(57)【要約】【課題】適正なホワイトバランスを維持することができる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置は、第１の色の励起光を射出する励起光源２と、同一直線上に回転軸を有する第１および第２の蛍光体ホイール３ａ、３ｂを備え、これら蛍光体ホイールが互いに同期して同じ回転方向に回転し、少なくとも第１の色を含む光を射出する蛍光体ユニット３と、蛍光体ユニット３の射出光に含まれる第１の色の光を検出する光センサ４と、制御部１と、を有する。第１の蛍光体ホイール３ａは、円周上に第１の蛍光体部と光通過部と、を備える。第２の蛍光体ホイール３ｂは、円周上に第２の蛍光体部と反射部とを備える。制御部１は、光センサの検出値に基づいて、光通過部に対する第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる。【選択図】図１
2019152784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色の励起光を射出する励起光源と、
同一直線上に回転軸を有する第１および第２の蛍光体ホイールを備え、該第１および第２の蛍光体ホイールが、互いに同期して同じ回転方向に回転し、少なくとも前記第１の色を含む光を射出する蛍光体ユニットと、
前記蛍光体ユニットの射出光に含まれる前記第１の色の光を検出する光センサと、
前記第１および第２の蛍光体ホイールの回転動作を制御する制御部と、を有し、
前記第１の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第１の蛍光体部と光通過部と、を備え、前記励起光源から射出された前記励起光が前記第１の蛍光体部および光通過部に順に入射し、前記第１の蛍光体部が、入射した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を射出するように構成され、
前記第２の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第２の蛍光体部と反射部とを備え、前記第２の蛍光体部が、前記光通過部を通過した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を前記光通過部に向けて射出し、前記反射部が、前記光通過部を通過した励起光を前記光通過部に向けて反射するように構成され、
前記制御部は、前記光センサの検出値に基づいて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる、光源装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記光センサの検出値に基づいて、前記第１または第２の蛍光体部が射出した前記混色光に含まれる前記第１の色の光量を取得し、該第１の色の光量と閾値との差に応じて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記光センサの検出値に基づいて、１回転あたりの前記第２の蛍光体ホイールの射出光に含まれる前記第１の色の光量を取得し、該第１の色の光量が所定値になるように、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる、請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の蛍光体ホイールの回転方向における基準となる位置である基準位置を検出する第１の回転検出部と、
前記第２の蛍光体ホイールの回転方向における基準となる位置である基準位置を検出する第２の回転検出部と、をさらに有し、
前記制御部は、前記第１の回転検出部で検出した前記基準位置の検出タイミングと、前記第２の回転検出部で検出した前記基準位置の検出タイミングとに基づいて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を検出する、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】
前記第２の蛍光体部の円周方向の長さが、前記光通過部の円周方向の長さと同じである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記反射部の円周方向の長さが、前記光通過部の円周方向の長さ以上である、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】
前記励起光源が、青色レーザ光を射出するレーザ光源であり、
前記蛍光が黄色蛍光である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置の射出光を変調して画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部にて形成した画像を投写する投写光学系と、を有するプロジェクタ。
【請求項９】
請求項７に記載の光源装置と、
赤色の波長域の光のみを透過する第１のセグメントと、緑色の波長域の光のみを透過する第２のセグメントと、可視光を透過する第３のセグメントと、青色の波長域の光のみを透過する第４のセグメントと、を備え、前記第１および第２の蛍光体ホイールと同期して回転し、前記光源装置の射出光が前記第１乃至第４のセグメントに順に照射されるカラーホイールと、
赤色画像を示す第１の信号、緑色画像を示す第２の信号、白色画像を示す第３の信号、および青色画像を示す第４の信号を入力とし、該第１乃至第４の信号に基づいて前記カラーホイールの射出光を変調して画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部にて形成した画像を投写する投写光学系と、を有し、
前記光源装置の制御部が、前記画像形成部の画像形成動作を制御するプロジェクタであって、
前記制御部は、
前記蛍光体ユニットが前記混色光を連続して射出するように前記第１および第２の蛍光体ホイールの回転の位相を制御した第１の動作モードにおいて、前記画像形成部にて、前記第１の信号に基づいて前記第１のセグメントの射出光を変調した赤色画像を形成させ、前記第２の信号に基づいて前記第２のセグメントの射出光を変調した緑色画像を形成させ、前記第３の信号に基づいて前記第３のセグメントの射出光を変調した白色画像を形成させ、前記第４の信号に基づいて前記第４のセグメントの射出光を変調した青色画像を形成させ、
前記蛍光体ユニットが前記混色光と前記励起光である青色光とを交互に射出し、前記混色光が前記第１のセグメントと前記第２のセグメントと前記第３のセグメントの一部とに入射し、前記青色光が前記第３のセグメントの残りの部分と前記第４のセグメントとに入射するように、前記第１および第２の蛍光体ホイールの回転の位相を制御した第２の動作モードにおいて、前記画像形成部にて、前記第１の信号に基づいて前記第１のセグメントの射出光を変調した赤色画像を形成させ、前記第２の信号に基づいて前記第２のセグメントの射出光を変調した緑色画像を形成させ、前記第３の信号に基づいて前記第３のセグメントの前記一部の射出光を変調した白色画像を形成させ、前記第４の信号に基づいて前記第３のセグメントの前記残りの部分の射出光と前記第４のセグメントの射出光とを変調した青色画像を形成させる、プロジェクタ。
【請求項１０】
第１の色の励起光を射出する励起光源と、同一直線上に回転軸を有する第１および第２の蛍光体ホイールを備えた蛍光体ユニットと、を有し、前記第１の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第１の蛍光体部と光通過部と、を備え、前記励起光源から射出された前記励起光が前記第１の蛍光体部および光通過部に順に入射し、前記第１の蛍光体部が、入射した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を射出するように構成され、前記第２の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第２の蛍光体部と反射部とを備え、前記第２の蛍光体部が、前記光通過部を通過した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を前記光通過部に向けて射出し、前記反射部が、前記光通過部を通過した励起光を前記光通過部に向けて反射するように構成された光源装置の光色調整方法であって、
前記第１および第２の蛍光体ホイールを互いに同期して同じ回転方向に回転させて、前記励起光を前記第１の蛍光体ホイールの前記第１の蛍光体部および光通過部に順に照射し、該光通過部を通過した励起光を前記第２の蛍光体ホイールに照射し、
前記蛍光体ユニットの射出光に含まれる前記第１の色の光を検出し、該検出値に基づいて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる、光色調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体ホイールを備えた光源装置及びその光源装置を用いたプロジェクタ並びその光源装置の光色調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近のプロジェクタの中には、光源に蛍光体を用いたものがある。
光源に蛍光体を用いたプロジェクタの光源装置の一例が、特許文献１に記載されている。この光源装置は、励起光源と蛍光体ユニットを有する。励起光源は、青色レーザ光を射出するレーザ光源である。
蛍光体ユニットは、蛍光体ホイールと、この蛍光体ホイールを回転させるモータと、を有する。蛍光体ホイールは、金属基板と、この金属基板上に形成された、黄色蛍光（赤色波長域の光及び緑色波長域の光を含む）を発する蛍光体を含む円環状の蛍光体層と、を有する。金属基板の中心部がモータの回転軸に支持されており、モータは、金属基板を回転させることができる。
【０００３】
金属基板を回転させた状態で、励起光源から射出した青色レーザ光が蛍光体層に照射される。蛍光体層では、青色レーザ光の一部が黄色蛍光に変換される。黄色蛍光に変換されなかった青色レーザ光は、金属基板にて拡散反射される。蛍光体層は、黄色蛍光と青色レーザ光の拡散反射光とを含む混色光を射出する。
黄色蛍光と青色レーザ光の拡散反射光とが所定の比率（白色光を得ることができる比率）になるように、蛍光体層の厚さや蛍光体の密度などが設定されている。この蛍光体層の射出光（白色光）が、光源装置の出力光である。
【０００４】
プロジェクタでは、カラーホイールを用いて光源装置の出力光を複数の色光（例えば、赤、緑、白、青など）に分離し、各色光を順にＤＭＤ等の表示素子に照射する。表示素子が、各色光を変調して画像を形成する。そして、投写レンズが、表示素子にて形成された画像を投写面上に拡大投写する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−４５４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の光源装置には、以下のような問題がある。
レーザ光源を長期間に亘って使用すると、経年劣化のために、レーザ光源の輝度（または光量）が低下する。レーザ光源の輝度（または光量）が低下すると、光源装置の出力光に含まれる、黄色蛍光と青色レーザ光との比率が変化し、その結果、光源装置の出力光の色味が変化する。例えば、レーザ光源の経年劣化のために、光源装置の出力光が、黄色味がかった白色光になる。
【０００７】
光源装置の出力光の色味が変化すると、カラーホイールを用いて光源装置の出力光を複数の色光（例えば、赤、緑、白、青）に分離した場合に、青色光の光量が他の色光の光量よりも大きく低下する。その結果、適正なホワイトバランスを維持することが困難になる。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題を解決し、適正なホワイトバランスを維持することができる、光源装置、プロジェクタ及び光色調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の光源装置は、
第１の色の励起光を射出する励起光源と、
同一直線上に回転軸を有する第１および第２の蛍光体ホイールを備え、該第１および第２の蛍光体ホイールが、互いに同期して同じ回転方向に回転し、少なくとも前記第１の色を含む光を射出する蛍光体ユニットと、
前記蛍光体ユニットの射出光に含まれる前記第１の色の光を検出する光センサと、
前記第１および第２の蛍光体ホイールの回転動作を制御する制御部と、を有し、
前記第１の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第１の蛍光体部と光通過部と、を備え、前記励起光源から射出された前記励起光が前記第１の蛍光体部および光通過部に順に入射し、前記第１の蛍光体部が、入射した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を射出するように構成され、
前記第２の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第２の蛍光体部と反射部とを備え、前記第２の蛍光体部が、前記光通過部を通過した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を前記光通過部に向けて射出し、前記反射部が、前記光通過部を通過した励起光を前記光通過部に向けて反射するように構成され、
前記制御部は、前記光センサの検出値に基づいて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる。
【００１０】
本発明の第１のプロジェクタは、
上記光源装置と、
前記光源装置の射出光を変調して画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部にて形成した画像を投写する投写光学系と、を有する。
【００１１】
本発明の第１の光色調整方法は、
第１の色の励起光を射出する励起光源と、同一直線上に回転軸を有する第１および第２の蛍光体ホイールを備えた蛍光体ユニットと、を有し、前記第１の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第１の蛍光体部と光通過部と、を備え、前記励起光源から射出された前記励起光が前記第１の蛍光体部および光通過部に順に入射し、前記第１の蛍光体部が、入射した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を射出するように構成され、前記第２の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第２の蛍光体部と反射部とを備え、前記第２の蛍光体部が、前記光通過部を通過した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を前記光通過部に向けて射出し、前記反射部が、前記光通過部を通過した励起光を前記光通過部に向けて反射するように構成された光源装置の光色調整方法であって、
前記第１および第２の蛍光体ホイールを互いに同期して同じ回転方向に回転させて、前記励起光を前記第１の蛍光体ホイールの前記第１の蛍光体部および光通過部に順に照射し、該光通過部を通過した励起光を前記第２の蛍光体ホイールに照射し、
前記蛍光体ユニットの射出光に含まれる前記第１の色の光を検出し、該検出値に基づいて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させることを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、励起光源の経年劣化のために光源装置の出力光の色味が変化した場合でも、適正なホワイトバランスを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態による光源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による光源装置の構成を示すブロック図である。
【図３】蛍光体ユニットの構成を示す模式図である。
【図４】図３に示す蛍光体ユニットを構成する２枚の蛍光体ホイールの一方の構成を示す模式図である。
【図５】図３に示す蛍光体ユニットを構成する２枚の蛍光体ホイールの他方の構成を示す模式図である。
【図６】モータの回転駆動動作の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態による光源装置に用いられた蛍光体ユニットを構成する２枚の蛍光体ホイールの一方の構成を示す模式図である。
【図８】本発明の第３の実施形態による光源装置に用いられた蛍光体ユニットを構成する２枚の蛍光体ホイールの他方の構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第２又は第３の実施形態の光源装置を備えたプロジェクタの光学系に関わる構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２又は第３の実施形態の光源装置を備えたプロジェクタの電気系に関わる構成を示すブロック図である。
【図１１】図９及び図１０に示すプロジェクタの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】蛍光体ホイールの射出光、カラーホイールの射出光及びＤＭＤの画像形成動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】蛍光体ホイールの射出光、カラーホイールの射出光及びＤＭＤの画像形成動作の別の例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１４】蛍光体ホイールの射出光、カラーホイールの射出光及びＤＭＤの画像形成動作のさらに別の例を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による光源装置の構成を示すブロック図である。
図１を参照すると、光源装置は、制御部１、励起光源２、蛍光体ユニット３及び光センサ４を有する。
【００１５】
励起光源２は、第１の色の励起光を射出する。例えば、励起光源２として、青色レーザ光源を用いることができる。
蛍光体ユニット３は、同一直線Ａ１上に回転軸を有する第２の蛍光体ホイール３ａ、３ｂを有する。蛍光体ユニット３は、第１および第２の蛍光体ホイール３ａ、３ｂが互いに同期して同じ回転方向に回転し、少なくとも第１の色を含む光を射出するように構成されている。
【００１６】
第１の蛍光体ホイール３ａは、回転軸を中心とする円周上に第１の蛍光体部と光通過部と、を備える。励起光源２から射出された励起光が第１の蛍光体部および光通過部に順に入射する。第１の蛍光体部は、入射した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を射出する。
第２の蛍光体ホイール３ｂは、回転軸を中心とする円周上に第２の蛍光体部と反射部とを備える。第２の蛍光体部は、第１の蛍光体ホイール３ａの光通過部を通過した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を光通過部に向けて射出する。反射部は、光通過部を通過した励起光を光通過部に向けて反射する。
【００１７】
第２の蛍光体部の円周方向の長さは、少なくとも光通過部の円周方向の長さであることが望ましい。また、反射部の円周方向の長さが、光通過部の円周方向の長さ以上であることが望ましい。第１及び第２の蛍光体部が射出する混色光に含まれる蛍光は、例えば、赤色波長域の光及び緑色波長域の光を含む黄色蛍光である。
光センサ４は、蛍光体ユニット３の射出光に含まれる第１の色の光を検出する。光センサ４は、検出結果（モニタ結果）を示す信号を制御部４に供給する。例えば、光センサ４は、可視光のうち、第１の色の光を透過し、第１の色以外の波長域の光を反射または吸収する特性を有するフィルタを備え、該フィルタを介して蛍光体ユニット３の射出光の一部を受光するように構成されても良い。
【００１８】
制御部１は、第１および第２の蛍光体ホイール３ａ、３ｂの回転動作を制御する。制御部１は、光センサ４の検出値に基づいて、光通過部に対する第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる。例えば、光通過部に対する第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置は、第１の蛍光体ホイール３ａと第２の蛍光体ホイール３ｂとの回転の位相差に応じて変化するので、制御部１は、光センサ４の検出値に基づいて、第１および第２の蛍光体ホイール３ａ、３ｂの回転の位相を制御しても良い。
【００１９】
本実施形態の光源装置によれば、第１の蛍光体ホイール３ａの光通過部が、励起光源２から射出した励起光の第２の蛍光体ホイール３ｂへの照射範囲を制限する。この照射範囲内で、第２の蛍光体部および反射部に対して励起光が照射される。例えば、第２の蛍光体部が照射範囲内に位置する場合は、励起光が第２の蛍光体部に照射されるが、第２の蛍光体部が照射範囲内に位置しない場合は、励起光は第２の蛍光体部に照射されない。これと同様に、反射部が照射範囲内に位置する場合は、励起光は反射部に照射されるが、反射部が照射範囲内に位置しない場合は、励起光は反射部に照射されない。また、第２の蛍光体部の一部が照射範囲内に位置する場合は、励起光が第２の蛍光体部の一部にのみ照射される。これと同様に、反射部の一部が照射範囲内に位置する場合は、励起光が反射部の一部にのみ照射される。
【００２０】
第１の蛍光体ホイール３ａの光通過部に対する第２の蛍光体ホイール３ｂの第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させることで、照射範囲内に位置する第２の蛍光体部と反射部の面積の割合を変化させることができる。反射部の割合が大きいほど、光源装置の出力光に含まれる第１の色の光（励起光）の割合が多くなる。経年劣化のために、励起光源２の輝度（又は光量）が低下した場合は、制御部１は、照射範囲内の反射部の割合を多くする。これにより、ホイールが一回転する期間のうちの一部の期間（励起光が光通過部に照射刺されている期間）において、青色の光量が増大する。よって、カラーホイールを用いて光源装置の出力光を複数の色光（例えば、赤、緑、白、青）に分離した場合に、青色光の光量を増大させることができ、経年劣化のために励起光源２の輝度（又は光量）が低下した場合でも、適正なホワイトバランスを維持することが可能となる。
【００２１】
本実施形態の光源装置において、制御部１は、光センサ４の検出値に基づいて、第１または第２の蛍光体部が射出した混色光に含まれる第１の色の光量を取得し、該第１の色の光量と閾値との差に応じて、光通過部に対する第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させても良い。
また、制御部１は、光センサ４の検出値に基づいて、１回転あたりの第２の蛍光体ホイール３ｂの射出光に含まれる第１の色の光量を取得し、該第１の色の光量が所定値になるように、光通過部に対する第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させても良い。
さらに、第１の蛍光体ホイール３ａの回転方向における基準となる位置である基準位置を検出する第１の回転検出部と、第２の蛍光体ホイール３ｂの回転方向における基準となる位置である基準位置を検出する第２の回転検出部と、を設けても良い。この場合、制御部１は、第１の回転検出部で検出した基準位置の検出タイミングと、第２の回転検出部で検出した基準位置の検出タイミングとに基づいて、光通過部に対する第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を検出することができる。
【００２２】
本実施形態の光源装置と、該光源装置の射出光を変調して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて形成した画像を投写する投写光学系と、を有するプロジェクタが提供されても良い。
【００２３】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態による光源装置の構成を示すブロック図である。図２において、破線の矢印は光線を模式的に示したものである。
図２を参照すると、光源装置は、制御部１００、レーザ光源１０１、集光レンズ１０２、１０５、ダイクロイックミラー１０３、１／４波長板１０４、蛍光体ユニット１０６及び光センサ１０７を有する。
【００２４】
レーザ光源１０１は、例えば、青色ＬＤ（レーザーダイオード）等のレーザ素子からなる。ここでは、レーザ光源１０１は、Ｓ偏光の青色レーザ光（励起光）を射出する。
レーザ光源１０１から射出した青色レーザ光（Ｓ偏光）は、レンズ１０２ａを介してダイクロイックミラー１０３に入射する。レンズ１０２ａは、レーザ光源１０１の射出光を平行光束に変換する役割を果たす。
ダイクロイックミラー１０３は、Ｓ偏光を透過し、Ｐ偏光を反射する特性を有し、かつ、少なくとも赤色波長域および緑色波長域の光を反射する特性を有する。青色レーザ光（Ｓ偏光）は、ダイクロイックミラー１０３を透過する。
【００２５】
ダイクロイックミラー１０３を透過した青色レーザ光（Ｓ偏光）は、１／４波長板１０４を通過する。１／４波長板１０４は、直交する２つの偏光成分に１／４λ（９０°）の位相差を与えて、入射偏光の状態を替える位相差板である。青色レーザ光が１／４波長板１０４を通過する過程で、１／４波長板１０４は、青色レーザ光の偏光状態をＳ偏光から円偏光に替える。
１／４波長板１０４を通過した青色レーザ光（円偏光）は、集光レンズ１０５を介して蛍光体ユニット１０６に入射する。蛍光体ユニット１０６は、青色レーザ光で励起されて黄色蛍光を放出する蛍光体を含む。蛍光体ユニット１０６は、青色レーザ光と黄色蛍光とを含む混色光（白色光）を射出する。
【００２６】
図３は、蛍光体ユニット１０６の構成を示す模式図である。図３を参照すると、蛍光体ユニット１０６は、蛍光体ホイール２０１、２０２及びモータ２０３、２０４を有する。モータ２０３は、蛍光体ホイール２０１を回転させる。モータ２０４は、蛍光体ホイール２０２を回転させる。モータ２０３の出力軸（蛍光体ホイール２０１の回転軸）とモータ２０４の出力軸（蛍光体ホイール２０２の回転軸）は、略同一直線上に位置する。蛍光体ホイール２０１、２０２は、互いに同期して同じ回転方向に回転する。
【００２７】
図４は、蛍光体ホイール２０１の構成を示す模式図である。図４を参照すると、蛍光体ホイール２０１は、扇型の部分スリット２０１ｃを備えた金属板２０１ｂと、金属板２０１ｂ上に円周方向に沿って形成された蛍光層２０１ａとを有する。部分スリット２０１ｃは、例えば、円形の一部を扇型に切り取ることで形成することができる。部分スリット２０１ｃは、光通過部と呼ぶことができる。
【００２８】
蛍光層２０１ａは、青色レーザ光で励起されて黄色蛍光を発する蛍光体を含む。蛍光体は、全方位に黄色蛍光を放出する。金属板２０１ｂの方向に向かった黄色蛍光は、金属板２０１ｂで反射される。金属板２０１ｂは、入射した光を拡散し、反射するように構成されている。蛍光層２０１ａを通過した光（蛍光体の励起に寄与しなかった光）は、金属板２０１ｂで拡散反射される。蛍光層２０１ａは、黄色蛍光と金属板２０１ｂからの青色レーザ光の反射光（拡散光）とを含む混色光を射出する。換言すると、蛍光層２０１ａと金属板２０１ｂとからなる部分は、レーザ光源１０１からの青色レーザ光の一部を黄色蛍光に変換し、該黄色蛍光と青色レーザ光の残りとを含む混色光を射出する第１の蛍光体部を構成する。部分スリット２０１ｃを通過した青色レーザ光は、蛍光体ホイール２０２に照射される。
【００２９】
図５は、蛍光体ホイール２０２の構成を示す模式図である。図５を参照すると、蛍光体ホイール２０２は、扇型の金属板２０２ｂと、金属板２０２ｂ上に円周方向に沿って形成された蛍光層２０２ａとを有する。金属板２０２ｂの中心角（二本の半径のなす角度）は約９０°である。蛍光層２０２ａの円周方向の長さは、部分スリット２０１ｃの円周方向の長さとほぼ同じである。蛍光層２０２ａを除く金属板２０２ｂの円周方向の長さは、部分スリット２０１ｃの円周方向の長さ以上である。
【００３０】
蛍光層２０２ａは、青色レーザ光で励起されて黄色蛍光を発する蛍光体を含む。蛍光体は、全方位に黄色蛍光を放出する。金属板２０２ｂの方向に向かった黄色蛍光は、金属板２０２ｂで反射される。金属板２０２ｂは、入射した光を拡散し、反射するように構成されている。蛍光層２０２ａを通過した光（蛍光体の励起に寄与しなかった光）は、金属板２０２ｂで拡散反射される。蛍光層２０２ａは、黄色蛍光と金属板２０２ｂからの青色レーザ光の反射光（拡散光）とを含む混色光を射出する。換言すると、蛍光層２０２ａと金属板２０２ｂとからなる部分は、部分スリット２０１ｃを通過した青色レーザ光の一部を黄色蛍光に変換し、該黄色蛍光と青色レーザ光の残りとを含む混色光を、部分スリット２０１ｃに向けて射出する第２の蛍光体部を構成する。蛍光層２０２ａが形成されていない金属板２０２ｂの部分は、部分スリット２０１ｃを通過した青色レーザ光を部分スリット２０１ｃに向けて反射する反射部を構成する。
【００３１】
再び、図２を参照する。蛍光体ユニット１０６は、図４に示した蛍光体ホイール２０１の射出光と図５に示した蛍光体ホイール２０２の射出光とを含む光を射出する。蛍光体ユニット１０６の射出光は、集光レンズ１０５を介して１／４波長板１０４に入射する。集光レンズ１０５は、蛍光体ユニット１０６の射出光（発散光）を略平行光束に変換する役割を果たす。
蛍光体ユニット１０６の射出光に含まれる青色レーザ光（円偏光）は、１／４波長板１０４を通過することでＰ偏光に変換される。ここで、レーザ光源１０１から射出した青色レーザ光に対する１／４波長板１０４の偏光変換作用を簡単に説明する。レーザ光源１０１から射出した青色レーザ光（Ｓ偏光）は、１／４波長板１０４を通過し、蛍光体ホイール２０１、２０２の金属板２０１ｂ、２０２ｂで反射された後、再び、１／４波長板１０４を通過する。すなわち、レーザ光源１０１から射出した青色レーザ光は、１／４波長板１０４を２回通過する。この２回の通過過程において、１／４波長板１０４は、直交する２つの偏光成分に１８０°（１／２λ（９０°）＋１／２λ（９０°））の位相差を与えるため、青色レーザ光の偏光状態がＳ偏光からＰ偏光に変換される。
【００３２】
１／４波長板１０４を通過した青色レーザ光（Ｐ偏光）と黄色蛍光とは、ダイクロイックミラー１０３に入射する。ダイクロイックミラー１０３は、１／４波長板１０４の射出光（青色レーザ光（Ｐ偏光）＋黄色蛍光）を反射する。ダイクロイックミラー１０３からの反射光（青色レーザ光（Ｐ偏光）＋黄色蛍光）が、本実施形態の光源装置の出力光である。
光センサ１０７は、ダイクロイックミラー１０３からの反射光に含まれる青色レーザ光の一部を検出する。光センサ１０７は、青色レーザ光を検出した結果を示す検出信号を制御部１００に送信する。例えば、光センサ１０７は、可視光のうち、青色の波長域の光を透過し、青色以外の波長域の光を反射または吸収する特性を有するフィルタを備え、該フィルタを介してダイクロイックミラー１０３からの反射光の一部を受光するように構成されても良い。
【００３３】
制御部１００は、蛍光体ホイール２０１、２０２が互いに同期して同じ回転方向に回転するようにモータ２０３、２０４を制御する。蛍光体ホイール２０１の部分スリット２０１ｃに対する蛍光体ホイール２０２の蛍光層２０２ａの相対的な位置は、蛍光体ホイール２０１と蛍光体ホイール２０２との回転の位相差に応じて変化する。制御部１００は、光センサ１０７からの検出信号に基づいて、図３に示したモータ２０３、２０４の回転駆動動作を制御して、蛍光体ホイール２０１の部分スリット２０１ｃに対する蛍光体ホイール２０２の蛍光層２０２ａの相対的な位置を変化させる。
【００３４】
なお、図示していないが、蛍光体ホイール２０１、２０２はそれぞれ、回転方向における基準となる位置である基準位置を判別することができるインデックスマーカが装着されている。蛍光体ユニット１０６は、蛍光体ホイール２０１、２０２それぞれのインデックスマーカを検出する機能を備え、基準位置の検出タイミングを示すインデックス信号を制御部１００に供給する。制御部１００は、蛍光体ホイール２０１、２０２それぞれのインデックス信号に基づいて、部分スリット２０１ｃに対する蛍光層２０２ａの相対的な位置を検出することができる。
【００３５】
例えば、蛍光体ユニット１０６は、第１の回転検出部と第２の回転検出部を備えていても良い。第１の回転検出部は、図４に示した蛍光体ホイール２０１の回転方向における基準となる位置である基準位置２０１ｄを検出する。第２の回転検出部は、図５に示した蛍光体ホイール２０２の回転方向における基準となる位置である基準位置２０２ｄを検出する。制御部１００は、第１の回転検出部で検出した基準位置２０１ｄの検出タイミングと、第２の回転検出部で検出した基準位置２０２ｄの検出タイミングとに基づいて、部分スリット２０１ｃに対する蛍光層２０２ａの相対的な位置を検出することができる。
また、蛍光体ホイール２０１の３ａの部分スリット２０１ｃが、レーザ光源１０１から射出した青色レーザ光の蛍光体ホイール２０２への照射範囲を制限する。蛍光体ホイール２０２、２０２の位相を制御することで、照射範囲内に位置する蛍光層２０２ａと金属板２０２ｂの反射部との面積の割合を変化させることができる。反射部の割合が大きいほど、蛍光体ユニット１０６の射出光に含まれる青色光の割合が多くなる。経年劣化に伴うレーザ光源１０１の光量の低下が生じた場合は、制御部１０は、照射範囲内の反射部の割合を多くするように蛍光体ホイール２０２、２０２の位相を制御する。
【００３６】
次に、制御部１００にて行われるモータ２０３、２０４の回転駆動動作の制御を具体的に説明する。
図６は、モータ２０３、２０４の回転駆動動作の制御手順を示すフローチャートである。以下、図１〜図６を参照して、モータ２０３、２０４の回転駆動動作の制御を説明する。
【００３７】
まず、制御部１００は、部分スリット２０１ｃが蛍光層２０２ａ全体と完全に重なるようにモータ２０３、２０４を制御する（ステップＳ１０）。この状態で、青色レーザ光を照射する側から蛍光体ホイール２０１、２０２を見た場合、蛍光層２０１ａ、２０２ａが１つの環状の蛍光体部を形成する。青色レーザ光が環状の蛍光体部に照射され、蛍光体ユニット１０６は、青色レーザ光と黄色蛍光とを含む混色光を連続して射出する。経年劣化に伴うレーザ光源１０１の光量の低下が生じていなければ、蛍光体ユニット１０６は白色光を射出する。
次に、制御部１００は、光センサ１０７の検出信号に基づいて、１回転あたりの蛍光体ホイール２０２の射出光に含まれる青色光（青色レーザ光）の光量を取得する（ステップＳ１１）。
【００３８】
次に、制御部１００は、ステップＳ１１で取得した青色光の光量が閾値未満か否かを判定する（ステップＳ１２）。
青色光の光量が閾値以上である場合、制御部１００は、経年劣化に伴うレーザ光源１０１の光量の低下は生じていないと判断する。そして、制御部１００は、蛍光体ホイール２０１、２０２の位相差をそのまま維持する（ステップＳ１３）。
一方、青色光の光量が閾値未満である場合は、制御部１００は、経年劣化に伴うレーザ光源１０１の光量の低下が生じたと判断する。そして、制御部１００は、１回転あたりの蛍光体ホイール２０２の射出光に含まれる青色光（青色レーザ光）の光量が所定値になるように、蛍光体ホイール２０２、２０２の位相を制御する（ステップＳ１４）。
上記のステップＳ１１〜Ｓ１４の処理は、所定のタイミング又は所定の期間ごとに行われる。
【００３９】
本実施形態の光源装置においても、第１の実施形態と同様、経年劣化のために励起光源であるレーザ光源１０１の輝度（又は光量）が低下した場合でも、適正なホワイトバランスを維持することが可能である。
【００４０】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態による光源装置は、蛍光体ユニット１０６を構成する２枚の蛍光体ホイールが第２の実施形態と異なる。蛍光体ホイール以外の構成は、第２の実施形態と同じであるので、ここでは、蛍光体ホイールの構成について詳細に説明する。
【００４１】
図７は、蛍光体ユニット１０６を構成する２枚の蛍光体ホイールの一方の構成を示す模式図である。蛍光体ホイール６０１は、可視光を透過する扇型の透明板６０１ａと、金属板６０１ｃと、金属板６０１ｃ上に円周方向に沿って形成された蛍光層６０１ｂとを有する。透明板６０１ａは、例えば、ガラス板である。透明板６０１ａは、光通過部と呼ぶことができる。
金属板６０１ｃ及び蛍光層６０１ｂは、図４に示した金属板２０１ｂ及び蛍光層２０１ａと基本的に同じであるが、部分スリット２０１ｃに代えて、扇型の透明板６０１ａが金属板６０１ｃに設けられている。透明板６０１ａと金属板６０１ｃとで円形の基板を構成する。
【００４２】
図８は、蛍光体ユニット１０６を構成する２枚の蛍光体ホイールのもう一方の構成を示す模式図である。蛍光体ホイール６０２は、円形の金属板６０２ａと、金属板６０２ａ上に円周方向に沿って形成された蛍光層６０２ｂと、を有する。蛍光層６０２ｂは、図５に示した蛍光層２０２ａと同じものである。
図２に示した構成において、蛍光体ホイール６０１は、レーザ光源１０１側に配置される。蛍光体ホイール６０２は、蛍光体ホイール６０１と対向して配置される。第２の実施形態と同様、図３に示したモータ２０３、２０４が蛍光体ホイール６０１、６０２をそれぞれ回転させる。蛍光体ホイール６０１、６０２の互いの回転軸は同一直線上に位置する。蛍光体ホイール６０１、６０２は、互いに同期して同じ回転方向に回転する。
【００４３】
本実施形態の光源装置では、制御部１００は、光センサ１０７の検出信号に基づいて、蛍光体ホイール６０１の透明板６０１ａに対する蛍光体ホイール６０２の蛍光層６０２ｂの相対位置を変化させる。透明板６０１ａは、レーザ光源１０１からの青色レーザ光の蛍光体ホイール６０２への照射範囲を制限する。蛍光体ホイール６０１、６０２の位相を制御することで、照射範囲内における蛍光層６０２ｂと蛍光体ホイール６０２の反射部との割合を変化させることができる。
【００４４】
本実施形態の光源装置においても、第１及び第２の実施形態と同様、経年劣化のために励起光源であるレーザ光源１０１の輝度（又は光量）が低下した場合でも、適正なホワイトバランスを維持することが可能である。
また、蛍光体ホイール６０１、６０２をともに円形とすることで、ホイール回転動作の安定性が増加するという効果も奏する。
【００４５】
なお、図７に示した蛍光体ホイール６０１において、透明板６０１ａ及び金属板６０１ｃに代えて、可視光を透過する円形の透明板（例えば、ガラス板）を用いても良い。この場合、蛍光層６０１ｂと透明板との間に、青色レーザ光及び黄色蛍光を反射する反射膜（例えば、金属膜）が形成される。
また、図８に示した蛍光体ホイール６０２において、金属板６０２ａに代えて、可視光を透過する円形の透明板（例えば、ガラス板）を用いても良い。この場合、透明板の円周上に青色レーザ光及び黄色蛍光を反射する反射膜（例えば、金属膜）が形成される。蛍光層６０２ｂは、反射膜（例えば、金属膜）上に形成される。
【００４６】
（プロジェクタ）
次に、本発明の光源装置を備えるプロジェクタについて説明する。
図９は、本発明の第２又は第３の実施形態の光源装置を備えたプロジェクタの光学系に関わる構成を示すブロック図である。ここでは、第２の実施形態の光源装置が用いられていると仮定して構成を説明する。
【００４７】
図９を参照すると、プロジェクタは、レーザ光源１０１、集光レンズ１０２、１０５、ダイクロイックミラー１０３、１／４波長板１０４、蛍光体ユニット１０６、光センサ１０７、カラーホイール１０８、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）１０９及び投写レンズ１１０を有する。レーザ光源１０１、集光レンズ１０２、１０５、ダイクロイックミラー１０３、１／４波長板１０４、蛍光体ユニット１０６及び光センサ１０７は、図２示したものと同じであるので、ここではそれらの詳細な説明は省略する。
【００４８】
カラーホイール１０８は、蛍光体ホイール２０１、２０２と同期して同じ回転方向に回転する。カラーホイール１０８は、可視光に対して透明である回転可能な基板（例えば、ガラス基板）を備える。この基板は、円周方向に第１乃至第４のセグメントに区分されている。
第１のセグメントは、可視光のうち、赤色の波長域の光を透過し、それ以外の波長域の光を吸収する特性を有する赤色フィルタを備える。第２のセグメントは、可視光のうち、緑色の波長域の光を透過し、それ以外の波長域の光を吸収する特性を有する緑色フィルタを備える。第３のセグメントは、可視光を透過する白色フィルタを備える。第４のセグメントは、可視光のうち、青色の波長域の光を透過し、それ以外の波長域の光を吸収する特性を有する青色フィルタを備える。
【００４９】
なお、図示していないが、蛍光体ホイール２０１、２０２と同様、カラーホイール１０８にも、回転方向における基準となる位置である基準位置を判別することができるインデックスマーカが装着されている。カラーホイール１０８のインデックスマーカを検出する機能を備えた第３の回転検出部が設けられている。第３の回転検出部は、基準位置の検出タイミングを示すインデックス信号を制御部１００に供給する。制御部１００は、カラーホイール１０８のインデックス信号と蛍光体ホイール２０１、２０２それぞれのインデックス信号とに基づいて、蛍光体ホイール２０１、２０２に対するカラーホイール１０８の各セグメントの相対位置を検出することができる。
【００５０】
ダイクロイックミラー１０３からの反射光（青色レーザ光及び黄色蛍光）は、カラーホイール１０８の第１乃至第４のセグメントに順に照射される。第１乃至第４のセグメントが射出した光は、ＤＭＤ１０９に照射される。
ＤＭＤ１０９は、画像形成部と呼ぶことができる。ＤＭＤ１０９は、赤色画像を示す第１の画像信号（Ｒ）、緑色画像を示す第２の画像信号（Ｇ）、白色画像を示す第３の画像信号（Ｗ）、及び青色画像を示す第４の画像信号（Ｂ）を入力とする。ＤＭＤ１０９は、第１乃至第４の画像信号に基づいて、カラーホイール１０８の各セグメントの射出光を変調して画像を形成する。
投写レンズ１１０は、ＤＭＤ１０９にて形成した画像を不図示のスクリーン上に投射する。
【００５１】
次に、プロジェクタの電気系に関わる構成について説明する。
図１０は、プロジェクタの電気系に関わる構成を示すブロック図である。
図１０を参照すると、プロジェクタは、制御部３０２、メモリ３０３、モータ駆動部３０４、３０５、３０６、ＤＭＤ駆動部１０７及び光センサ１０７を有する。
【００５２】
光センサ１０７は、図２に示したものと同じである。ここでは、光センサ１０７は、内部にアナログデジタルコンバータを備えており、デジタルデータを制御部３０２に供給する。なお、光センサ１０７は、アナログデータを出力するものであっても良い。この場合は、光センサ１０７の外部に設けられたアナログデジタルコンバータを用いる。
メモリ３０３は、プロジェクタを動作させるのに必要なプログラムやデータを格納する。メモリ３０３は、初期データ３０３ａを格納している。初期データ３０３ａは、青色光の光量（初期値）を含む。この青色光の初期値は、出荷時に、光センサ１０７で検出した青色光の光量であり、例えば、一回転あたりの蛍光体ホイール２０２の射出光に含まれる青色光の光量である。メモリ３０３として、半導体メモリ等を用いることができる。
【００５３】
制御部３０２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等で構成されている。制御部３０２は、メモリ３０３とともにコンピュータ装置を構成する。換言すると、プロジェクタはコンピュータを内蔵している。
制御部３０２は、モータ駆動部３０４、３０５、３０６のモータ駆動動作を制御する。モータ駆動部３０４は、制御部３０２からの制御信号に従って、蛍光体ホイール２０１を回転させるモータ２０３を駆動する。モータ駆動部３０５は、制御部３０２からの制御信号に従って、蛍光体ホイール２０２を回転させるモータ２０４を駆動する。モータ駆動部３０６は、制御部３０２からの制御信号に従って、カラーホイール１０８を回転させるモータ（不図示）を駆動する。
【００５４】
制御部３０２は、図２に示した制御部１００の機能を備える。また、制御部３０２は、蛍光体ホイール２０１、２０２及びカラーホイール１０８それぞれの回転数を検出し、各ホイールの位相を制御する機能を有する。制御部３０２は、光センサ１０７で取得した青色光の検出値を、初期データ３０３ａとしてメモリ３０３に記憶した青色光の初期値と比較する。青色光の検出値と初期値との差が閾値を超えた場合、制御部３０２は、青色光の検出値と初期値との差に応じて、蛍光体ホイール２０１、２０２の位相を制御する。
また、制御部３０２は、ＤＭＤ駆動部１０７のＤＭＤ駆動動作を制御する。ＤＭＤ駆動部１０７は、制御部３０２からの制御信号に従って、ＤＭＤ１０９を駆動する。ＤＭＤ１０９は、カラーホイール１０８を通過した赤色光、青色光、緑色光、白色光をそれぞれ変調して各色の画像を形成する。
【００５５】
次に、本プロジェクタの動作を具体的に説明する。
図１１は、プロジェクタの動作を示すフローチャートである。以下、図９〜図１１を参照して動作を説明する。
プロジェクタが起動すると、制御部３０２は、蛍光体ホイール２０１、２０２及びカラーホイール１０８が互いに同期して回転するように、モータ駆動部３０４、３０５、３０６を制御する（ステップＳ２０）。
【００５６】
次に、制御部３０２は、蛍光体ホイール２０１、２０２それぞれのインデックス信号とカラーホイール１０８のインデックス信号とに基づいて、蛍光体ホイール２０１、２０２及びカラーホイール１０８が正常に回転していることを検知する。そして、制御部３０２は、レーザ光源１０１から青色レーザ光を射出させる（ステップＳ２１）。
次に、制御部３０２は、光センサ１０７からの検出信号に基づいて、一回転あたりの蛍光体ホイール２０２の射出光に含まれている青色光の光量を取得する（ステップＳ２２）。
【００５７】
次に、制御部３０２は、初期データ３０３ａを参照し、ステップＳ２２で取得した青色光の光量を初期値と比較する（ステップＳ２３）。
次に、制御部３０２は、青色光の光量と初期値との差に応じて、モータ駆動部３０４、３０５、３０６のモータ駆動動作を制御する（ステップＳ２４）。さらに、制御部３０２は、モータ駆動動作の制御と同時に、ＤＭＤ駆動部１０７のＤＭＤ駆動動作を制御する（ステップＳ２５）。
【００５８】
以下、具体例を挙げて、モータ駆動動作の制御及びＤＭＤ駆動動作の制御を詳細に説明する。ここでは、使用時間に応じた状態１〜３の３つの状態について説明する。なお、以下では、便宜上、カラーホイール１０８の第１乃至第４のセグメントを、赤セグメント、緑セグメント、白セグメント、青セグメントと称す。
【００５９】
（状態１）
状態１は、レーザ光源１０１の使用時間が然程長くないために、経年劣化に伴うレーザ光源１０１の光量の低下は生じていない初期状態である。
【００６０】
図１２に、状態１における蛍光体ホイール２０１、２０２の射出光、カラーホイール１０８の射出光及びＤＭＤ１０９の画像形成動作の関係を示す。図１２において、０°及び３６０°はホイールの回転角を示し、０°の位置が図４及び図５に示した基準位置２０１ｄ、２０２ｄ（インデックスの位置）である。０°から３６０°の範囲がホイールの一回転を示す。
制御部３０２は、蛍光体ホイール２０１、２０２のインデックス信号と光センサ１０７の検出信号とに基づいて、蛍光体ユニット１０６の射出光の状態を監視している。
【００６１】
状態１において、一回転あたりの蛍光体ホイール２０２の射出光に含まれている青色光の光量と初期値との差は閾値以下である。このため、制御部３０２は、蛍光体ホイール２０１の部分スリット２０１ｃを通過した青色レーザ光が蛍光体ホイール２０２の蛍光層２０２ａ全体に照射されるようにモータ２０３、２０４を制御する。この状態で、光源側から蛍光体ホイール２０１、２０２を見た場合、蛍光層２０１ａ、２０２ａが１つの環状の蛍光体部を形成する。レーザ光源１０１からの青色レーザ光は、蛍光層２０１ａ、２０２ａからなる環状の蛍光体部に照射される。蛍光体ユニット１０６は、青色レーザ光と黄色蛍光とを含む混色光を連続して射出する。経年劣化に伴うレーザ光源１０１の光量の低下が生じていないため、蛍光体ユニット１０６の射出光は白色光である。
【００６２】
蛍光体ユニット１０６の射出光（白色光）は、カラーホイール１０８の各セグメントに順に入射する。期間ｔ１は射出光（白色光）が赤セグメントに照射される期間を示す。期間ｔ２は射出光（白色光）が緑セグメントに照射される期間を示す。期間ｔ３は射出光（白色光）が白セグメントに照射される期間を示す。期間ｔ４は射出光（白色光）が青セグメントに照射される期間を示す。
【００６３】
期間ｔ１において、ＤＭＤ１０９は、第１の画像信号（Ｒ）に基づき、赤セグメントの射出光（赤色）を変調して赤色画像を形成する。期間ｔ２において、ＤＭＤ１０９は、第２の画像信号（Ｇ）に基づき、緑セグメントの射出光（緑色）を変調して緑色画像を形成する。期間ｔ３において、ＤＭＤ１０９は、第３の画像信号（Ｗ）である輝度信号に基づき、白セグメントの射出光（白色）を変調して白色画像を形成する。期間ｔ４において、ＤＭＤ１０９は、第４の画像信号（Ｂ）に基づき、青セグメントの射出光（青色）を変調して青色画像を形成する。
【００６４】
（状態２）
状態２は、レーザ光源１０１の使用時間がある程度長く、経年劣化に伴うレーザ光源１０１の光量の低下が生じている中期の状態である。
【００６５】
図１３に、状態２における蛍光体ホイール２０１、２０２の射出光、カラーホイール１０８の射出光及びＤＭＤ１０９の画像形成動作の関係を示す。図１３において、０°及び３６０°はホイールの回転角を示し、０°の位置が図４及び図５に示した基準位置２０１ｄ、２０２ｄ（インデックスの位置）である。０°から３６０°の範囲がホイールの一回転を示す。
【００６６】
制御部３０２は、蛍光体ホイール２０１、２０２のインデックス信号と光センサ１０７の検出信号とに基づいて、蛍光体ユニット１０６の射出光の状態を監視している。
状態２において、一回転あたりの蛍光体ホイール２０２の射出光に含まれている青色光の光量と初期値との差は閾値を超える。このため、制御部３０２は、蛍光体ホイール２０１の部分スリット２０１ｃを通過した青色レーザ光が蛍光体ホイール２０２の蛍光層２０２ａの一部と金属板２０２ｄの一部とに照射されるようにモータ２０３、２０４を制御する。
【００６７】
蛍光体ユニット１０６は、青色レーザ光と黄色蛍光とを含む混色光と青色レーザ光とを交互に射出する。経年劣化に伴うレーザ光源１０１の光量の低下が生じているため、蛍光体ユニット１０６から射出される混色光はやや黄色味がかった白色光である。
蛍光体ユニット１０６の射出光は、カラーホイール１０８の各セグメントに順に入射する。期間ｔ１では、混色光（やや黄色味がかった白色光）が赤セグメントに照射される。期間ｔ２では、混色光（やや黄色味がかった白色光）が緑セグメントに照射される。期間ｔ３では、混色光（やや黄色味がかった白色光）と青色レーザ光とが順に白セグメントに照射される。期間ｔ４では、青色レーザ光が青セグメントに照射される。
【００６８】
期間ｔ１において、ＤＭＤ１０９は、第１の画像信号（Ｒ）に基づき、赤セグメントの射出光（赤色）を変調して赤色画像を形成する。期間ｔ２において、ＤＭＤ１０９は、第２の画像信号（Ｇ）に基づき、緑セグメントの射出光（緑色）を変調して緑色画像を形成する。期間ｔ３の混色光（やや黄色味がかった白色光）の照射期間において、ＤＭＤ１０９は、第３の画像信号（Ｗ）である輝度信号に基づき、白セグメントの射出光を変調して白色画像を形成する。期間ｔ３の青色レーザ光の照射期間において、ＤＭＤ１０９は、第４の画像信号（Ｂ）に基づき、白セグメントの射出光を変調して青色画像を形成する。期間ｔ４において、ＤＭＤ１０９は、第４の画像信号（Ｂ）に基づき、青セグメントの射出光（青色）を変調して青色画像を形成する。
経年劣化のためにレーザ光源１０１の光量が低下しても、期間ｔ３の一部を用いて青色画像を形成することで、適正なホワイトバランスを維持することができる。
【００６９】
（状態３）
状態３は、レーザ光源１０１の使用時間が状態２よりも長く、経年劣化のためにレーザ光源１０１の光量が大きく低下している末期の状態である。
【００７０】
図１４に、状態３における蛍光体ホイール２０１、２０２の射出光、カラーホイール１０８の射出光及びＤＭＤ１０９の画像形成動作の関係を示す。図１４において、０°及び３６０°はホイールの回転角を示し、０°の位置が図４及び図５に示した基準位置２０１ｄ、２０２ｄ（インデックスの位置）である。０°から３６０°の範囲がホイールの一回転を示す。
【００７１】
制御部３０２は、蛍光体ホイール２０１、２０２のインデックス信号と光センサ１０７の検出信号とに基づいて、蛍光体ユニット１０６の射出光の状態を監視している。
状態３において、一回転あたりの蛍光体ホイール２０２の射出光に含まれている青色光の光量と初期値との差は閾値を超える。このため、制御部３０２は、蛍光体ホイール２０１の部分スリット２０１ｃを通過した青色レーザ光が蛍光体ホイール２０２の蛍光層２０２ａの一部と金属板２０２ｄの一部とに照射されるようにモータ２０３、２０４を制御する。状態２と比較して、青色レーザ光が照射される金属板２０２ｄの範囲が大きい。
【００７２】
蛍光体ユニット１０６は、青色レーザ光と黄色蛍光とを含む混色光と青色レーザ光とを交互に射出する。経年劣化に伴うレーザ光源１０１の光量の低下が大きいため、蛍光体ユニット１０６から射出される混色光は黄色味がかった白色光である。
蛍光体ユニット１０６の射出光は、カラーホイール１０８の各セグメントに順に入射する。期間ｔ１では、混色光（黄色味がかった白色光）が赤セグメントに照射される。期間ｔ２では、混色光（黄色味がかった白色光）が緑セグメントに照射される。期間ｔ３では、混色光（黄色味がかった白色光）と青色レーザ光とが順に白セグメントに照射される。期間ｔ４では、青色レーザ光が青セグメントに照射される。状態２に比較して、期間ｔ３の青色レーザ光の照射期間は長い。
【００７３】
期間ｔ１において、ＤＭＤ１０９は、第１の画像信号（Ｒ）に基づき、赤セグメントの射出光（赤色）を変調して赤色画像を形成する。期間ｔ２において、ＤＭＤ１０９は、第２の画像信号（Ｇ）に基づき、緑セグメントの射出光（緑色）を変調して緑色画像を形成する。期間ｔ３の混色光（黄色味がかった白色光）の照射期間において、ＤＭＤ１０９は、第３の画像信号（Ｗ）である輝度信号に基づき、白セグメントの射出光を変調して白色画像を形成する。期間ｔ３の青色レーザ光の照射期間において、ＤＭＤ１０９は、第４の画像信号（Ｂ）に基づき、白セグメントの射出光を変調して青色画像を形成する。期間ｔ４において、ＤＭＤ１０９は、第４の画像信号（Ｂ）に基づき、青セグメントの射出光（青色）を変調して青色画像を形成する。
経年劣化のためにレーザ光源１０１の光量が大きく低下しても、期間ｔ３の一部を用いて青色画像を形成することで、適正なホワイトバランスを維持することができる。
【００７４】
上述の状態１は、蛍光体ユニット１０６が混色光（青色光＋黄色蛍光）を連続して射出するように蛍光体ホイール２０１、２０２の回転の位相を制御する第１の動作モードと呼ぶことができる。また、上述の状態２又は状態３は、蛍光体ユニット１０６が混色光（青色光＋黄色蛍光）と青色光とを交互に射出するように蛍光体ホイール２０１、２０２の回転の位相を制御する第２の動作モードと呼ぶことができる。
【００７５】
以上、実施形態を参照し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ものではない。本発明の構成や詳細については、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。
【００７６】
また、本発明は、以下の付記１〜１４のような形態をとり得るが、これら形態に限定されない。
［付記１］
第１の色の励起光を射出する励起光源と、
同一直線上に回転軸を有する第１および第２の蛍光体ホイールを備え、該第１および第２の蛍光体ホイールが、互いに同期して同じ回転方向に回転し、少なくとも前記第１の色を含む光を射出する蛍光体ユニットと、
前記蛍光体ユニットの射出光に含まれる前記第１の色の光を検出する光センサと、
前記第１および第２の蛍光体ホイールの回転動作を制御する制御部と、を有し、
前記第１の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第１の蛍光体部と光通過部と、を備え、前記励起光源から射出された前記励起光が前記第１の蛍光体部および光通過部に順に入射し、前記第１の蛍光体部が、入射した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を射出するように構成され、
前記第２の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第２の蛍光体部と反射部とを備え、前記第２の蛍光体部が、前記光通過部を通過した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を前記光通過部に向けて射出し、前記反射部が、前記光通過部を通過した励起光を前記光通過部に向けて反射するように構成され、
前記制御部は、前記光センサの検出値に基づいて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる、光源装置。
［付記２］
前記制御部は、前記光センサの検出値に基づいて、前記第１または第２の蛍光体部が射出した前記混色光に含まれる前記第１の色の光量を取得し、該第１の色の光量と閾値との差に応じて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる、付記１に記載の光源装置。
［付記３］
前記制御部は、前記光センサの検出値に基づいて、１回転あたりの前記第２の蛍光体ホイールの射出光に含まれる前記第１の色の光量を取得し、該第１の色の光量が所定値になるように、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる、付記１または２に記載の光源装置。
［付記４］
前記第１の蛍光体ホイールの回転方向における基準となる位置である基準位置を検出する第１の回転検出部と、
前記第２の蛍光体ホイールの回転方向における基準となる位置である基準位置を検出する第２の回転検出部と、をさらに有し、
前記制御部は、前記第１の回転検出部で検出した前記基準位置の検出タイミングと、前記第２の回転検出部で検出した前記基準位置の検出タイミングとに基づいて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を検出する、付記１乃至３のいずれか一項に記載の光源装置。
［付記５］
前記第２の蛍光体部の円周方向の長さが、前記光通過部の円周方向の長さと同じである、付記１乃至４のいずれか一項に記載の光源装置。
［付記６］
前記反射部の円周方向の長さが、前記光通過部の円周方向の長さ以上である、付記１乃至５のいずれか一項に記載の光源装置。
［付記７］
前記第１の蛍光体ホイールは、扇型の切欠き部を有する円盤状の第１の金属基板を有し、前記切欠き部が前記光通過部を形成し、前記第１の金属基板上の前記切欠き部を除く領域に、前記円周に沿って前記蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層が形成されている、付記１乃至６のいずれか一項に記載の光源装置。
［付記８］
前記第２の蛍光体ホイールは、前記第１の金属基板と同じ半径を有する扇型の第２の金属基板を有し、該第２の金属基板上に前記円周に沿って前記蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層が形成されている、付記７に記載の光源装置。
［付記９］
前記第１の蛍光体ホイールは、前記励起光及び混色光を透過する円盤状の第１の基板を有し、該第１の基板上の扇状の領域を除く領域に、前記励起光を反射する反射膜が形成され、該反射膜上に前記円周に沿って前記蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層が形成され、前記反射膜と前記蛍光体層とが前記第１の蛍光体部を形成し、前記扇状の領域が前記光通過部を形成する、付記１乃至６のいずれか一項に記載の光源装置。
［付記１０］
前記第２の蛍光体ホイールは、前記励起光及び混色光を透過する円盤状の第２の基板を有し、該第２の基板上に、前記励起光を反射する反射膜が形成され、該反射膜上の前記円周に沿って前記蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層が形成されている、付記９に記載の光源装置。
［付記１１］
前記励起光源が、青色レーザ光を射出するレーザ光源であり、
前記蛍光が黄色蛍光である、付記１乃至１０のいずれか一項に記載の光源装置。
［付記１２］
付記１乃至１１のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置の射出光を変調して画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部にて形成した画像を投写する投写光学系と、を有するプロジェクタ。
［付記１３］
付記１１に記載の光源装置と、
赤色の波長域の光のみを透過する第１のセグメントと、緑色の波長域の光のみを透過する第２のセグメントと、可視光を透過する第３のセグメントと、青色の波長域の光のみを透過する第４のセグメントと、を備え、前記第１および第２の蛍光体ホイールと同期して回転し、前記光源装置の射出光が前記第１乃至第４のセグメントに順に照射されるカラーホイールと、
赤色画像を示す第１の信号、緑色画像を示す第２の信号、白色画像を示す第３の信号、及び青色画像を示す第４の信号を入力とし、該第１乃至第４の信号に基づいて前記カラーホイールの射出光を変調して画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部にて形成した画像を投写する投写光学系と、を有し、
前記光源装置の制御部が、前記画像形成部の画像形成動作を制御するプロジェクタであって、
前記制御部は、
前記蛍光体ユニットが前記混色光を連続して射出するように前記第１および第２の蛍光体ホイールの回転の位相を制御した第１の動作モードにおいて、前記画像形成部にて、前記第１の信号に基づいて前記第１のセグメントの射出光を変調した赤色画像を形成させ、前記第２の信号に基づいて前記第２のセグメントの射出光を変調した緑色画像を形成させ、前記第３の信号に基づいて前記第３のセグメントの射出光を変調した白色画像を形成させ、前記第４の信号に基づいて前記第４のセグメントの射出光を変調した青色画像を形成させ、
前記蛍光体ユニットが前記混色光と前記励起光である青色光とを交互に射出し、前記混色光が前記第１のセグメントと前記第２のセグメントと前記第３のセグメントの一部とに入射し、前記青色光が前記第３のセグメントの残りの部分と前記第４のセグメントとに入射するように、前記第１および第２の蛍光体ホイールの回転の位相を制御した第２の動作モードにおいて、前記画像形成部にて、前記第１の信号に基づいて前記第１のセグメントの射出光を変調した赤色画像を形成させ、前記第２の信号に基づいて前記第２のセグメントの射出光を変調した緑色画像を形成させ、前記第３の信号に基づいて前記第３のセグメントの前記一部の射出光を変調した白色画像を形成させ、前記第４の信号に基づいて前記第３のセグメントの前記残りの部分の射出光と前記第４のセグメントの射出光とを変調した青色画像を形成させる、プロジェクタ。
［付記１４］
第１の色の励起光を射出する励起光源と、同一直線上に回転軸を有する第１および第２の蛍光体ホイールを備えた蛍光体ユニットと、を有し、前記第１の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第１の蛍光体部と光通過部と、を備え、前記励起光源から射出された前記励起光が前記第１の蛍光体部および光通過部に順に入射し、前記第１の蛍光体部が、入射した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を射出するように構成され、前記第２の蛍光体ホイールは、前記回転軸を中心とする円周上に第２の蛍光体部と反射部とを備え、前記第２の蛍光体部が、前記光通過部を通過した励起光の一部を蛍光に変換し、該蛍光と該励起光の残りとを含む混色光を前記光通過部に向けて射出し、前記反射部が、前記光通過部を通過した励起光を前記光通過部に向けて反射するように構成された光源装置の光色調整方法であって、
前記第１および第２の蛍光体ホイールを互いに同期して同じ回転方向に回転させて、前記励起光を前記第１の蛍光体ホイールの前記第１の蛍光体部および光通過部に順に照射し、該光通過部を通過した励起光を前記第２の蛍光体ホイールに照射し、
前記蛍光体ユニットの射出光に含まれる前記第１の色の光を検出し、該検出値に基づいて、前記光通過部に対する前記第２の蛍光体部および反射部の相対的な位置を変化させる、光色調整方法。
【符号の説明】
【００７７】
１  制御部
２  励起光源
３  蛍光体ユニット
３ａ  第１の蛍光体ホイール
３ｂ  第２の蛍光体ホイール
４  光センサ
【図１】
2019152784.tif 000003
【図２】
2019152784.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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【図７】
2019152784.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019152784.tif 000011
【図１０】
2019152784.tif 000012
【図１１】
2019152784.tif 000013
【図１２】
2019152784.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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