(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を変調する光変調装置と、
励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、
前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、
前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、
を含み、
前記検出装置は、前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置を備え、
前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
照明光を変調する光変調装置と、
励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、
前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、
前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、
を含み、
前記検出装置は、前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置を備え、
前記制御装置は、前記励起光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度未満であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
照明光を変調する光変調装置と、
励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、
前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、
前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、
を含み、
前記検出装置は、
前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置と、
前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置と、を備え、
前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置の検出結果及び前記励起光強度検出装置の検出結果に基づいて、前記蛍光発光領域による前記励起光の前記蛍光への変換効率を推定し、推定した変換効率が所定の値以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
前記蛍光発光素子は、所定の回転軸を中心として回転する回転板であり、
前記蛍光発光領域が前記回転板の回転方向に沿って設けられてい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プロジェクター。
【請求項５】
少なくとも、前記励起光の照射スポットが前記蛍光発光領域内に位置している期間、前記検出装置は前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出し、
前記検出装置は、前記期間の検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断することを特徴とする請求項４に記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記制御装置は、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記蛍光発光素子を回転させ、前記蛍光発光素子の回転数が所定の回転数以上であるときに、前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させることを特徴とする請求項４または５に記載のプロジェクター。
【請求項７】
前記励起光源は前記励起光としてレーザー光を射出す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プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクターの高性能化に関して、広色域かつ高効率な光源としてレーザー光源が注目されている。例えば、特許文献１のプロジェクターは、励起光としてレーザー光を射出する複数の光源と、回転板に配置された複数の蛍光体層と、を備えている。
【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】
特許文献１のプロジェクターは、複数の光源から射出されるレーザー光を回転板に形成された蛍光体層に集光させる構成となっている。このような構成の場合、光源からレーザー光が射出されている状態で回転板が停止すると、回転板のある一点にレーザー光が集光する。このとき、レーザー光の照射エネルギーにより、回転板においてレーザー光が集光する部分が高温になる。そのため、回転板においてレーザー光が集光する部分が溶融し、回転板に穴が開いてしまう場合がある。また、回転板が高温にならなくても、蛍光体層が欠落する虞がある。その結果、高出力のレーザー光が回転板を突き抜けて外部に漏れてしまう。
【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、高出力の光が外部に漏れることを抑制し安全性を確保することが可能な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】
上記の課題を解決するため、本発明にかかるひとつのプロジェクターは、照明光を変調する光変調装置と、励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、を含み、前記検出装置は、前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明にかかるひとつのプロジェクターは、照明光を変調する光変調装置と、励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、を含み、前記検出装置は、前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記励起光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度未満であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明にかかるひとつのプロジェクターは、照明光を変調する光変調装置と、励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、を含み、前記検出装置は、前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置と、前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置と、を備え、前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置の検出結果及び前記励起光強度検出装置の検出結果に基づいて、前記蛍光発光領域による前記励起光の前記蛍光への変換効率を推定し、推定した変換効率が所定の値以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明のプロジェクターは、照明光を変調する光変調装置と、励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、安全なレベルを超える強度の励起光が外部に漏れる可能性がある場合、光変調装置の遮光状態が保持されるため、励起光を光変調装置で止めることができる。よって、高出力の光が外部に漏れることを抑制し安全性を確保することが可能となる。
【０００８】
前記プロジェクターにおいて、前記検出装置は、前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置と、前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置と、のうち少なくとも一方を備えていてもよい。
【０００９】
前記プロジェクターにおいて、前記検出装置は、前記蛍光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除してもよい。
【００１０】
前記プロジェクターにおいて、前記検出装置は、前記励起光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記励起光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度未満であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除してもよい。
【００１１】
前記プロジェクターにおいて、前記検出装置は、前記蛍光強度検出装置及び前記励起光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置の検出結果及び前記励起光強度検出装置の検出結果に基づいて、前記蛍光発光領域による前記励起光の前記蛍光への変換効率を推定し、推定した変換効率が所定の値以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除してもよい。
【００１２】
前記プロジェクターにおいて、前記蛍光発光素子は、所定の回転軸を中心として回転する回転板であり、前記蛍光発光領域が前記回転板の回転方向に沿って設けられていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、励起光源から射出された励起光の照射により回転板において発生する熱を、回転板の回転方向に沿った広い領域で放散させることができる。このため、励起光源から射出された励起光の照射により回転板が溶融することを抑制することができる。
【００１４】
前記プロジェクターにおいて、少なくとも、前記励起光の照射スポットが前記蛍光発光領域内に位置している期間、前記検出装置は前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出し、前記検出装置は、前記期間の検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断してもよい。
【００１５】
前記プロジェクターにおいて、前記制御装置は、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記蛍光発光素子を回転させ、前記蛍光発光素子の回転数が所定の回転数以上であるときに、前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させてもよい。
【００１６】
前記プロジェクターにおいて、前記励起光源は前記励起光としてレーザー光を射出してもよい。
【００１７】
この構成によれば、光源として例えばハロゲンランプや超高圧水銀ランプ等を用いる場合に比べて集光性が高い。そのため、回転板には高出力の光が集光される。このとき、回転板においてレーザー光が集光する部分が溶融して穴が開きやすくなる。よって、このような構成においては、高出力の光が外部に漏れることを抑制し安全性を確保するという本発明の効果が顕著なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図２】同、蛍光発光素子を示す模式図である。
【図３】同、光源装置から射出される蛍光の強度と時間との関係を示すグラフである。
【図４】同、光変調装置の遮光状態を解除するまでのプロジェクターの動作を示すフローチャートである。
【図５】図４に続く、フローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図７】同、光源装置から射出される励起光の強度と時間との関係を示すグラフである。
【図８】同、光変調装置の遮光状態を解除するまでのプロジェクターの動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図１０】同、蛍光発光素子を示す模式図である。
【図１１】同、蛍光への変換効率と時間との関係を示すグラフである。
【図１２】同、光変調装置の遮光状態を解除するまでのプロジェクターの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。かかる実施の形態は、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。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクター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、蛍光強度検出装置５０と、駆動装置６０と、制御装置７０と、を具備して構成されている。
【００２１】
光源装置１は、励起光源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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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マイクロレンズ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、各マイクロレンズ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。
【００２５】
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。
【００２６】
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Ｏ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
回転板３１は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。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。つまり、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Ｏの回りに円を描くように移動する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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を挟持する偏光素子４２０、偏光素子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。偏光素子４２０、偏光素子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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、緑色光の進行方向が揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００４４】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上に画像が形成される。
【００４５】
このように、本実施形態にかかるプロジェクター１０００においては、励起光源１０から励起光として射出された青色のレーザー光の一部が、液晶光変調装置４００Ｂによって変調されることによって、青色画像が形成される。つまり、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。
【００４６】
ここで、レーザー光の危険度合いを、レーザー光の出力の大きさの指標となる「クラス」と各クラスにおける「危険評価」について規格化された表１を用いて説明する。
【００４７】
【表１】
0005915229.tif 000002
【００４８】
表１に示すように、レーザー光において出力の大きさの指標となるクラスは、クラス１、クラス１Ｍ、クラス２、クラス２Ｍ、クラス３Ｒ、クラス３Ｂ、クラス４の７つのクラスに分別される。
【００４９】
クラス１に分類されるレーザー光源の出力は、設計上本質的に安全である。
【００５０】
クラス１Ｍに分類されるレーザー光源の出力は、低出力（３０２．５〜４０００ｎｍの波長）である。ビーム内観察状態も含め、一定条件の下では安全である。ビーム内で光学的手段を用いて観察すると、危険となる場合がある。
【００５１】
クラス２に分類されるレーザー光源の出力は、可視光で低出力（４００〜７００ｎｍの波長）である。直接ビーム内観察状態も含め、通常目の嫌悪反応によって目の保護がなされる。
【００５２】
クラス２Ｍに分類されるレーザー光源の出力は、可視光で低出力（４００〜７００ｎｍの波長）である。通常目の嫌悪反応によって目の保護がなされる。ビーム内で光学的手段を用いて観察すると、危険となる場合がある。
【００５３】
クラス３Ｒに分類されるレーザー光源の出力は、可視光ではクラス２の５倍以下（４００〜７００ｎｍの波長）の出力であり、可視光以外ではクラス１の５倍以下（３０２．５ｎｍ以上の波長）の出力である。直接ビーム内観察状態では、危険となる場合がある。
【００５４】
クラス３Ｂに分類されるレーザー光源の出力は、０．５Ｗ以下の出力である。直接ビーム内観察をすると危険である。ただし、拡散反射による焦点を結ばないパルスレーザ放射の観察は危険ではなく、ある条件下では安全に観察できる。
【００５５】
クラス４に分類されるレーザー光源の出力は、高出力である。危険な拡散反射を生じる可能性がある。これらは皮膚障害をもたらし、また、火災を発生させる危険がある。
【００５６】
光源装置１が正常に動作している場合には、スクリーンＳＣＲに投影される青色のレーザー光の強度は安全な強度を保っている。しかし、スクリーンＳＣＲに投影される青色のレーザー光の強度が何らかの原因によって安全なレベルを超える場合が想定される。クラス４のような危険度合いの高いレーザー光がスクリーンＳＣＲに照射されることは好ましくない。
【００５７】
ここで、光源装置１に異常が発生している場合を考える。ここでは、光源装置１に発生する異常として、蛍光体層３２に発生した欠陥を例にとって説明する。蛍光体層３２に発生する欠陥としては、光源装置１が作動中に回転板３１の回転数が低下したことによって蛍光体層３２の一部が異常に過熱され、蛍光体層３２の一部が変質することがありうる。また、同様に蛍光体層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がありうる。また、蛍光体層３２の一部が欠落することがありうる。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は弱くなり、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。そして、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が安全なレベルを超える可能性がある。
【００５８】
そこで、本実施形態にかかるプロジェクター１０００は、蛍光体層３２から射出される蛍光の一部の強度を検出する検出装置としての蛍光強度検出装置５０と、液晶光変調装置４００Ｂの遮光状態を解除するか否かを蛍光強度検出装置５０による検出結果に基づいて判断する制御装置７０と、を備える。蛍光強度検出装置５０としては、例えばフォトダイオードを用いる。制御装置７０は、プロジェクター１０００が起動されたとき、液晶光変調装置４００Ｂが遮光状態に保持された状態で、励起光源１０から励起光が射出されることを開始させる。その後、制御装置７０は、蛍光強度検出装置５０により検出される光の強度が所定の範囲内であると判断した場合に、液晶光変調装置４００Ｂの遮光状態を解除するように駆動装置６０を制御する。これにより、高出力のレーザー光がスクリーンＳＣＲに照射されることを抑制している。なお、本実施形態においては、制御装置７０は、表１に示すクラス４に相当する出力のレーザー光がスクリーンＳＣＲに照射されることを抑制するように構成されている。
【００５９】
本実施形態の蛍光強度検出装置５０は、第２レンズ４２と集光レンズ１０１との間を通過する蛍光の光線束の近傍に配置されており、光源装置１から射出された蛍光の迷光の強度、すなわち光源装置１から射出された蛍光の一部の強度を検出する。
【００６０】
次に、液晶光変調装置４００Ｂの遮光状態を解除するまでのプロジェクター１０００の動作について、図３ないし図５を用いて説明する。なお、蛍光体層３２の一部に欠陥が発生しており、蛍光強度検出装置５０によって検出される蛍光の迷光の強度が図３に示したように時間的に変動している場合を想定して説明する。
【００６１】
まず、液晶光変調装置４００Ｂを遮光状態に保持する（図４に示すステップＳ１）。具体的には、制御装置７０は、プロジェクター１０００が起動されると、駆動装置６０に制御信号を送る。制御信号を受信した駆動装置６０は、液晶光変調装置４００Ｂを遮光状態にさせ、液晶光変調装置４００Ｂの遮光状態を保持する。ただし、駆動装置６０が作動していない状態で液晶光変調装置４００Ｂが遮光状態になっているならば、液晶光変調装置４００Ｂを遮光状態にさせる動作は不要である。
【００６２】
次に、蛍光発光素子３０を回転させる（図４に示すステップＳ２）。
【００６３】
制御装置７０は、蛍光発光素子３０が回転すると、蛍光発光素子３０の回転数が所定の回転数以上であるか否かを判断し（図４に示すステップＳ３）、蛍光発光素子３０の回転数が所定の回転数以上である場合には、励起光源１０を起動させる（図４に示すステップＳ４）。
【００６４】
ここで、所定の回転数は、蛍光発光素子３０が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散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。
【００６５】
一方、蛍光発光素子３０の回転数が所定の回転数未満である場合には、制御装置７０はモーター３３に停止信号を出力し（図４に示すステップＳ５）、エラー表示がされる（図４に示すステップＳ６）。例えば、ユーザーはプロジェクターに備えられた警告灯が点灯していることを見て、プロジェクター１０００に異常が生じたことを認識する。
【００６６】
励起光源１０が起動すると、励起光源１０から励起光が射出され、回転板３１に形成された蛍光体層３２に励起光が集光される。励起光の照射スポットは、蛍光発光素子３０の回転によって、回転軸Ｏの回りに円を描くように移動する。本実施形態においては、蛍光強度検出装置５０によって、光源装置１から射出された蛍光の迷光の強度が検出される。
【００６７】
図３は、蛍光体層３２の一部に欠陥が発生している場合、蛍光強度検出装置５０によって検出される蛍光の迷光の強度の時間変化を示すグラフである。図３において、横軸は時間、縦軸は蛍光強度検出装置５０が検出した蛍光の迷光の強度である。また、ｔ１は回転板３１が１回転するために必要な時間である。
【００６８】
蛍光体層３２のうち欠陥が発生していない領域に励起光が照射されている期間では、蛍光強度検出装置５０によって検出される蛍光の迷光の強度はＫ０である。しかし、蛍光体層３２のうち欠陥が発生している領域に励起光が照射されている期間では、光源装置１から射出される蛍光の強度は低下する。そのため図３に示したように、その期間では、蛍光強度検出装置５０によって検出される蛍光の迷光の強度も低下する。
【００６９】
ステップＳ１１において、制御装置７０は、少なくとも、励起光の照射スポットが蛍光発光領域内に位置している間、蛍光の迷光の強度を蛍光強度検出装置５０によって検出する。励起光の照射スポットが蛍光発光領域内に位置している期間とは、本実施例の場合ｔ１である。さらに、制御装置７０は、蛍光強度検出装置５０によって検出される蛍光の迷光の強度が、回転板３１が１回転する間、常に所定の強度Ｋ１以上であるか否かを判断する。所定の強度Ｋ１は、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影されるか否かを判定するために設定される値である。所定の強度Ｋ１は、蛍光強度検出装置５０を配置する場所や、蛍光体層３２の発光効率などに基づいて適宜設定される。蛍光強度検出装置５０によって検出される蛍光の迷光の強度が、回転板３１が１回転する間、常に所定の強度Ｋ１以上である、と判断された場合は、蛍光体層３２に欠陥が発生していたとしても、安全なレベルを超える強度の励起光はスクリーンＳＣＲに投影されない、と判定される。そこでこの場合には、制御装置７０は、液晶光変調装置４００Ｂの遮光状態を解除する制御を行う（図５に示すステップＳ１２）。具体的には、制御装置７０は、駆動装置６０に制御信号を送る。その制御信号を受けた駆動装置６０は、液晶光変調装置４００Ｂの遮光状態を解除する。遮光状態が解除された液晶光変調装置４００Ｂは、光源装置１から射出された光の変調を開始する。これにより、所望のカラー画像がスクリーンＳＣＲ上に形成される。
【００７０】
一方、回転板３１が１回転する期間のうち一時的にまたは常に、蛍光強度検出装置５０によって検出される蛍光の迷光の強度が所定の強度Ｋ１未満である場合、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影される、と判定される。そこで、ステップＳ１３において、制御装置７０は、液晶光変調装置４００Ｂの遮光状態を保持したまま、励起光源１０に停止信号を出力する。励起光源１０に制御装置７０から停止信号が入力されると、励起光源１０からの励起光の射出が停止する。
【００７１】
また、制御装置７０は、モーター３３に停止信号を出力する。モーター３３に制御装置７０から停止信号が入力されると、蛍光発光素子３０の回転が停止する（図５に示すステップＳ１４）。
【００７２】
そして、エラー表示がされる（図５に示すステップＳ１５）。例えば、ユーザーはプロジェクターに備えられた警告灯が点灯していることを見て、プロジェクター１０００に異常が生じたことを認識する。
【００７３】
このように、本実施形態のプロジェクター１０００によれば、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影される可能性がある場合、液晶光変調装置４００Ｂの遮光状態が保持されるため、励起光を液晶光変調装置４００Ｂで止めることができる。よって、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。
【００７４】
また、この構成によれば、励起光源１０から射出された励起光の照射により回転板３１において発生する熱を、回転板３１の回転方向に沿った広い領域で放散させることができる。このため、励起光源１０から射出された励起光の照射により回転板３１が溶融することを抑制することができる。
【００７５】
また、この構成によれば、励起光源１０としてレーザー光源を用いているため、例えばハロゲンランプや超高圧水銀ランプ等を用いる場合に比べて集光性が高い。そのため、回転板３１には高出力の光が集光される。このとき、回転板３１においてレーザー光が集光する部分が溶融して穴が開きやすくなる。よって、このような構成においては、高出力の光がスクリーンＳＣＲに照射されることを抑制し安全性を確保するという本発明の効果が顕著なものとなる。
【００７６】
また、本実施形態においては、蛍光強度検出装置５０が第２レンズ４２と集光レンズ１０１との間を通過する蛍光の光線束の近傍に配置された例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、蛍光強度検出装置５０が平行化レンズ１０３とダイクロイックミラー２１０との間を通過する蛍光の光線束の近傍に配置されていてもよい。すなわち、蛍光強度検出装置５０は、蛍光体層３２から放射された蛍光の迷光の強度を検出可能な位置に配置されていればよい。
【００７７】
また、本発明は蛍光の迷光の強度を検出することに限られない。例えば、蛍光体層３２から放射された蛍光の光路上の一部に偏光ビームスプリッターを配置し、蛍光のうち入射側偏光板４２０を透過しない偏光成分を蛍光強度検出装置５０に導くように構成してもよい。この構成によれば、蛍光のうち入射側偏光板４２０を透過しない偏光成分の強度を検出することができる。また、蛍光体層３２から放射された蛍光の光束のうち、液晶光変調装置の画像形成領域に入射しない部分に蛍光強度検出装置５０を設けてもよい。いずれの構成によっても、蛍光体層３２から放射された蛍光のうち一部の強度を検出することができる。
【００７８】
また、本実施形態の光源装置１では、光源としてレーザー光を射出する光源を用いたが、これに限らない。例えば、光源としてレーザー光以外の光を射出する光源を用いてもよい。
【００７９】
また、本実施形態の光源装置１では、蛍光体層が形成された基板として回転板を用いたが、これに限らない。例えば、蛍光体層が形成された基板として励起光が入射する方向に対して交差する方向に振動可能な基板を用いてもよい。すなわち、蛍光体層が形成された基板は、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であればよい。
【００８０】
また、本実施形態のプロジェクター１０００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装置５０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。
【００８１】
また、本実施形態のプロジェクター１０００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。
【００８２】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るプロジェクター２０００を示す模式図である。
図６に示すように、本実施形態に係るプロジェクター２０００は、２つの光源装置（赤色光Ｒ及び緑色光Ｇを射出する第１の光源装置２、青色光Ｂを射出する第２の光源装置３）を備えている点、２つの照明光学系（第１の照明光学系１００Ａ、第２の照明光学系１００Ｂ）を備えている点、色分離導光光学系２００に替えて色分離導光光学系２０１を備えている点、蛍光強度検出装置５０に替えて励起光強度検出装置５１を備えている点、で上述の第１実施形態に係るプロジェクター１０００と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図１と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８３】
図６に示すように、プロジェクター２０００は、第１の光源装置２と、第２の光源装置３と、第１の照明光学系１００Ａと、第２の照明光学系１００Ｂと、色分離導光光学系２０１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、励起光強度検出装置５１と、駆動装置６０と、制御装置７０と、を具備して構成されている。
【００８４】
第１実施形態で説明した光源装置１は、赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを含む蛍光だけでなく、励起光（青色光Ｂ）の一部も射出する構成となっていた。これに対し、本実施形態に係る第１の光源装置２は、赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを含む蛍光を射出するが、励起光（青色光Ｂ）は射出しない。
【００８５】
本実施形態のプロジェクター２０００では、励起光源１０から射出された青色光の全てを蛍光体層３２の励起光として利用する。液晶光変調装置４００Ｂの照明光として利用する青色光は、第１の光源装置２とは別個に設けられた第２の光源装置３から射出される。
【００８６】
第１の照明光学系１００Ａは、第１の光源装置２と色分離導光光学系２０１との間に配置されている。なお、第１の照明光学系１００Ａの構成は、第１実施形態に係る照明光学系１００の構成と同じである。
【００８７】
一方、第２の光源装置３は、光源８０と、コリメート光学系４０と、を備えている。光源８０は、青色光Ｂを射出するＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源である。コリメート光学系４０は、青色光Ｂが入射する第１レンズ４１と第１レンズ４１を透過したレーザー光を平行化する第２レンズ４２とを有する。コリメート光学系４０は、光源８０から射出された青色光Ｂを平行化する。
【００８８】
第２の照明光学系１００Ｂは、第２の光源装置３と色分離導光光学系２０１との間に配置されている。なお、第２の照明光学系１００Ｂの構成は、第１実施形態に係る照明光学系１００の構成と同じである。
【００８９】
第１の光源装置２から射出された蛍光ＲＧは、第１の照明光学系１００Ａにより色分離導光光学系２０１に導かれる。
【００９０】
第２の光源装置３から射出された光（青色光Ｂ）は、第２の照明光学系１００Ｂにより色分離導光光学系２０１に導かれる。
【００９１】
色分離導光光学系２０１は、ダイクロイックミラー２１１、反射ミラー２２１、反射ミラー２３１、及び反射ミラー２５１を備えている。
【００９２】
第１の照明光学系１００Ａから射出された蛍光ＲＧは、ダイクロイックミラー２１１に入射する。ダイクロイックミラー２１１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２１１は、赤色光成分を反射し、緑色光や青色光などの赤色光よりも短波長の光を透過させる。
【００９３】
蛍光ＲＧに含まれる緑色光Ｇは、ダイクロイックミラー２１１を透過し、反射ミラー２２１にて反射して、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。また、蛍光ＲＧに含まれる赤色光Ｒは、ダイクロイックミラー２１１で反射し、反射ミラー２３１にて反射して、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。
【００９４】
一方、第２の照明光学系１００Ｂから射出された光（青色光Ｂ）は、反射ミラー２５１にて反射し、青色用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。
【００９５】
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、第１の光源装置２、第２の光源装置３からの照明光、すなわち入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。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。
【００９６】
プロジェクター２０００においては、励起光源１０から射出された励起光の全てを蛍光体層３２によって蛍光に変換するため、第１の光源装置２が正常に動作していれば、励起光がスクリーンＳＣＲに投影されることはない。
【００９７】
ここで、実施形態１と同様に、蛍光体層３２に欠陥が発生している場合を考える。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ない成分が生じる。励起光のうち蛍光に変換されなかった成分は蛍光体層３２を透過し、蛍光ＲＧとともにダイクロイックミラー２１１へ入射する。ダイクロイックミラー２１１へ入射する励起光の強度が安全なレベルを超える可能性がある。ダイクロイックミラー２１１へ入射した励起光はダイクロイックミラー２１１を透過し、反射ミラー２２１にて反射して、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。
【００９８】
そこで、本実施形態にかかるプロジェクター２０００は、過度に強い励起光がスクリーンＳＣＲに照射されることを抑制するために、蛍光体層３２に欠陥が発生している場合に過度に強い励起光が入射する可能性がある液晶光変調装置４００Ｇの動作の制御を、検出装置による検出結果に基づいて行う。プロジェクター２０００は、蛍光体層３２から射出される励起光の強度を検出する検出装置としての励起光強度検出装置５１と、液晶光変調装置４００Ｇの遮光状態を解除するか否かを励起光強度検出装置５１による検出結果に基づいて判断する制御装置７１と、を備える。励起光強度検出装置５１としては、例えばフォトダイオードを用いる。制御装置７１は、プロジェクター２０００が起動されたとき、液晶光変調装置４００Ｇが遮光状態に保持された状態で、励起光源１０から励起光が射出されることを開始させる。その後、制御装置７１は、励起光強度検出装置５１により検出される光の強度が所定の範囲内であると判断した場合に、液晶光変調装置４００Ｇの遮光状態を解除するように駆動装置６０を制御する。遮光状態が解除された液晶光変調装置４００Ｇは、第１の光源装置２から射出された光の変調を開始する。これにより、高出力のレーザー光がスクリーンＳＣＲに照射されることを抑制している。なお、本実施形態においても、制御装置７１は、表１に示すクラス４に相当する出力のレーザー光がスクリーンＳＣＲに照射されることを抑制するように構成されている。
【００９９】
本実施形態の励起光強度検出装置５１は、ダイクロイックミラー２１１と反射ミラー２２１との間において光の光線束の近傍に配置されており、第１の光源装置２から射出される励起光の迷光の強度、すなわち第１の光源装置２から射出される励起光の一部の強度を検出する。
【０１００】
次に、液晶光変調装置４００Ｇの遮光状態を解除するまでのプロジェクター２０００の動作について、図７及び図８を用いて説明する。なお、蛍光体層３２の一部に欠陥が発生しており、励起光強度検出装置５１によって検出される励起光の迷光の強度が図７に示したように時間的に変動している場合を想定して説明する。
【０１０１】
なお、液晶光変調装置４００Ｇを遮光状態にさせてから（図４に示すステップＳ１に相当）、励起光源１０を起動させるまで（図４に示すステップＳ４に相当）、のプロジェクター２０００の動作は上述した第１実施形態に係るプロジェクター１０００の動作と同様であるため、説明は省略する。
【０１０２】
励起光源１０が起動すると、励起光源１０から励起光が射出され、回転板３１に形成された蛍光体層３２に励起光が集光される。励起光の照射スポットは、蛍光発光素子３０の回転によって、回転軸Ｏの回りに円を描くように移動する。本実施形態においては、励起光強度検出装置５１によって、第１の光源装置２から射出された励起光の迷光の強度が検出される。
【０１０３】
図７は、蛍光体層３２の一部に欠陥が発生している場合、励起光強度検出装置５１によって検出される励起光の迷光の強度の時間変化を示すグラフである。図７において、横軸は時間、縦軸は励起光強度検出装置５１が検出した励起光の迷光の強度である。また、ｔ１は回転板３１が１回転するために必要な時間である。
【０１０４】
蛍光体層３２のうち欠陥が発生していない領域に励起光が照射されている期間では、励起光強度検出装置５１によって検出される励起光の迷光の強度はＲ０である。本実施形態では、強度Ｒ０はゼロである。一方、蛍光体層３２のうち欠陥が発生している領域に励起光が照射されている期間では、第１の光源装置２から射出される励起光の強度は増加する。その期間では、図７に示したように励起光強度検出装置５１によって検出される励起光の迷光の強度も増加する。
【０１０５】
ステップＳ２１において、制御装置７１は、少なくとも、励起光の照射スポットが蛍光発光領域内に位置している間、励起光の迷光の強度を励起光強度検出装置５１によって検出する。励起光の照射スポットが蛍光発光領域内に位置している期間とは、本実施例の場合ｔ１である。さらに、制御装置７１は、励起光強度検出装置５１によって検出される励起光の迷光の強度が、回転板３１が１回転する間、常に所定の強度Ｒ１以下であるか否かを判断する。所定の強度Ｒ１は、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影されるか否かを判定するために設定される値である。所定の強度Ｒ１は、励起光強度検出装置５１を配置する場所や励起光源１０の出力などに基づいて適宜設定される。励起光強度検出装置５１によって検出される励起光の迷光の強度が、回転板３１が１回転する間、常に所定の強度Ｒ１以下である、と判断された場合は、蛍光体層３２に欠陥が発生していたとしても、安全なレベルを超える強度の励起光はスクリーンＳＣＲに投影されない、と判定される。そこでこの場合には、制御装置７１は、液晶光変調装置４００Ｇの遮光状態を解除する制御を行う（図８に示すステップＳ２２）。具体的には、制御装置７１は、駆動装置６０に制御信号を送る。その制御信号を受けた駆動装置６０は、液晶光変調装置４００Ｇの遮光状態を解除する。遮光状態が解除された液晶光変調装置４００Ｇは、第１の光源装置２から射出された光の変調を開始する。これにより、所望のカラー画像がスクリーンＳＣＲ上に形成される。
【０１０６】
一方、回転板３１が１回転する期間のうち一時的にまたは常に、励起光強度検出装置５１によって検出される励起光の迷光の強度が所定の強度Ｒ１よりも大きい場合、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影される、と判定される。そこで、ステップＳ２３において、制御装置７１は、液晶光変調装置４００Ｇの遮光状態を保持したまま励起光源１０に停止信号を出力する。励起光源１０に制御装置７０から停止信号が入力されると、励起光源１０からの励起光の射出が停止する。
【０１０７】
また、制御装置７１は、モーター３３に停止信号を出力する。モーター３３に制御装置７１から停止信号が入力されると、蛍光発光素子３０の回転が停止する（図８に示すステップＳ２４）。
【０１０８】
そして、エラー表示がされる（図８に示すステップＳ２５）。例えば、ユーザーはプロジェクターに備えられた警告灯が点灯していることを見て、プロジェクター２０００に異常が生じたことを認識する。あるいは、第２の光源装置３を動作させて、青色光によってスクリーンＳＣＲにエラー表示を表示してもよい。
【０１０９】
このように、本実施形態のプロジェクター２０００においては、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影される可能性がある場合、励起光が入射する可能性のある液晶光変調装置４００Ｇの遮光状態が保持される。そのため、実施形態１にかかるプロジェクター１０００と同様、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。
【０１１０】
ところで、励起光強度検出装置が光源装置から射出された光束のうち液晶光変調装置の画像形成領域に入射する部分の光路上に配置された場合、液晶光変調装置の画像形成領域に入射すべき光束のうち一部分が励起光強度検出装置によって遮られる。この場合、光源装置から射出された光のうち少なくとも一部を照明光として利用できなくなる。これに対し、本実施形態によれば、励起光強度検出装置５１が第１の光源装置２と液晶光変調装置４００Ｇとの間において第１の光源装置２から射出された光束のうち液晶光変調装置の画像形成領域に入射すべき部分と重ならない領域に配置されるため、第１の光源装置２から射出された光を効率良く照明光として利用することが可能となる。
【０１１１】
また、上記第１実施形態においては検出装置として蛍光強度検出装置５０を備えた構成を例に挙げて説明し、上記第２実施形態においては検出装置として励起光強度検出装置５１を備えた構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、検出装置として、蛍光強度検出装置５０及び励起光強度検出装置５１の双方の検出装置を備えていてもよい。
【０１１２】
この構成によれば、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影される可能性がある、ということを、蛍光の迷光の強度および励起光の迷光の強度のうち少なくとも一方が示す場合、液晶光変調装置の遮光状態が保持すればよい。この構成によれば、安全性をさらに高めることができる。
【０１１３】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係るプロジェクター３０００を示す模式図である。
図９に示すように、本実施形態に係るプロジェクター３０００は、上述の第１実施形態に係る光源装置１及び照明光学系１００に替えて光源装置４を備えている点、上述の第１実施形態に係る色分離導光光学系２００、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、及びクロスダイクロイックプリズム５００に替えてマイクロミラー型の光変調装置５を備えている点、投写光学系６００に替えて投写光学系６を備えている点、蛍光強度検出装置５０及び励起光強度検出装置５１の双方の検出装置を備えている点、で上述の第１実施形態に係るプロジェクター１０００と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図１と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１４】
図９に示すように、プロジェクター３０００は、光源装置４と、光変調装置５と、投写光学系６と、蛍光強度検出装置５０と、励起光強度検出装置５１と、駆動装置６２と、制御装置７２と、を具備して構成されている。
【０１１５】
光源装置４は、励起光源１０Ｃと、発光素子２０Ｃと、蛍光発光素子３０Ｃと、を備えている。励起光源１０Ｃは青色光を射出し、発光素子２０Ｃは赤色光を射出し、蛍光発光素子３０Ｃは緑色光を射出する。そして、光源装置４は、青色光（励起光）、緑色光（蛍光）及び赤色光を順次射出する。
【０１１６】
励起光源１０Ｃは、青色のレーザー光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ）を射出するレーザー光源である。励起光源１０Ｃから射出される励起光の光路上には、第１ダイクロイックミラー９０、第１集光レンズ９１、蛍光発光素子３０Ｃ、第１反射ミラー９２、第２反射ミラー９４、第２ダイクロイックミラー９５、及び第２集光レンズ９３がこの順に配置されている。なお、励起光源１０Ｃ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。
【０１１７】
発光素子２０Ｃは、赤色光（発光強度のピーク：約６２０ｎｍ）を射出する赤色発光ダイオードである。発光素子２０Ｃから射出される赤色光の光路上には、第１ダイクロイックミラー９０、第２ダイクロイックミラー９５及び第２集光レンズ９３がこの順に配置されている。
【０１１８】
第１ダイクロイックミラー９０は、励起光源１０Ｃの光軸及び発光素子２０Ｃの光軸のそれぞれに対して概ね４５°の角度で交わるように配置されている。第１ダイクロイックミラー９０は、励起光源１０Ｃから射出された励起光及び発光素子２０Ｃから射出された赤色光を透過する。また、第１ダイクロイックミラー９０は、励起光（青色光）の照射によって蛍光体層３２Ｃから発せられた蛍光（緑色光）を反射する。
【０１１９】
第１集光レンズ９１は、第１ダイクロイックミラー９０を透過した励起光を略集光した状態で蛍光体層３２Ｃに入射させるとともに、蛍光体層３２Ｃから放射された緑色光を略平行化する。
【０１２０】
図１０は、本実施形態に係る蛍光発光素子３０Ｃの模式図である。図１０（ａ）は蛍光発光素子３０Ｃの平面図であり、図１０（ｂ）は蛍光発光素子３０ＣのＡＡ’断面図である。
図１０に示すように、蛍光発光素子３０は、モーター３３Ｃにより回転軸Ｏを中心として回転駆動される回転板３１Ｃと、回転板３１Ｃの励起光が入射する主面に形成された金属部材３４Ｃと、回転板３１Ｃの外周に沿って金属部材３４Ｃの上に形成された蛍光発光領域としての蛍光体層３２Ｃと、を備えている。回転板３１Ｃは、ポリカーボネート等、励起光を透過する材料よりなる。金属部材３４Ｃは、例えばアルミニウム等の熱伝導率の大きい金属材料を用いることができる。
【０１２１】
蛍光発光素子３０Ｃは、仮想的に複数の扇形形状の領域に分割することができる。複数の領域には、第１の領域ＡＲ１、第２の領域ＡＲ２、及び第３の領域ＡＲ３が含まれている。図１０（ａ）に示したように、蛍光発光素子３０Ｃは、周方向に沿って時計回りに、第１の領域ＡＲ１、第２の領域ＡＲ２、及び第３の領域ＡＲ３にこの順に分割することができる。
【０１２２】
蛍光発光素子３０Ｃの主面において、第１の領域ＡＲ１には、蛍光発光素子３０Ｃの外周に沿って蛍光体層３２Ｃが形成されている。蛍光発光素子３０Ｃの第３の領域ＡＲ３には、励起光を拡散させる拡散領域３５Ｃが形成されている。励起光は第３の領域ＡＲ３を透過する。拡散領域３５Ｃは、回転板３１Ｃの周方向に沿って形成されている。
【０１２３】
蛍光発光素子３０Ｃにおける励起光の照射スポットＱは、蛍光発光素子３０Ｃの回転に従って回転軸Ｏの回りを移動する。そして時間順次で、第１の領域ＡＲ１、第２の領域ＡＲ２、及び第３の領域ＡＲ３に位置する。図１０（ａ）では、励起光照射位置Ｑが第１の領域ＡＲ１に位置している状態を示している。
【０１２４】
蛍光体層３２Ｃは、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅを含有する層からなる。蛍光体層３２Ｃは、励起光源１０から射出された励起光としてのレーザー光（青色光）の略全てを緑色光（発光強度のピーク：約５５０ｎｍ）に変換する。
【０１２５】
蛍光発光素子３０Ｃは、蛍光体層３２Ｃが形成された領域が反射面となっている。本実施形態においては、蛍光体層３２Ｃは反射面である金属部材３４Ｃの上に設けられている。そのため、蛍光体層３２Ｃから発せられた蛍光は、第１集光レンズ９１に向けて反射面によって反射される。
【０１２６】
本実施形態のプロジェクター３０００では、励起光源１０Ｃから励起光が射出されるタイミングと、発光素子２０Ｃから赤色光が射出されるタイミングと、を、制御装置７２によって、蛍光発光素子３０Ｃの回転に従って時間順次に調整する。
【０１２７】
本実施形態においては、図１０（ａ）に示すように、励起光の照射スポットＱが第１の領域ＡＲ１及び第３の領域ＡＲ３に位置するとき、励起光源１０Ｃから励起光を射出させるが、発光素子２０Ｃからは赤色光を射出させない。また、励起光の照射スポットＱが第２の領域ＡＲ２に位置するとき、発光素子２０Ｃから赤色光を射出させるが、励起光源１０Ｃからは励起光を射出させない。
【０１２８】
このような構成により、光源装置４からは、蛍光発光素子３０Ｃの回転に従って、青色光、緑色光、及び赤色光がこの順に時間順次に射出される。
【０１２９】
図９に戻り、第１反射ミラー９２は、蛍光発光素子３０Ｃの第３の領域ＡＲ３を透過した励起光（青色光）を第２反射ミラー９４に向けて反射する。第２反射ミラー９４は、第１反射ミラー９２で反射された励起光（青色光）を第２ダイクロイックミラー９５に向けて反射する。
【０１３０】
第１ダイクロイックミラー９０は、蛍光発光素子３０Ｃの第１の領域ＡＲ１に形成された蛍光体層３２Ｃから放射されて、第１集光レンズ９１により平行化された緑色光を第２ダイクロイックミラー９５に向けて反射する。
【０１３１】
発光素子２０Ｃから射出された赤色光は、第１ダイクロイックミラー９０を透過し、第２ダイクロイックミラー９５に向かう。
【０１３２】
第２ダイクロイックミラー９５は、第１ダイクロイックミラー９０で反射された緑色光と発光素子２０Ｃから発せられた赤色光とを第２集光レンズ９３に向けて透過させるとともに、第２反射ミラー９４で反射された励起光（青色光）を第２集光レンズ９３に向けて反射する。
【０１３３】
第２集光レンズ９３は、第２ダイクロイックミラー９５によって反射された励起光（青色光）と、第２ダイクロイックミラー９５を透過した緑色光と第２ダイクロイックミラー９５を透過した赤色光とを略集光した状態で光変調装置５に入射させる。
【０１３４】
光変調装置５は、マイクロミラー型の光変調装置である。光変調装置５は、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いる。プロジェクター３０００は、ＤＭＤと専用信号処理技術を用いたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式を採用している。ＤＭＤ５は、複数のマイクロミラーがマトリクス状に配列されたものである。ＤＭＤ５は、複数のマイクロミラーの傾き方向を切換えることにより、入射光の反射方向を投写光学系６の方向と図示しない吸光板の方向との間で切り替えることによって、画像を表示する。ＤＭＤ５は、光源装置４から射出される緑色光、赤色光及び青色光を順次変調して、緑色画像、赤色画像及び青色画像を順次、投写光学系６を介してスクリーンＳＣＲに投影する。光源装置４が正常に動作している場合には、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影されることはない。
【０１３５】
ここで、実施形態１と同様に、蛍光体層３２Ｃに欠陥が発生している場合を考える。蛍光体層３２Ｃ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し、励起光のうち蛍光に変換されなかった成分が金属部材３４Ｃに入射する。そして、金属部材３４Ｃに入射する励起光の強度が著しく高い場合、金属部材３４Ｃに穴が開き、励起光の一部がその穴を通過する。励起光が蛍光発光素子３０Ｃの第３の領域ＡＲ３を透過する場合は、励起光は拡散領域３５Ｃによって拡散されるため、スクリーンＳＣＲに投影される青色光の強度は安全なレベル以下である。しかし、励起光が金属部材３４Ｃに開いた穴を通過する場合は、スクリーンＳＣＲに投影される青色光の強度が、安全なレベルを超える可能性がある。
【０１３６】
また、蛍光体層３２Ｃに欠陥が生じた部分から射出される蛍光は弱くなるため、蛍光体層３２Ｃに欠陥が生じた部分における励起光の蛍光への変換効率は低下する。
【０１３７】
そこで、本実施形態にかかるプロジェクター３０００は、蛍光体層３２Ｃから放射された蛍光の強度を検出する蛍光強度検出装置５０と、励起光源１０Ｃから射出され、蛍光発光素子３０Ｃを透過した励起光の強度を検出する励起光強度検出装置５１と、光変調装置５の遮光状態を解除するか否かを蛍光強度検出装置５０による検出結果および励起光強度検出装置５１による検出結果に基づいて判断する制御装置７２と、を備える。制御装置７２は、プロジェクター３０００が起動されたとき、光変調装置５が遮光状態に保持された状態で、励起光源１０Ｃから励起光が射出されることを開始させる。その後、制御装置７２は、蛍光強度検出装置５０により検出される光の強度および励起光強度検出装置５１により検出される光の強度に基づいて、蛍光体層３２Ｃによる励起光の蛍光への変換効率を推定する。制御装置７２は、推定した変換効率が所定の範囲内であると判断した場合に、光変調装置５の遮光状態を解除するように駆動装置６２を制御する。これにより、高出力のレーザー光がスクリーンＳＣＲに照射されることを抑制している。なお、本実施形態においては、制御装置７２は、表１に示すクラス４に相当する出力のレーザー光がスクリーンＳＣＲに照射されることを抑制するように構成されている。
【０１３８】
ここで、光変調装置５の「遮光状態」とは、ＤＭＤ５に対する入射光が投写光学系６以外の方向、例えば図示しない吸光板の方向に反射されるように、複数のマイクロミラーの傾き方向が設定されている状態である。
【０１３９】
本実施形態の蛍光強度検出装置５０は、第２ダイクロイックミラー９５と第２集光レンズ９３との間を通過する蛍光の光線束の近傍に配置されており、蛍光体層３２Ｃから射出された蛍光の迷光の強度、すなわち蛍光体層３２Ｃから射出された蛍光の一部の強度を検出する。
【０１４０】
本実施形態の励起光強度検出装置５１は、第１反射ミラー９２と第２反射ミラー９４との間を通過する励起光の光線束の近傍に配置されており、励起光源１０Ｃから射出され、蛍光発光素子３０Ｃを透過した励起光の迷光の強度、すなわち励起光源１０Ｃから射出された励起光の一部を検出する。
【０１４１】
本実施形態では、蛍光の迷光の強度を励起光の迷光の強度で除算して得た値を変換効率の推定値とするため、推定された変換効率は真の変換効率とは異なる。しかし、以下の説明では、便宜上、推定された変換効率を単に変換効率と呼ぶ。
【０１４２】
次に、光変調装置５の遮光状態を解除するまでのプロジェクター３０００の動作について、図１１及び図１２を用いて説明する。なお、蛍光体層３２Ｃの一部に欠陥が発生しており、変換効率が図１１に示したように時間的に変動している場合を想定して説明する。
【０１４３】
なお、光変調装置５を遮光状態にさせてから（図４に示すステップＳ１に相当）、励起光源１０Ｃを起動させるまで（図４に示すステップＳ４に相当）、のプロジェクター３０００の動作は上述した第１実施形態に係るプロジェクター１０００の動作と同様であるため、説明は省略する。ここでも、駆動装置６２が作動していない状態で光変調装置５が遮光状態になっているならば、光変調装置５を遮光状態にするステップは不要である。
【０１４４】
励起光源１０Ｃが起動すると、励起光源１０Ｃから励起光が射出され、回転板３１Ｃに励起光が集光される。励起光の照射スポットＱは、蛍光発光素子３０Ｃの回転によって、回転軸Ｏの回りに円を描くように移動する。本実施形態においては、蛍光強度検出装置５０によって、蛍光体層３２Ｃから放射された蛍光の迷光の強度が検出される。また、励起光強度検出装置５１によって、励起光源１０Ｃから射出され蛍光発光素子３０Ｃを透過した励起光の迷光の強度を検出される。
【０１４５】
図１１は、蛍光体層３２Ｃの一部に欠陥が発生している場合、制御装置７２が推定した変換効率の時間変化を示すグラフである。図１１において、横軸は時間、縦軸は変換効率である。励起光の照射スポットＱが第２の領域ＡＲ２及び第３の領域に位置している期間には蛍光発光素子３０Ｃから蛍光は射出されないため、図１１においては、その期間の変換効率を便宜上ゼロとしてある。ｔ１は蛍光体層３２Ｃが１回転するために必要な時間である。本実施例では、扇形形状の第１の領域ＡＲ１の中心角を１８０°としているため、励起光の照射スポットＱが第１の領域ＡＲ１に位置する時間はｔ１／２である。
【０１４６】
ステップＳ３１において、制御装置７２は、少なくとも励起光の照射スポットＱが蛍光発光領域内に位置している間、蛍光の迷光の強度を蛍光強度検出装置５０によって検出する。励起光の照射スポットＱが蛍光発光領域内に位置している期間とは、本実施例の場合ｔ１／２である。また、制御装置７２は、励起光の迷光の強度を励起光強度検出装置５１によって検出する。さらに、制御装置７２は、蛍光体層３２Ｃによる励起光の蛍光への変換効率が、励起光の照射スポットＱが蛍光発光領域内に位置している間、常に所定の変換効率Ｈ１以上であるか否かを判断する。所定の変換効率Ｈ１は、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影されるか否かを判定するために設定される値である。所定の変換効率Ｈ１は、蛍光強度検出装置５０を配置する場所、あるいは励起光強度検出装置５１を配置する場所、励起光源１０の出力などに基づいて適宜設定される。励起光の照射スポットＱが蛍光発光領域内に位置している間、変換効率が常に所定の変換効率Ｈ１以上である、と判断された場合は、蛍光体層３２に欠陥が発生していたとしても、安全なレベルを超える強度の励起光はスクリーンＳＣＲに投影されない、と判定される。そこでこの場合には、制御装置７２は、光変調装置５の遮光状態を解除する制御を行う（図１２に示すステップＳ３２）。具体的には、制御装置７２は、駆動装置６２に制御信号を送る。その制御信号を受けた駆動装置６２は、光変調装置５の遮光状態を解除する。遮光状態が解除された光変調装置５は、光源装置１から射出された光の変調を開始する。これにより、所望のカラー画像がスクリーンＳＣＲ上に形成される。
【０１４７】
一方、励起光の照射スポットＱが蛍光発光領域内に位置している期間のうち一時的にまたは常に、変換効率が所定の変換効率Ｈ１よりも小さい場合、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影される、と判定される。そこで、ステップＳ３３において、制御装置７２は、光変調装置５の遮光状態を保持したまま励起光源１０Ｃに停止信号を出力する。励起光源１０に制御装置７２から停止信号が入力されると、励起光源１０からの励起光の射出が停止する。
【０１４８】
また、制御装置７２は、モーター３３に停止信号を出力する。モーター３３に制御装置７２から停止信号が入力されると、蛍光発光素子３０Ｃの回転が停止する（図１２に示すステップＳ３４）。
そして、エラー表示がされる（図１２に示すステップＳ３５）。例えば、ユーザーはプロジェクターに備えられた警告灯が点灯していることを見て、プロジェクター３０００に異常が生じたことを認識する。あるいは、発光素子２０Ｃを動作させて、赤色光によってスクリーンＳＣＲにエラー表示を表示してもよい。
【０１４９】
このように、本実施形態のプロジェクター３０００においても、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンＳＣＲに投影される可能性がある場合、光変調装置５の遮光状態が保持されるため、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。
【０１５０】
実施形態１乃至３を用いて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態２においては、第１の光源装置２から射出された光の一部の強度を検出する検出装置として、励起光強度検出装置５１を備えていたが、これに限られない。検出装置として、第１の光源装置２から射出された光の一部の色の変化を検出できる素子を用いてもよい。蛍光体層３２に欠陥が発生している場合、ダイクロイックミラー２１１を透過した緑色光に励起光（青色光）が混じるため、ダイクロイックミラー２１１を透過した光の色あいが変化する。従って、色の変化を検出できる素子を用いても、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できる。
【０１５１】
実施形態１乃至実施形態３では、蛍光発光素子が所定の回転軸を中心として回転する回転板である場合について説明したが、これに限られない。回転しない固定式の蛍光発光素子を用いた場合、例えば、光源装置の冷却機能が低下した場合、熱のために蛍光体層に欠陥が生じることがある。また、蛍光体層が欠落することがある。回転しない固定式の蛍光発光素子を用いた場合であっても、本発明によれば、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である。この場合、蛍光の迷光の強度が所定の強度Ｋ１以上であるか否かを判断するとき、蛍光強度検出装置５０によって蛍光の迷光の強度を検出する時間の長さは適宜設定すればよい。また、励起光の迷光の強度が所定の強度Ｒ１以下であるか否かを判断するとき、励起光強度検出装置５１によって励起光の迷光の強度を検出する時間の長さは適宜設定すればよい。変換効率を推定するときも同様である。
【０１５２】
実施形態１乃至実施形態３では、蛍光発光領域としての蛍光体層が透明な基板上に設けられた回転板を蛍光発光素子として用いていたが、これに限られない。透明な基板の中に蛍光体粒子が分散された回転板を用いて蛍光発光素子を構成してもよい。透明な基板のうち蛍光体粒子が分散された領域が蛍光発光領域に相当する。
【０１５３】
本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも、適用することができる。
【０１５４】
上記各実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、本発明の光源装置を他の光学機器（例えば、自動車のヘッドランプ、照明機器等）に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１５５】
１，２，３，４…光源装置、１０，１０Ｃ…励起光源（光源）、３１，３１Ｃ…回転板（基板）、３２，３２Ｃ…蛍光体層、５…ＤＭＤ（光変調装置）、６，６００…投写光学系、５０…蛍光強度検出装置、５１…励起光強度検出装置、７０，７１，７２…制御装置、２００…色分離導光光学系、２２１…反射ミラー（光学部材）、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、１０００，２０００，３０００…プロジェクター、Ｋ１…第１の蛍光強度、Ｋ２…第２の蛍光強度、Ｒ１…第１の励起光強度、Ｒ２…第２の励起光強度、Ｈ１…第１の変換効率、Ｈ２…第２の変換効率
【図１】
0005915229.tif 000003
【図２】
0005915229.tif 000004
【図３】
0005915229.tif 000005
【図４】
0005915229.tif 000006
【図５】
0005915229.tif 000007
【図６】
0005915229.tif 000008
【図７】
0005915229.tif 000009
【図８】
0005915229.tif 000010
【図９】
0005915229.tif 000011
【図１０】
0005915229.tif 000012
【図１１】
0005915229.tif 000013
【図１２】
0005915229.tif 000014