(57)【要約】【課題】蛍光体層の破損に起因する不具合の発生を防止できる光源装置およびプロジェクターを提供する。【解決手段】本発明の光源装置１０は、蛍光体層３２と、蛍光体層３２を励起する励起光を射出する光源１０と、励起光の強度を検出する第１の検出部５０と、蛍光体層３２から射出された蛍光の強度を検出する第２の検出部５１と、第１の検出部５０で検出された励起光強度と、第２の検出部５１で検出された蛍光強度とに基づいて、光源１０を制御する制御部７０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体層と、
前記蛍光体層を励起する励起光を射出する光源と、
前記励起光の強度を検出する第１の検出部と、
前記蛍光体層から射出された蛍光の強度を検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部で検出された励起光強度と、前記第２の検出部で検出された蛍光強度とに基づいて、前記光源を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記励起光強度と前記蛍光強度とに基づいて、前記光源を制御する制御方法を選択する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記蛍光強度が予め設定された第２の閾値以上であり、且つ前記励起光強度が予め設定された第１の閾値よりも弱い場合に、前記光源の制御方法を、前記第１の検出部で検出された励起光強度を無視する制御方法に変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記光源の故障の有無を検査する機能を有する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光源装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記蛍光強度が予め設定された第２の閾値よりも弱く、且つ前記励起光強度が予め設定された第１の閾値よりも弱く、且つ前記光源が故障していない場合、初期駆動電力よりも大きい電力を前記光源に供給する
ことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記蛍光強度が予め設定された第２の閾値よりも弱く、且つ前記励起光強度が予め設定された第１の閾値以上である場合に、前記励起光を遮断する
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光源装置。
【請求項７】
前記励起光強度の検出結果及び前記蛍光強度の検出結果に基づいて、所定のメッセージを表示する表示部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記蛍光体層は、一方の面から前記励起光が入射し、他方の面から前記蛍光を射出させる
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。
【請求項９】
前記蛍光体層を透過した前記励起光の一部と、前記蛍光とを含んだ光が白色光を構成する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記蛍光体層は、回転軸の周りに回転可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項の光源装置と、前記光源装置から射出される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写する投写光学系と、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、光源装置およびプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターに用いられる光源装置の一つとして、レーザー光を励起光として蛍光体層に照射し、励起光とは異なる波長の蛍光を発生させる光源装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
上記光源装置においては、蛍光体層が破損すると、光源装置から射出される蛍光の強度が低下する。また、励起光の強度が低下した場合にも、光源装置から射出される蛍光の強度が低下する。蛍光体層が破損した場合、高出力のレーザー光が蛍光体層に入射せず、光源装置から射出される虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記光源装置においては、光源装置から射出される蛍光の強度が低下する原因は１つではないため、蛍光の強度が低下したときに適切な処置を行うことが困難である、という問題があった。
【０００５】
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、異常発生時に適切な処置が行われる光源装置およびプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に従えば、蛍光体層と、前記蛍光体層を励起する励起光を射出する光源と、前記励起光の強度を検出する第１の検出部と、前記蛍光体層から射出された蛍光の強度を検出する第２の検出部と、前記第１の検出部で検出された励起光強度と、前記第２の検出部で検出された蛍光強度とに基づいて、前記光源を制御する制御部と、を備える光源装置が提供される。
【０００７】
第１態様に係る光源装置は第１の検出部と第２の検出部とによって励起光を射出する光源の状態と蛍光体層の状態を判断し、励起光強度及び蛍光強度に基づいて光源を制御する。そのため、蛍光強度の低下を引き起こす異常状態は幾つかあり得るが、光源の状態と蛍光体層の状態に応じて適切な処置を選択することができる。具体的には、発生した異常状態に応じて、光源の駆動状態を変化させることができる。
【０００８】
また、本発明による光源装置を例えばプロジェクターに適用した場合、何らかの原因により蛍光体層が破損したとしても、基準レベルを超える強度の光がプロジェクターの構成部品に直接照射され続けることを防止することができる。つまり、二次的な障害を引き起こすことを防止することができる。
【０００９】
上記第１態様において、前記制御部は、前記励起光強度と前記蛍光強度とに基づいて、前記光源を制御する制御方法を選択する機能を有してもよい。
この構成によれば、光源の状態と蛍光体層の状態に応じた適切な制御方法によって光源を駆動することができる。
【００１０】
上記第１態様において、前記制御部は、前記蛍光強度が予め設定された第２の閾値以上であり、且つ前記励起光強度が予め設定された第１の閾値よりも弱い場合に、前記光源の制御方法を、前記第１の検出部で検出された励起光強度を無視する制御方法に変更してもよい。
蛍光強度が予め設定された第２の閾値以上であり、且つ励起光強度が予め設定された第１の閾値よりも弱い場合、制御部は、蛍光体層に問題は無いが第１の検出部に故障が発生していると判断する。この場合、制御部は、光源の制御方法を、第１の検出部で検出された励起光強度を無視する制御方法に変更するため、光源を使用可能な状況であるにもかかわらず光源の駆動が停止されてしまうといった不具合の発生を防止できる。
【００１１】
上記第１態様において、前記制御部は、前記光源の故障の有無を検査する機能を有してもよい。
この構成によれば、光源の状態と蛍光体層の状態に応じた適切な駆動方法によって光源を駆動することができる。
【００１２】
上記第１態様において、前記制御部は、前記蛍光強度が予め設定された第２の閾値よりも弱く、且つ前記励起光強度が予め設定された第１の閾値よりも弱く、且つ前記光源が故障していない場合、初期駆動電力よりも大きい電力を前記光源に供給してもよい。
この構成によれば、光源が故障していないけれども蛍光強度が予め設定された第２の閾値よりも弱くなった場合、励起光の強度が強められるため、蛍光強度を強くすることができる。このように、安定した蛍光強度を得ることができる。
【００１３】
上記第１態様において、前記制御部は、前記蛍光強度が予め設定された第２の閾値よりも弱く、且つ前記励起光強度が予め設定された第１の閾値以上である場合に、前記励起光を遮断する構成としてもよい。
制御部は、前記蛍光強度が予め設定された第２の閾値よりも弱く、且つ前記励起光強度が予め設定された第１の閾値以上である場合、蛍光体層に破損や劣化が生じていると判定する。この場合、制御部は励起光を遮断するため、基準レベルを超えた強度の光が射出され続けるといった不具合の発生を防止できる。
【００１４】
上記第１態様において、前記励起光強度の検出結果及び前記蛍光強度の検出結果に基づいて、所定のメッセージを表示する表示部をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、表示部に例えばエラーメッセージが表示されるので、ユーザーに装置で起こっている異常状態を容易に認識させることができる。
【００１５】
上記第１態様において、前記蛍光体層は、一方の面から前記励起光が入射し、他方の面から前記蛍光を射出させる構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層が破損した際に、基準レベルを超える強度の光が光源装置から射出されることが防止される。よって、他の障害を引き起こすことを防止するという効果を顕著に得ることができる。
【００１６】
上記第１態様において、前記蛍光体層を透過した前記励起光の一部と、前記蛍光とを含んだ光が白色光を構成する構成としてもよい。
この構成によれば、白色光を得ることができる光源装置を提供できる。
【００１７】
上記第１態様において、前記蛍光体層は、前記励起光の入射時に回転軸の周りに回転される構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層において励起光が照射される位置を分散させることができるので、蛍光体層の寿命を延ばすことができる。
【００１８】
本発明の第２態様に従えば、上記第一態様に係る光源装置と、前記光源装置から射出される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写する投写光学系と、を備えるプロジェクターが提供される。
【００１９】
第２態様に係るプロジェクターは上述の光源装置を備えるので、明るさの変動が小さい映像を投射することができる。また、基準レベルを超える強度の光による各部品の破損が防止されるため、高い信頼性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。
【図２】蛍光発光素子の斜視図。
【図３】制御部が行うモニタリング処理の手順を表すフローチャート。
【図４】モニタリング中に制御部に出力される信号を説明するための図。
【図５】制御部に出力される変形例に係る信号を説明するための図。
【図６】第２実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光源装置１を備えたプロジェクター１０００の光学系を示す模式図である。
図１に示すように、プロジェクター１０００は、光源装置１と、照明光学系１００と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００と、励起光強度検出部５０と、蛍光強度検出部５１と、制御部７０と、表示部８０と、を具備して構成されている。
【００２３】
光源装置１は、励起光源（光源）１０、コリメーターレンズアレイ１３、集光レンズ２０、蛍光発光素子３０、及びコリメート光学系４０を備えている。励起光源１０から射出される励起光の光路上には、コリメーターレンズアレイ１３、集光レンズ２０、蛍光発光素子３０、コリメート光学系４０がこの順に配置されている。光源装置１は光変調装置を照明する。
【００２４】
励起光源１０は、複数のレーザー光源１２が二次元的に配列されたレーザー光源アレイである。
【００２５】
励起光源１０は、後述する蛍光発光素子３０が備える蛍光物質を励起させる励起光として、青色（発光強度のピーク：４４５ｎｍ付近）のレーザー光を射出する。なお、励起光源１０は、後述する蛍光物質を励起させることができる波長の光であれば、４４５ｎｍ以外のピーク波長を有する色光を射出する励起光源であっても構わない。
【００２６】
コリメーターレンズアレイ１３は、各レーザー光源１２に対応して設けられた複数のレンズ１３０が二次元的に配列されて構成されている。このコリメーターレンズアレイ１３は、各レンズ１３０が、それぞれ、各レーザー光源１２から射出される各レーザー光の光線軸上となるように配置され、各レーザー光を平行化する。
【００２７】
集光レンズ２０は、例えば凸レンズからなる。集光レンズ２０は、コリメーターレンズアレイ１３から入射する複数のレーザー光（励起光）の光線軸上に配置され、この励起光を収束する。
【００２８】
図２は、蛍光発光素子３０の斜視図である。
蛍光発光素子３０はいわゆる透過型の回転蛍光板である。蛍光発光素子３０は、図１及び図２に示すように、所定の回転軸Ｏを中心としてモーター３３により回転駆動される回転板３１の上に、蛍光発光領域が設けられてなる。蛍光発光領域は回転板３１の回転軸の回りに設けられ、蛍光発光領域には蛍光体層３２が設けられている。回転板３１は、ガラスなど、励起光を透過する材料からなる。なお、ここでは回転板３１として円板を用いる例について説明したが、回転板３１の形状は円板に限定されず平板であればよい。
【００２９】
蛍光体層３２は図示しない蛍光体粒子とバインダーを含む。蛍光体粒子は、波長が例えば約４４５ｎｍの励起光（青色光）を吸収して、波長帯域が概ね４９０〜７５０ｎｍの蛍光を発する粒子状の蛍光物質である。この蛍光には、緑色光（波長５３０ｎｍ付近）及び赤色光（波長６３０ｎｍ付近）が含まれる。
【００３０】
蛍光体粒子としては、通常知られたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体層を用いることができる。例えば、平均粒径が１０μｍの（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで示される組成のＹＡＧ系蛍光体層を用いることができる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、１種であっても良く、２種以上の形成材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いることとしても良い。
【００３１】
この蛍光体層３２には、集光レンズ２０によって集光された励起光（青色光）が、回転板３１の蛍光体層３２が形成された側とは反対側の面から照射される。また、蛍光発光素子３０は、励起光が入射する側とは反対側に向けて、すなわちコリメート光学系４０に向けて、蛍光体層３２が発した蛍光を射出する。さらに、励起光のうち蛍光体粒子によって蛍光に変換されなかった成分は蛍光とともに蛍光発光素子３０からコリメート光学系４０に向けて射出される。従って、蛍光発光素子３０からコリメート光学系４０に向かって白色光が射出される。
【００３２】
回転板３１は、使用時において所定の回転数で回転する。ここで、所定の回転数とは、励起光の照射により蛍光発光素子３０に蓄積される熱を放熱することが可能な回転数である。この所定の回転数は、励起光源１０から射出される励起光の強度、回転板３１の直径、回転板３１の熱伝導率、などのデータに基づいて設定される。所定の回転数は、安全率等を考慮して設定される。所定の回転数は、蛍光体層３２を変質させたり、回転板３１を溶融させたりするような熱エネルギーが蓄積されないように、十分大きい値に設定される。
【００３３】
本実施形態において、上記所定の回転数は、例えば、７５００ｒｐｍに設定される。この場合において、回転板３１の直径は５０ｍｍであり、蛍光体層３２に入射する青色光の光軸が回転板３１の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されている。すなわち、回転板３１においては、青色光の照射スポットが約１８ｍ／秒の速度で回転軸の回りに円を描くように移動する。
【００３４】
コリメート光学系４０は、蛍光発光素子３０と照明光学系１００との間の光（励起光及び蛍光）の光路上に配置されている。コリメート光学系４０は、蛍光発光素子３０からの光の広がりを抑える第１レンズ４１と、第１レンズ４１から入射される光を平行化する第２レンズ４２とを含んで構成されている。第１レンズ４１は、例えば凸のメニスカスレンズからなり、第２レンズ４２は、例えば凸レンズからなる。コリメート光学系４０は、蛍光発光素子３０からの光を略平行化した状態で照明光学系１００に入射させる。
【００３５】
照明光学系１００は、光源装置１と色分離導光光学系２００との間の光路上に配置されている。照明光学系１００は、集光レンズ１０１、ロッドインテグレーター１０２、及び平行化レンズ１０３を備えている。
【００３６】
集光レンズ１０１は、例えば凸レンズからなる。集光レンズ１０１は、コリメート光学系４０から入射する光の光線軸上に配置され、この光を集光する。
【００３７】
集光レンズ１０１を透過した光は、ロッドインテグレーター１０２の一端側に入射する。ロッドインテグレーター１０２は、光路方向に延在する角柱状の光学部材であり、内部を透過する光に多重反射を生じさせることにより、集光レンズ１０１を透過した光を混合し、輝度分布を均一化するものである。ロッドインテグレーター１０２の光路方向に直交する断面形状は、液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。
【００３８】
ロッドインテグレーター１０２の他端側から射出された光は、平行化レンズ１０３により平行化され、照明光学系１００から射出される。
【００３９】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０、ダイクロイックミラー２２０、反射ミラー２３０、反射ミラー２４０、反射ミラー２５０及びリレーレンズ２６０を備えている。色分離導光光学系２００は、照明光学系１００からの光を赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂに分離し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂのそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂに導光する機能を有する。
【００４０】
ダイクロイックミラー２１０、ダイクロイックミラー２２０は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー２１０は、青色光成分を透過させ、赤色光成分及び緑色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、赤色光成分を透過させる。
【００４１】
反射ミラー２３０、反射ミラー２４０、反射ミラー２５０は、入射した光を反射するミラーである。具体的には、反射ミラー２３０は、ダイクロイックミラー２１０を透過した青色光成分を反射する。反射ミラー２４０、反射ミラー２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した赤色光成分を反射する。
【００４２】
ダイクロイックミラー２１０を透過した青色光は、反射ミラー２３０で反射され、青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射され、緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２０を透過した赤色光は、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２６０、射出側の反射ミラー２５０を経て赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。
【００４３】
液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂは、通常知られたものを用いることができ、例えば、液晶素子４１０と液晶素子４１０を挟持する入射側偏光板４２０、射出側偏光板４３０とを有した、透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成される。入射側偏光板４２０、射出側偏光板４３０は、例えば透過軸が互いに直交する構成（クロスニコル配置）となっている。
【００４４】
液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂは、光源装置１からの照明光、すなわち入射された色光を画像信号供給部６４から供給される画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、光源装置１の照明対象である。これら液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ及び液晶光変調装置４００Ｂによって、入射された各色光の光変調が行われる。
【００４５】
例えば、液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂ各々は、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に応じて、入射側偏光板４２０から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００４６】
クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板４３０から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合せた平面視略正方形状をなしている。直角プリズムを貼り合せた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向に揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００４７】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出された画像光は、投写光学系６００によってスクリーンＳＣＲ上に拡大投写され、ユーザーの目にカラー画像として認識される。
【００４８】
このように、本実施形態に係るプロジェクター１０００においては、励起光源１０から射出され、蛍光体層３２を透過したレーザー光がスクリーンＳＣＲに照射される。
【００４９】
ところで、光源装置１が正常に動作している場合には、光源装置１から射出された青色のレーザー光の強度は、異常を発生させないような強度を保っている。しかしながら、光源装置１から射出された青色のレーザー光の強度が何らかの原因によって所定の強度（基準レベル）を超える場合が想定される。
【００５０】
このような原因として、光源装置１に異常が発生している場合が考えられる。ここでは、光源装置１に発生する異常として、蛍光発光素子３０に発生した欠陥を例にとって説明する。蛍光発光素子３０に欠陥を生じさせる要因としては、例えば、蛍光体層３２が変質或いは劣化することや、回転板３１が破損することなどが想定される。
また、蛍光体層３２の一部が異常に過熱され、蛍光体層３２の一部が消失することも想定される。蛍光体層３２の一部が欠落することも想定される。
【００５１】
蛍光体層３２に欠陥が生じた部分では励起光のうち蛍光に変換される成分が減少するため、蛍光体層３２に欠陥が生じた部分から射出される蛍光が弱くなり、蛍光体層３２に欠陥が生じた部分を透過する励起光の強度は強くなる。また、回転板３１が破損すると、励起光源１０から射出されたレーザー光が、蛍光体層３２に吸収されることなく光源装置１から射出するため、光源装置１から射出されるレーザー光の強度が基準レベルを超える可能性がある。
【００５２】
強度が基準レベルを超えたレーザー光がプロジェクター１０００内において光源装置１から射出されてしまうと、プロジェクター１０００の構成部品である液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ、入射側偏光板４２０、および射出側偏光板４３０等が破損、あるいは変質することで所望の画像をスクリーンＳＣＲに投影することが出来なくなってしまうおそれがある。
【００５３】
そこで、本実施形態に係る光源装置１は、励起光源１０から射出される励起光の強度（励起光強度）を検出する第１の検出部としての上記励起光強度検出部５０と、蛍光体層３２から射出される蛍光の強度（蛍光強度）を検出する第２の検出部としての上記蛍光強度検出部５１と、励起光源１０を制御する制御部としての制御部７０と、を備える。これにより、光源装置１では、光源装置１自身の状態がモニターされている。
【００５４】
図１に示すように、プロジェクター１０００は、制御系として、制御部７０と、光源駆動部７１と、モーター駆動部７２と、画像信号供給部６４と、励起光強度検出部５０と、蛍光強度検出部５１と、表示部８０と、を備える。
【００５５】
制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と（いずれも図示を省略する。）を含んで実現される。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを読み出してＲＡＭに展開しこのＲＡＭ上のプログラムのステップを実行する。このＣＰＵによるプログラム実行によって、制御部７０は、プロジェクター１０００全体の動作を制御する。
【００５６】
制御部７０は、光源駆動部７１を介して電力供給信号のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで励起光源１０の駆動を制御する。制御部７０は、制御プログラムの実行により、画像出力要求信号を画像信号供給部６４に供給する。制御部７０は、モーター駆動部７２を介してモーター３３を制御することで回転板３１の回転動作を可能とする。
【００５７】
励起光強度検出部５０及び蛍光強度検出部５１としては、例えばフォトダイオードが用いられる。励起光強度検出部５０は、集光レンズ２０により集光された励起光の光束の一部に配置されたハーフミラー５３により反射された励起光の強度を検出する。蛍光強度検出部５１は、蛍光体層３２から射出され、コリメート光学系４０には入射しない蛍光の一部である迷光の強度を検出する。なお、蛍光は、蛍光体層３２に垂直な任意の面内において、蛍光体層３２の面法線から＋９０°〜−９０°の範囲に射出されることから、例えば、蛍光強度検出部５１は蛍光体層３２の面法線と８５°の角をなす位置に配置される。なお、蛍光のみを透過させるフィルター５２が蛍光強度検出部５１の受光面に設けられており、蛍光強度検出部５１は蛍光のみを受光する。
【００５８】
励起光強度検出部５０及び蛍光強度検出部５１は、制御部７０に電気的に接続されており、それぞれの検出結果が制御部７０に送信されるようになっている。制御部７０は、励起光強度検出部５０で検出された励起光強度と、蛍光強度検出部５１で検出された蛍光強度と、に基づいて、励起光源１０の駆動を制御する。
【００５９】
表示部８０は、例えば、プロジェクター１０００の筐体に設けられたディスプレイから構成されるものであり、プロジェクターに関する種々の情報を表示してユーザーに認識させるために用いられるものである。なお、表示部８０は、画像を表示する形態のものに限定されることはなく、例えば、複数色を点灯可能なランプを用い、ランプの点灯色に基づいて所定の情報をユーザーに認識させる構成を採用してもよい。
【００６０】
次に、プロジェクター１０００の動作について、図面を参照にしながら説明する。
まず、制御部７０はモーター３３を所定の回転周期で駆動させるとともに、励起光源１０に所定の初期駆動電力を供給する。これにより、励起光源１０は所定の強度の励起光を射出する。所定の回転数で回転する蛍光発光素子３０（回転板３１）は、集光レンズ２０によって集光された励起光（青色光）が照射されることで蛍光体層３２が発した蛍光をコリメート光学系４０に向けて射出する。
【００６１】
このようにして光源装置１から射出された蛍光および蛍光体層３２によって蛍光に変換されなかったレーザー光（励起光の一部）は、照明光学系１００を介して色分離導光光学系２００に入射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂに分離された後、液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂへと導かれる。
【００６２】
制御部７０は、画像出力要求信号を画像信号供給部６４に供給する。画像信号供給部６４は、制御部７０から供給される画像出力要求信号を取り込み、この画像出力要求信号に応じて、外部から供給される画像信号をフレーム同期信号に同期させて液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにそれぞれ供給する。
これにより、プロジェクター１０００は、スクリーンＳＣＲ上にカラー画像を拡大投写することができる。
【００６３】
本実施形態において、制御部７０は、光源装置１の駆動を開始するとともに、該光源装置１の状態のモニタリングを開始する。図３は、制御部７０が行うモニタリング処理の手順を表すフローチャートである。
【００６４】
光源装置１の駆動が開始されると、励起光強度検出部５０及び蛍光強度検出部５１による検出結果が制御部７０へと送信される。制御部７０は、励起光強度検出部５０で検出された励起光強度と、蛍光強度検出部５１で検出された蛍光強度とに基づき、蛍光及び励起光の状態についてモニタリング（監視）を開始する（ステップＳＳ１参照）。
【００６５】
図４は、モニタリング中に制御部７０に出力される信号を説明するための図である。
制御部７０は、図４に示すように、モニタリングにおいて、検出された励起光強度Ｋ１と励起光強度閾値（第１の閾値）Ｓ１とを比較するとともに、検出された蛍光強度Ｋ２と蛍光強度閾値（第２の閾値）Ｓ２とを比較する。ここで、励起光強度閾値Ｓ１は、例えば、工場出荷時における光源装置１の励起光源１０が射出する励起光の強度に係数Ｆ１をかけた値である。励起光強度閾値Ｓ１は制御部７０が有する図示略の記憶装置に記録されている。また、蛍光強度閾値Ｓ２は、例えば、工場出荷時における光源装置１が射出する蛍光の強度に係数Ｆ２をかけた値である。蛍光強度閾値Ｓ２は制御部７０が有する図示略の記憶装置に記録されている。なお、係数Ｆ１は、０以上かつ１以下の範囲の値に適宜設定すればよい。また、係数Ｆ２は、例えば工場出荷時における励起光の強度に応じて、０以上かつ１以下の範囲の値に適宜設定すればよい。工場出荷時における励起光の強度が強いほど、係数Ｆ２を大きくすることが好ましい。本実施形態では、係数Ｆ１と係数Ｆ１とを、０より大きく１より小さい値に設定した。
【００６６】
制御部７０は、モニタリングにおいて、蛍光強度Ｋ２が蛍光強度閾値Ｓ２よりも弱いか否かを判定する（図３に示すステップＳＳ２）。すなわち、制御部７０は、光源装置１から蛍光が所定の光量で照射されているか否かを判定する。
【００６７】
光源装置１から蛍光が所定の光量で照射されている場合、図４（ａ）に示すように、励起光強度Ｋ１及び蛍光強度Ｋ２は、それぞれ一定の出力値となる。一方、蛍光体層３２に欠陥が生じた場合、図４（ｂ）に示すように、蛍光強度Ｋ２の出力値が低下してゆき、蛍光強度閾値Ｓ２よりも光強度が弱くなることがある。
【００６８】
制御部７０は、上記ステップＳＳ２において、蛍光強度Ｋ２が蛍光強度閾値Ｓ２よりも弱い（すなわち、光源装置１から所定の光量の蛍光が照射されていない）と判定したタイミングＴ１（図４（ｂ）に示す状態）で、ステップＳＳ３へと進む。
【００６９】
制御部７０は、ステップＳＳ３において、励起光強度Ｋ１が励起光強度閾値Ｓ１よりも弱いか否かを判定する。制御部７０は、ステップＳＳ３において、励起光強度Ｋ１が励起光強度閾値Ｓ１以上であると判定した場合、蛍光体層３２に発生した欠陥又は変質により、蛍光の出力低下が発生したものと判断する。そして、制御部７０は、光源駆動部７１を介して励起光源１０に対して出力を停止する信号を供給する。これにより、励起光源１０から蛍光体層３２に射出される励起光が遮断される（図３に示すステップＳＳ４）。また制御部７０は、表示部８０に励起光源１０への電力供給を停止した旨のエラーメッセージを表示させる（図３に示すステップＳＳ５）。
【００７０】
欠陥又は変質が発生した蛍光体層３２に励起光を照射し続けた場合、蛍光体層３２が破損し、光源装置１から基準レベルを超える強度のレーザー光が射出されることとなる。この場合、基準レベルを超える強度のレーザー光が液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに照射され続けるため、他の障害が引き起こされる虞がある。しかし、本発明によれば、他の障害が引き起こされる前に速やかに励起光を遮断することができる。
【００７１】
制御部７０は、上記ステップＳＳ２において、蛍光強度Ｋ２が蛍光強度閾値Ｓ２以上である（すなわち、光源装置１から所定の光量の蛍光が射出されている）と判定した場合（図４（ａ）に示す状態）、ステップＳＳ６へと進む。
【００７２】
制御部７０は、ステップＳＳ６において、励起光強度Ｋ１が励起光強度閾値Ｓ１よりも弱いか否かを判定する。制御部７０は、ステップＳＳ６において、励起光強度Ｋ１が励起光強度閾値Ｓ１以上であると判定した場合、蛍光の出力及び励起光の出力に異常が生じていないものと判断し、ステップＳＳ２へと戻る。
【００７３】
一方、制御部７０は、ステップＳＳ６において、励起光強度Ｋ１が励起光強度閾値Ｓ１よりも弱いと判定した場合、ステップＳＳ７へと進む。所定光量の励起光が蛍光体層３２に照射されていないにもかかわらず、所定光量の蛍光が射出されることはあり得ないため、制御部７０は、ステップＳＳ７において、励起光強度検出部５０が故障等の要因により異常となったと判定する。そして制御部７０は、光源装置１の制御方法を、励起光強度検出部５０による検出結果を無視して、蛍光強度検出部５１による検出結果に基づいて光源装置１の駆動を制御する制御方法へと切り替える。
【００７４】
これによれば、制御部７０は、励起光源１０から所定光量の励起光が照射可能であるにもかかわらず、励起光強度検出部５０の故障により光源装置１全体の駆動が停止されてしまうのを防止することができる。よって、所定光量の蛍光を射出することができる光源装置１の駆動が励起光強度検出部５０の故障により制約されてしまうといった不具合の発生を防止できる。
【００７５】
また、制御部７０は、ステップＳＳ３において、励起光強度Ｋ１が励起光強度閾値Ｓ１よりも弱いと判定した場合、ステップＳＳ８へと進む。
【００７６】
励起光強度Ｋ１が励起光強度閾値Ｓ１よりも弱いことの原因として、例えば、励起光源１０に生じた何らかの故障や、励起光源１０の経時的な劣化が想定される。そこで、制御部７０は、ステップＳＳ８において、励起光源１０の故障の有無について検査する。制御部７０は、例えば、光源駆動部７１を介して励起光源１０にＯＮ信号とＯＦＦ信号を順次入力する。制御部７０は、励起光源１０のＯＮ／ＯＦＦの切り替えに伴って、励起光強度検出部５０による検出結果及び蛍光強度検出部５１による検出結果が変化するか否かを判定する。
【００７７】
制御部７０は、励起光源１０のＯＮ／ＯＦＦの切り替えに連動して蛍光強度検出部５１による検出結果が変化しない場合、励起光源１０に故障が生じているものと判断する。
【００７８】
一方、制御部７０は、励起光源１０のＯＮ／ＯＦＦの切り替えに連動して蛍光強度検出部５１による検出結果が変化した場合、励起光源１０に故障が生じておらず、励起光源１０が経時的に劣化しているものと判断する。
励起光源１０に故障が生じていない場合、励起光強度Ｋ１が低下しているが、励起光源１０は制御可能な状態である。制御部７０は、光源駆動部７１を介して励起光源１０に対して、初期駆動電力よりも大きい電力を供給するステップＳＳ９へと進む。制御部７０は、ステップＳＳ９において、励起光源１０をオーバードライブ状態で駆動させた後、ステップＳＳ２へと戻る。これによれば、低下した蛍光強度Ｋ２を増加させ、蛍光強度Ｋ２を所望の強度に保つことができる。
【００７９】
一方、制御部７０は、ステップＳＳ８において、励起光源１０に故障が生じた場合（ＹＥＳの場合）、蛍光の出力低下が励起光源１０の故障によるものであると判定する。この場合、制御部７０は、光源駆動部７１を介して励起光源１０に対して出力を停止する信号を供給して励起光源１０の駆動を停止する（図３に示すステップＳＳ１０）。また制御部７０は、表示部８０に励起光源１０が故障したことで電力供給を停止した旨のエラーメッセージを表示させる（図３に示すステップＳＳ１１）。
【００８０】
以上のように本実施形態の光源装置１では、制御部７０は励起光強度Ｋ１及び蛍光強度Ｋ２に基づいて励起光源１０の駆動を制御する。これにより、光源装置１に異常が発生した場合でも、蛍光強度Ｋ２の低下の度合いを小さくすることができる。また、光源装置１に重大な異常が発生した場合、さらに他の障害を引き起こす前に励起光源１０の駆動を速やかに停止させることができる。
【００８１】
光源装置１は励起光強度検出部５０と蛍光強度検出部５１とを備えているため、制御部７０は、励起光を射出する励起光源１０の状態と蛍光体層３２の状態を判断できる。そのため、蛍光強度の低下を引き起こす異常状態は幾つか考えられるが、励起光源１０の状態と蛍光体層３２の状態に応じて制御部７０は適切な処置を選択することができる。例えば、制御部７０は発生した異常状態に応じて励起光源１０の制御方法を選択できるため、異常状態に応じた適切な制御方法によって光源を駆動することができる。
また、制御部は、前記光源の故障の有無を検査する機能を有しているため、光源の状態と蛍光体層の状態に応じた適切な駆動方法によって光源を駆動することができる。たとえば、制御部７０は発生した異常状態に応じて励起光源１０をオーバードライブ法によって駆動することができる。これにより、安定した蛍光強度を得ることができる。従って、光源装置１の信頼性を高めることができる。
【００８２】
また、光源装置１を備えるがプロジェクター１０００においては、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ、入射側偏光板４２０、および射出側偏光板４３０等が破損、あるいは変質するという他の障害の発生を防止することができる。またその結果、所望の画像をスクリーンＳＣＲに投影することが出来なくなるといった不具合の発生を防止できる。従って、プロジェクター１０００の信頼性を高めることができる。
【００８３】
また、本実施形態のプロジェクター１０００は、励起光強度Ｋ１及び蛍光強度Ｋ２の検出結果に基づいて、エラーメッセージを表示する表示部８０を備えるので、ユーザーにプロジェクター１０００で起こっている異常状態を容易に認識させることができる。
【００８４】
なお、本実施形態においては、モニタリング中に制御部７０に出力される信号として、蛍光強度Ｋ２が時間の経過に伴って漸次低下していく場合を例に挙げたが、これに限定されることは無い。すなわち、上記説明においては、蛍光体層３２の全体において蛍光強度Ｋ２が均一に低下する場合を例に挙げた。しかしながら、蛍光体層３２においては、欠陥が一部に生じることもあり、欠陥が生じた部分のみで蛍光強度Ｋ２が低下することが想定される。
【００８５】
このような場合、励起光が蛍光体層３２の欠陥位置に照射されると、蛍光強度Ｋ２が低下するものの、蛍光体層３２は回転しているため、すぐに欠陥が生じていない部分に励起光が照射され、蛍光強度Ｋ２が元に戻る。
【００８６】
ここで、蛍光体層３２は、周期的な回転運動を行っているため、励起光が欠陥位置に照射されるタイミングは回転運動の周期に一致する。そのため、図５に示すように、回転運動の周期に応じて、蛍光強度Ｋ２が低下した低出力部Ｋ２ａ，Ｋ２ｂ，Ｋ２ｃ，Ｋ２ｄが周期的に発生する。
【００８７】
このような低出力部Ｋ２ａ，Ｋ２ｂ，Ｋ２ｃ，Ｋ２ｄは、励起光が周期的に照射され続けることで、経時的に、蛍光強度Ｋ２の低下の度合いがこの順に大きくなる。
【００８８】
このように周期的に蛍光の出力低下が生じる場合においても、制御部７０はモニタリングにより、蛍光強度Ｋ２が蛍光強度閾値Ｓ２よりも弱いか否かを判定する。制御部７０は、低出力部Ｋ２ｄの蛍光強度Ｋ２が蛍光強度閾値Ｓ２を下回ったタイミングＴ２で上記ステップＳＳ３へと進み、上記実施形態と同様のフローに基づいたモニタリング動作を行う。
【００８９】
このように本実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、蛍光体層３２の一部に欠陥が生じることで、蛍光強度Ｋ２に周期的な低出力部が生じた場合であっても、制御部７０によるモニタリングにより励起光源１０の駆動を良好に制御することができる。
【００９０】
また、このように蛍光強度Ｋ２に周期的に低出力部が生じた場合において、低出力部が生じるタイミングに同期させて、制御部７０が励起光源１０の出力を停止するように制御してもよい。
【００９１】
この場合、制御部７０は、例えば、モーター駆動部７２から供給される回転板３１（蛍光体層３２）の位置情報、光源駆動部７１から供給される発光タイミング信号、及び蛍光強度Ｋ２において低出力部が生じる周期（タイミング）等に基づき、励起光源１０の駆動を制御すればよい。これによれば、低出力部が生じるタイミングに同期して励起光源１０の出力が停止されるので、蛍光体層３２に生じた欠陥部分に励起光が照射されるのを防止することができる。これによれば、蛍光体層３２に生じている欠陥の度合いが進行する（低出力部Ｋ２ａが低出力部Ｋ２ｂ、低出力部Ｋ２ｃ、低出力部Ｋ２ｄへと順に進行する）のを抑制することができ、蛍光体層３２の寿命を延ばすことができる。
【００９２】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。
図６は第２実施形態に係るプロジェクター１０００Ａの構成を示す模式図である。
本実施形態において、第一実施形態のプロジェクター１０００と共通する構成については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９３】
プロジェクター１０００Ａは、図６に示すように、光源装置１Ａと、照明光学系１００と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００と、励起光強度検出部５０と、蛍光強度検出部５１と、制御部７０と、表示部８０と、を具備して構成されている。
【００９４】
本実施形態において、上記第一実施形態との違いは、光源装置１Ａの構成である。第一実施形態に係る光源装置１は、蛍光発光素子３０として、所謂、透過型の回転蛍光板を用いる方式を採用したが、本実施形態に係る光源装置１Ａは、蛍光発光素子３０として、所謂、反射型の回転蛍光板を用いている。以下の説明では、光源装置１Ａの構成の違いを主体に説明する。
【００９５】
本実施形態において、励起光源１０から射出された励起光は、集光レンズ２２ａとコリメートレンズ２２ｂで一旦光束が細められる。その後、ダイクロイックミラー２６にて９０度光路が折り曲げられ、ピックアップ光学系２５で回転板３１の蛍光体層３２上に集光される。
【００９６】
本実施形態において、回転板３１は、例えば、アルミニウム基板等の金属基板で形成されている。回転板３１の蛍光体層３２が形成される面は、蛍光体層３２から射出された蛍光を反射する反射面となっている。回転板３１は、励起光源１０から射出された励起光が回転板３１とは反対側から蛍光体層３２に入射するように、蛍光体層３２が形成された面を励起光が入射する側に向けて設けられている。
【００９７】
ピックアップ光学系２５は、単一または複数のレンズ、例えば、第１レンズ２５ａと第２レンズ２５ｂとを備えており、励起光源１０から射出された励起光を蛍光体層３２上に集光するとともに、蛍光体層３２から射出された蛍光を略平行化する。
【００９８】
ダイクロイックミラー２６は、励起光源１０から射出された励起光を反射し、蛍光体層３２から射出された蛍光を透過する波長選択透過反射部材である。蛍光体層３２から射出された蛍光は、ピックアップ光学系２５によって略平行化され、ダイクロイックミラー２６によって残留励起光が除去された後、照明光学系１００を通過する。
【００９９】
本実施形態では、反射型の回転蛍光板を用いるため、照明光学系１００に向かって赤色光Ｒ、緑色光Ｇを含んだ光が射出される。そのため、青色用光源装置１１０から射出した青色光Ｂを液晶光変調装置４００Ｂに入射させるようにしている。青色用光源装置１１０は、光源１１０ａと、ロッドインテグレーター１１０ｂと、コリメートレンズ１１０ｃと、を備えている。
【０１００】
光源１１０ａとしては、例えば、青色光を射出する発光ダイオード（Light Emitting Diode; LED）が用いられる。光源１１０ａから射出された青色光は、ロッドインテグレーター１１０ｂによって輝度が均一化された後、コリメートレンズ１１０ｃで略平行化され、液晶光変調装置４００Ｂに入射する。
【０１０１】
本実施形態において、励起光強度検出部５０は、集光レンズ２２ａにより集光された励起光の光束の一部に配置されたハーフミラー５４により反射された励起光の強度を検出する。また、蛍光強度検出部５１は、ダイクロイックミラー２６を透過して射出された蛍光の光束の一部に配置されたハーフミラー５５により反射された蛍光の強度を検出する。
【０１０２】
本実施形態においても、励起光強度検出部５０及び蛍光強度検出部５１は、それぞれの検出結果を制御部７０に送信するようになっており、制御部７０は、検出された励起光強度及び蛍光強度に基づいて、励起光源１０の駆動を制御する。
【０１０３】
このような構成に基づき、本実施形態に係るプロジェクター１０００Ａは、上記第一実施形態と同様、蛍光及び励起光の状態について上述のフローに基づいたモニタリング（監視）を行う。
【０１０４】
本実施形態においても、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１０５】
以上、発明の一実施形態について説明したが、発明の内容は上記実施形態に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、ステップＳＳ３において、励起光強度Ｋ１が励起光強度閾値Ｓ１以上であると判定した場合、励起光源１０の出力をＯＦＦすることで励起光源１０から蛍光体層３２に射出される励起光を遮断する場合を例に挙げたが、開閉可能なシャッターを閉じることで励起光源１０から射出される励起光を遮断する構成としても良い。
【０１０６】
また、上記実施形態の光源装置１，１Ａでは、蛍光体層が形成された基板を回転軸Ｏの周りに回転させたが、これに限らない。例えば、蛍光体層が形成された基板を、励起光が入射する方向に対して交差する方向に振動させてもよい。蛍光体層の過熱による不具合の発生を防止するためには、上記のように、蛍光体層が形成された基板を励起光が入射する方向に対して交差する方向に移動可能に構成することが好ましい。しかし、必ずしも蛍光体層が形成された基板を移動可能に構成する必要はない。
【０１０７】
また、上記実施形態のプロジェクター１０００、１０００Ａでは、液晶光変調装置として３つの液晶光変調装置を用いたが、これに限らない。１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。液晶光変調装置の数に関わらず、蛍光体層３２を透過した励起光が入射される液晶光変調装置の遮光状態を解除するか否かを蛍光強度検出部５１による検出結果に基づいて判断することにより、高出力の光がスクリーンＳＣＲに投影されることを抑制し安全性を確保することが可能となる。
【０１０８】
また、上記実施形態のプロジェクター１０００、１０００Ａでは、透過型のプロジェクターを用いたが、これに限らない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過するタイプであることを意味している。「反射型」とは、反射型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１、１Ａ…光源装置、１０…励起光源、３２…蛍光体層、５０…励起光強度検出部（第１の検出部）、５１…蛍光強度検出部（第２の検出部）、７０…制御部、８０…表示部、Ｋ１…励起光強度、Ｋ２…蛍光強度、Ｓ１…励起光強度閾値（第１の閾値）、Ｓ２…蛍光強度閾値（第２の閾値）、４００Ｂ…液晶光変調装置、４００Ｇ…液晶光変調装置、４００Ｒ…液晶光変調装置、６００…投写光学系、１０００、１０００Ａ…プロジェクター
【図１】
2014235323.tif 000003
【図２】
2014235323.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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