JP6268949B2 - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。

プロジェクターは、光源部から射出される光を、光変調装置で画像情報に応じて変調し、得られた画像を投写レンズによって拡大投写するものである。近年、このようなプロジェクターに用いられる光源装置の光源として、高輝度且つ高出力な光が得られる半導体レーザー（ＬＤ）などのレーザー光源が注目されている。

従来、上述のようなレーザー光源から構成された光源装置を備えたプロジェクターでは、複数の球面レンズがアレイ状に配置されたコリメータレンズアレイが用いられている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１２−１１８２２０号公報

ところで、コリメータレンズアレイを用いる場合、光集塵によってレンズに埃が付いてしまうと透過率が低下してしまうことがある。上記従来技術においては、コリメータレンズアレイを頻繁に外して掃除する必要があり、光集塵対策が不十分であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光集塵に伴う不具合の発生を抑制することが可能な光源装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の第１態様に従えば、第１の方向に配置された複数の光源と、前記複数の光源からの光が入射する第１のシリンドリカルレンズと、前記第１のシリンドリカルレンズからの光が入射するレンズユニットと、前記第１のシリンドリカルレンズを支持する第１の支持部と、前記レンズユニットを支持する第２の支持部と、を備えた光源装置であって、前記第１のシリンドリカルレンズの第１の母線は前記第１の方向と平行であり、前記レンズユニットは、前記複数の光源各々に対応して設けられた複数の第２のシリンドリカルレンズを含み、前記複数の第２のシリンドリカルレンズ各々の第２の母線は前記第１の方向と交差し、前記複数の光源各々から射出される光の最大放射角方向は、前記第１の方向と交差しており、前記第１のシリンドリカルレンズを前記第１の母線の方向に沿って移動させる第１の駆動機構と、前記複数の第２のシリンドリカルレンズの少なくとも一つを前記第２の母線の方向に沿って移動させる第２の駆動機構と、前記第１のシリンドリカルレンズから射出された光の一部を受光する第１の受光センサーと、前記複数の第２のシリンドリカルレンズの少なくとも一つから射出された光の一部を受光する第２の受光センサーと、前記第１の受光センサー及び前記第２の受光センサーの受光結果に基づいて、前記第１の駆動機構及び前記第２の駆動機構を制御する制御装置と、をさらに備える光源装置が提供される。

第１態様に係る光源装置の構成によれば、光集塵によってレンズが汚れた場合でも、第１のシリンドリカルレンズ及び第２のシリンドリカルレンズのうち少なくとも一方をその母線方向に移動することができる。これにより、各レンズに対する光源からの光の入射位置が変化する。すなわち、光源の光軸上に光集塵による汚れが無いレンズが配置される。よって、光集塵による不具合の発生が抑制され、透過率が所定量だけ低下するまでの時間を延ばすことができる。結果的に、光源装置の寿命あるいはメンテナンスサイクルを延ばすことができる。
また、光源から射出される光の最大放射角方向と第１のシリンドリカルレンズの母線方向が交差している。この構成によれば、第１の方向における光源同士の間隔を小さくすることができる。よって、第１のシリンドリカルレンズを小型化できる。

上記第１態様において、前記第１のシリンドリカルレンズは、レンズ面と交差する第１の平坦面を備え、前記第１のシリンドリカルレンズは、前記第１の平坦面が前記第１の支持部に支持された状態で移動可能である構成としてもよい。
この構成によれば、移動時に第１のシリンドリカルレンズを良好に保持した状態で移動させることができる。よって、第１のシリンドリカルレンズは、移動によって母線方向がずれることが防止される。

上記第１態様において、前記第２のシリンドリカルレンズは、第２の平坦面を備え、前記第２のシリンドリカルレンズは、前記２の平坦面が前記第２の支持部に支持された状態で移動可能である構成としてもよい。
この構成によれば、移動時に第２のシリンドリカルレンズを良好に保持した状態で移動させることができる。よって、第２のシリンドリカルレンズは、移動によって光軸がずれることが防止される。

上記第１態様において、前記第１のシリンドリカルレンズと前記第２のシリンドリカルレンズとの間隔を規定する位置規定部材をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、第１のシリンドリカルレンズと第２のシリンドリカルレンズの間隔を一定に保持することができる。

上記第１態様において、前記第１のシリンドリカルレンズ及び前記第２のシリンドリカルレンズの少なくとも一方の移動を制御する制御部をさらに備える構成とするのが好ましい。
このようにすれば、第１のシリンドリカルレンズおよび第２のシリンドリカルレンズにおける移動量、移動タイミング等を最適に制御することができる。
この場合において、制御装置は、前記第１のシリンドリカルレンズ及び前記第２のシリンドリカルレンズの少なくとも一方を往復移動させるように制御するのが好ましい。
このようにすれば、第１のシリンドリカルレンズおよび第２のシリンドリカルレンズが往復移動するので、光集塵による透過率の低下の進行具合を抑制することができる。

上記第１態様において、制御装置は、前記光源の駆動状態が所定の基準に到達した場合に、前記第１のシリンドリカルレンズ及び前記第２のシリンドリカルレンズの少なくとも一方を移動させるように制御する構成とするのが好ましい。
このようにすれば、例えば光集塵による汚れによって光源から射出される光の輝度が基準値まで低下した場合、第１のシリンドリカルレンズおよび第２のシリンドリカルレンズの一方を移動させることができる。よって、光集塵による不具合が発生したタイミングで適切にレンズを移動させることができる。
この場合において、前記制御装置は、前記光源の起動開始時又は起動終了時にレンズの移動制御を行うのが好ましい。
レンズの移動に伴って透過率が変化するとユーザーに透過率の変化が認識されてしまい、不快感を与えるおそれがある。本発明によれば、ユーザーに透過率の変化を認識させないタイミングでレンズを移動させることができる。

上記第１態様において、前記第１のシリンドリカルレンズの母線の方向は、前記第２のシリンドリカルレンズの母線の方向と直交している構成としてもよい。
この構成によれば、第１のシリンドリカルレンズおよび第２のシリンドリカルレンズにおける母線が互いに直交するので、各レンズの移動構造を単純化することができる。

本発明の第２態様に従えば、照明光を照射する照明装置と、前記照明光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、前記照明装置として、上記第１態様に係る光源装置を用いるプロジェクターが提供される。

第２態様に係るプロジェクターの構成によれば、上述の光源装置を備えるので、本プロジェクター自体も光集塵に伴う不具合の発生が抑制された信頼性の高いものとなる。

本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す平面図である。 本実施形態に係る照明装置の概略構成を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は半導体レーザーの要部構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）はコリメート光学系の詳細構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）はコリメート光学系の動作説明図である。 （ａ），（ｂ）はコリメート光学系の動作方法の説明図である。 変形例に係るコリメート光学系の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（プロジェクター）
先ず、図１に示すプロジェクター１００の一例について説明する。
なお、図１は、このプロジェクター１００の概略構成を示す平面図である。

本実施形態に係るプロジェクターは、スクリーン（被投射面）上にカラー映像（画像）を表示する投射型画像表示装置である。また、このプロジェクター１００が備える照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザー（ＬＤ）などのレーザー光源を用いている。

具体的に、プロジェクター１００は、照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂと、光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂと、合成光学系１０３と、投射光学系１０４と、制御装置（制御部）２００と、を備える。

照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは、それぞれが赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色に対応したレーザー光（照明光）を射出する。

照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ各々は、後述のように光源として赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色に対応した半導体レーザーを用いる以外は、基本的に同じ構成を有している。そして、各照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは、照明光を各光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに向かって照射する。

光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ各々は、各照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂからのレーザー光を画像信号に応じてそれぞれ変調し、各色に対応した画像光を形成する。
光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂは、液晶ライトバルブ（液晶パネル）からなり、各々は、各色に対応した照明光を画像情報に応じて変調した画像光を形成する。なお、各光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂの入射側及び射出側には、偏光板（不図示）が配置されており、特定の方向の直線偏光（例えば、Ｓ偏光）の光のみを通過させるようになっている。

合成光学系１０３は、各光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂからの画像光を合成する。
合成光学系１０３は、クロスダイクロイックプリズムからなり、各光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂからの画像光が入射する。合成光学系１０３は、各色に対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学系１０４に向かって射出する。

投射光学系１０４は、投射レンズ群からなり、合成光学系１０３により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向かって拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー映像（画像）が表示される。

制御装置２００は、プロジェクター１００を構成する上記照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ、および光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに電気的に接続され、これらの駆動を制御する。

（照明装置）
続いて、照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂの具体的な構成について説明する。
なお、照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ各々は、上述したように、光源として赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色に対応した半導体レーザー（光源）を用いる以外は、基本的に同じ構成である。したがって、以下の説明では、照明装置１０１Ｒを例に挙げて、その構成について説明し、照明装置１０１Ｇ，１０１Ｂの詳細な説明については省略するものとする。

図２は、照明装置１０１Ｒの概略構成を示す平面図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、照明装置においてレーザー光を射出する半導体レーザーの要部構成を示す図である。図４（ａ），（ｂ）は照明装置１０１Ｒにおけるコリメート光学系の詳細構成を示す図であり、図５は、コリメート光学系における構成および動作を説明するための説明図である。また、図６は、本実施形態における輝度の経時変化を説明するための図である。なお、図６において、初期の輝度を１００としてある。

照明装置１０１Ｒは、図２に示すように、光源ユニット１０と、アフォーカル光学系４と、回折光学素子６と、重畳光学系７と、を備えている。

光源ユニット１０は、複数の固体光源２ａを含むアレイ光源２と、各固体光源２ａから射出されて入射した光Ｌ１を平行光に変換するコリメータ光学系３とを含む。

アフォーカル光学系４は、コリメータ光学系３により変換された平行光のサイズ（スポット径）を調整する。回折光学素子６は、回折光Ｌ２を重畳光学系７に入射させて、重畳光学系７により重畳された光Ｌ３が照明光として光変調装置１０２Ｒに照射される。

アレイ光源２では、図３（ａ）に示すように、第１基台２１の上面（第１の平面）２１ａ上には、複数の固体光源２ａが１列に配置されている。なお、図３（ａ）では、複数（例えば、７個）の固体光源２ａが後述するベース部１１の第１基台２１上に設置された状態を示している。

図３（ｂ）に示すように、固体光源２ａは、射出される光の光軸方向から視て長手方向Ｗ１と短手方向Ｗ２とを有する細長い矩形の半導体レーザーである。固体光源２ａは、長手方向Ｗ１と平行な偏光方向を有する赤色光（直線偏光）Ｌ１を射出する。光Ｌ１の短手方向Ｗ２への拡がりは、光Ｌ１の長手方向Ｗ１への拡がりよりも大きい。そのため、光Ｌ１の断面形状ＢＳは、Ｗ２を長手方向とする矩形形状若しくは楕円形状となる。すなわち、各固体光源２ａ各々から射出される光Ｌ１の最大放射角方向は、短手方向Ｗ２である。本実施形態の場合、固体光源２ａの長手方向Ｗ１の幅は例えば１８μｍであり、固体光源２ａの短手方向Ｗ２の幅は例えば２μｍであるが、固体光源２ａの形状はこれに限定されない。

なお、照明装置１０１Ｇにおいて各固体光源２ａは、コリメータ光学系３の光入射面に対して緑色光（直線偏光）を射出させ、照明装置１０１Ｂにおいて各固体光源２ａは、コリメータ光学系３の光入射面に対して青色光（直線偏光）を射出させる。

本実施形態において、光源ユニット１０は、図４（ａ）に示すように、アレイ光源２およびコリメータ光学系３と、ベース部（第１の支持部）１１と、昇降支持部（第２の支持部）４０と、を有している。以下、図４、５を用いた説明において、ＸＹＺ座標系を用いて説明する。図４、５において、Ｘ方向は固体光源２ａから射出される光Ｌ１の光軸の方向を規定し、Ｙ方向とは複数の固体光源２ａの配列方向を規定し、Ｚ方向はＸＺ方向に直交する方向であって鉛直方向を規定する。

ベース部１１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基台２１と第２基台２２とを含む。第１基台２１は、第２基台２２と一体に形成されている。第１基台２１の上面（第１の平面）２１ａおよび第２基台２２の上面（第２の平面）２２ａは水平面を規定するＹＸ平面と平行である。すなわち、上面２１ａおよび上面２２ａは互いに平行であり、上面２１ａは上面２２ａよりも高い位置に設定されている。第１基台２１は、上面２１ａに配置された固体光源２ａから射出される光Ｌ１の光軸が、後述する前段シリンドリカルレンズ８の母線８Ｍと交差するように設計されている。

複数の固体光源２ａは、各レーザー発光面をＹＺ平面と平行にした状態でＹ方向（第１の方向）に沿って第１基台２１の上面２１ａに配列されている。すなわち、本実施形態において、各固体光源２ａの発光領域がＹ方向に沿って配置されている。

本実施形態において、各固体光源２ａ各々から射出される光Ｌ１の最大放射角方向（図３（ｂ）で示した短手方向Ｗ２）は、固体光源２ａの配列方向（第１の方向）であるＹ方向と直交（交差）するＺ方向となっている。

コリメータ光学系３は、前段シリンドリカルレンズ（第１のシリンドリカルレンズ）８と、レンズユニット９とを含む。前段シリンドリカルレンズ８は、第２基台２２の上面２２ａに設置されている。

前段シリンドリカルレンズ８は、Ｙ方向に沿う母線８Ｍと、凸状のシリンドリカル面（レンズ面）８ａと、平坦な裏面８ｂと、を有する。すなわち、前段シリンドリカルレンズ８の母線８Ｍは、複数の固体光源２ａが配置される第１基台２１の上面２１ａと平行である。前段シリンドリカルレンズ８は、裏面８ｂ（裏面）側が各固体光源２ａの発光領域に対向している。前段シリンドリカルレンズ８は、母線８Ｍと直交するＺＸ平面内においてのみレンズ効果を生じさせることで光Ｌ１をＺＸ平面内において平行化する。

本実施形態において、前段シリンドリカルレンズ８は、側面が平坦な設置面（第１の平坦面）８ｃとなっており、設置面８ｃが第２基台２２の上面２２ａに設置される。前段シリンドリカルレンズ８は、不図示のスペーサ部材を介して固体光源２ａとの間隔が所定距離に保持された状態で上面２２ａに設置されている。前段シリンドリカルレンズ８は、母線８Ｍの一端側に駆動機構５１が取り付けられている。この駆動機構５１は、設置面８ｃが上面２２ａに接触した状態の前段シリンドリカルレンズ８を母線８Ｍ方向に沿って移動させることが可能である。駆動機構５１は、制御装置２００によりその駆動が制御される。
このような構成に基づき、前段シリンドリカルレンズ８は、母線８Ｍ方向に沿って移動可能とされている。前段シリンドリカルレンズ８は、固体光源２ａに対向した状態で移動する。また、前段シリンドリカルレンズ８の裏面８ｂは鉛直方向に沿って配置されている。

一方、レンズユニット９は、複数のシリンドリカルレンズ（第２のシリンドリカルレンズ）１２を有する。レンズユニット９は、固体光源２ａに対応した数のシリンドリカルレンズ１２を有する。各シリンドリカルレンズ１２は、隣り合う他のシリンドリカルレンズ１２とは独立して、固体光源２ａの配置に応じて配置されている。

シリンドリカルレンズ１２は、その母線１２Ｍが前段シリンドリカルレンズ８の母線方向（Ｙ方向）に交差するように昇降支持部４０上に配置される。本実施形態では、母線１２Ｍは前段シリンドリカルレンズ８の母線８Ｍの方向と直交している。すなわち、図５（ａ）に示すように、シリンドリカルレンズ１２は、Ｚ方向に沿う母線１２Ｍと、凸状のシリンドリカル面（レンズ面）１２ａと、平坦な裏面１２ｂを有する。
シリンドリカルレンズ１２は、母線１２Ｍと直交するＸＹ平面内においてのみレンズ効果を生じさせることで光Ｌ１をＸＹ平面内において平行化する。シリンドリカルレンズ１２は、前段シリンドリカルレンズ８を透過した光Ｌ１を良好に平行化できるようにアライメントされた状態に設置されている。本実施形態では、前段シリンドリカルレンズ８の母線８Ｍの方向およびシリンドリカルレンズ１２の母線１２Ｍの方向が互いに直交する構造としているため、各レンズの移動構造を単純化することができる。

シリンドリカルレンズ１２は、裏面１２ｂ（裏面）側を前段シリンドリカルレンズ８のシリンドリカル面８ａに対向させるように昇降支持部４０に配置される。
本実施形態において、シリンドリカルレンズ１２は、スペーサ部材３２を介して前段シリンドリカルレンズ８との間隔が所定距離に保持された状態で昇降支持部４０に設置されている。すなわち、シリンドリカルレンズ１２は、裏面１２ｂがスペーサ部材３２に接触している。また、シリンドリカルレンズ１２は、側面が平坦な設置面（第２の平坦面）１２ｃとなっており、該設置面１２ｃが昇降支持部４０に設置されている。

昇降支持部４０は、ＸＺ平面における断面が正方形状の四角柱状の部材であり、＋Ｙ方向における端部に駆動機構５０が取り付けられている。この駆動機構５０は、ＺＹ平面に平行である第２基台２２の側面２２ｂに沿って上下方向（Ｚ方向）に昇降支持部４０を昇降させる。駆動機構５０は、制御装置２００によりその駆動が制御される。

すなわち、シリンドリカルレンズ１２は、設置面１２ｃが昇降支持部４０の上面４０ａに接触した状態で母線１２Ｍ方向に沿って移動可能である。
シリンドリカルレンズ１２は、固体光源２ａに対向した状態で移動する。また、シリンドリカルレンズ１２の裏面１２ｂは鉛直方向に沿って配置されている。また、シリンドリカルレンズ１２は、移動時に裏面１２ｂがスペーサ部材３２に接触した状態とされる。そのため、シリンドリカルレンズ１２は、前段シリンドリカルレンズ８に対するＸ方向における間隔が保持された状態で移動可能である。

このように本実施形態に係る光源ユニット１０は、固体光源２ａから射出された光Ｌ１を２つのシリンドリカルレンズを含むコリメータ光学系３によって平行光に確実に変換で可能である。

また、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、前段シリンドリカルレンズ８から射出された光Ｌ１の経路に、光Ｌ１の一部を受光可能な受光センサー４２と、受光センサー４２に光Ｌ１を反射させるハーフミラー４３と、が設けられている。受光センサー４２は、光Ｌ１の輝度を検出し、検出結果を制御装置２００に送信する。制御装置２００は、受光センサー４２の検出結果に基づいて、駆動機構５０、５１の駆動を制御する。

図２に戻り、アフォーカル光学系４は、レンズ４ａ，４ｂから構成されている。回折光学素子６は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）から構成される。

回折光学素子６は、入射した光Ｌ１を回折することによって、後述する光変調装置１０２Ｒに入射する赤色の光（回折光）Ｌ１の強度分布を均一化し、且つ、光変調装置１０２Ｒに入射する光Ｌ１の利用効率を高める機能を有する。

回折光学素子６は、例えば石英（ガラス）や合成樹脂などの光透過性材料からなる基材の表面に、計算機によって設計された微細な凹凸構造を有する表面レリーフ型のホログラム素子からなる。また、回折光学素子６は、回折現象を利用して入射光の波面を変換する波面変換素子である。特に、位相変調型のＣＧＨでは、入射光波のエネルギーをほとんど失うことなく波面変換が可能である。したがって、ＣＧＨは、均一な強度分布や単純な形状の強度分布を発生させることができる。

回折素子パターンは、このような微細な凹凸構造からなり、互いに異なる深さで断面視矩形状に形成された複数の凹部と、これら凹部の間に互いに異なる高さで断面視矩形状に形成された凸部とを有する。回折光学素子６では、回折素子パターンにおいて、凹部の幅及び凹部の深さ（凸部の高さ）を含む設計条件を適宜調整することによって、回折素子パターンに所望の拡散機能を持たせることができる。また、回折素子パターンの設定条件を最適化する手法としては、例えば反復フーリエ法などの演算手法を挙げることができる。

ここで、回折光学素子６には、アフォーかる光学系４Ａから射出された光が入射する。このため、回折光学素子６からは、複数の１次回折光が射出される。また、各１次回折光の主光線は互いに平行である。したがって、本発明では、特に断りがない場合はこれら複数の１次回折光の束を１つの回折光Ｌ２として扱うものとする。また、この回折光Ｌ２の中心部での主光線の方向は、複数の１次回折光の束の中心を通り、且つ、各１次回折光の主光線と平行な方向とする。

また、回折光学素子６は、配光分布が全体として矩形状を為すと共に、この配光分布のアスペクト比（縦横比）が照明対象（光変調装置の画像形成領域）のアスペクト比（縦横比）と一致するような回折光分布を生成する。これにより、矩形状を為す光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂの画像形成領域に対して全体として矩形状を為す照明光を効率的に入射させることができる。

また、回折光学素子６では、回折光学素子６の入射面６ａに対して光Ｌ１を垂直に入射させることが好ましい。光Ｌ１の光軸方向は、入射面６ａと直交している。これにより、上述した回折光Ｌ２を得るためのＣＧＨの回折光学設計が容易となる。

ところで、上述のように固体光源２ａからレーザー光を射出する構成を採用した照明装置１０１Ｂ、１０１Ｇ、１０１Ｒにおいては、レーザーによる光集塵が生じる。そのため、光Ｌ１の光密度が高い領域に異物（例えば、ゴミや埃等）が引き寄せられる。これにより、コリメータ光学系３を構成する前段シリンドリカルレンズ８および各シリンドリカルレンズ１２に汚れが付着してしまう。すると、コリメータ光学系３における透過率が低下し、画像品質が低下するといった問題を引き起こすおそれがある。

これに対し、本実施形態によれば、光源ユニット１０において、前段シリンドリカルレンズ８及びシリンドリカルレンズ１２のうち少なくとも一方が、その母線（８Ｍまたは１２Ｍ）の方向に移動可能である。

以下、照明装置１０１Ｂ、１０１Ｇ、１０１Ｒとして、光源ユニット１０の動作を主体に説明する。
本実施形態において、制御装置２００は、受光センサー４２の検出結果に基づき、光Ｌ１の輝度変化を随時モニタリングしている。制御装置２００は、光Ｌ１の輝度が所定の閾値まで低下したタイミングで駆動機構５０、５１を駆動させる。

例えば、図６（ａ）に示すように、制御装置２００は、光Ｌ１の輝度が所定の輝度の９０％まで低下した場合に駆動機構５０、５１を駆動させる。ただし、駆動機構を駆動させる必要が生じた場合、実際には制御装置２００は、固体光源２ａ（照明装置１０１Ｂ、１０１Ｇ、１０１Ｒ）の起動開始時又は起動終了時に駆動機構５０、５１を駆動させている。

例えば、図５（ｂ）に示すように、駆動機構５０は、昇降支持部４０を例えば上方に移動させることでシリンドリカルレンズ１２を上方（＋Ｚ方向）に移動させる。一方、駆動機構５１（図４（ａ）参照）は、例えば＋Ｙ方向に前段シリンドリカルレンズ８を移動させる。

ここで、前段シリンドリカルレンズ８は、ＸＺ平面内でのみレンズ効果を生じることから、Ｙ方向において固体光源２ａに対するアライメントを考慮する必要が無い。よって、前段シリンドリカルレンズ８が＋Ｙ方向に移動した場合でも、光Ｌ１の平行化が阻害されることはない。

また、各シリンドリカルレンズ１２は、ＸＹ平面内でのみレンズ効果を生じることから、Ｚ方向において固体光源２ａに対するアライメントを考慮する必要が無い。また、本実施形態において、シリンドリカルレンズ１２は、スペーサ部材３２を介して前段シリンドリカルレンズ８との間隔が所定距離に保持された状態で移動する。さらに本実施形態では、第２基台２２の側面２２ｂとスペーサ部材３２の端面とが同一平面となっている。そのため、シリンドリカルレンズ１２は、前段シリンドリカルレンズ８との間隔が確実に保持された状態で移動する。したがって、各シリンドリカルレンズ１２が上方に移動した場合でも、光Ｌ１の平行化が阻害されることはない。

前段シリンドリカルレンズ８および各シリンドリカルレンズ１２の移動に伴って、各レンズに対する光Ｌ１の入射位置が変化する。よって、光Ｌ１の光軸上に、光集塵の影響を受けていない、汚れていないレンズ部分が配置される。その結果、図６（ａ）に示すように、輝度を再び初期の値（１００％）まで復活させることができる。

前段シリンドリカルレンズ８および各シリンドリカルレンズ１２の大きさには限りがある。そのため、制御装置２００は、前段シリンドリカルレンズ８および各シリンドリカルレンズ１２を往復動作させる。この場合、前段シリンドリカルレンズ８の汚れた部分またはシリンドリカルレンズ１２の汚れた部分が光Ｌ１の光路上に再び配置された場合、光集塵によって輝度が既に所定の輝度の９０％に低下している。よって、以下の動作では、制御装置２００は、光Ｌ１の輝度が９０％から８０％まで低下したタイミングで駆動機構５０、５１を駆動させる。その結果、図６（ａ）に示すように、輝度を再び９０％まで復活させることができる。同様に、制御装置２００は、固体光源２ａの駆動時間ｔ（ｓ）が長くなるにつれて、駆動機構５０、５１を駆動した場合でも復活できる輝度が低くなる。そのため、例えば、復活後の輝度が５０％を下回った場合、制御装置２００は、コリメータ光学系３をメンテナンス或いは交換する旨の信号を発するようにしてもよい。

この構成によれば、前段シリンドリカルレンズ８およびシリンドリカルレンズ１２の移動により、光集塵による不具合（輝度低下）の発生が抑制され、透過率がメンテナンス或いはレンズ交換の基準まで低下する時間を延ばすことができる。結果的に、照明装置１０１Ｂ、１０１Ｇ、１０１Ｒの製品寿命あるいはメンテナンスサイクルを延ばすことができる。

また、レンズの移動に伴って透過率が変化するとユーザーに透過率の変化が認識されてしまい、不快感を与えるおそれがある。これに対し、本実施形態では、固体光源２ａ（照明装置１０１Ｂ、１０１Ｇ、１０１Ｒ）の起動開始時又は起動終了時に駆動機構５０、５１を駆動するため、ユーザーに透過率の変化を認識させることがなく、不快感を与えることが防止される。

以上述べたように、本実施形態に係るプロジェクター１００によれば、上記照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂを備えるので、光集塵に伴う不具合の発生が抑制された信頼性の高いものとなり、画像品質に優れた表示を行うことが可能となる。

また、上記実施形態では、回折光学素子６としてＣＧＨを用いるため、重畳光学系７による収差を小さくしながら、より均一な照度分布（明るさ）を有する照明光を生成することができる。そして、このような照明光を照明対象となる上記光変調装置１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの画像形成領域に対して効率的に照射することができる。

なお、本発明の一実施形態を例示して説明したが、本発明は上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、本実施形態では、受光センサー４２を前段シリンドリカルレンズ８の後段にのみ配置する場合を例に挙げたが、受光センサー４２をシリンドリカルレンズ１２の後段に配置してもよい。あるいは、前段シリンドリカルレンズ８およびシリンドリカルレンズ１２の後段にそれぞれ受光センサー４２を配置してもよい。この場合において、制御装置２００は、各受光センサー４２の受光結果に基づいて、駆動機構５０、５１の駆動状態を異ならせても良い。すなわち、制御装置２００は、駆動機構５０、５１の少なくとも一方を駆動してもよい。あるいは、制御装置２００は、駆動機構５０、５１の一方については駆動速度を相対的に低くし、駆動機構５０、５１の他方については駆動速度を相対的に高くしても良い。また、本実施形態では、複数のシリンドリカルレンズ１２が一体に移動する場合を例に挙げたが、各シリンドリカルレンズ１２が独立して移動可能な構成としても良い。

また、駆動機構５０、５１により各レンズの移動方法は、上述の形態に限られない。例えば、制御装置２００は、固体光源２ａの駆動時に駆動機構５０、５１の少なくとも一方を常に駆動するようにしても良い。この場合、固体光源２ａの駆動中に前段シリンドリカルレンズ８およびシリンドリカルレンズ１２が常に移動しているため、光集塵による各レンズにおける汚れの付着量が抑制される。その結果、図６（ｂ）に示すように、光Ｌ１の輝度が経時的に低下していく速度を遅くすることができ、光集塵による不具合（輝度低下）の発生が抑制され、透過率がメンテナンス或いはレンズ交換の基準まで低下する時間を延ばすことができる。よって、照明装置１０１Ｂ、１０１Ｇ、１０１Ｒの製品寿命あるいはメンテナンスサイクルを延ばすことができる。

また、上記実施形態では、前段シリンドリカルレンズ８およびシリンドリカルレンズ１２の間隔を規定するためにスペーサ部材３２を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７（ａ）に示すように、シリンドリカルレンズ１２を移動させる昇降支持部４５自体がシリンドリカルレンズ１２の裏面１２ｂを支持することでスペーサ部材を用いることなく、前段シリンドリカルレンズ８に対する間隔を規定するようにしてもよい。

昇降支持部４５は、第２基台２２の側面２２ｂに設けられたガイドレール４６に沿って上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。昇降支持部４５は、上記実施形態と同様、駆動機構５０により昇降可能である。なお、ガイドレール４６に代えて、側面２２ｂに溝を設け、この溝にシリンドリカルレンズ１２をはめ込むことで動かすようにしてもよい。

昇降支持部４５は、シリンドリカルレンズ１２の設置面１２ｃを支持する支持面４５ａと、支持面４５ａに対して垂直であり、且つ、シリンドリカルレンズ１２の裏面１２ｂを支持する側面４５ｂとを有する。支持面４５ａおよび側面４５ｂは互いに直交する。シリンドリカルレンズ１２は、昇降支持部４５に２面が支持されるため、昇降支持部４５に対して位置決めされている。シリンドリカルレンズ１２は、裏面１２ｂが昇降支持部４５の支持面４５ａに対して垂直となっている。

昇降支持部４５は、ガイドレール４６を介して第２基台２２に取り付けられるため、図７（ｂ）に示すように、昇降動作に伴ってシリンドリカルレンズ１２が上昇した場合でも、シリンドリカルレンズ１２および前段シリンドリカルレンズ８の間隔が保持される。

このように本変形例に係る構成によれば、スペーサ部材を用いることなく、前段シリンドリカルレンズ８およびシリンドリカルレンズ１２の間隔を保持した状態でレンズの移動を行うことができる。

また、上記実施形態では、３つの光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを備えるプロジェクター１００を例示したが、１つの光変調装置でカラー映像（画像）を表示するプロジェクターに適用することも可能である。さらに、光変調装置としては、上述した液晶パネルに限らず、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：米国テキサスインツルメンツ社の登録商標）などを用いることもできる。

また、上記実施形態では、回折光学素子６として、表面レリーフ型ホログラム素子を用いたが、体積ホログラム型素子を用いてもよい。また、表面レリーフ型ホログラムと体積ホログラムとの複合型ホログラム素子を用いてもよい。

２ａ…固体光源（光源）、８…前段シリンドリカルレンズ（第１のシリンドリカルレンズ）、８Ｍ…母線、８ａ…シリンドリカル面、８ｃ…設置面（第１の平坦面）、９…レンズユニット、１１…ベース部（第１の支持部）、１２…シリンドリカルレンズ（第２のシリンドリカルレンズ）、１２Ｍ…母線、１２ｃ…設置面（第２の平坦面）、３２…スペーサ部材（位置規定部材）、４０…昇降支持部（第２の支持部）、１００…プロジェクター、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ…照明装置、１０４…投写光学系、２００…制御装置（制御部）。

Claims (9)

1. 第１の方向に配置された複数の光源と、
   前記複数の光源からの光が入射する第１のシリンドリカルレンズと、
   前記第１のシリンドリカルレンズからの光が入射するレンズユニットと、前記第１のシリンドリカルレンズを支持する第１の支持部と、前記レンズユニットを支持する第２の支持部と、
   を備えた光源装置であって、
   前記第１のシリンドリカルレンズの第１の母線は前記第１の方向と平行であり、
   前記レンズユニットは、前記複数の光源各々に対応して設けられた複数の第２のシリンドリカルレンズを含み、
   前記複数の第２のシリンドリカルレンズ各々の第２の母線は前記第１の方向と交差し、
   前記複数の光源各々から射出される光の最大放射角方向は、前記第１の方向と交差しており、
   前記第１のシリンドリカルレンズを前記第１の母線の方向に沿って移動させる第１の駆動機構と、
   前記複数の第２のシリンドリカルレンズの少なくとも一つを前記第２の母線の方向に沿って移動させる第２の駆動機構と、
   前記第１のシリンドリカルレンズから射出された光の一部を受光する第１の受光センサーと、
   前記複数の第２のシリンドリカルレンズの少なくとも一つから射出された光の一部を受光する第２の受光センサーと、
   前記第１の受光センサー及び前記第２の受光センサーの受光結果に基づいて、前記第１の駆動機構及び前記第２の駆動機構を制御する制御装置と、をさらに備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記第１のシリンドリカルレンズは、レンズ面と交差する第１の平坦面を備え、
   前記第１のシリンドリカルレンズは、前記第１の平坦面が前記第１の支持部に支持された状態で移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記第２のシリンドリカルレンズは、第２の平坦面を備え、
   前記第２のシリンドリカルレンズは、前記２の平坦面が前記第２の支持部に支持された状態で移動可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記第１のシリンドリカルレンズと前記第２のシリンドリカルレンズとの間隔を規定する位置規定部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源装置。
5. 前記制御装置は、前記第１のシリンドリカルレンズ及び前記第２のシリンドリカルレンズの少なくとも一方を往復移動させるように前記第１の駆動機構及び前記第２の駆動機構を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源装置。
6. 前記制御装置は、前記光源の駆動状態が所定の基準に到達した場合に、前記第１のシリンドリカルレンズ及び前記第２のシリンドリカルレンズの少なくとも一方を移動させるように前記第１の駆動機構及び前記第２の駆動機構を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源装置。
7. 前記制御装置は、前記光源の起動開始時又は起動終了時にレンズの移動制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 前記第１のシリンドリカルレンズの前記第１の母線の方向は、前記第２のシリンドリカルレンズの前記第２の母線の方向と直交していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光源装置。
9. 照明光を照射する照明装置と、
   前記照明光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、
   前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、
   前記照明装置として、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源装置を用いるプロジェクター。

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