(57)【要約】【課題】発生した応力を検出可能な波長変換素子、照明装置及びプロジェクターを提供する。【解決手段】波長変換素子は、入射される光の波長を変換する蛍光体と、応力発光材料と、を含有する。【選択図】図３
2020071381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射される光の波長を変換する蛍光体と、応力発光材料と、を含有することを特徴とする波長変換素子。
【請求項２】
請求項１に記載の波長変換素子において、
前記蛍光体を含む波長変換層と、
第１面、及び、前記第１面とは反対側の第２面を有し、前記第１面側に前記波長変換層を保持する基板と、を備え、
前記応力発光材料は、前記第２面に保持されることを特徴とする波長変換素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の波長変換素子と、
前記波長変換素子に入射される光を出射する光源と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載の照明装置において、
所定の回転軸を中心として前記波長変換素子を回転させる回転部を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の照明装置において、
前記応力発光材料から出射された光を検出して検出信号を出力する照明装置側検出部と、
前記検出信号に応じて、前記光源の点灯を制御する点灯制御部と、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項３又は請求項４に記載の照明装置において、
前記応力発光材料から出射された光を検出して検出信号を出力する照明装置側検出部と、
当該照明装置の状態を表示する状態表示部と、
前記検出信号に応じて、前記状態表示部に当該照明装置の状態を表示させる表示制御部と、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項８】
請求項７に記載のプロジェクターにおいて、
前記応力発光材料から出射された光を検出するプロジェクター側検出部と、
前記プロジェクター側検出部による検出結果に応じて、当該プロジェクターの動作を制御する動作制御部と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換素子、照明装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射した光の波長を変換する波長変換素子を有する光源装置を備えたプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクターは、第１照明装置及び第２照明装置と、第１照明装置から出射された照明光を画像情報に応じて変調する液晶光変調装置と、変調された光を拡大投射する投射光学系と、を備える。第１照明装置は、励起光を出射する第１固体光源装置と、第１固体光源装置から出射された励起光の波長を変換する波長変換素子としての回転蛍光板と、を有する。
回転蛍光板は、モーターにより回転可能な円板を有し、円板の一面には、反射層、接着層及び蛍光体層が積層されている。蛍光体層は、母材となるアルミナやガラスに複数の蛍光体粒子が含有された構成を有する。蛍光体粒子は、励起光の入射によって励起され、入射された励起光を、赤色光及び緑色光を含む黄色光である蛍光に変換して出射する。このような回転蛍光板から出射された蛍光は、第２照明装置から出射された青色光と合成され、照明光となって第１照明装置から出射される。
【０００３】
ところで、軸受部品の応力を検出する手法として、軸受用保持器に貼り付けられた歪ゲージの抵抗値を測定することにより、軸受用保持器の歪を計測し、これにより、軸受部品の応力を検出する検出方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２には、上記検出方法の他、応力発光材を含むように軸受部品を構成し、軸受部品に歪が発生したときに、応力分布に対応して軸受部品から発生する光を検知することによって、軸受部品の歪の分布、すなわち、応力分布を計測する手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−７０９４７号公報
【特許文献２】特開２００５−３０７９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、照明装置やプロジェクターは、高輝度化が要望されている。
このような要望に対し、光源から波長変換素子に入射される励起光の密度を高くして、波長変換素子から出射される蛍光の輝度、ひいては、照明装置から出射される照明光の輝度を高めることが提案されている。
しかしながら、波長変換素子において励起光の入射側の部位の温度は、励起光の入射側とは反対側の部位の温度に対して高くなりやすい。このため、照明装置の利用時には、波長変換素子に温度差による応力が発生しやすい。このような応力が高くなると、波長変換素子が劣化しやすくなることから、波長変換素子にて生じる応力を検出可能な構成が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る波長変換素子は、入射される光の波長を変換する蛍光体と、応力発光材料と、を含有することを特徴とする。
【０００７】
上記第１態様では、前記蛍光体を含む波長変換層と、第１面、及び、前記第１面とは反対側の第２面を有し、前記第１面側に前記波長変換層を保持する基板と、を備え、前記応力発光材料は、前記第２面に保持されることが好ましい。
【０００８】
本発明の第２態様に係る照明装置は、上記波長変換素子と、前記波長変換素子に入射される光を出射する光源と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記第２態様では、所定の回転軸を中心として前記波長変換素子を回転させる回転部を備えることが好ましい。
【００１０】
上記第２態様では、前記応力発光材料から出射された光を検出して検出信号を出力する照明装置側検出部と、前記検出信号に応じて、前記光源の点灯を制御する点灯制御部と、を備えることが好ましい。
【００１１】
上記第２態様では、前記応力発光材料から出射された光を検出して検出信号を出力する照明装置側検出部と、当該照明装置の状態を表示する状態表示部と、前記検出信号に応じて、前記状態表示部に当該照明装置の状態を表示させる表示制御部と、を備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の第３態様に係るプロジェクターは、上記照明装置と、前記照明装置からの光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記第３態様では、前記応力発光材料から出射された光を検出するプロジェクター側検出部と、前記プロジェクター側検出部による検出結果に応じて、当該プロジェクターの動作を制御する動作制御部と、を備えることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。
【図２】第１実施形態における照明装置の構成を示す模式図。
【図３】第１実施形態における波長変換素子の断面の一部を模式的に示す図。
【図４】第１実施形態における照明装置及び制御部の構成を示すブロック図。
【図５】第１実施形態における点灯制御処理を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態の変形である照明装置、検出部及び制御部の構成を示すブロック図。
【図７】第１実施形態の変形における検出部の位置を示す模式図。
【図８】第２実施形態におけるプロジェクターが備える照明装置の構成を示すブロック図。
【図９】第２実施形態における第１光源装置の構成を示す模式図。
【図１０】第２実施形態における波長変換素子の断面の一部を模式的に示す図。
【図１１】第３実施形態におけるプロジェクターが備える照明装置の波長変換装置を示す図。
【図１２】第４実施形態におけるプロジェクターが備える照明装置の波長変換装置を示す図。
【図１３】第５実施形態におけるプロジェクターが備える照明装置の波長変換装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、後述する照明装置４から出射された照明光を変調して画像情報に応じた画像光を形成し、スクリーン等の被投射面上に拡大投射する画像表示装置である。プロジェクター１は、図１に示すように、外装を構成する外装筐体２と、外装筐体２内に配置される画像投射装置３と、検出部７１と、を備える。この他、図１を省略するが、プロジェクター１は、報知部７２及び制御部７３（図４参照）と、電子部品に電力を供給する電源装置、及び、冷却対象を冷却する冷却装置と、を備える。
【００１６】
［外装筐体の構成］
外装筐体２は、それぞれ図示しない天面部及び底面部と、正面部２１、背面部２２、左側面部２３及び右側面部２４とを有し、略直方体形状に形成されている。
正面部２１は、後述する投射光学装置３６の一部を露出させる開口部２１１を有しており、投射光学装置３６によって投射される画像光は、開口部２１１を通過する。また、正面部２１は、プロジェクター１内の冷却対象を冷却した冷却気体が外装筐体２の外部に排出される排気口２１２を有する。
右側面部２４は、外装筐体２外の気体を冷却気体として内部に導入する導入口２４１を有する。
【００１７】
［画像投射装置の構成］
画像投射装置３は、画像情報に応じた画像光を形成及び投射する。画像投射装置３は、照明装置４、均一化装置３１、色分離装置３２、リレー装置３３、画像形成装置３４、光学部品用筐体３５及び投射光学装置３６を備える。
なお、照明装置４の構成については、後に詳述する。
【００１８】
均一化装置３１は、照明装置４から出射された照明光を均一化する。均一化装置３１によって均一化された照明光は、色分離装置３２及びリレー装置３３を経て、画像形成装置３４の後述する光変調装置３４３の変調領域を照明する。均一化装置３１は、２つのレンズアレイ３１１，３１２、偏光変換素子３１３及び重畳レンズ３１４を備える。
色分離装置３２は、均一化装置３１から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離装置３２は、青色光と緑色光及び赤色光とを分離するダイクロイックミラー３２１と、緑色光と赤色光とを分離するダイクロイックミラー３２２と、ダイクロイックミラー３２１によって分離された青色光を反射させる反射ミラー３２３と、を備える。
【００１９】
リレー装置３３は、青色光の光路及び緑色光の光路より長い赤色光の光路に設けられ、赤色光の損失を抑制する。リレー装置３３は、入射側レンズ３３１、リレーレンズ３３３、反射ミラー３３２，３３４を備える。これらのうち、反射ミラー３３４は、後述する光変調装置３４３Ｒの光入射側の面と対向する位置に設けられており、リレーレンズ３３３から入射された赤色光を反射させて、光変調装置３４３Ｒに導く。
なお、本実施形態では、赤色光の光路にリレー装置３３を設けているが、これに限らず、例えば他の色光より光路が長い色光を青色光とし、青色光の光路上にリレー装置３３を設ける構成としてもよい。
【００２０】
画像形成装置３４は、入射される赤、緑及び青の各色光を変調し、変調された各色光を合成して、投射光学装置３６によって投射される画像光を形成する。画像形成装置３４は、入射される各色光に応じて設けられる３つのフィールドレンズ３４１、３つの入射側偏光板３４２、３つの光変調装置３４３、３つの視野角補償板３４４及び３つの出射側偏光板３４５と、１つの色合成装置３４６と、を備える。
光変調装置３４３は、照明装置４から出射された光を画像情報に応じて変調する。光変調装置３４３は、赤色光を変調する光変調装置３４３Ｒ、緑色光を変調する光変調装置３４３Ｇ、及び、青色光を変調する光変調装置３４３Ｂを含む。本実施形態では、光変調装置３４３は、透過型の液晶パネルによって構成されており、入射側偏光板３４２、光変調装置３４３及び出射側偏光板３４５によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置３４６は、光変調装置３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒによって変調された各色光を合成して上記画像光を形成する。本実施形態では、色合成装置３４６は、クロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、これに限らず、例えば複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。
【００２１】
光学部品用筐体３５は、上記した各装置３１〜３４を内部に収容する。なお、画像投射装置３には、設計上の光軸である照明光軸Ａｘが設定されており、光学部品用筐体３５は、照明光軸Ａｘにおける所定位置に各装置３１〜３４を保持する。照明装置４及び投射光学装置３６は、照明光軸Ａｘにおける所定位置に配置される。
投射光学装置３６は、画像形成装置３４から入射される画像光を被投射面上に拡大投射する。すなわち、投射光学装置３６は、光変調装置３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒによって変調された光を投射する。投射光学装置３６は、例えば筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。
【００２２】
［照明装置の構成］
図２は、照明装置４の構成を示す模式図である。
照明装置４は、光変調装置３４３を照明する照明光を均一化装置３１に出射する。照明装置４は、図２に示すように、光源用筐体ＣＡと、光源用筐体ＣＡ内にそれぞれ収容される光源部４１、アフォーカル光学素子４２、ホモジナイザー光学素子４３、偏光分離素子４４、第１集光素子４５、第１位相差素子４６、第２集光素子４７、拡散反射装置４８、第２位相差素子４９及び波長変換装置５Ａと、を備える。この他、照明装置４は、図２では図示を省略するが、点灯制御部６１、状態表示部６２及び表示制御部６３（それぞれ図４参照）を備える。点灯制御部６１、状態表示部６２及び表示制御部６３については、後に詳述する。
光源用筐体ＣＡは、塵埃等が内部に侵入しづらい密閉筐体である。
【００２３】
光源部４１、アフォーカル光学素子４２、ホモジナイザー光学素子４３、偏光分離素子４４と、第１位相差素子４６、第２集光素子４７及び拡散反射装置４８は、照明装置４に設定された第１照明光軸Ａｘ１上に配置されている。
波長変換装置５Ａ、第１集光素子４５、偏光分離素子４４及び第２位相差素子４９は、照明装置４に設定され、かつ、第１照明光軸Ａｘ１に直交する第２照明光軸Ａｘ２上に配置されている。
【００２４】
［光源部の構成］
光源部４１は、光を出射する光源４１１及びコリメーターレンズ４１５を備える。
光源４１１は、それぞれ発光素子としての複数の第１固体光源４１２及び複数の第２固体光源４１３と、支持部材４１４と、を備える。
第１固体光源４１２は、励起光であるｓ偏光の青色光Ｌ１ｓを出射する半導体レーザーである。青色光Ｌ１ｓは、例えば、ピーク波長が４４０ｎｍのレーザー光である。第１固体光源４１２から出射された青色光Ｌ１ｓは、波長変換装置５Ａに入射される。
第２固体光源４１３は、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐを出射する半導体レーザーである。青色光Ｌ２ｐは、例えば、ピーク波長が４６０ｎｍのレーザー光である。第２固体光源４１３から出射された青色光Ｌ２ｐは、拡散反射装置４８に入射される。
支持部材４１４は、第１照明光軸Ａｘ１と直交する平面にそれぞれアレイ状に配置された複数の第１固体光源４１２及び複数の第２固体光源４１３を支持する。
【００２５】
第１固体光源４１２から出射された青色光Ｌ１ｓ及び第２固体光源４１３から出射された青色光Ｌ２ｐは、コリメーターレンズ４１５によって平行光束に変換され、アフォーカル光学素子４２に入射される。
なお、本実施形態では、光源４１１は、ｓ偏光の青色光Ｌ１ｓと、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐとを出射する構成である。しかしながら、これに限らず、光源４１１は、偏光方向が同じ直線偏光光である青色光を出射する構成としてもよい。この場合、入射された１種類の直線偏光をｓ偏光及びｐ偏光が含まれる光とする位相差素子を、光源部４１と偏光分離素子４４との間に配置すればよい。
【００２６】
［アフォーカル光学素子及びホモジナイザー光学素子の構成］
アフォーカル光学素子４２は、光源部４１から入射される青色光Ｌ１ｓ，Ｌ２ｐの光束径を調整して、ホモジナイザー光学素子４３に入射させる。アフォーカル光学素子４２は、入射される光を集光するレンズ４２１と、レンズ４２１によって集光された光束を平行化するレンズ４２２とにより構成されている。
ホモジナイザー光学素子４３は、青色光Ｌ１ｓ，Ｌ２ｐの照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学素子４３は、一対のマルチレンズアレイ４３１，４３２により構成されている。
【００２７】
［偏光分離素子の構成］
ホモジナイザー光学素子４３を通過した青色光Ｌ１ｓ，Ｌ２ｐは、偏光分離素子４４に入射する。
偏光分離素子４４は、プリズム型の偏光ビームスプリッターであり、入射される光に含まれるｓ偏光成分とｐ偏光成分とを分離する。具体的に、偏光分離素子４４は、ｓ偏光成分を反射させ、ｐ偏光成分を透過させる。また、偏光分離素子４４は、ｓ偏光成分及びｐ偏光成分のいずれの偏光成分であっても、所定波長以上の光を透過させる色分離特性を有する。従って、ｓ偏光の青色光Ｌ１ｓは、偏光分離素子４４にて反射され、第１集光素子４５に入射する。一方、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐは、偏光分離素子４４を透過して、第１位相差素子４６に入射する。
【００２８】
［第１集光素子の構成］
第１集光素子４５は、偏光分離素子４４にて反射された青色光Ｌ１ｓを波長変換装置５Ａに集光する。また、第１集光素子４５は、波長変換装置５Ａから入射される蛍光ＹＬを平行化する。図２の例では、第１集光素子４５は、２つのレンズ４５１，４５２によって構成されているが、第１集光素子４５を構成するレンズの数は問わない。
【００２９】
［波長変換装置の構成］
波長変換装置５Ａは、光が入射されることによって励起されて、入射された光より波長が長い光を出射する。換言すると、波長変換装置５Ａは、入射された光の波長を変換する。本実施形態では、波長変換装置５Ａは、青色光Ｌ１ｓの入射に応じて、青色光Ｌ１ｓより波長が長い蛍光ＹＬを、青色光Ｌ１ｓの入射側に出射する反射型の波長変換素子である。なお、波長変換装置５Ａにて生成される蛍光ＹＬは、例えば、ピーク波長が５００〜７００ｎｍの光である。
【００３０】
波長変換装置５Ａは、青色光Ｌ１ｓが入射されて蛍光ＹＬを出射する波長変換素子５１と、波長変換素子５１を回転させる回転部５９と、を備える。
波長変換素子５１の構成については、後に詳述する。
回転部５９は、励起光である青色光Ｌ１ｓの入射側から見て波長変換素子５１の中心を通り、かつ、第２照明光軸Ａｘ２と平行な回転軸を中心として、波長変換素子５１を回転させる。これにより、波長変換素子５１において青色光Ｌ１ｓの入射位置が、波長変換素子５１の回転に伴って変更される。回転部５９としては、モーター等の回転装置を例示できる。
波長変換装置５Ａから出射された蛍光ＹＬは、第２照明光軸Ａｘ２に沿って第１集光素子４５を通過した後、偏光分離素子４４に入射される。そして、蛍光ＹＬは、偏光分離素子４４を第２照明光軸Ａｘ２に沿って通過し、第２位相差素子４９に入射する。
【００３１】
［第１位相差素子及び第２集光素子の構成］
第１位相差素子４６は、偏光分離素子４４と第２集光素子４７との間に配置されている。第１位相差素子４６は、偏光分離素子４４を通過した青色光Ｌ２ｐを円偏光の青色光Ｌ２ｃに変換する。青色光Ｌ２ｃは、第２集光素子４７に入射される。
第２集光素子４７は、第１位相差素子４６から入射される青色光Ｌ２ｃを拡散反射装置４８に集光する。また、第２集光素子４７は、拡散反射装置４８から入射される青色光Ｌ２ｃを平行化する。なお、第２集光素子４７を構成するレンズの数は、適宜変更可能である。
【００３２】
［拡散反射装置の構成］
拡散反射装置４８は、波長変換装置５Ａから出射される蛍光ＹＬと同様の拡散角で、入射された青色光Ｌ２ｃを拡散反射させる。拡散反射装置４８の構成として、入射された青色光Ｌ２ｃをランバート反射させる反射板と、反射板を第１照明光軸Ａｘ１と平行な回転軸を中心として回転させる回転装置とを備える構成を例示できる。
拡散反射装置４８にて拡散反射された青色光Ｌ２ｃは、第２集光素子４７を通過した後、第１位相差素子４６に入射される。青色光Ｌ２ｃは、拡散反射装置４８にて反射される際に、回転方向が反対方向の円偏光に変換される。このため、第２集光素子４７を介して第１位相差素子４６に入射された青色光Ｌ２ｃは、偏光分離素子４４から第１位相差素子４６に入射された際のｐ偏光の青色光Ｌ２ｃではなく、ｓ偏光の青色光Ｌ２ｓに変換される。そして、青色光Ｌ２ｓは、偏光分離素子４４にて反射されて、第２位相差素子４９に入射される。すなわち、偏光分離素子４４から第２位相差素子４９に入射される光は、青色光Ｌ２ｓ及び蛍光ＹＬが混在した白色光である。
【００３３】
［第２位相差素子の構成］
第２位相差素子４９は、偏光分離素子４４から入射される白色光をｓ偏光及びｐ偏光が混在する光に変換する。このように変換された白色の照明光ＷＬは、上記した均一化装置３１に入射される。
【００３４】
［波長変換素子の構成］
図３は、波長変換素子５１の断面の一部を模式的に示す図である。
波長変換素子５１は、図３に示すように、基材５１１、波長変換層５１２及び反射層５１３を有する。
なお、以下の説明では、波長変換素子５１に対する青色光Ｌ１ｓの入射方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｚ方向とは反対方向を−Ｚ方向とする。また、青色光Ｌ１ｓを、蛍光体を励起させる励起光ＥＬと記載する。
【００３５】
［基材の構成］
基材５１１は、波長変換層５１２及び反射層５１３を支持する円板状の支持部材であり、回転部５９によって回転される。基材５１１は、例えば金属等の熱伝導性に優れた材料によって形成されている。基材５１１には、反射層５１３を介して、波長変換層５１２から熱が伝達される。そして、基材５１１は、伝達された熱を放熱する。
このような基材５１１において、励起光ＥＬの入射側である−Ｚ方向の面は、波長変換層５１２及び反射層５１３と対向して、波長変換層５１２及び反射層５１３を支持する第１面５１１１である。基材５１１において、第１面５１１１とは反対側の面は、第２面５１１２である。
【００３６】
［波長変換層の構成］
波長変換層５１２は、基材５１１に対して励起光ＥＬの入射側である−Ｚ方向に位置しており、入射される励起光ＥＬを波長変換して上記蛍光を拡散出射する蛍光体を含有する。波長変換層５１２は、−Ｚ方向に位置する第１面５１２１と、第１面５１２１とは反対側に位置する第２面５１２２と、を有する。第１面５１２１は、励起光ＥＬが入射される光入射面である。第２面５１２２は、基材５１１の第１面５１１１と対向する対向面である。
本実施形態では、波長変換層５１２は、例えばガーネット構造を主として有するセラミックにより構成されている。このようなガーネット構造を有するセラミックとしては、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、ＴｂＡｌ５Ｏ１２及びＬｕＡｌ５Ｏ１２の少なくとも１つを含む組成を例示できる。また、ガーネット構造を有するセラミックは、賦活剤として、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃｒ、Ｇｄ及びＧａの少なくとも１つを含む。なお、波長変換層５１２は、ガーネット構造を有するセラミックの他に、プロブスカイト構造又はモノリシック構造を有するセラミックが含まれていてもよい。
【００３７】
第１面５１２１を介して波長変換層５１２の内部に励起光ＥＬが入射されると、波長変換層５１２に含まれる蛍光体によって蛍光が発生する。
発生した蛍光の一部は、励起光ＥＬの入射側、すなわち、−Ｚ方向に進行して、第１面５１２１から−Ｚ方向に出射される。すなわち、第１面５１２１は、蛍光を出射する光出射面でもある。
一方、発生した蛍光の他の一部は、励起光ＥＬの入射方向である＋Ｚ方向に沿って基材５１１側に進行する。このような基材５１１側に進行する蛍光も第１面５１２１から−Ｚ方向に出射させるために、基材５１１と波長変換層５１２との間には、反射層５１３が設けられている。そして、基材５１１の第１面５１１１と波長変換層５１２の第２面５１２２とは、反射層５１３を介して接合されている。
【００３８】
波長変換層５１２は、上記蛍光体の他、応力発光材料ＳＥを含有している。
本実施形態では、波長変換層５１２に含有される応力発光材料ＳＥは、応力発光材料に加わる応力のエネルギー、すなわち、波長変換層５１２に作用する応力のエネルギーを所定波長の光に変換して出射するものである。このような応力発光材料ＳＥとして、例えば、アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）、チタン酸バリウム・カルシウム（（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ３：Ｐｒ）、及び、アルミン酸カルシウム・イットリウム（ＣａＹＡｌ３Ｏ７：Ｃｅ）が挙げられる。また、応力発光材料ＳＥが出射する光としては、例えば赤外光が挙げられる。
このような応力発光材料ＳＥから出射された光は、蛍光とともに波長変換層５１２から出射され、ひいては、照明装置４から出射される。そして、応力発光材料ＳＥから出射された光は、後述する検出部７１によって検出される。
以下、応力が加わることによって応力発光材料ＳＥから出射される光を、変換光と呼称する。
【００３９】
［反射層の構成］
反射層５１３は、基材５１１の第１面５１１１と波長変換層５１２の第２面５１２２との間に設けられ、入射される光を反射させる。具体的に、反射層５１３は、波長変換層５１２から入射される蛍光及び変換光を−Ｚ方向に反射させる。これにより、波長変換層５１２にて生じた蛍光及び変換光の略全てが、波長変換層５１２の第１面５１２１から波長変換素子５１の外部に出射される。
このような反射層５１３は、例えばアルミニウムや銀等の金属成膜によって形成できる他、誘電体多層膜によって形成できる。
【００４０】
［照明装置の他の構成］
図４は、照明装置４及び制御部７３の構成を示すブロック図である。
照明装置４は、図４に示すように、点灯制御部６１、状態表示部６２及び表示制御部６３を備える。
【００４１】
点灯制御部６１は、後述する制御部７３を構成する動作制御部７３２から入力される制御信号に基づいて、光源４１１の点灯、すなわち、第１固体光源４１２及び第２固体光源４１３の点灯を制御する。
例えば、動作制御部７３２から、光源４１１を点灯させる制御信号が入力された場合には、点灯制御部６１は、第１固体光源４１２及び第２固体光源４１３に所定の電圧を印加して、第１固体光源４１２及び第２固体光源４１３を通常点灯させる。
また例えば、応力等によって波長変換層５１２に破損が生じる可能性があると動作制御部７３２によって判断された場合には、点灯制御部６１は、光源４１１の出力光量を低下させる。すなわち、点灯制御部６１は、第１固体光源４１２及び第２固体光源４１３への印加電圧を通常点灯時より低下させ、各第１固体光源４１２からの出力光量、及び、各第２固体光源４１３からの出力光量を低下させることによって、光源４１１からの出力光量を低下させる。これにより、波長変換層５１２に入射される励起光の光量が低下されるので、波長変換層５１２にて生じる温度差が低減され、波長変換層５１２にて生じる応力を低減され、ひいては、波長変換層５１２に破損が生じることが抑制される。
更に例えば、波長変換層５１２に破損が生じたと動作制御部７３２によって判断された場合には、点灯制御部６１は、光源４１１を消灯させる。
【００４２】
状態表示部６２は、光源用筐体ＣＡの外部に設けられて、照明装置４の状態を表示する。状態表示部６２は、本実施形態では、光源用筐体ＣＡの外面に設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）によって構成される。しかしながら、これに限らず、状態表示部６２は、各種ディスプレイによって構成されてもよい。
【００４３】
表示制御部６３は、動作制御部７３２から入力される制御信号に基づいて、状態表示部６２を制御して、照明装置４の状態を状態表示部６２に表示させる。具体的に、表示制御部６３は、状態表示部６２の点灯色及び点灯状態を制御することによって、照明装置４の状態を表示する。
例えば、照明装置４が通常点灯している場合には、表示制御部６３は、状態表示部６２を緑色点灯させる。また、応力等によって波長変換層５１２に破損が生じる可能性があると動作制御部７３２によって判断された場合には、表示制御部６３は、例えば状態表示部６２を赤色点滅させる。更に、波長変換層５１２に破損が生じたと動作制御部７３２によって判断された場合には、表示制御部６３は、例えば状態表示部６２を赤色点灯させる。
なお、照明装置４が通常点灯している場合には、表示制御部６３は、状態表示部６２を消灯させてもよい。
【００４４】
［検出部の構成］
検出部７１は、応力発光材料ＳＥから出射された変換光を検出する。具体的に、検出部７１は、変換光を受光して、変換光の光量を検出する。
本実施形態では、検出部７１は、図１に示すように、光学部品用筐体３５において、色分離装置３２によって分離された赤色光が通過する光路に設けられている。詳述すると、検出部７１は、リレーレンズ３３３を通過した赤色光を、光変調装置３４３Ｒに向かって反射させる反射ミラー３３４に対する光入射側とは反対側に設けられている。
ここで、反射ミラー３３４は、全反射ミラーであるが、入射光の全てを反射させるのではなく、一部の光は透過してしまう。このため、上記位置に検出部７１が設けられていても、反射ミラー３３４を透過した変換光を、検出部７１は検出可能である。
このような検出部７１は、照明装置４の外部で、かつ、プロジェクター１の内部に設けられていることから、プロジェクター側検出部に相当する。
【００４５】
検出部７１は、変換光の検出結果、すなわち、入射された変換光の光量を応じた検出信号を、制御部７３に出力する。
ここで、波長変換層５１２の温度差や温度分布等によって、波長変換層５１２に応力が作用した場合、作用した応力に応じた光量の変換光を、波長変換層５１２に含まれる応力発光材料ＳＥは出射する。変換光を検出した検出部７１は、変換光の光量に応じたレベルの検出信号を出力する。検出信号によって示されるレベルは、値が大きいほど波長変換層５１２に生じている応力が大きいことを示す。このため、検出信号により示されるレベルを判定することによって、波長変換層５１２に加わっている応力を把握できる。
【００４６】
［報知部の構成］
図４に示す報知部７２は、各種情報を報知する。報知部７２は、制御部７３と電気的に接続されており、制御部７３から入力される報知情報に応じた報知内容を報知する。本実施形態では、報知部７２は、外装筐体２の外面に露出して設けられるＬＥＤを備えて構成されており、ＬＥＤの点灯色及び点灯状態によって、各種報知内容を報知する。
例えば、報知部７２が緑色点灯することによって、照明装置４が通常点灯していることが示される。
また例えば、報知部７２が赤色点滅することによって、制御部７３によって光源４１１の出射光量が低下され、照明装置４の出射光量が低下されていることが示される。
更に例えば、報知部７２が赤色点灯することによって、異常等が発生して、制御部７３によって照明装置４が消灯されたことが示される。
【００４７】
［制御部の構成］
制御部７３は、記憶部７３１及び動作制御部７３２を有する。
記憶部７３１は、プロジェクター１の動作に必要な各種プログラム及びデータを記憶している。例えば、記憶部７３１は、動作制御部７３２によって参照される第１閾値及び第２閾値を記憶している。この他、記憶部７３１は、動作制御部７３２によって後述する点灯制御処理を実行するための点灯制御プログラムを記憶している。
【００４８】
動作制御部７３２は、自律的に、或いは、ユーザーによる操作に応じて、プロジェクター１全体の動作を制御する。例えば、プロジェクター１の電源をＯＮする操作がユーザーによって行われた場合には、動作制御部７３２は、光源４１１を点灯させる制御信号を点灯制御部６１に出力する。また例えば、動作制御部７３２は、各光変調装置３４３の動作を制御して、画像情報に応じた画像光を各光変調装置３４３に形成させる。
【００４９】
この他、動作制御部７３２は、検出部７１から入力される検出信号に応じた処理を実行する。
具体的に、動作制御部７３２は、検出信号のレベルが、波長変換層５１２に割れ等の破損が生じる可能性がある第１閾値以上であると判定した場合には、波長変換層５１２に破損が生じる可能性があると判断する。この場合、動作制御部７３２は、光源４１１の出射光量を低減させる制御信号を、点灯制御部６１に出力する。これにより、点灯制御部６１によって光源４１１の出射光量が低減されて、波長変換層５１２に入射される励起光の光量が低減される。このため、波長変換層５１２において励起光の入射側の部位と、励起光の入射側とは反対側の部位との間の温度差が小さくなり、波長変換層５１２に作用する応力が低減される。
この場合、動作制御部７３２は、報知部７２を赤色点滅させる。これにより、照明装置４の出射光量が制御部７３によって低下されていることが示される。
【００５０】
本実施形態では、波長変換層５１２に入射される励起光は、第１固体光源４１２及び第２固体光源４１３のうちの第１固体光源４１２が出射する青色光Ｌ１ｓである。
このため、波長変換層５１２への入射光量を低減させるためには、各第２固体光源４１３の出射光量を通常点灯時のままとする一方で、各第１固体光源４１２の出射光量を低減させ、これにより、照明装置４からの出射光量を大きく低減させずに、波長変換層５１２への入射光量を低減させることが考えられる。
しかしながら、このような場合には、照明装置４から出射される照明光における青色光と蛍光との割合が、通常点灯時の割合と異なってしまう。すなわち、各第１固体光源４１２の出射光量のみを低下させた場合には、照明装置４から出射される照明光のホワイトバランスが、通常点灯時のホワイトバランスと異なってしまう。
【００５１】
これに対し、動作制御部７３２は、入力される検出信号のレベルが第１閾値以上である場合には、第１固体光源４１２だけでなく、第２固体光源４１３についても出射光量を低減させる制御を点灯制御部６１に実施させる。これにより、照明装置４から出射される照明光のホワイトバランスを維持しつつ、波長変換層５１２に入射される励起光の光量を低下させることができる。
【００５２】
また、動作制御部７３２は、検出信号のレベルが第２閾値以上であると判定した場合には、波長変換層５１２に破損が生じたと判断する。第２閾値は、第１閾値より大きい閾値であり、波長変換層５１２に破損が生じた場合のレベルである。
このような場合、動作制御部７３２は、光源４１１を消灯させる制御信号を、点灯制御部６１に出力する。これにより、照明装置４は消灯される。
そして、動作制御部７３２は、報知部７２を赤色点灯させることにより、異常の発生によって制御部７３が照明装置４を消灯したことが示される。
なお、動作制御部７３２は、入力される検出信号のレベルが第１閾値未満である場合には、報知部７２を緑色点灯させ、照明装置４が通常点灯していることを示す。
【００５３】
［点灯制御処理］
図５は、動作制御部７３２によって実行される点灯制御処理を示すフローチャートである。
動作制御部７３２は、照明装置４が点灯されている間、記憶部７３１に記憶された点灯制御プログラムを読み込んで、以下に示す点灯制御処理を実行する。この点灯制御処理は、状態表示部６２及び報知部７２による照明装置４の状態の表示及び報知処理を含んでいることから、報知制御処理と言うこともできる。
この点灯制御処理では、図５に示すように、まず、動作制御部７３２が、検出部７１から出力された検出信号を取得する（ステップＳ１）。
この後、動作制御部７３２は、取得された検出信号のレベルが、記憶部７３１に記憶されている第１閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００５４】
動作制御部７３２は、検出信号のレベルが第１閾値未満であると判定すると（ステップＳ２：ＮＯ）、報知部７２を緑色点灯させる他、表示制御部６３によって、状態表示部６２を緑色点灯させる（ステップＳ３）。この後、動作制御部７３２は、処理をステップＳ１に戻す。
【００５５】
一方、動作制御部７３２は、検出信号のレベルが第１閾値以上であると判定すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、検出信号のレベルが、記憶部７３１に記憶されている第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
動作制御部７３２は、検出信号のレベルが第２閾値未満であると判定すると（ステップＳ４：ＮＯ）、応力によって波長変換層５１２が破損する可能性があると判断し、点灯制御部６１によって、光源４１１の出射光量を低減させる（ステップＳ５）。
また、動作制御部７３２は、報知部７２を赤色点滅させる他、表示制御部６３によって、状態表示部６２を赤色点滅させる（ステップＳ６）。
この後、動作制御部７３２は、処理をステップＳ１に戻す。
【００５６】
一方、動作制御部７３２は、検出信号のレベルが第２閾値以上であると判定すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、点灯制御部６１によって、光源４１１を消灯させる（ステップＳ７）。
また、動作制御部７３２は、報知部７２を赤色点灯させる他、表示制御部６３によって、状態表示部６２を赤色点灯させる（ステップＳ８）。
これにより、動作制御部７３２は、点灯制御処理を終了させる。
【００５７】
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果を奏することができる。
波長変換素子５１は、入射される光の波長を変換する蛍光体と、応力発光材料ＳＥと、を含有する。詳述すると、波長変換素子５１は、蛍光体及び応力発光材料ＳＥを含有する波長変換層５１２を有する。
これによれば、応力発光材料ＳＥから出射される変換光の光量を検出部７１が検出することによって、波長変換層５１２に作用している応力を検出できる。従って、上記のように、動作制御部７３２が、検出信号のレベルに応じて光源４１１の点灯状態を制御し、波長変換層５１２に入射される励起光の光量を制御することによって、波長変換層５１２、ひいては、波長変換素子５１に破損が生じることを抑制できる。
【００５８】
照明装置４は、波長変換素子５１と、波長変換素子５１に入射される光を出射する光源４１１と、を有する。また、プロジェクター１は、照明装置４と、照明装置４からの光を変調する光変調装置３４３と、光変調装置３４３によって変調された光を投射する投射光学装置３６と、を備える。
これによれば、照明装置４から出射される照明光には、波長変換素子５１から出射される蛍光を含めることができるので、照明装置４は、比較的高輝度な照明光を出射できる。
そして、プロジェクター１が照明装置４を有することによって、上記波長変換素子５１及び照明装置４と同様の効果を奏することができ、高輝度な画像を表示できる。
【００５９】
照明装置４は、第２照明光軸Ａｘ２に沿う回転軸を中心として波長変換素子５１を回転させる回転部５９を備える。
これによれば、波長変換素子５１の波長変換層５１２における励起光の入射部位を、波長変換素子５１の回転に伴って移動させることができるので、波長変換素子５１が局所的に発熱することを抑制でき、温度消光の発生を抑制できる。また、波長変換素子５１が回転されるので、波長変換素子５１を冷却できる他、波長変換素子５１から出射される蛍光のチラツキを抑制できる。
【００６０】
プロジェクター１は、応力発光材料ＳＥから出射された光を検出するプロジェクター側検出部としての検出部７１と、検出部７１による検出結果に応じて、プロジェクター１の動作を制御する動作制御部７３２と、を備える。
これによれば、検出部７１が応力発光材料ＳＥから出射される変換光を検出し、動作制御部７３２が、検出部７１から入力される検出信号のレベルを判定することによって、波長変換層５１２に作用している応力の大きさを検出できる。そして、上記のように、動作制御部７３２が、点灯制御部６１を介して光源４１１の点灯状態を制御することによって、波長変換層５１２に作用している応力を低減させることができる。従って、波長変換層５１２に破損が生じることを抑制でき、照明装置４が安定して照明光を出射できるので、プロジェクター１が安定して画像を表示できる。
【００６１】
［第１実施形態の第１変形例］
プロジェクター１では、照明装置４が備える波長変換装置５Ａは、波長変換素子５１を回転させる回転部５９を有するとした。しかしながら、これに限らず、波長変換装置５Ａは、回転部５９を備えない構成としてもよい。換言すると、波長変換素子５１は、回転部５９によって回転される構成でなくてもよい。
このような波長変換装置を有する照明装置４を備えたプロジェクター１によっても、上記した効果を奏することができる。
【００６２】
［第１実施形態の第２変形例］
上記プロジェクター１では、検出部７１は、図１に示したように、赤色光の光路上に配置されるリレー装置３３の反射ミラー３３４に対する光入射側とは反対側に設けられるとした。しかしながら、これに限らず、検出部７１が変換光を検出可能であれば、検出部７１の位置は、他の位置であってもよい。例えば、検出部は、変換光を検出可能であれば、クロスダイクロイックプリズムによって構成された色合成装置３４６に設けられていてもよい。また、検出部が照明装置内に配置される場合には、光源４１１の点灯を制御する点灯制御部、及び、状態表示部６２を制御する表示制御部は、照明装置内に配置された検出部から出力された検出信号に基づいて、光源４１１及び状態表示部６２を制御してもよい。
【００６３】
図６は、プロジェクター１の変形であるプロジェクター１Ａの構成の一部を示すブロック図である。
例えば、プロジェクター１から照明装置の構成及び検出部の位置を変更して、図６に示すプロジェクター１Ａとして構成してもよい。
プロジェクター１Ａは、照明装置４に代えて照明装置４Ａを有する一方で、検出部７１を有しない他は、プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
照明装置４Ａは、図６に示すように、点灯制御部６１及び表示制御部６３に代えて点灯制御部６１Ａ及び表示制御部６３Ａを有し、更に、検出部６４Ａ及び記憶部６５Ａを有する他は、照明装置４と同様の構成及び機能を有する。
【００６４】
図７は、検出部６４Ａの位置を示す模式図である。
検出部６４Ａは、検出部７１と同様に、上記変換光を検出して、変換光の光量に応じたレベルを示す検出信号を、制御部７３に出力する他、点灯制御部６１Ａ及び表示制御部６３Ａに出力する。すなわち、検出部６４Ａは、照明装置４Ａ内に配置される照明装置側検出部ということができる。
このような検出部６４Ａは、図７に示すように、波長変換素子５１近傍の位置に配置されている。具体的に、検出部６４Ａは、波長変換素子５１に対して、波長変換素子５１への励起光の入射方向である＋Ｚ方向に対する直交方向に配置されている。
【００６５】
図６に示す記憶部６５Ａは、それぞれ上記した第１閾値及び第２閾値を記憶している。これら第１閾値及び第２閾値は、記憶部７３１に記憶されている第１閾値及び第２閾値とそれぞれ同じである。
点灯制御部６１Ａは、動作制御部７３２と同様に、入力される検出信号のレベルに応じて、光源４１１の点灯を制御する。また、表示制御部６３Ａは、動作制御部７３２と同様に、入力される検出信号のレベルに応じて、状態表示部６２を制御する。
例えば、検出信号のレベルが、記憶部６５Ａに記憶されている第１閾値未満であれば、点灯制御部６１Ａは、光源４１１を通常点灯させ、表示制御部６３Ａは、状態表示部６２を緑色点灯させるか消灯させる。また、検出信号のレベルが第１閾値以上であり、第２閾値未満であれば、点灯制御部６１Ａは、光源４１１の出射光量を低減させ、表示制御部６３Ａは、状態表示部６２を赤色点滅させる。更に、検出信号のレベルが第２閾値以上であれば、点灯制御部６１Ａは、光源４１１を消灯させ、表示制御部６３Ａは、状態表示部６２を赤色点灯させる。
【００６６】
上記のように、制御部７３にも、検出部６４Ａから検出信号が入力される。
このため、制御部７３の動作制御部７３２は、検出信号のレベルに応じた光源４１１の点灯制御及び状態表示部６２の表示制御を実行しない。しかしながら、動作制御部７３２は、上記のように、検出信号のレベルに応じた報知部７２の報知制御は実行する。
【００６７】
このようなプロジェクター１Ａによれば、上記プロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
照明装置４Ａは、応力発光材料ＳＥから出射された光を検出して検出信号を出力する照明装置側検出部としての検出部６４Ａと、検出部６４Ａから出力された検出信号に応じて、光源４１１の点灯を制御する点灯制御部６１Ａと、を備える。
これによれば、照明装置４の構成によって、波長変換素子５１の波長変換層５１２に作用する応力に応じて、光源４１１の点灯状態を制御できる。従って、動作制御部７３２の一部の機能を省略でき、動作制御部７３２による処理負荷を軽減できる。
【００６８】
照明装置４Ａは、応力発光材料ＳＥから出射された光を検出して検出信号を出力する照明装置側検出部としての検出部６４Ａと、照明装置４Ａの状態を表示する状態表示部６２と、検出部６４Ａから入力される検出信号に応じて、状態表示部６２に照明装置４Ａの状態を表示させる表示制御部６３Ａと、を備える。
これによれば、状態表示部６２による表示内容を確認することによって、照明装置４Ａの状態をユーザーが確認できる。従って、照明装置４Ａの利便性、ひいては、プロジェクター１Ａの利便性を高めることができる。
【００６９】
なお、プロジェクター１Ａでは、点灯制御部６１Ａ及び表示制御部６３Ａは、照明装置４Ａ内に配置された検出部６４Ａから入力される検出信号に応じて、光源４１１及び状態表示部６２を制御するとした。しかしながら、これに限らず、上記のように光学部品用筐体３５に設けられた検出部７１から検出信号が点灯制御部６１Ａ及び表示制御部６３Ａに入力されるように構成してもよい。この場合、検出部６４Ａは無くてもよい。
【００７０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態にて示したプロジェクター１と同様の構成を有する。ここで、プロジェクター１の照明装置４は、反射型の波長変換素子５１を有するとした。これに対し、本実施形態に係るプロジェクターの照明装置は、透過型の波長変換素子を有する。この点で、本実施形態に係るプロジェクターと、プロジェクター１とは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
［プロジェクター及び照明装置の構成］
図８は、本実施形態に係るプロジェクターが備える照明装置４Ｂの構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、照明装置４に代えて照明装置４Ｂを有する他は、プロジェクター１と同様の構成を有する。
照明装置４Ｂは、照明装置４，４Ａと同様に、光変調装置３４３を照明する照明光を均一化装置３１に出射する。照明装置４Ｂは、図８に示すように、蛍光を出射する第１光源装置４Ｂ１と、青色光を出射する第２光源装置４Ｂ４と、点灯制御部６１Ｂと、状態表示部６２及び表示制御部６３と、を有する。
【００７２】
［第１光源装置の構成］
図９は、第１光源装置４Ｂ１の構成を示す模式図である。
第１光源装置４Ｂ１は、図９に示すように、励起光を出射する光源部４Ｂ２と、光源部４Ｂ２から出射された励起光を縮径させるアフォーカル光学素子４２と、縮径された励起光の照度分布を均一化するホモジナイザー光学素子４３と、入射される励起光を集光する第１集光素子４５と、励起光を波長変換する波長変換装置５Ｂと、第２集光素子４Ｂ３と、を有する。
【００７３】
光源部４Ｂ２は、励起光を出射する発光素子としての複数の固体光源４Ｂ２１を有し、複数の固体光源４Ｂ２１から出射された励起光は、アフォーカル光学素子４２、ホモジナイザー光学素子４３、第１集光素子４５を介して波長変換装置５Ｂに入射される。なお、固体光源４Ｂ２１は、第１固体光源４１２と同じ光を出射する固体光源であってもよく、第２固体光源４１３と同じ光を出射する固体光源であってもよい。
第２集光素子４Ｂ３は、波長変換装置５Ｂに対する励起光の入射方向に沿って波長変換装置５Ｂから出射された蛍光及び変換光を集光及び平行化する。なお、第２集光素子４Ｂ３から出射された蛍光及び変換光は、第２光源装置４Ｂ４から出射される青色光と合成され、上記均一化装置３１に入射される。
【００７４】
［波長変換装置及び波長変換素子の構成］
図１０は、波長変換装置５Ｂが有する波長変換素子５２の断面の一部を模式的に示す図である。
波長変換装置５Ｂは、図９に示すように、波長変換素子５１に代えて波長変換素子５２を有する他は、波長変換装置５Ａと同様の構成及び機能を有する。すなわち、波長変換装置５Ｂは、波長変換素子５２及び回転部５９を有する。また、波長変換素子５２は、図１０に示すように、基材５２１、波長変換層５１２及び反射層５２３を有する。
なお、以下の説明では、波長変換素子５２に対する励起光ＥＬの入射方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｚ方向とは反対方向を−Ｚ方向とする。
【００７５】
基材５２１は、波長変換層５１２及び反射層５２３を支持する円板状の支持部材であり、回転部５９によって回転される。基材５２１は、＋Ｚ方向に沿って励起光を透過可能な透光性を有する。また、基材５２１は、基材５１１と同様に、熱伝導性に優れた材料によって形成されている。
基材５２１における＋Ｚ方向の面は、波長変換層５１２及び反射層５２３と対向して、波長変換層５１２及び反射層５２３を支持する第１面５２１１である。基材５１１において、第１面５２１１とは反対側の第２面５２１２、すなわち、−Ｚ方向を向く第２面５２１２は、励起光の入射面である。
【００７６】
反射層５２３は、反射層５１３と同様に、基材５２１の第１面５２１１と波長変換層５１２との間に設けられている。反射層５２３は、青色光である励起光を通過させる一方で、青色光より波長の長い光を反射させる光反射特性を有するダイクロイックミラーとして機能する。このような反射層５２３は、例えば誘電体多層膜によって形成できる。
このため、基材５２１を通過して＋Ｚ方向に進行する励起光は、反射層５２３を通過して波長変換層５１２に入射される。
波長変換層５１２にて生じた蛍光ＹＬ及び変換光ＣＬのうち、−Ｚ方向に進行して反射層５２３に入射した蛍光ＹＬ及び変換光ＣＬは、反射層５２３によって＋Ｚ方向に反射される。そして、波長変換層５１２内にて＋Ｚ方向に進行する蛍光ＹＬ及び変換光ＣＬは、波長変換層５１２における＋Ｚ方向の第１面５１２１から＋Ｚ方向に出射され、第２集光素子４Ｂ３（図９参照）に入射される。
【００７７】
本実施形態では、反射層５２３は、基材５２１と波長変換層５１２との間、すなわち、基材５２１に対して＋Ｚ方向に設けられている。しかしながら、これに限らず、例えば基材５２１に対する励起光の入射側、すなわち、基材５２１の第２面５２１２に設けられ、基材５２１の第１面５２１１に波長変換層５１２が直接設けられていてもよい。
【００７８】
このような波長変換素子５２を有する照明装置４Ｂを備えたプロジェクターによっても、上記したプロジェクター１と同様の効果を奏することができる。
なお、本実施形態に係るプロジェクターに対しても、上記第１実施形態において示した第１及び第２変形例の少なくとも１つを適用可能であり、そのような場合でも、上記と同様の効果を奏するプロジェクターを構成できる。
【００７９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態にて示したプロジェクター１と同様の構成を備えるが、波長変換層の構成が異なる点において、プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
［プロジェクター及び照明装置の概略構成］
図１１は、本実施形態に係るプロジェクターが備える照明装置が有する波長変換装置５Ｃの断面の一部を模式的に示す図である。なお、図１１においては、回転部５９の図示を省略している他、波長変換素子５３の断面の一部を示している。
本実施形態に係るプロジェクターは、照明装置４に代えて照明装置４Ｃを有する他は、プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。また、照明装置４Ｃは、波長変換装置５Ａに代えて波長変換装置５Ｃを有する他は、波長変換装置５Ａと同様の構成及び機能を有する。
波長変換装置５Ｃは、波長変換素子５１に代えて波長変換素子５３を有する他は、波長変換装置５Ａと同様の構成及び機能を有する。すなわち、波長変換装置５Ｃは、図１１に示すように、波長変換素子５３と、図示しない回転部５９と、を有する。
【００８１】
［波長変換素子の構成］
波長変換素子５３は、波長変換層５１２に代えて波長変換層５３２を有する他は、波長変換素子５１と同様の構成及び機能を有する。
波長変換層５３２は、波長変換層５１２と同様に、蛍光体ＰＨ及び応力発光材料ＳＥを含む層であり、入射された励起光を蛍光体ＰＨによって蛍光に変換する他、温度差等によって波長変換層５３２に作用する応力に応じた光量の変換光を、応力発光材料ＳＥによって発生させる。波長変換層５３２にて生じた蛍光及び変換光は、照明光に含まれて照明装置４Ｃから出射されて、均一化装置３１に入射される。そして、変換光は、プロジェクター１での場合と同様に、検出部７１によって検出され、検出された変換光の光量に応じたレベルを示す検出信号が、検出部７１から出力される。
このような波長変換層５３２は、本実施形態では、それぞれ粒子状の蛍光体ＰＨ及び応力発光材料ＳＥがガラスや樹脂等によってバインドされたものによって構成される。
【００８２】
このような波長変換素子５３を有する照明装置４Ｃを、上記照明装置４に代えて備えるプロジェクターによっても、上記した第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の効果を奏することができる。
なお、本実施形態に係るプロジェクターに対しても、上記第１実施形態において示した第１及び第２変形例の少なくとも１つを適用可能であり、そのような場合でも、上記と同様の効果を奏するプロジェクターを構成できる。
【００８３】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記した第２実施形態に係るプロジェクターと同様の構成を備えるが、波長変換素子が有する波長変換層の組成が異なる点で、第２実施形態に係るプロジェクターと相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
図１２は、本実施形態に係るプロジェクターが備える照明装置が有する波長変換装置５Ｄの断面の一部を模式的に示す図である。なお、図１２では、回転部５９の図示を省略している。
本実施形態に係るプロジェクターは、波長変換装置５Ｂに代えて波長変換装置５Ｄを有する他は、第２実施形態にて示したプロジェクターと同様の構成及び機能を有する。すなわち、本実施形態に係るプロジェクターが備える照明装置４Ｄは、波長変換装置５Ｂに代えて波長変換装置５Ｄを有する第１光源装置４Ｂ１と、それぞれ上記した第２光源装置４Ｂ４、点灯制御部６１Ｂ、状態表示部６２及び表示制御部６３と、を有する。
波長変換装置５Ｄは、図１２に示すように、波長変換素子５４と、図１２では図示しない回転部５９と、を有する。
【００８５】
波長変換素子５４は、基材５２１、波長変換層５３２及び反射層５２３を有する。
すなわち、波長変換素子５４は、基材５２１における＋Ｚ方向の面である第１面５２１１には、反射層５２３を介して波長変換層５３２が設けられている。
基材５２１は、励起光が透過可能な透明基板である。
波長変換層５３２は、上記のように、それぞれ粒子状の蛍光体ＰＨ及び応力発光材料ＳＥがガラスや樹脂等によってバインドされて形成された層であり、入射された励起光の波長を変換して蛍光ＹＬを発生させる他、応力に応じた光量の変換光ＣＬを発生させる。
反射層５２３は、＋Ｚ方向に沿って進行する励起光を透過し、波長変換層５３２から−Ｚ方向に進行して入射された蛍光ＹＬ及び変換光ＣＬを、＋Ｚ方向に反射させる。
【００８６】
このような波長変換素子５４を有する照明装置４Ｄを備えたプロジェクターによっても、上記した第１実施形態に係る照明装置４を備えたプロジェクター１と同様の効果を奏することができる。
なお、本実施形態に係るプロジェクターに対しても、上記第１実施形態において示した第１及び第２変形例の少なくとも１つを適用可能であり、そのような場合でも、上記と同様の効果を奏するプロジェクターを構成できる。
【００８７】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成を備えるが、応力発光材料を含む層が蛍光体を含む波長変換層とは別に設けられている他、検出部の配置位置が異なる点で、プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
図１３は、本実施形態に係るプロジェクターが備える照明装置の波長変換装置５Ｅの断面の一部を模式的に示す図であり、検出部７１の配置位置を示す図である。なお、図１３においては、波長変換装置５Ｅを構成する回転部５９の図示を省略している。
本実施形態に係るプロジェクターは、照明装置４に代えて照明装置４Ｅを有する他は、プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。照明装置４Ｅは、波長変換装置５Ａに代えて波長変換装置５Ｅを有する他は、照明装置４と同様の構成及び機能を有する。
波長変換装置５Ｅは、図１３に示すように、波長変換素子５１に代えて波長変換素子５５を有する他は、波長変換装置５Ａと同様の構成及び機能を有する。すなわち、波長変換装置５Ｅは、波長変換素子５５と、波長変換素子５５を回転させる図示しない回転部５９と、を有する。
【００８９】
波長変換素子５５は、波長変換層５１２に代えて波長変換層５５２を有し、更に応力発光層５５４を有する他は、波長変換素子５１と同様の構成及び機能を有する。すなわち、波長変換素子５５は、基材５１１と、基材５１１における−Ｚ方向の面である第１面５１１１に設けられる波長変換層５５２及び反射層５１３と、基材５１１における＋Ｚ方向の面である第２面５１１２に設けられる応力発光層５５４と、を有する。
【００９０】
波長変換層５５２は、波長変換層５１２と同様に、反射層５１３を介して基材５１１の第１面５１１１に保持される。波長変換層５５２は、波長変換層５１２とは異なり、応力発光材料ＳＥを含まない。このような波長変換層５５２は、本実施形態では、波長変換層５１２と同様に、ガーネット構造を主として有するセラミックにより構成されて、蛍光体を含む層であるが、波長変換層５３２と同様に、粒子状の蛍光体ＰＨがガラスや樹脂等によってバインドされた層であってもよい。
そして、波長変換層５５２において−Ｚ方向の第１面５５２１に、＋Ｚ方向に沿って励起光が入射されると、上記と同様に、波長変換層５５２に含まれる蛍光体によって蛍光が生じる。生じた蛍光は、−Ｚ方向に進行して第１面５５２１から外部に出射される他、＋Ｚ方向に進行し、反射層５１３にて反射された後、−Ｚ方向に進行して第１面５５２１から外部に出射される。
【００９１】
応力発光層５５４は、基材５１１において波長変換層５５２及び反射層５１３が設けられる第１面５１１１とは反対側の面である第２面５１１２に保持されている。応力発光層５５４は、上記した応力発光材料ＳＥが含まれる層であり、例えば、応力発光材料ＳＥがガラスや樹脂等によってバインドされた層とすることができる。
ここで、温度差等によって波長変換層５５２に応力が発生すると、波長変換層５５２にて生じた応力の大きさに応じて基材５１１も僅かに変形する。このため、基材５１１の第２面５１１２に設けられた応力発光層５５４に含まれる応力発光材料ＳＥが、応力発光層５５４に作用する応力に応じた光量の変換光を出射する。このようにして、応力発光層５５４から出射される変換光の光量を検出部６４Ａが検出することによって、波長変換層５５２に生じた応力を算出できる。
【００９２】
検出部６４Ａは、上記のように、応力発光材料ＳＥによって生成された変換光を検出する。本実施形態では、検出部６４Ａは、照明装置４Ｅ内で、かつ、応力発光層５５４に対向する位置に配置されている。詳述すると、検出部６４Ａは、基材５１１の第２面５１１２に対向し、応力発光層５５４を挟んで基材５１１とは反対側の位置に設けられている。検出部６４Ａは、入射される変換光を検出し、検出された変換光の光量に応じたレベルの検出信号を、制御部７３に出力する。
【００９３】
このような波長変換素子５５を有する照明装置４Ｅを備えたプロジェクターによれば、上記した第１実施形態に係る照明装置４を備えたプロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
波長変換素子５５は、蛍光体を含む波長変換層５５２と、第１面５１１１、及び、第１面５１１１とは反対側の第２面５１１２を有し、第１面５１１１側に波長変換層５５２を保持する基材５１１と、を備える。そして、応力発光材料ＳＥは、第２面５１１２に保持されている。これによれば、波長変換層５５２にて生じた応力の大きさに応じて変形する基材５１１に作用する応力の大きさによって、第２面５１１２側に保持された応力発光材料ＳＥから光が出射される。このため、応力発光材料ＳＥから出射される光の光量を検出することによって、基材５１１に作用している応力、ひいては、波長変換層５５２に作用している応力を検出できる。また、応力発光材料ＳＥは、基材５１１において波長変換層５５２を保持する第１面５１１１とは反対側の第２面５１１２によって保持されるので、応力発光材料ＳＥが出射する光に、波長変換層５５２から出射される蛍光が含まれにくくすることができる。従って、応力発光材料ＳＥが出射する光の光量を検出しやすくすることができ、波長変換層５５２に作用している応力を検出しやすくすることができる。
なお、本実施形態に係るプロジェクターに対しても、上記第１実施形態において示した第１及び第２変形例の少なくとも１つを適用可能であり、そのような場合でも、上記と同様の効果を奏するプロジェクターを構成できる。
【００９４】
［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、応力発光材料ＳＥは、応力発光材料ＳＥに加わる応力を光に変換して、変換光として出射するものであった。しかしながら、これに限らず、応力発光材料ＳＥは、応力発光材料ＳＥに加わる応力に応じて、入射される光の波長を変換するものであってもよい。この場合、上記第５実施形態の構成においては、応力発光層５５４に光を出射する光源を別途設ければよい。
【００９５】
上記第１〜第４実施形態では、応力発光材料ＳＥは、波長変換層５１２，５３２に蛍光体とともに含まれるとした。しかしながら、これに限らず、第５実施形態に記載の波長変換素子５５のように、応力発光材料ＳＥを含む応力発光層を別途設けてもよい。この場合、波長変換層に対する励起光の入射側に応力発光層が設けられていてもよく、励起光の入射側とは反対側に応力発光層が設けられていてもよい。
【００９６】
上記各実施形態では、照明装置４，４Ａ〜４Ｅは、照明装置４，４Ａ〜４Ｅの状態、すなわち、光源部４１，４Ｂ２の点灯状態を表示する状態表示部６２と、状態表示部６２による表示を制御する表示制御部６３，６３Ａと、を有するとした。しかしながら、これに限らず、照明装置は、状態表示部及び表示制御部を有しない構成としてもよい。また、照明装置が状態表示部を有する場合でも、状態表示部による表示は、プロジェクターの動作制御部が制御する構成としてもよい。更に、照明装置に点灯制御部は無くてもよく、制御部の動作制御部が、検出部６４Ａ，７１のうち少なくとも１つの検出部からの検出信号に基づいて、光源の点灯を制御してもよい。
また、プロジェクターは、外装筐体２の外面に露出する報知部７２を有するとしたが、このような報知部７２は無くてもよい。この他、外装筐体２の内部に設けられた照明装置４，４Ａ〜４Ｅの状態表示部６２による表示内容を、外装筐体２の外部から確認可能とする窓部を外装筐体２に設けることによって、状態表示部６２が報知部７２の機能を有するものとして構成してもよい。
【００９７】
上記各実施形態では、検出部６４Ａ，７１のうちの一方の検出部を有する構成とした。しかしながら、これに限らず、点灯制御部が検出部６４Ａからの検出信号に基づいて光源部の点灯を制御し、動作制御部が検出部７１からの検出信号に基づいて報知部７２による報知を制御する場合には、プロジェクターは、検出部６４Ａ，７１のそれぞれを備えていてもよい。
【００９８】
上記第１、第３及び第５実施形態では、基材５１１の第１面５１１１と波長変換層５１２，５３２，５５２との間に、反射層５１３が設けられていた。しかしながら、これに限らず、第１面５１１１によって波長変換層５１２，５３２，５５２から入射される光を反射可能であれば、反射層５１３は無くてもよい。すなわち、第１面５１１１に波長変換層５１２，５３２，５５２が直接設けられていてもよい。また、第１面５１１１と波長変換層５１２，５３２，５５２との間に、反射層５１３に代えて、或いは加えて、他の機能を有する層又は部材が設けられていてもよい。
同様に、上記第２及び第４実施形態では、基材５２１の第１面５２１１と波長変換層５１２，５３２との間に、反射層５２３が設けられていた。しかしながら、これに限らず、反射層５２３が第２面５２１２に設けられている場合等においては、第１面５２１１と波長変換層５１２，５３２との間に、反射層５２３に代えて、或いは加えて、他の機能を有する層又は部材が設けられていてもよく、第１面５２１１に波長変換層５１２，５３２が直接設けられていてもよい。
【００９９】
この他、上記第５実施形態では、応力発光材料ＳＥが含まれる応力発光層５５４は、基材５１１の第２面５１１２に保持されているとした。しかしながら、これに限らず、第２面５１１２と応力発光層５５４との間に、所定の機能を有する層又は部材が設けられていてもよい。更に、応力発光層５５４は、応力発光材料ＳＥがガラスや樹脂等によってバインドされた層としたが、応力発光材料ＳＥが第２面５１１２に保持されれば、応力発光層５５４の構成は、適宜変更可能である。
【０１００】
上記各実施形態では、報知部７２は、ＬＥＤを備えて構成されるとした。しかしながら、これに限らず、報知部７２は、光源部の点灯状態を示すメッセージを表示するディスプレイであってもよく、或いは、光源部の点灯状態を示す音声を出力するスピーカー等の音声出力部であってもよい。一方、光源部の点灯状態を報知させる動作制御部は、光変調装置３４３を制御して、光源部の点灯状態を示すメッセージをＯＳＤ（On Screen Display）にて表示させてもよい。
【０１０１】
上記各実施形態では、プロジェクターは、それぞれ液晶パネルによって構成された３つの光変調装置３４３（３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒ）を備えるとした。しかしながら、これに限らず、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を有するプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
上記各実施形態では、光変調装置として、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネルが採用されていた。しかしながら、これに限らず、光変調装置は、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルが採用されてもよい。この他、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
【０１０２】
上記各実施形態では、波長変換素子及び照明装置をプロジェクターに適用した例を挙げた。しかしながら、これに限らず、本発明の波長変換素子及び照明装置は、例えば照明器具や自動車の照明装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１Ａ…プロジェクター、３４３（３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒ）…光変調装置、３６…投射光学装置、４，４Ａ〜４Ｅ…照明装置、４１，４Ｂ２…光源部、５Ａ〜５Ｅ…波長変換装置、５１〜５５…波長変換素子、５１１，５２１…基材、５１１１，５２１１…第１面、５１１２，５２１２…第２面、５１２，５３２，５５２…波長変換層、５１２１…第１面、５１２２…第２面、５１３，５２３…反射層、５９…回転部、６１…点灯制御部、６２…状態表示部、６３，６３Ａ…表示制御部、６４…検出部（照明装置側検出部）、７１…検出部（プロジェクター側検出部）、７２…報知部、７３…動作制御部、ＥＬ…励起光、ＰＨ…蛍光体、ＳＥ…応力発光材料。
【図１】
2020071381.tif 000003
【図２】
2020071381.tif 000004
【図３】
2020071381.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020071381.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020071381.tif 000011
【図１０】
2020071381.tif 000012
【図１１】
2020071381.tif 000013
【図１２】
2020071381.tif 000014
【図１３】
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