作為表面浮雕型全息圖。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)的全息圖是計算機(jī)合成全息圖。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)的全息圖是傅立葉變換全息圖。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)的全息圖是反射型全息圖,將光束(L60、L65)的反射衍射光用作照明光。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，記錄于全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)的全息圖是透射型全息圖，并將光束(L60、L65)的透射衍射光用作照明光。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，光束掃射裝置(60、65)是掃射型鏡器件、全反射棱鏡、折射棱鏡或光電晶體。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，空間光調(diào)制器(200)由透射型或反射型液晶顯示器、透射型或反射型LCOS元件、或者數(shù)字微鏡器件構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，投射光學(xué)系統(tǒng)(300,350)進(jìn)行前方投射，所述前方投射將影像投射到屏幕(400)的觀察面?zhèn)取?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中，相干光源(50)具有產(chǎn)生分別具有三原色的各波長的單色光的激光束的3臺激光光源(50R、50G、50B)以及將所述3臺激光光源所產(chǎn)生的激光束合成以生成合成光束(L(R、G、B))的光合成器(15、16)， 光束掃射裝置(60、65)在全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)上掃射由所述光合成器(15、16)生成的所述合成光束(L(R、G、B))， 在所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)中，以通過所述3臺激光光源所產(chǎn)生的各激光束能分別獲得再現(xiàn)像的方式，記錄有散射板(30)的像(35)作為3種全息圖， 空間光調(diào)制器200具有配置在空間上的像素排列，所述三原色的任一原色與各像素關(guān)聯(lián)對應(yīng)，所述空間光調(diào)制器(200)具有各像素獨立進(jìn)行光的調(diào)制的功能，而且在各像素的位置分別設(shè)有對應(yīng)的原色的濾光器。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的投射型影像顯示裝置，具備: 第I空間光調(diào)制器(200R)，根據(jù)具有第I原色成分的第I影像進(jìn)行調(diào)制； 第I照明單元(100R)，對所述第I空間光調(diào)制器(200R)供給具有與所述第I原色對應(yīng)的波長的第I照明光； 第2空間光調(diào)制器(200G)，根據(jù)具有第2原色成分的第2影像進(jìn)行調(diào)制； 第2照明單元(100G)，對所述第2空間光調(diào)制器(200G)供給具有與所述第2原色對應(yīng)的波長的第2照明光； 第3空間光調(diào)制器( 200B)，根據(jù)具有第3原色成分的第3影像進(jìn)行調(diào)制；以及第3照明單元(100B)，對所述第3空間光調(diào)制器(200B)供給具有與所述第3原色對應(yīng)的波長的第3照明光， 投射光學(xué)系統(tǒng)(300、350)通過將由所述第I空間光調(diào)制器(200R)調(diào)制后的照明光、由所述第2空間光調(diào)制器(200G)調(diào)制后的照明光、及由所述第3空間光調(diào)制器(200B)調(diào)制后的照明光導(dǎo)向屏幕(400)，從而將所述第I影像、所述第2影像、所述第3影像重疊投射至所述屏幕上。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的投射型影像顯示裝置，具備: 第I空間光調(diào)制器(200R)，根據(jù)具有第I原色成分的第I影像進(jìn)行調(diào)制； 第2空間光調(diào)制器(200G)，根據(jù)具有第2原色成分的第2影像進(jìn)行調(diào)制；以及 第3空間光調(diào)制器(200B)，根據(jù)具有第3原色成分的第3影像進(jìn)行調(diào)制， 相干光源(50)具有產(chǎn)生具有與所述第I原色對應(yīng)的波長的第I激光束的第I激光光源(50R)、產(chǎn)生具有與所述第2原色對應(yīng)的波長的第2激光束的第2激光光源(50G)、產(chǎn)生具有與所述第3原色對應(yīng)的波長的第3激光束的第3激光光源(50B)以及將這3臺激光光源所產(chǎn)生的激光束合成以產(chǎn)生合成光束(L(R、G、B))的光合成器(15、16), 光束掃射裝置(60、65)在全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)上掃射由所述光合成器(15、16)產(chǎn)生的所述合成光束(L(R、G、B))， 在所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)中，以通過所述3臺激光光源所產(chǎn)生的各激光束能分別獲得再現(xiàn)像的方式，記錄有散射板(30)的像(35)作為3種全息圖， 照明單元(100)還具有進(jìn)行分時供給動作的切換裝置，所述分時供給動作將從全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)獲得的照明光在第I期間供給至所述第I空間光調(diào)制器(200R)、在第2期間供給至所述第2空間光調(diào)制器(200G)、在第3期間供給至所述第3空間光調(diào)制器(200B)， 所述第I激光光源(50R)在所述第I期間產(chǎn)生所述第I激光束，所述第2激光光源(50G)在所述第2期間產(chǎn)生所述第2激光束，所述第3激光光源(50B)在所述第3期間產(chǎn)生所述第3激光束。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的投射型影像顯示裝置，其中， 空間光調(diào)制器(200)進(jìn)行分時調(diào)制動作，所述分時調(diào)制動作在第I期間根據(jù)具有第I原色成分的第I影像進(jìn)行調(diào)制、在第2期間根據(jù)具有第2原色成分的第2影像進(jìn)行調(diào)制、在第3期間根據(jù)具有第3原色成分的第3影像進(jìn)行調(diào)制， 相干光源(50)具有產(chǎn)生具有與所述第I原色對應(yīng)的波長的第I激光束的第I激光光源(50R)、產(chǎn)生具有與所述第2原色對應(yīng)的波長的第2激光束的第2激光光源(50G)、產(chǎn)生具有與所述第3原色對應(yīng)的波長的第3激光束的第3激光光源(50B)以及將這3臺激光光源所產(chǎn)生的激光束合成以產(chǎn)生合成光束(L(R、G、B))的光合成器(15、16), 光束掃射裝置(60、65)在全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)上掃射由所述光合成器(15、16)產(chǎn)生的所述合成光束(L(R、G、B))， 在所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)中，以通過所述3臺激光光源所產(chǎn)生的各激光束能分別獲得再現(xiàn)像的方式，記錄有散射板(30)的像(35)作為3種全息圖， 所述第I激光光源(50R)在所述第I期間產(chǎn)生所述第I激光束，所述第2激光光源(50G)在所述第2期間產(chǎn)生所 述第2激光束，所述第3激光光源(50B)在所述第3期間產(chǎn)生所述第3激光束。
23.一種投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，是在對空間光調(diào)制器(200)供給照明光(L45)并將調(diào)制后的照明光(L300)投影至屏幕(400)以進(jìn)行影像顯示的投射型影像顯示裝置中對所述空間光調(diào)制器(200)進(jìn)行照明的方法，其特征在于，具有: 準(zhǔn)備階段，通過將散射板(30)的像(35)作為全息圖記錄在記錄用介質(zhì)(40、80)上，從而創(chuàng)建全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85);以及 照明階段，在將所述空間光調(diào)制器(200)配置在所述散射體的再現(xiàn)像(35)的生成位置的狀態(tài)下，將相干光束(L60)照射至所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)上，且以使照射位置隨時間變化的方式在所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)上掃射所述光束(L60)， 在所述準(zhǔn)備階段，將相干照明光(L12)照射至所述散射板(30)，將從所述散射板(30)獲得的散射光(L30)用作物體光，將沿規(guī)定光路照射至所述記錄用介質(zhì)(40、80)且與所述照明光(L12)相同波長的相干光(L23、Lref)用作參照光，并將由所述物體光與所述參照光形成的干涉條紋記錄在所述記錄用介質(zhì)(40、80),從而創(chuàng)建所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)， 在所述照明階段，以具有能再現(xiàn)所述散射體的像(35)的波長的光束(L60、L65)通過沿所述參照光(L23、Lref)的光路的光路朝向所述全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)上的照射位置的方式進(jìn)行掃射。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中， 在準(zhǔn)備階段，通過使用在指定的會聚點(C)的位置具有焦點的凸透鏡(23、25)使大致平行的相干光的光束聚光，從而生成在所述會聚點(C)三維地會聚的參照光或從所述會聚點(C)三維地發(fā)散的參照光，并使用生成的參照光進(jìn)行干涉條紋的記錄。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中， 在準(zhǔn)備階段，通過使用具有與指定的聚光軸平行的中心軸的柱面透鏡(24)使大致平行的相干光的光束聚光在所述聚光軸上，從而生成二維地會聚在所述聚光軸上的點的參照光或從所述聚光軸上的點二維地發(fā)散的參照光，并使用生成的參照光進(jìn)行干涉條紋的記錄。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中， 在準(zhǔn)備階段，使用由平行光束構(gòu)成的參照光進(jìn)行干涉條紋的記錄。
27.根據(jù)權(quán)利要求23至26中任一項所述的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中， 通過使用了假想的散射板(30’)的模擬運(yùn)算來執(zhí)行準(zhǔn)備階段的處理，并將計算機(jī)合成全息圖記錄在全息圖記錄介質(zhì)(45、46、85)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的投射型影像顯示裝置中的空間光調(diào)制器的照明方法，其中， 作為假想的散射板(30’)，使用在平面上將多個點光源(D)排列成格子狀的模型。
29.一種投射型影像顯示裝置，是將光投射至屏幕(400)上以進(jìn)行影像顯示的投射型影像顯示裝置，其特征在于，具備: 空間光調(diào)制器(200)，根據(jù)作為顯示對象的影像，對射入的光實施與入射位置對應(yīng)的調(diào)制后射出； 照明單元(120)，對所述空間光調(diào)制器(200)供給照明光(L48);以及投射光學(xué)系統(tǒng)(300)，將由所述空間光調(diào)制器(200)調(diào)制后的照明光(L300)導(dǎo)向所述屏幕(400)，并將所述影像投射至所述屏幕上， 所述照明單元(120)具有: 相干光源(50),產(chǎn)生相干光束(L50)； 微透鏡陣列(48)，由多個獨立透鏡的集合體構(gòu)成；以及 光束掃射裝置(60)，將所述光束(L50)照射至所述微透鏡陣列(48)，且以所述光束(L60)對所述微透鏡陣列(48)的照射位置隨時間變化的方式進(jìn)行掃射， 構(gòu)成所述微透鏡陣列(48)的獨立透鏡分別具有使從所述光束掃射裝置￠0)照射的光折射以在所述空間光調(diào)制器(200)的受光面(R)上形成指定的照射區(qū)域(I)的功能，且被構(gòu)成為通過任一個獨立透鏡形成的照射區(qū)域(I)在所述受光面(R)上成為大致相同的共同區(qū)域。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的投射型影像顯示裝置，其中， 光束掃射裝置(60)使光束(L50)在指定的掃射基點(B)彎折并照射至微透鏡陣列(48)且使所述光束(L50)的彎折狀態(tài)隨時間變化，從而使彎折后的光束(L60)對所述微透鏡陣列(48)的照射位置隨時間變化， 構(gòu)成所述微透鏡陣列(48)的獨立透鏡分別使從所述掃射基點(B)射入的光折射，并在空間光調(diào)制器(200)的受光面(R)上形成共同的照射區(qū)域(I)。
31.一種投射型影像顯示裝置，是將光投射到屏幕(400)上以進(jìn)行影像顯示的投射型影像顯示裝置，其特征在于，具備:空間光調(diào)制器(200)，根據(jù)作為顯示對象的影像，對射入的光實施與入射位置對應(yīng)的調(diào)制后射出； 照明單元(100、110、120)，對所述空間光調(diào)制器(200)供給照明光(L45、L46、L48);以及 投射光學(xué)系統(tǒng)(300)，將由所述空間光調(diào)制器(200)調(diào)制后的照明光(L300)導(dǎo)向所述屏幕(400)，并將所述影像投射至所述屏幕上， 所述照明單元(100、110、120)具備: 相干光源(50),產(chǎn)生相干光束(L50)； 光束掃射裝置出0、65)，通過控制所述光束(L50)的方向或位置或該兩者來進(jìn)行光束掃射；以及 光擴(kuò)散元件(45、46、48)，使射入的光束擴(kuò)散并射出， 所述光束掃射裝置(60、65)將所述相干光源(50)產(chǎn)生的所述光束(L50)朝向所述光擴(kuò)散元件(45、46、48)射出，且以所述光束(L60)對所述光擴(kuò)散元件(45、46、48)的入射位置隨時間變化的方式進(jìn)行 掃射， 所述光擴(kuò)散元件(45、46、48)具有使射入的光束擴(kuò)散以在空間光調(diào)制器(200)的受光面(R)上形成指定的照射區(qū)域(I)的功能，且被構(gòu)成為形成的照射區(qū)域(I)在所述受光面(R)上成為大致相同的共同區(qū)域，而與光束的入射位置無關(guān)。
全文摘要
使激光光源(50)所產(chǎn)生的激光束(L50)被光束掃射裝置(60)反射，并照射至全息圖記錄介質(zhì)(45)。在全息圖記錄介質(zhì)(45)中，使用會聚于掃射基點(B)的參照光將散射板的像(35)記錄為全息圖。光束掃射裝置(60)使激光束(L50)在掃射基點(B)彎折后照射至全息圖記錄介質(zhì)(45)。此時，使激光束的彎折狀態(tài)隨時間變化，從而以使折曲后的激光束(L60)對全息圖記錄介質(zhì)(45)的照射位置隨時間變化的方式進(jìn)行掃射。來自全息圖記錄介質(zhì)(45)的衍射光(L45)在空間光調(diào)制器(200)上生成散射板的再現(xiàn)像(35)而與束的照射位置無關(guān)。空間光調(diào)制器(200)上的調(diào)制影像通過投射光學(xué)系統(tǒng)(300)投射至屏幕(400)上。
文檔編號G03B21/54GK103080831SQ201080069008
公開日2013年5月1日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者倉重牧夫, 石田一敏, 高野倉知枝, 大八木康之 申請人:大日本印刷株式會社