JP2007147728A - 投影型映像表示装置用照明装置およびこれを用いる投影型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電ランプとともに用いる半導体レーザの発光量をリアルタイムで所定値に制御でき、光学素子を光軸方向に加振可能で、かつ所定位置に自動的に位置決めできて、組み立てが容易で、空間光変調素子に常に所望の光量の照明光束を均一に入射でき、ホワイトバランスに優れた高品質の映像を投影できる投影型映像表示装置用照明装置を提供する。
【解決手段】第２レンズアレイ12及び偏光板13をホルダ51に保持して変位可能に支持して、加振制御手段によりホルダ駆動手段を介して選択的に加振可能にし、第２レンズアレイ12を透過した半導体レーザ8からの照明光束の一部を光束分離素子72で分離して受光してレーザ発光量検出信号およびホルダの位置検出信号を得、レーザ発光量検出信号に基づいてレーザ発光量制御手段により半導体レーザ8の発光量を制御し、位置検出信号に基づいてサーボ制御手段によりホルダ駆動手段を介してホルダ51の光軸方向位置を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクタ等の投影型映像表示装置に用いる照明装置に関するものである。

従来、光源からの光を透過型または反射型の液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）などの空間光変調素子により表示すべき映像に応じて変調し、その変調された光を投影光学系によりスクリーン上に拡大投影する投影型映像表示装置として、１枚の空間光変調素子を用いてＲＧＢのカラー画像を表示する単板式のものや、ＲＧＢの各色専用の空間光変調素子を用いる３板式のものなど、各種方式のものが知られている。

このような投影型映像表示装置において、良好なホワイトバランスを実現するには、適切な演色性のスペクトル分布を有する光源を用いる必要がある。

ところが、光源としてメタルハライドランプや超高圧水銀灯などの放電ランプを用いると、放電ランプは、一般にＲ成分の光強度が低いため、良好なホワイトバランスを実現することが困難になる。

この光源の問題を解決するものとして、放電ランプと半導体レーザとを組み合わせ、半導体レーザから放電ランプの出射光のうち光強度の弱いＲ光を出射させるようにして、放電ランプからの光と半導体レーザからの光とを合成して出射させるようにしたハイブリッド型光源が知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、投射型映像表示装置では、空間光変調素子に偏光面の揃った均一強度の光を入射させる必要があることから、光源と空間光変調素子との間には複数のレンズアレイや偏光板等の各種の光学素子が配置される場合がある。このため、これらの光学素子に塵埃が付着すると光量低下を引き起こしたり、付着した塵埃がスクリーンに拡大表示されて投影画像の品質を低下させたりする恐れがある。

なお、投射型映像表示装置における塵埃除去機構として、例えば、液晶ライトバルブ、その入射側および出射側にそれぞれ配置された偏光板の少なくとも一つをピエゾ素子により加振させて、付着した塵埃を表面から離脱させるとともに、その離脱した塵埃粒子を送風ファンにより外部に吹き飛ばすようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２９２６７号公報 特開２００４−２１９８５２号公報

ここで、上記の特許文献１に開示のハイブリッド型光源を用い、このハイブリッド型光源からの照明光束を第１レンズアレイ、第２レンズアレイおよび偏光板を有する照明光学系を経て複数の光束に分割して偏光面の揃った照明光束として空間光変調素子に重畳して入射させるように照明装置を構成するとともに、この照明装置に上記の特許文献２に開示の塵埃除去機構を適用して、例えば第２レンズアレイを弾性支持部材を介して光軸方向を含む方向に変位可能に支持して加振させることにより、第２レンズアレイに付着した塵埃を除去して、光量低下や投影画像の品質低下を防止することが考えられる。

しかし、このように照明装置を構成しても、上記の特許文献１には、半導体レーザの発光量については何ら言及されていないため、例えば初期調整において、良好なホワイトバランスが得られるように、半導体レーザの発光量を設定しても、設定後に、電源電圧が変動して半導体レーザからの発光量が変化した場合には、その変化に追従できず、映像品質が低下することが懸念される。

また、弾性支持部材を介して第２レンズアレイを光軸方向を含む方向に変位可能に支持して加振させる場合、非加振時において第２レンズアレイが光軸方向の所定位置に位置決めされるように組み立てるのは非常に困難である。しかし、上記の特許文献２には、加振される光学素子の光軸方向の位置検出については何ら言及されていない。

このため、特許文献２に開示の塵埃除去機構を、照明装置に単に適用して第２レンズアレイを加振可能にしても、第２レンズアレイの光軸方向位置が不確実となって、映像表示の際に第１レンズアレイで分割した複数の光束を空間光変調素子に正確に重畳して入射できない場合が生じ、これにより照明ムラが生じて映像品質の低下を招くことが懸念される。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、半導体レーザの発光量をリアルタイムで所定値に制御できるとともに、照明光学系を構成する光学素子を光軸方向を含む方向に加振可能に支持して、その光学素子を光軸方向の所定位置に自動的に位置決めでき、これにより容易に組み立てできて、空間光変調素子に対して常に所望の光量の照明光束を均一に入射でき、ホワイトバランスに優れた高品質の映像を投影し得るように適切に構成した投影型映像表示装置用照明装置およびこれを用いる投影型映像表示装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に係る発明は、放電ランプおよび少なくとも赤色光を発光する半導体レーザからの照明光束を映像に応じて空間光変調素子で空間変調して投影表示する投影型映像表示装置に用いる照明装置において、
上記放電ランプおよび上記半導体レーザからの照明光束を複数の光束に分割する第１レンズアレイと、
上記第１レンズアレイで分割された複数の光束を受ける第２レンズアレイと、
上記第２レンズアレイを経た複数の光束を受けて所定の偏光成分を出射する偏光板と、
上記偏光板を経た複数の光束を合成して上記空間光変調素子を照明するための収束レンズと、
上記第２レンズアレイおよび上記偏光板を保持するホルダと、
上記ホルダを固定部材に対して少なくとも光軸方向に変位可能に支持する弾性支持部材と、
上記ホルダを駆動するホルダ駆動手段と、
上記ホルダ側に設けられて上記第２レンズアレイを経た上記半導体レーザからの光束の一部を分離する光束分離素子と、
上記光束分離素子で分離された光束を受光して上記半導体レーザのレーザ発光量検出信号および上記ホルダの光軸方向の位置検出信号を出力する受光手段と、
上記受光手段からの上記レーザ発光量検出信号に基づいて上記半導体レーザの発光量を制御するレーザ発光量制御手段と、
上記受光手段からの上記位置検出信号に基づいて上記ホルダ駆動手段により上記ホルダを光軸方向に駆動して、上記第１レンズアレイで分割された複数の光束が上記第２レンズアレイ上に集光するように制御するサーボ制御手段と、
上記サーボ制御手段の非作動状態下において選択的に上記ホルダ駆動手段により上記ホルダを加振する加振制御手段とを有することを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の投影型映像表示装置用照明装置において、さらに、上記放電ランプからの照明光束の一部が入射するように配置され、上記半導体レーザから出射される赤色光の波長帯域の光は透過し他の光は反射するフィルタと、
上記フィルタの透過光を受光するランプ用光検出器と、
上記ランプ用光検出器の出力に基づいて上記放電ランプの発光量を制御するランプ発光量制御手段とを有することを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の投影型映像表示装置用照明装置において、上記偏光板は、偏光分離膜と波長板とを有する偏光ビームスプリッタアレイからなることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投影型映像表示装置用照明装置において、上記光束分離素子は上記偏光ビームスプリッタアレイの出射側に配置した偏光性ホログラムからなり、
上記受光手段は４分割された受光領域からなる光検出器と該光検出器の出力に基づいて上記レーザ発光量検出信号および上記位置検出信号を算出する演算回路とを有し、
上記偏光性ホログラムは０次光を上記収束レンズを経て上記空間光変調素子に入射させ、所定の回折光は非点収差を与えて上記収束レンズを経て上記光検出器に入射させるように構成し、
上記演算回路は、上記光検出器の４つの受光領域の出力総和に基づいて上記レーザ発光量検出信号を算出し、上記光検出器の対角線同士の受光領域の出力和の差に基づいて上記位置検出信号を算出するように構成したことを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投影型映像表示装置用照明装置において、上記加振制御手段は発振回路を有し、該発振回路の出力により上記ホルダ駆動手段を駆動して上記ホルダを加振させるよう構成したことを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の投影型映像表示装置用照明装置において、上記ホルダ駆動手段は、永久磁石およびコイルを有し、上記ホルダ側に上記永久磁石または上記コイルを、上記固定部材側に上記コイルまたは上記永久磁石を配置した電磁駆動手段からなることを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の投影型映像表示装置用照明装置において、上記永久磁石は光軸方向に２分割して厚さ方向の磁極面を逆極性にして配置し、
上記コイルを配置した側には上記永久磁石の分割境界線に対向するようにホール素子を設けて、
上記ホール素子の出力に基づいて上記ホルダ駆動手段による上記ホルダの加振動作を検出するように構成したことを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項５または６に記載の投影型映像表示装置用照明装置において、上記固定部材側または上記ホルダ側にフォトリフレクタを設け、
上記ホルダ側または上記固定部材側には光軸方向に傾斜して上記フォトリフレクタからの光を反射させる反射部材を設けて、
上記フォトリフレクタの出力に基づいて上記ホルダ駆動手段による上記ホルダの加振動作を検出するように構成したことを特徴とするものである。

請求項９に係る発明は、請求項５または６に記載の投影型映像表示装置用照明装置において、上記加振制御手段の動作中に、上記半導体レーザからの光束の一部を上記光束分離素子で分離して上記受光手段で受光し、その出力に基づいて上記ホルダ駆動手段による上記ホルダの加振動作を検出するように構成したことを特徴とするものである。

請求項１０に係る発明は、請求項５乃至９のいずれか一項に記載の投影型映像表示装置用照明装置において、上記加振制御手段は、上記ホルダを含む可動部の共振周波数で上記ホルダを加振するよう構成したことを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項１１に係る投影型映像表示装置の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置と、
上記照明装置からの照明光束を映像に応じて空間変調する空間光変調素子と、
上記空間光変調素子で空間変調された照明光束を投影表示する投影レンズとを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、照明光学系を構成する第２レンズアレイおよび偏光板をホルダに保持して少なくとも光軸方向に変位可能に支持し、このホルダを加振制御手段によりホルダ駆動手段を介して選択的に加振可能にしたので、第２レンズアレイおよび偏光板に付着した塵埃を除去することができる。また、第２レンズアレイを透過した半導体レーザからの照明光束の一部をホルダ側に設けた光束分離素子で分離して受光してレーザ発光量検出信号およびホルダの光軸方向の位置検出信号を得、レーザ発光量検出信号に基づいてレーザ発光量制御手段により半導体レーザの発光量を制御し、位置検出信号に基づいてサーボ制御手段によりホルダ駆動手段を介してホルダの光軸方向位置を制御するようにしたので、半導体レーザの発光量をリアルタイムで所定値に制御できるとともに、ホルダに保持された第２レンズアレイおよび偏光板を光軸方向の所定位置に自動的に位置決めでき、これにより容易に組み立てできて、空間光変調素子に対して常に所望の光量の照明光束を均一に入射でき、ホワイトバランスに優れた高品質の映像を投影することができる。

以下、本発明による投影型映像表示装置用照明装置およびこれを用いる投影型映像表示装置の実施の形態について、図を参照して説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る照明装置を搭載した投影型映像表示装置の概略構成を示すものである。この投影型映像表示装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の液晶ライトバルブを有する三板式の液晶プロジェクタを示すもので、筐体１に装填された光学ボックス２および投射レンズ３を有している。

光学ボックス２には、水銀ランプ等の放電ランプ４とこれを装着する楕円形状のリフレクタ５とを有しており、放電ランプ４から出射された照明光は、リフレクタ５によって反射されて収束され、補助板６を経て凹レンズまたはトーリックレンズからなるレンズ７により平行光束に変換されて、シリンドリカルレンズアレイからなる第１レンズアレイ１１に入射し、ここで複数の光束に分割されて、同様にシリンドリカルレンズアレイからなる第２レンズアレイ１２上に集光され、この第２レンズアレイ１２から出射される複数の光束が偏光板１３に入射するようになっている。

また、光学ボックス２には、波長６３５ｎｍのＲ光を発光する半導体レーザ８が配置されており、この半導体レーザ８から出射された光は、コリメータレンズ９で平行光とされて導光体１０を経て第１レンズアレイ１１の中央部に入射されるようになっている。

導光体１０は、台形状プリズム１０ａと平行四辺形状プリズム１０ｂとを結合して構成され、その平行四辺形状プリズム１０ｂが第１レンズアレイ１１の平坦な入射面側に赤外線硬化接着剤等により接合されて、半導体レーザ８からの光が台形状プリズム１０ａに入射して平行四辺形状プリズム１０ｂから第１レンズアレイ１１の中央部に出射されるようになっている。なお、平行四辺形状プリズム１０ｂの出射光軸と放電ランプ４からの光束の光軸とは一致している。

偏光板１３は、公知のＰＳ変換素子で、偏光分離膜と波長板とを有する偏光ビームスプリッタアレイからなり、ここで複数の光束は例えばＳ偏光の直線偏光に揃えられる。

偏光板１３から出射される直線偏光の複数の光束は、収束レンズであるトーリック機能を有するコンデンサレンズ１６および反射ミラー１７を経てダイクロイックミラー１８に入射し、ここで半導体レーザ８からの出射光を含むＲ光が反射、その他の光が透過されて、Ｒ光が分離される。

このダイクロイックミラー１８で分離された複数のＲ光束は、反射ミラー１９で反射された後、フィールドレンズ２０ａおよび入射側の偏光板２１を経て液晶ライトバルブ（液晶パネル）２２に重畳して入射され、この液晶ライトバルブ２２で変調されたＲ光（Ｒ光の分光画像）が出射側の偏光板２３を経てダイクロイックプリズム２４に入射される。

ダイクロイックミラー１８を透過した複数の光束は、ダイクロイックミラー２５に入射し、ここでＧ光が反射、Ｂ光が透過されて、Ｇ光とＢ光とが分離される。このダイクロイックミラー２５で分離された複数のＧ光束は、フィールドレンズ２０ｂおよび入射側の偏光板２７を経て液晶ライトバルブ２８に重畳して入射され、この液晶ライトバルブ２８で変調されたＧ光（Ｇ光の分光画像）が出射側の偏光板２９を経てダイクロイックプリズム２４に入射される。

また、ダイクロイックミラー２５で分離された複数のＢ光束は、リレーレンズ３０、反射ミラー３１、リレーレンズ３２、反射ミラー３３、フィールドレンズ２０ｃおよび入射側の偏光板３４を経て液晶ライトバルブ３５に重畳して入射され、この液晶ライトバルブ３５で変調されたＢ光（Ｂ光の分光画像）が出射側の偏光板３６を経てダイクロイックプリズム２４に入射される。

ダイクロイックプリズム２４に入射したＲ，Ｇ，Ｂ光の分光画像は、該ダイクロイックプリズム２４で合成され、その合成像が投射レンズ３により図示しないスクリーンに投影される。

さらに、放電ランプ４や液晶ライトバルブ２２，２８，３５等を冷却するとともに、後述する加振動作によって照明装置の第２レンズアレイ１２および偏光板１３から離脱した塵埃粒子を外部に吹き飛ばすため、光学ブロック２内への外気導入用のファン３７と排気用のファン３８が設けられている。なお、図１では、ファン３７によって導入された外気が光学ブロック２内にこもることなく、ファン３８からスムーズに排気されるように、光学ブロック２内に排気ダクト３９を設けて、導入された外気が光学ブロック２内の適宜の箇所から排気ダクト３９へ逃げるようにしてある。

本実施の形態では、放電ランプ４、リフレクタ５、補助板６、レンズ７、半導体レーザ８、コリメータレンズ９、導光体１０、第１レンズアレイ１１、第２レンズアレイ１２、偏光板１３、コンデンサレンズ１６および反射ミラー１７を含んで照明装置４０を構成している。

以下、本実施の形態の照明装置４０について、図２〜図６を参照して詳細に説明する。

図２は、照明装置４０の全体構成を示す断面図である。この照明装置４０は、第１固定部材４１、第２固定部材４２および第３固定部材４３を有している。

第１固定部材４１には、補助板６、レンズ７、半導体レーザ８、コリメータレンズ９、導光体１０が接合された第１レンズアレイ１１が支持されているとともに、補助板６側の端面にリフレクタ５の開口端部が取り付けられている。

補助板６には、その入射面側の周辺に波長６００ｎｍ以上のＲ光領域の光を透過し、その他の光は反射させる円形、矩形等からなる輪帯形状のフィルタ４４（例えば、東海光学製のＲＥＤフィルタ）が設けられ、出射面側にはフィルタ４４を透過した光を受光するようにランプ用光検出器４５が配置されている。また、半導体レーザ８およびコリメータレンズ９は、金属材料からなる半導体レーザユニット４７に保持されており、この半導体レーザユニット４７が位置決めピン４８を介して第１固定部材４１に位置決め固定されるようになっている。

第２固定部材４２は、磁性材で形成されている。この第２固定部材４２には、第２レンズアレイ１２および偏光板１３が支持されている。本実施の形態では、第２レンズアレイ１２および偏光板１３を、光軸方向を含む方向に加振可能にして塵埃を除去するため、これらをホルダ５１に保持し、このホルダ５１を第２固定部材４２に対して、光軸方向を含む方向に変位可能に支持している。このため、図３に光軸方向から見た正面図を示すように、ホルダ５１には、その対向する両側面の中央部（重心付近）に、弾性支持部材である２枚の板バネ５２ａ，５２ｂのそれぞれの一端部が固定されており、これら板バネ５２ａ，５２ｂのそれぞれの他端部が、第２固定部材４２に形成された折り曲げ部４２ａ，４２ｂおよび間座５６ａ，５６ｂを貫通してプリント基板５３ａに半田付けされている。

板バネ５２ａ，５２ｂは、ホルダ５１を光軸方向にスムーズに変位可能とするとともに、ホルダ５１への板バネ５２ａ，５２ｂの取り付け部を結ぶ直線を中心にホルダ５１を回動可能とするため、図４に詳細に示すように、幅方向中央部が長さ方向に亘って開口しているとともに、ホルダ５１側の取り付け端部は、Ｕ字状にくびれており、このくびれ部分にシリコンゲル等のダンパ材５４が保持されている。また、折り曲げ部４２ａ，４２ｂには、板バネ５２ａ，５２ｂが貫通する補助筒５５ａ，５５ｂが取り付けられ、これら補助筒５５ａ，５５ｂの内部にも、シリコンゲル等のダンパ材５４が充填されている。

なお、ホルダ５１への板バネ５２ａ，５２ｂの取り付け部は、それらの取り付け部を結ぶ直線が、シリンドリカルレンズからなる第２レンズアレイ１２の母線方向と平行となっており、ホルダ５１は第２レンズアレイ１２の母線方向を中心に回動可能となっている。

プリント基板５３ａには、ホルダ５１側の表面で、折り曲げ部４２ａ，４２ｂの間に位置して、光軸方向に延在し、かつ光軸方向に２分割された２つの空芯のコイル６１ａ，６１ｂが装着されている。これらコイル６１ａ，６１ｂは、それらのコアが第２固定部材４２に形成された折り曲げ部４２ｃに進入して接着されている。これにより、プリント基板５３ａおよびコイル６１ａ，６１ｂは第２固定部材４２に固定されている。

一方、コイル６１ａ，６１ｂと対向するホルダ５１の側面には、厚さ方向に磁化された永久磁石６２ａ，６２ｂが極性を反転して取り付けられ、コイル６１ａ，６１ｂにフレキシブル配線基板６３を介して互いに逆方向の電流を流すことにより、永久磁石６２ａ，６２ｂとの電磁作用によって、ホルダ５１に光軸方向の駆動力を作用させるようになっている。

また、プリント基板５３ａには、ホルダ５１の加振動作を検出するため、永久磁石６２ａ，６２ｂの境界と対向するようにホール素子６４が取り付けられている。

第２固定部材４２には、さらに、ホルダ５１を挟んで折り曲げ部４２ｃと反対側にも折り曲げ部４２ｄが形成されており、この折り曲げ部４２ｄには、プリント基板５３ｂに装填された空芯のコイル６５が光軸方向に延在するように挿入されて接着固定されている。また、コイル６５と対向するホルダ５１の側面には、厚さ方向に磁化された永久磁石６６が取り付けられ、コイル６５にフレキシブル配線基板６３を介して電流を流すことにより、永久磁石６６との電磁作用によって、ホルダ５１に光軸方向の駆動力を作用させるようになっており、これらコイル６５と永久磁石６６および上記のコイル６１ａ，６１ｂおよび永久磁石６２ａ，６２ｂによって、ホルダ５１を第２固定部材４２に対して光軸方向を含む方向に変位させるムービングマグネット方式の電磁駆動手段が構成されている。

上記の第２固定部材４２は、第１固定部材４１との間にコイルバネや皿バネ等の弾性部材、あるいは厚さの異なるスペーサを介して、複数の取り付けネジ６７により第１固定部材４１に対して光軸方向の傾きが調整され、調整後は接着剤で第１固定部材４１に固定されるようになっている。

さらに、本実施の形態では、半導体レーザ８の発光量およびホルダ５１の光軸方向の位置を検出するため、半導体レーザ８からの光が入射する偏光板１３の入射側表面中央部に必要に応じてフィルタ７１を設け、対応する出射側表面中央部には光束分離手段である透過型の偏光性ホログラム７２を設ける。フィルタ７１は、Ｒ光を透過し、Ｒ光以外は遮光する上述したフィルタ４４と同様の光学特性を有するものとし、偏光性ホログラム７２は例えばＳ偏光に対して、１０％程度を回折し、９０％程度を０次光として透過させるとともに、回折光にはレンズパワーおよび非点収差を与えるように形成する。

ここで、偏光ビームスプリッタアレイからなる偏光板１３は、例えば図５に示すように個々の偏光ビームスプリッタが、平行に配置された偏光分離膜１３ａおよび反射膜１３ｂと、偏光分離膜１３ａへの入射開口を形成するように入射面側に形成された遮光膜１３ｃと、偏光分離膜１３ａを透過するＰ偏光をＳ偏光に変換するように出射面側に設けられた１／２波長板１３ｄとを有しており、入射光は偏光分離膜１３ａでＰ偏光が透過して１／２波長板１３ｄでＳ偏光に変換されて出射され、偏光分離膜１３ａで反射されるＳ偏光は対応する反射膜１３ｂで反射されて出射されるようになっている。

したがって、フィルタ７１は偏光分離膜１３ａへの入射開口部に設け、偏光性ホログラム７２は図５に示すように反射膜１３ｂの出射開口部および／または１／２波長板１３ｄ上に設ける（図５では、反射膜１３ｂの出射開口部に設けている）。

本実施の形態では、偏光板１３から中央部から出射される半導体レーザ８の出射光である偏光性ホログラム７２の０次光および周辺部から出射される放電ランプ４の出射光である透過光を、コンデンサレンズ１６および反射ミラー１７を経て液晶ライトバルブ２２，２８，３５側に導く。また、偏光性ホログラム７２の１次回折光は、コンデンサレンズ１６および反射ミラー１７を経て集光して受光手段を構成する光検出器７３で受光する。なお、図５では、反射ミラー１７の図示を省略してある。

第３固定部材４３には、コンデンサレンズ１６および反射ミラー１７が支持されているとともに、上述した光検出器７３が支持されている。ここで、コンデンサレンズ１６は、第３固定部材４３の入射側開口４３ａを覆うように取り付けられている。また、光検出器７３は、第３固定部材４３の出射側端面に取り付けられたプリント基板７５に装填されて、出射側開口４３ｂの近傍に配置されている。プリント基板７５には、出射側開口４３ｂに対応する位置に開口７５ａが形成されているとともに、この開口７５ａを覆うようにカバーガラス７６が設けられている。

第３固定部材４３は、上記のコンデンサレンズ１６、反射ミラー１７、プリント基板７５およびカバーガラス７６によって密封される構造となっており、これにより内部への塵埃の侵入を防止して、コンデンサレンズ１６および反射ミラー１７の表面、並びに光検出器７３の受光面に塵埃が付着しないようになっている。

この第３固定部材４３は、図示しない取り付けネジにより第１固定部材４１に固定される。

本実施の形態では、光検出器７３の出力に基づいて半導体レーザ８の発光量検出信号を得るとともに、ホルダ５１の光軸方向の位置検出信号、すなわち第１レンズアレイ１１に対する第２レンズアレイ１２の位置検出信号を得るようにする。

このため、光検出器７３は、図６に平面図を示すように、入射する光ビームの非点収差によるビーム形状の変化を検出できるように４分割された受光領域７３ａ〜７３ｄを有して構成し、第２レンズアレイ１２が第１レンズアレイ１１の集光位置に位置するフォーカス状態では、領域分割線の交点を中心とする円形のスポットＳ（０）が形成され、第２レンズアレイ１２が第１レンズアレイの集光位置に対して前方または後方に位置するデフォーカス状態では、ずれの方向に応じて長軸の向きが異なる楕円形のスポットＳ（−）またはＳ（＋）が形成されるようにして、これら４つの受光領域７３ａ〜７３ｄの対角線同士の受光領域の出力和の差に基づいてホルダ５１の光軸方向の位置検出信号であるフォーカスエラー信号を得るようにする。すなわち、フォーカスエラー信号をＦ、受光領域７３ａ〜７３ｄの出力をＩａ〜Ｉｄとするとき、Ｆ＝（Ｉａ＋Ｉｃ）−（Ｉｂ＋Ｉｄ）を演算し、そのフォーカスエラー信号Ｆに基づいて、第２レンズアレイ１２が第１レンズアレイ１１の集光位置に位置するようにホルダ５１をフォーカス制御する。

また、半導体レーザ８の発光量検出信号は、受光領域７３ａ〜７３ｄの出力Ｉａ〜Ｉｄの総和、すなわち発光量検出信号をＳとすると、Ｓ＝Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄを演算して得るようにする。

次に、本実施の形態に係る投影型映像表示装置の制御回路の概略構成について、図７に示すブロック図を参照して説明する。

制御回路は、モード選択スイッチ１０１、制御手段であるＣＰＵ１０２、発振回路（ＯＳＣ）１０３、塵埃除去用共振駆動回路１０５、判別回路１０６、サーボ回路１０８、温度センサ１０９、ファン駆動回路１１０、ランプ駆動回路１１１、ランプ用オートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路１１２、表示回路１１３，記憶部（ＲＯＭ）１１４、レーザ駆動回路１１５、レーザ用ＡＰＣ回路１１６、光検出器７３の出力に基づいてホルダ５１の光軸方向の位置検出信号であるフォーカスエラー信号Ｆおよび半導体レーザ８の発光量検出信号Ｓを演算する演算回路１１７を有している。

モード選択スイッチ１０１は、赤外線式のリモコンや手動操作によって投影型映像表示装置の動作モード、本実施の形態では第２レンズアレイ１２および偏光板１３を保持するホルダ５１を加振する塵埃除去モードか、映像を投影表示する映像表示モードかを選択するもので、その選択された動作モードはＣＰＵ１０２で検出される。

ＯＳＣ１０３は、ＣＰＵ１０２の制御のもとに塵埃除去モード時に駆動され、これにより塵埃除去用共振駆動回路１０５を介してコイル６１ａ，６１ｂ，６５に給電して、ホルダ５１を板バネ５２ａ，５２ｂの取り付け部を結ぶ直線を中心に、ホルダ５１を含む可動部の共振周波数で正逆方向に回動駆動して加振させるようになっている。

判別回路１０６は、例えばウインドコンパレータにより構成され、第２固定部材４２に設けられたホール素子６４の出力に基づいて加振動作の良否を判別するもので、その判別結果はＣＰＵ１０２に供給される。

サーボ回路１０８は、ゲイン回路や位相補償回路等を有しており、映像表示モードにおいて、ＣＰＵ１０２の制御のもとにコイル６１ａ，６１ｂ，６５に給電してホルダ５１を光軸と平行な方向に駆動し、これにより第２レンズアレイ１２を第１レンズアレイ１１の集光位置に位置させるフォーカス制御を行うようになっている。

温度センサ１０９は、例えば光学ボックス２内の温度を検出するもので、その出力はＣＰＵ１０２に供給される。

ファン駆動回路１１０は、外気導入用のファン３７および排気用のファン３８を駆動するもので、動作モードおよび温度センサ１０９の出力に基づいてＣＰＵ１０２により制御されるようになっている。

ランプ駆動回路１１１は、ＣＰＵ１０２の制御のもとに放電ランプ４を駆動するようになっている。また、ランプ用ＡＰＣ回路１１２は、ＣＰＵ１０２の制御のもとに、ランプ用光検出器４５の出力に基づいてランプ駆動回路１１１を介して放電ランプ４の発光量を制御するようになっている。なお、ランプ用光検出器４５の出力は、ＣＰＵ１０２にも供給されて、放電ランプ４の発光量が監視されるようになっている。

レーザ駆動回路１１５は、ＣＰＵ１０２の制御のもとに半導体レーザ８を駆動するようになっている。また、レーザ用ＡＰＣ回路１１６は、ＣＰＵ１０２の制御のもとに、演算回路１１７からの半導体レーザ８の発光量検出信号Ｓに基づいてレーザ駆動回路１１５を介して半導体レーザ８の発光量を制御するようになっている。また、演算回路１１７は、光検出器７３の出力に基づいて半導体レーザ８の発光量検出信号Ｓおよびホルダ５１の光軸方向の位置検出信号であるフォーカスエラー信号Ｆを演算して、発光量検出信号Ｓをレーザ用ＡＰＣ回路１１６に、フォーカスエラー信号ＦをＣＰＵ１０２に供給するようになっている。なお、演算回路１１７から出力される発光量検出信号Ｓは、ＣＰＵ１０２にも供給されて、半導体レーザ８の発光量が監視されるようになっている。

表示回路１１３は、ＣＰＵ１０２によって制御されるもので、メッセージ等を表示する表示素子や、ホルダ５１の加振動作状態や、ファン３７，３８の動作状態を表示する複数のＬＥＤを有している。

記憶部１１４は、ホルダ５１のフォーカス制御の際に用いる温度パラメータであるゲインおよびオフセットデータを予め格納するもので、温度センサ１０９の出力に対応してＣＰＵ１０２により読み出されて、フォーカス制御に供されるようになっている。

なお、ＣＰＵ１０２は、モード選択スイッチ１０１の状態、ランプ用光検出器４５の出力、光検出器７３の出力、ホール素子６４の出力および温度センサ１０９の出力に基づいて所定のプログラムに従って各部の動作を制御するもので、このＣＰＵ１０２には、塵埃除去モード時に、ホルダ５１の加振時間やファン３７，３８の駆動時間等をプログラムに従った各種の設定時間駆動するための複数のタイマ等を内蔵している。

以下、モード選択スイッチ１０１によって映像表示モードが選択された場合の要部の動作について、図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。

モード選択スイッチ１０１によって映像表示モードがオンになったのをＣＰＵ１０２が検出したら（ステップＳ１）、先ず、ＯＳＣ１０３の駆動を停止させた状態で、ランプ駆動回路１１１を介して放電ランプ４を点灯させるとともに、レーザ駆動回路１１５を介して半導体レーザ８を駆動させ（ステップＳ２）、放電ランプ４の発光量をランプ用光検出器４５の出力に基づいてランプ用ＡＰＣ回路１１２およびランプ駆動回路１１１を介して予め設定した所定発光量となるようにフィードバック制御するとともに、半導体レーザ８の発光量を演算回路１１７からの発光量検出信号Ｓに基づいてレーザ用ＡＰＣ回路１１６およびレーザ駆動回路１１５を介して予め設定した所定発光量となるようにフィードバック制御する（ステップＳ３）。

その後、ＣＰＵ１０２において、放電ランプ４および半導体レーザ８の発光量がそれぞれ所定発光量に達したのを検知したら、温度センサ１０９の出力を取り込んで温度を検出し（ステップＳ４）、その検出した温度に対応するフォーカス制御における温度パラメータを記憶部１１４から読み出して（ステップＳ５）、その読み出した温度パラメータと演算回路１１７からのフォーカスエラー信号Ｆとに基づいてサーボ回路１０８からコイル６１ａ，６１ｂ，６５に給電してホルダ５１を光軸方向に平行移動させるフォーカス制御を行う（ステップＳ６）。

このフォーカス制御によって、ホルダ５１が光軸方向の所定位置、すなわち第２レンズアレイ１２が第１レンズアレイ１１の集光位置に位置決めされてフォーカスオンになったら（ステップＳ７）、表示回路１１３に例えば「プロジェクタ準備完了」等のメッセージを表示する（ステップＳ８）。

その後、所望の映像の表示が行われ（ステップＳ９）、モード選択スイッチ１０１によって映像表示モードがオフになったのをＣＰＵ１０２が検出したら（ステップＳ１０）、放電ランプ４および半導体レーザ８を消灯させるとともに、サーボ回路１０８の駆動を停止して映像表示モードの処理を終了する。

なお、ステップＳ９の映像表示中は、ステップＳ３と同様の発光量制御を実行するとともに、ステップＳ６と同様のフォーカス制御を実行して、放電ランプ４および半導体レーザ８の発光量をリアルタイムで制御して所定発光量に維持するとともに、ホルダ５１の光軸方向位置をリアルタイムで制御して第２レンズアレイ１２を第１レンズアレイ１１の集光位置に維持させる。また、映像表示中は、ＣＰＵ１０２において温度センサ１０９の出力を監視し、検出温度が設定温度を超えたときはファン駆動回路１１０を介してファン３７，３８を駆動して、光学ボックス２内を設定温度以下に維持する。

上記の説明では、ＣＰＵ１０２において放電ランプ４と半導体レーザ８とを同時発光させるようにしたが、初期動作時において半導体レーザ８のみを発光させてホルダ５１のサーボ制御を行い、サーボ制御が完了した後に放電ランプ４を点灯させるようにすることもできる。この場合は、放電ランプ４の点灯により光検出器７３の出力にオフセットが発生するので、例えば、放電ランプ毎のオフセットデータを予め記憶部１１４に格納しておき、このオフセットデータを読み出して補正するようにする。このようにすれば、初期動作後の映像表示中において、光検出器７３の出力から放電ランプ４からの迷光による影響を除去することができるので、ホルダ５１のフォーカス制御をより高精度で行うことが可能となる。

次に、モード選択スイッチ１０１によって塵埃除去モードが選択された場合の要部の動作について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。

モード選択スイッチ１０１によって塵埃除去モードがオンとなったのをＣＰＵ１０２が検出したら（ステップＳ３１）、先ず、放電ランプ４および半導体レーザ８を点灯させることなく、ホルダ５１の加振動作（ステップＳ３２）および外気導入用・排気用ファン３７，３８の駆動（ステップＳ３３）を並行して開始させる。

すなわち、ステップＳ３２では、ＯＳＣ１０３を駆動し、その出力に基づいて塵埃除去用共振駆動回路１０５を介してコイル６１ａ，６１ｂ，６５に所要の交番電流を供給してホルダ５１を加振させて、第２レンズアレイ１２および偏光板１３の表面に付着した塵埃を除去し、ステップＳ３３では、ファン駆動回路１１０を介してファン３７，３８を駆動して、除去した塵埃を装置外部に排出する。

ここで、ステップＳ３２でのホルダ５１の加振動作においては、コイル６１ａ，６１ｂによる駆動力の方向と、コイル６５による駆動力の方向とを反対方向として、ホルダ５１を板バネ５２ａ，５２ｂによる支持点を結ぶ直線を中心に、ホルダ５１を含む可動部の共振周波数で正逆方向に回動振動させる。

ホルダ５１の加振動作を開始したら、表示回路１１３における加振動作表示用の例えば緑色ＬＥＤを点灯させる（ステップＳ３４）とともに、ＣＰＵ１０２の内蔵タイマをリセットして（ステップＳ３５）、第１設定時間（例えば、１５秒）が経過したか否かを監視する（ステップＳ３６）。また、この第１設定時間中、ＣＰＵ１０２は、ホール素子６４の出力による判別回路１０６での判定結果を監視して、ホルダ５１が正常に加振されているか否か、すなわちコイル６１ａ，６１ｂ，６５に断線等の異常があるか否かを判断し（ステップＳ３７）、異常がある場合には、塵埃除去用共振駆動回路１０５からのコイル６１ａ，６１ｂ，６５への電流の供給を遮断して、ホルダ５１の加振動作を中止する（ステップＳ３８）とともに、表示回路１１３における緑色ＬＥＤを点滅させる（ステップＳ３９）。

これに対し、ホルダ５１が正常に加振され、かつ第１設定時間が経過したら、引き続き第２設定時間（第１設定時間経過時点から例えば１５秒）が経過するまで加振動作を継続させ（ステップＳ４０）、その時間が経過した時点で加振動作を終了させる（ステップＳ４１）とともに、緑色ＬＥＤを消灯させる（ステップＳ４２）。

一方、ステップＳ３３での外気導入用・排気用のファン３７，３８の駆動においては、その駆動開始により表示回路１１３におけるファン動作表示用の例えば黄色ＬＥＤを点灯させる（ステップＳ４３）とともに、該表示回路１１３の表示素子に例えば「塵埃除去動作中」のメッセージを表示させ（ステップＳ４４）、さらにＣＰＵ１０２の内蔵タイマをリセットして（ステップＳ４５）、第３設定時間（例えば、３０秒〜６０秒の任意の時間）が経過したか否かを監視する（ステップＳ４６）。

また、この第３設定時間中、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３７の判断結果が正常か否か、すなわちホルダ５１の加振動作が正常であったか否かを判断し（ステップＳ４７）、異常があった場合には、表示回路１１３の表示素子にその旨のメッセージ、例えば「加振異常」を表示して（ステップＳ４８）、全ての動作を終了する。

これに対し、加振動作が正常で、かつ第３設定時間が経過したら、黄色ＬＥＤを消灯させる（ステップＳ４９）とともに、表示素子に例えば「塵埃除去終了」等のメッセージを表示して（ステップＳ５０）、塵埃除去モードにおける処理を終了する。

以上のように、本実施の形態によれば、放電ランプ４については、その出射光のうち波長６００ｎｍ以上の光をランプ用光検出器４５で受光して、その出力に基づいて放電ランプ４の発光量をリアルタイムで制御し、半導体レーザ８については、偏光板１３に半導体レーザ８からの光を回折させる偏光性ホログラム７２を設け、その回折光を光検出器７３で受光して発光量検出信号Ｓを算出し、その発光量検出信号Ｓに基づいて半導体レーザ８の発光量をリアルタイムで制御するようにしたので、電源電圧の変動による放電ランプ４および半導体レーザ８の光量変化にも迅速に対応することができる。したがって、投影映像の品質低下を招くことなく、常に所望の光量でホワイトバランスに優れた高品質の映像を投影することができる。

また、第２レンズアレイ１２および偏光板１３をホルダ５１に保持し、このホルダ５１を板バネ５２ａ，５２ｂを介して変位可能に第２固定部材４２に支持してムービングマグネット方式の電磁駆動手段により駆動するようにしたので、簡単な構成で第２レンズアレイ１２および偏光板１３を加振して塵埃を除去することができる。

しかも、半導体レーザ８の発光量を検出する光検出器７３の出力に基づいてホルダ５１の光軸方向位置を示すフォーカスエラー信号Ｆを検出し、そのフォーカスエラー信号Ｆに基づいてホルダ５１を光軸方向の所定位置に自動的に位置決めするようにサーボ制御するようにしたので、照明装置４０の組み立てを容易にできるとともに、外部振動に影響されることなく、映像を常に最適状態で投影表示することができる。特に、本実施の形態では、コンデンサレンズ１６を、トーリック機能を有して構成したので、第１レンズアレイ１１と第２レンズアレイ１２との拡大率を下げることができ、これによりサーボ回路１０８によるホルダ５１の位置制御が容易になる。

また、ホルダ５１の位置を検出するホール素子６４を設け、加振動作中にその出力を判別回路１０６を介してＣＰＵ１０２で監視して加振動作が正常に行われたか否かを確認するようにしたので、装置の信頼性を向上することができる。

さらに、映像表示の際は、ランプ用光検出器４５および光検出器７３の出力をＣＰＵ１０２で監視して、放電ランプ４および半導体レーザ８が所定発光量に達してから、ホルダ５１を光軸方向の所定位置に位置決めするサーボ制御を開始するようにしたので、光検出器７３の出力からフォーカスエラー信号Ｆを高精度で検出でき、第２レンズアレイ１２を第１レンズアレイ１１の集光位置に確実に位置決めすることができる。

なお、本実施の形態では、図５に示したように、偏光板１３の出射側表面中央部に偏光性ホログラム７２を設けたが、この偏光性ホログラム７２に代えて体積ホログラムを設けることもできる。また、半導体レーザ８の発光量検出信号Ｓは、半導体レーザ８の後方出射光を光検出器で受光して検出することもできる。さらに、塵埃除去モードにおいては、半導体レーザ８のみを発光させて光検出器７３の出力に基づいてホルダ５１が正常に加振されているか否かを判別することもできる。この場合には、ホール素子６４は不要となる。

（第２実施の形態）
図１０は、本発明の第２実施の形態における照明装置の要部の構成を示す図である。本実施の形態は、第１実施の形態において、Ｂ光を出射する半導体レーザを追加したものである。このため、半導体レーザ８に代えて、図１０に示すようにＲ光を出射するレーザダイオード１２１ＲとＢ光を出射するレーザダイオード１２１Ｂとを有する２色半導体レーザ１２１を設け、この２色半導体レーザ１２１から出射されるＲ光およびＢ光を、コリメータレンズ９および導光体１２２を経て第１レンズアレイ１１（図１，図２参照）の中央部に入射させるようにしている。

ここで、導光体１２２は、屈折率が異なる第１プリズム１２２ａと第２プリズム１２２ｂとを貼り合わせて構成し、２色半導体レーザ１２１からのＲ光およびＢ光を第１プリズム１２２ａでビーム整形し、第２プリズム１２２ｂでＲ光およびＢ光の光軸を一致させるとともに、放電ランプ４（図１，図２参照）からの光束の光軸と一致させて出射させる。

また、本実施の形態では、第１プリズム１２２ａの入射面で反射されるＲ光およびＢ光を、２つの受光領域１２３Ｒ，１２３Ｂを有する光検出器１２３で分離して受光して、各受光領域の出力に基づいて対応するレーザダイオードの発光量を所望の発光量となるように独立して制御する。その他の構成および動作は、第１実施の形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。

このように、放電ランプ４の出射光におけるＲ光およびＢ光の光強度を２色半導体レーザ１２１で補うとともに、放電ランプ４の発光量、２色半導体レーザ１２１のＲ光およびＢ光のそれぞれ発光量を、それぞれ独立してリアルタイムで制御すれば、第１実施の形態における効果に加えて、よりホワイトバランスに優れた高品質の映像を投影することが可能となる。

（第３実施の形態）
図１１は、本発明の第３実施の形態における照明装置の要部の構成を示す図である。

本実施の形態は、第１実施の形態において、リフレクタ５を放物面鏡として放電ランプ４から放射された照明光を平行光として出射させるようにしている。したがって、図１および図２に示したレンズ７は省略している。

また、Ｒ光を出射する半導体レーザ８は、リフレクタ５の外側近傍に配置して、この半導体レーザ８からの出射光をレンズ１３１によりリフレクタ５に形成した穴５ａに集光させるようにして補助板６の中央部に入射させている。なお、穴５ａは透明な蓋５ｂで塞いでいる。

補助板６には、半導体レーザ８からの光が入射する中央部分にホログラム１３２を設けて、半導体レーザ８からの光を平行光として回折させ、これにより半導体レーザ８からの光を放電ランプ４からの照明光の光軸と一致させて第１レンズアレイ１１に入射させるようにしている。なお、第１レンズアレイ１１は、フレーム１１ａを介して第１固定部材４１に取り付けるようにするとともに、フレーム１１ａには図７に示した温度センサ１０９を取り付けて、そのリード線１０９ａを第１固定部材４１形成した穴４１ａを通して基板１３３ａに半田付けしている。また、補助板６の出射面側に取り付けたランプ用光検出器４５のリード線４５ａも、第１固定部材４１形成した穴４１ｂを通して基板１３３ｂに半田付けしている。その他の構成および動作は、第１実施の形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。

本実施の形態によれば、第１実施の形態におけるように、第１レンズアレイ１１に導光体１０を取り付ける必要がないので、第１実施の形態におけるよりも照明装置４０を簡単に組み立てできる利点がある。

（第４実施の形態）
図１２は、本発明の第４実施の形態における照明装置の要部の構成を示す図で、第１実施の形態の図３に相当するものである。

本実施の形態は、ホルダ５１を変位可能に支持する弾性支持部材として、片側２本ずつの合計４本のＬ字型の板バネや、断面が円形または矩形のワイヤからなるバネ８０ａ〜８０ｄ（８０ｃ，８０ｄは図示せず）を用いて、ホルダ５１をその重心付近で支持している。バネ８０ａ；８０ｂ，８０ｃ；８０ｄは、それぞれ折り曲げ部４２ａ，４２ｂおよび間座５６ａ；５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ（５６ｃ，５６ｄは図示せず）を貫通してプリント基板５３ａに半田付けされている。なお、折り曲げ部４２ａ，４２ｂのバネ８０ａ；８０ｂ，８０ｃ；８０ｄがそれぞれ貫通する部分は、ホルダ５１側に向けてテーパ状に拡開されており、その内部にはダンピング材としてシリコンゲル８１が充填されている。

また、コイル６１ａおよび／または６１ｂ（図２参照）の光軸と直交する両側部分には、永久磁石６２ａおよび／または６２ｂ（図２参照）と対向して、ホルダ５１を光軸と直交する方向に駆動するためのコイル８２ａ，８２ｂが装着されており、これらコイル８２ａ，８２ｂのコア内には、ヨーク８３ａ，８３ｂが接着固定されている。同様に、コイル６１ａ，６１ｂとはホルダ５１を介して反対側に配置されるコイル６５（図２参照）の光軸と直交する両側部分にも、ホルダ５１を光軸と直交する方向に駆動するためのコイル８２ｃ，８２ｄ（図示せず）が装着されているとともに、それらのコイルのコア内にはヨークが接着固定されている。その他の構成は、第１実施の形態と同様である。

本実施の形態では、ホルダ５１の加振動作として、コイル６１ａ，６１ｂとコイル６５とを用い、それらの駆動力の発生方向を反対方向とする第１実施の形態と同様の回動加振に加えて、コイル８２ａ〜８２ｄを用い、それらの駆動力の発生方向を同一方向とする光軸と直交する方向への平行加振や、コイル８２ａ〜８２ｄを用い、コイル８２ａ，８２ｂとコイル８２ｃ，８２ｄとの駆動力の発生方向を反対方向とする光軸を中心とする回動加振させる。

このように、本実施の形態では、第２レンズアレイ１２および偏光板１３を保持するホルダ５１を、４本のバネ８０ａ〜８０ｄを介して第２固定部材４２に変位可能に支持するとともに、ホルダ５１を光軸と直交する方向に加振させるコイル８２ａ〜８２ｄを付加したので、ホルダ５１を種々の加振態様で加振することができる。したがって、投影型映像表示装置の使用環境に応じた加振態様でホルダ５１を加振させることができるので、塵埃を効率よく除去することが可能となり、装置の信頼性をより向上することができる。また、ホルダ５１が光軸と直交する方向に変位可能であることから、後段の液晶ライトバルブの変調領域に対する照明光束の位置制御も行うことができ、これにより液晶ライトバルブの変調領域全体に照明光束を確実に入射させることができ、良好な品質で映像を投影表示することができる。

本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、映像表示モードと塵埃除去モードとを独立させたが、映像表示モードの終了時に自動的に塵埃除去動作を実行させることもできる。

また、ホール素子６４による加振動作検出に代えて、フォトリフレクタを用いてホルダ５１の加振による変位を検出するように構成することもできる。さらに、上記実施の形態では、収束レンズとしてコンデンサレンズ１６を用いたが、これをリレーレンズに置き換えることも可能である。

また、ホルダ５１の駆動手段は、ムービングマグネット方式の電磁駆動手段に限らず、ムービングコイル方式の電磁駆動手段とすることもできる。

さらに、上記第４実施の形態では、ホルダ５１を光軸と直交する方向に駆動するコイルを、光軸方向へ駆動するコイル上に重ねて設けたが、例えば図１３に示すように、光軸方向駆動用のコイル８５と光軸直交方向駆動用のコイル８６とを同一平面に並べて配置するように、それぞれのコイルのコア内にプリント基板（図示せず）に結合された磁性体（ヨーク）８７，８８を進入させて接着固定することもできる。

また、半導体レーザからの光は、第１レンズアレイ１１の中央部に限らず、第１レンズアレイ１１の任意の部分に入射させることができる。

第１実施の形態に係る照明装置を搭載した投影型映像表示装置の概略構成を示す図である。 図１に示す照明装置の全体構成を示す断面図である。 図２に示す第２固定部材を光軸方向から見た正面図である。 図３に示す弾性支持部材および補助筒の部分斜視図である。 照明光学系の概略構成を示す図である。 図５に示す光検出器の構成を示す平面図である。 第１実施の形態に係る投影型映像表示装置の制御回路の概略構成を示すブロック図である。 第１実施の形態による映像表示モードの要部の動作を示すフローチャートである。 同じく、塵埃除去モードの要部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施の形態に係る照明装置の要部の構成を示す図である。 同じく、第３実施の形態に係る照明装置の要部の構成を示す図である。 同じく、第４実施の形態に係る照明装置の要部の構成を示す図である。 第４実施の形態の変形例を説明するための図である。

符号の説明

１ 筐体
２ 光学ボックス
３ 投射レンズ
４ 放電ランプ
５ リフレクタ
６ 補助板
７ レンズ
８ 半導体レーザ
９ コリメータレンズ
１０ 導光体
１１ 第１レンズアレイ
１２ 第２レンズアレイ
１３ 偏光板
１３ａ 偏光ビームスプリッタ
１３ｂ 反射ミラー
１３ｃ 遮光マスク
１３ｄ １／２波長板
１６ コンデンサレンズ
１７，１９，３１，３３ 反射ミラー
１８，２５ ダイクロイックミラー
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ フィールドレンズ
２１，２３，２７，２９，３４，３６ 偏光板
２２，２８，３５ 液晶ライトバルブ（液晶パネル）
２４ ダイクロイックプリズム
３０，３２ リレーレンズ
３７，３８ ファン
３９ 排気ダクト
４０ 照明装置
４１ 第１固定部材
４２ 第２固定部材
４３ 第３固定部材
４４ フィルタ
４５ ランプ用光検出器
４７ 半導体レーザユニット
４８ 位置決めピン
５１ ホルダ
５２ａ，５２ｂ 板バネ
５３ａ，５３ｂ プリント基板
５４ ダンパ材
５５ａ，５５ｂ 補助筒
６１ａ，６１ｂ，６５ コイル
６２ａ，６２ｂ，６６ 永久磁石
６３ フレキシブル配線基板
６４ ホール素子
７１ フィルタ
７２ 偏光性ホログラム
７３ 光検出器
７３ａ〜７３ｄ 受光領域
７５ プリント基板
７６ カバーガラス
８０ａ，８０ｂ バネ
８１ シリコンゲル
８２ａ，８２ｂ，８５，８６ コイル
８３ａ，８３ｂ ヨーク
８５，８６ コイル
８７，８８ ヨーク
１０１ モード選択スイッチ
１０２ ＣＰＵ
１０３ 発振回路（ＯＳＣ）
１０５ 塵埃除去用共振駆動回路
１０６ 判別回路
１０８ サーボ回路
１０９ 温度センサ
１１０ ファン駆動回路
１１１ ランプ駆動回路
１１２ ランプ用ＡＰＣ回路
１１３ 表示回路
１１４ 記憶部
１１５ レーザ駆動回路
１１６ レーザ用ＡＰＣ回路
１１７ 演算回路
１２１ ２色半導体レーザ
１２２ 導光体
１２３ 光検出器
１３１ レンズ
１３２ ホログラム

Claims (11)

1. 放電ランプおよび少なくとも赤色光を発光する半導体レーザからの照明光束を映像に応じて空間光変調素子で空間変調して投影表示する投影型映像表示装置に用いる照明装置において、
   上記放電ランプおよび上記半導体レーザからの照明光束を複数の光束に分割する第１レンズアレイと、
   上記第１レンズアレイで分割された複数の光束を受ける第２レンズアレイと、
   上記第２レンズアレイを経た複数の光束を受けて所定の偏光成分を出射する偏光板と、
   上記偏光板を経た複数の光束を合成して上記空間光変調素子を照明するための収束レンズと、
   上記第２レンズアレイおよび上記偏光板を保持するホルダと、
   上記ホルダを固定部材に対して少なくとも光軸方向に変位可能に支持する弾性支持部材と、
   上記ホルダを駆動するホルダ駆動手段と、
   上記ホルダ側に設けられて上記第２レンズアレイを経た上記半導体レーザからの光束の一部を分離する光束分離素子と、
   上記光束分離素子で分離された光束を受光して上記半導体レーザのレーザ発光量検出信号および上記ホルダの光軸方向の位置検出信号を出力する受光手段と、
   上記受光手段からの上記レーザ発光量検出信号に基づいて上記半導体レーザの発光量を制御するレーザ発光量制御手段と、
   上記受光手段からの上記位置検出信号に基づいて上記ホルダ駆動手段により上記ホルダを光軸方向に駆動して、上記第１レンズアレイで分割された複数の光束が上記第２レンズアレイ上に集光するように制御するサーボ制御手段と、
   上記サーボ制御手段の非作動状態下において選択的に上記ホルダ駆動手段により上記ホルダを加振する加振制御手段とを有することを特徴とする投影型映像表示装置用照明装置。
2. さらに、
   上記放電ランプからの照明光束の一部が入射するように配置され、上記半導体レーザから出射される赤色光の波長帯域の光は透過し他の光は反射するフィルタと、
   上記フィルタの透過光を受光するランプ用光検出器と、
   上記ランプ用光検出器の出力に基づいて上記放電ランプの発光量を制御するランプ発光量制御手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の投影型映像表示装置用照明装置。
3. 上記偏光板は、偏光分離膜と波長板とを有する偏光ビームスプリッタアレイからなることを特徴とする請求項１または２に記載の投影型映像表示装置用照明装置。
4. 上記光束分離素子は上記偏光ビームスプリッタアレイの出射側に配置した偏光性ホログラムからなり、
   上記受光手段は４分割された受光領域からなる光検出器と該光検出器の出力に基づいて上記レーザ発光量検出信号および上記位置検出信号を算出する演算回路とを有し、
   上記偏光性ホログラムは０次光を上記収束レンズを経て上記空間光変調素子に入射させ、所定の回折光は非点収差を与えて上記収束レンズを経て上記光検出器に入射させるように構成し、
   上記演算回路は、上記光検出器の４つの受光領域の出力総和に基づいて上記レーザ発光量検出信号を算出し、上記光検出器の対角線同士の受光領域の出力和の差に基づいて上記位置検出信号を算出するように構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投影型映像表示装置用照明装置。
5. 上記加振制御手段は発振回路を有し、該発振回路の出力により上記ホルダ駆動手段を駆動して上記ホルダを加振させるよう構成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投影型映像表示装置用照明装置。
6. 上記ホルダ駆動手段は、永久磁石およびコイルを有し、上記ホルダ側に上記永久磁石または上記コイルを、上記固定部材側に上記コイルまたは上記永久磁石を配置した電磁駆動手段からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の投影型映像表示装置用照明装置。
7. 上記永久磁石は光軸方向に２分割して厚さ方向の磁極面を逆極性にして配置し、
   上記コイルを配置した側には上記永久磁石の分割境界線に対向するようにホール素子を設けて、
   上記ホール素子の出力に基づいて上記ホルダ駆動手段による上記ホルダの加振動作を検出するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の投影型映像表示装置用照明装置。
8. 上記固定部材側または上記ホルダ側にフォトリフレクタを設け、
   上記ホルダ側または上記固定部材側には光軸方向に傾斜して上記フォトリフレクタからの光を反射させる反射部材を設けて、
   上記フォトリフレクタの出力に基づいて上記ホルダ駆動手段による上記ホルダの加振動作を検出するように構成したことを特徴とする請求項５または６に記載の投影型映像表示装置用照明装置。
9. 上記加振制御手段の動作中に、上記半導体レーザからの光束の一部を上記光束分離素子で分離して上記受光手段で受光し、その出力に基づいて上記ホルダ駆動手段による上記ホルダの加振動作を検出するように構成したことを特徴とする請求項５または６に記載の投影型映像表示装置用照明装置。
10. 上記加振制御手段は、上記ホルダを含む可動部の共振周波数で上記ホルダを加振するよう構成したことを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項に記載の投影型映像表示装置用照明装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置と、
    上記照明装置からの照明光束を映像に応じて空間変調する空間光変調素子と、
    上記空間光変調素子で空間変調された照明光束を投影表示する投影レンズとを有することを特徴とする投影型映像表示装置。

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