(57)【要約】【課題】  蛍光ホイールにおける光線の照射範囲を変化させることにより、蛍光体の部分的な劣化を抑止し、長期に亘って安定した色の光を発しながら、鮮明な画像を投影することができる光源装置及びプロジェクタを提供する。【解決手段】  光源装置は、励起光源と、蛍光ホイール101と、ホイールモータ110と、蛍光ホイール101とモータ軸110aとを連結状態とする、又は、その連結状態を解除させるホイールロック手段62と、を備え、ホイールモータ110の回転を停止させてからホイールロック手段62により蛍光ホイール101とモータ軸110aとの連結状態を解除させ、ホイールロック手段62により蛍光ホイール101とモータ軸110aとを偏心させた連結状態としてからホイールモータ110の回転を開始させる制御手段を備える。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー発光器による励起光源と、
中央に穴を形成し円板形状をして蛍光体層を有し、前記励起光源からの光が前記蛍光体層に照射される蛍光ホイールと、
前記蛍光ホイールの穴径よりも小さな軸径で該蛍光ホイールと連結されて該蛍光ホイールを回転させるホイールモータと、
前記蛍光ホイールと前記ホイールモータのモータ軸とを連結状態とする、又は、その連結状態を解除させるホイールロック手段と、
を備え、
前記ホイールモータの回転を停止させてから前記ホイールロック手段により前記蛍光ホイールと前記モータ軸との連結状態を解除させ、前記ホイールロック手段により前記蛍光ホイールと前記モータ軸とを連結状態としてから前記ホイールモータの回転を開始させる制御手段を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記蛍光ホイールの中心が前記モータ軸の中心から偏心された状態で連結状態と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】
前記制御手段は、前記励起光源の消灯に伴い前記蛍光ホイールと前記モータ軸との連結状態を解除させ、前記蛍光ホイールと前記モータ軸とを連結状態としてから前記励起光源を点灯させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記ホイールロック手段が電気制御によるマグネットの離反又は吸着により前記蛍光ホイールとモータ軸とを連結状態とする、又は、その連結状態を解除させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源装置。
【請求項５】
前記ホイールロック手段が前記ホイールモータ側に有する挟持部と、該挟持部と前記蛍光ホイールを挟みこむ嵌合部からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。
【請求項６】
前記制御手段が、
前記蛍光ホイールの停止位置を検出する回転停止位置検出手段と、
前記回転停止位置検出手段によって検出された停止位置を判断し、前記蛍光ホイールの停止位置を変更するように制御する停止位置制御手段と
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。
【請求項７】
複数の光源を有する光源装置と、各光源の光を同一光路に導く導光光学系と、表示素子と、前記導光光学系からの光を表示素子に導光する光源側光学系と、表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、
を備え、
前記複数の光源の内、少なくとも１つの光源が請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置からなることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
当該プロジェクタは赤色波長帯域光を発する光源、青色波長帯域光を発する光源、及び、緑色波長帯域光を発する３つ光源を有することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。
【０００３】
そして、プロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで、用途が拡大している。このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源としてレーザーダイオード等の半導体発光素子を用いる開発や提案が多々なされている。
【０００４】
例えば、レーザーダイオードによる青色の波長帯域光を射出する励起光源と、この励起光源から射出された光を吸収して可視光に変換する蛍光体の層を有し、モータによって回転駆動される蛍光ホイール（回転板）と、を備えた光源装置及びこの光源装置を備えたプロジェクタが提案されている。但し、この蛍光ホイールには、光エネルギーの大きい励起光が照射される。蛍光ホイール上の励起光が照射される領域に偏りが生じた状態で長時間使用した場合、部分的に蛍光体の劣化速度が早まり、その結果蛍光体に色斑が生じてしまうことがある。
【０００５】
そこで、下記に示す特許文献１には、モータの回転によりクランク機構を用いて蛍光体ホイールを含むホイール部を移動させて、レーザー光を照射させる蛍光体ホイールの位置を移動させることにより蛍光体の劣化を抑止させるプロジェクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６４８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１の提案は、モータやクランク機構等の移動部を蛍光体ホイールの径方向に配置させる必要があり、プロジェクタを大型化させるものであった。
【０００８】
本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光源装置を大型化することなく、蛍光ホイールにおける光線の照射範囲を変化させることにより、蛍光体の部分的な劣化を抑止し、長期に亘って安定した色の光を発しながら、鮮明な画像を投影することができる光源装置及びプロジェクタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光源装置は、レーザー発光器による励起光源と、中央に穴を形成し円板形状をして蛍光体層を有し、前記励起光源からの光が前記蛍光体層に照射される蛍光ホイールと、前記蛍光ホイールの穴径よりも小さな軸径で該蛍光ホイールと連結されて該蛍光ホイールを回転させるホイールモータと、前記蛍光ホイールと前記ホイールモータのモータ軸とを連結状態とする、又は、その連結状態を解除させるホイールロック手段と、を備え、前記ホイールモータの回転を停止させてから前記ホイールロック手段により前記蛍光ホイールと前記モータ軸との連結状態を解除させ、前記ホイールロック手段により前記蛍光ホイールと前記モータ軸とを連結状態としてから前記ホイールモータの回転を開始させる制御手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のプロジェクタは、複数の光源を有する光源装置と、各光源の光を同一光路に導く導光光学系と、表示素子と、前記導光光学系からの光を表示素子に導光する光源側光学系と、表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備え、前記複数の光源の内、少なくとも１つの光源が上述の本発明の光源装置からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光源装置を大型化することなく、蛍光ホイールにおける光線の照射範囲を変化させることにより、蛍光体の部分的な劣化を抑止し、長期に亘って安定した色の光を発しながら、鮮明な画像を投影することができる光源装置及びプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るプロジェクタの機能ブロックを示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプロジェクタの蛍光発光装置の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプロジェクタの偏心して接続された蛍光ホイールの説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプロジェクタの偏心して接続された蛍光ホイールの回転に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳説する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、プロジェクタ10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。
【００１４】
そして、プロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。
【００１５】
また、筐体の上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニットや表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。
【００１６】
さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。
【００１７】
次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図２は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図２に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源ユニット60を備えている。さらに、プロジェクタ10は、光源ユニット60と左側パネル15との間に光学系ユニット160を備えている。
【００１８】
光源ユニット60は、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される励起光照射装置70及びこの励起光照射装置70から射出される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光装置100による緑色光源装置80と、この蛍光発光装置100から射出される光線束と平行となるように正面パネル12の近傍に配置される青色光源装置300と、励起光照射装置70と蛍光発光装置100との間に配置される赤色光源装置120と、蛍光発光装置100からの射出光や赤色光源装置120からの射出光、青色光源装置300からの射出光の光軸が夫々同一の光軸となるように変換して各色光を所定の一面であるライトトンネル175の入射口に集光する導光光学系140と、を備える。
【００１９】
緑色光源装置80における励起光照射装置70は、背面パネル13と光軸が平行になるよう配置された半導体発光素子による励起光源71と、励起光源71からの射出光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する反射ミラー群75と、反射ミラー群75で反射した励起光源71からの射出光を集光する集光レンズ78と、励起光源71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク81と、を備える。
【００２０】
励起光源71は、３行８列の計２４個の半導体発光素子である青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されており、各青色レーザーダイオードの光軸上には、各青色レーザーダイオードからの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ73が夫々配置されている。また、反射ミラー群75は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、励起光源71から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ78に射出する。
【００２１】
ヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81とによって励起光源71が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75や集光レンズ78が冷却される。
【００２２】
緑色光源装置80における蛍光発光装置100は、正面パネル12と平行となるように、つまり、励起光照射装置70からの射出光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を回転駆動するホイールモータ110と、蛍光ホイール101から背面パネル13方向に射出される光線束を集光する集光レンズ群111と、を備える。なお、本発明におけるホイールモータ110のモータ軸と蛍光ホイール101とを連結又は、その連結を解除させるホイールロック手段については後述する。
【００２３】
蛍光ホイール101は、円板状の金属基材であって、励起光源71からの射出光を励起光として緑色波長帯域の蛍光発光光を射出する環状の蛍光発光領域が凹部として形成され、励起光を受けて蛍光発光する蛍光板として機能する。また、蛍光発光領域を含む蛍光ホイール101の励起光源71側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成され、この反射面上に緑色蛍光体の層が敷設されている。
【００２４】
そして、蛍光ホイール101の緑色蛍光体層に照射された励起光照射装置70からの射出光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接励起光源71側へ、あるいは、蛍光ホイール101の反射面で反射した後に励起光源71側へ射出される。
【００２５】
また、蛍光体層の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層に入射し、蛍光体を励起することとなる。よって、蛍光ホイール101の凹部の表面を反射面とすることにより、緑色の光源である励起光源71から射出される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。
【００２６】
なお、蛍光ホイール101の反射面で蛍光体層側に反射された励起光において蛍光体に吸収されることなく励起光源71側に射出された励起光は、後述する第一ダイクロイックミラー141を透過し、蛍光光は第一ダイクロイックミラー141により反射されるため、励起光が外部に射出されることはない。そして、ホイールモータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光ホイール101が冷却される。
【００２７】
赤色光源装置120は、励起光源71と光軸が平行となるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの射出光を集光する集光レンズ群125と、を備える。そして、この赤色光源装置120は、励起光照射装置70からの射出光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。
【００２８】
また、赤色光源121は、赤色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての赤色発光ダイオードである。さらに、赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。
【００２９】
青色光源装置300は、蛍光発光装置100からの射出光の光軸と平行となるように配置された青色光源301と、青色光源301からの射出光を集光する集光レンズ群305と、を備える。そして、この青色光源装置300は、赤色光源装置120からの射出光と光軸が交差するように配置されている。また、青色光源301は、青色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての青色発光ダイオードである。さらに、青色光源装置300は、青色光源301の正面パネル12側に配置されるヒートシンク310を備える。そして、ヒートシンク310と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって青色光源301が冷却される。
【００３０】
そして、導光光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせるダイクロイックミラー等からなる。
【００３１】
具体的には、励起光照射装置70から射出される青色波長帯域光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する第一ダイクロイックミラー141が配置されている。
【００３２】
また、青色光源装置300から射出される青色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色波長帯域光を透過し、緑色及び赤色波長帯域光を反射してこの緑色及び赤色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二ダイクロイックミラー148が配置されている。そして、第一ダイクロイックミラー141と第二ダイクロイックミラー148との間には、集光レンズが配置されている。さらに、ライトトンネル175の近傍には、ライトトンネル175の入射口に光源光を集光する集光レンズ173が配置されている。
【００３３】
光学系ユニット160は、励起光照射装置70の左側方に位置する照明側ブロック161と、背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍に位置する画像生成ブロック165と、導光光学系140と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック168と、の３つのブロックによって略コの字状に構成されている。
【００３４】
この照明側ブロック161は、光源ユニット60から射出された光源光を画像生成ブロック165が備える表示素子51に導光する光源側光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する光源側光学系170としては、光源ユニット60から射出された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175、ライトトンネル175から射出された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から射出された光線束の光軸を画像生成ブロック165方向に変換する光軸変換ミラー181等がある。
【００３５】
画像生成ブロック165は、光源側光学系170として、光軸変換ミラー181で反射した光源光を表示素子51に集光させる集光レンズ183と、この集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、を有している。さらに、画像生成ブロック165は、表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51と背面パネル13との間には表示素子51を冷却するためのヒートシンク190が配置されて、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220としてのコンデンサレンズ195が配置されている。
【００３６】
投影側ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光をスクリーンに放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。
【００３７】
次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図３の機能ブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成される。
【００３８】
この制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵ、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。
【００３９】
そして、このプロジェクタ制御手段により、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。
【００４０】
また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。
【００４１】
表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源ユニット60から射出された光線束を先述の光源側光学系170を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、先述の投影側光学系220を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系220の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。
【００４２】
また、画像圧縮／伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。
【００４３】
さらに、画像圧縮／伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。
【００４４】
そして、筐体の上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。
【００４５】
なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。
【００４６】
また、制御部38は、光源制御手段としての光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源ユニット60から射出されるように、光源ユニット60の赤色光源装置120、緑色光源装置80及び青色光源装置300の発光を個別に制御する。
【００４７】
また、制御部38は、ホイールロック制御手段61を制御して、蛍光ホイール101とホイールモータ110のモータ軸とを連結状態とする、又は、その連結状態を解除させる。
【００４８】
そのホイールロック制御手段61は電気制御により、ホイールロック手段62であるマグネットを離反又は吸着させて蛍光ホイール101とモータ軸とを連結状態とする、又は、その連結状態を解除させる。
【００４９】
さらに、ホイールロック手段62は、ホイールモータ側に有する挟持部と、嵌合部であるハブとにより蛍光ホイール101を挟みこむようにして蛍光ホイール101とモータ軸とを連結状態にする。
【００５０】
そして、制御手段である制御部38は、光源制御回路41を制御して励起光源71の消灯に伴いホイールモータ110の回転を停止させてからホイールロック制御手段61を制御して蛍光ホイール101とモータ軸との連結状態を解除させる。また、制御部38は、ホイールロック制御手段61を制御して蛍光ホイール101とモータ軸とを連結状態としてからホイールモータ110の回転を開始させ、光源制御回路41を制御して励起光源71を点灯させる。
【００５１】
また、制御手段は、蛍光ホイール101の停止時などに蛍光ホイール101の回転位置を検出するフォトセンサーとステップカウンター等による回転停止位置検出手段を有する。なお、この回転停止位置検出手段であるセンサは、ホイールモータ110に内蔵する構成としても構わない。そして、制御手段は、蛍光ホイール101の停止時の停止位置が固定（集中）されずに、分散されるように、蛍光ホイール101の停止時の停止位置を変更できる停止位置制御手段を有する。
【００５２】
さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源ユニット60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をオフにする等の制御も行う。
【００５３】
次に、ホイールロック手段62により蛍光ホイール101とモータ軸とを連結状態とする、又は、連結状態を解除させる機構について図を用いて説明する。図４は、プロジェクタ10の蛍光発光装置100の分解斜視図である。図５は、蛍光発光装置100の偏心して接続された蛍光ホイール101の説明図である。図６は、蛍光発光装置100の偏心して接続された蛍光ホイール101の回転に関する説明図である。
【００５４】
ホイールロック手段62は、制御手段である制御部38に制御されて、蛍光発光装置100におけるモータ軸110aの回転動力を蛍光ホイール101に伝達させるマグネットクラッチによる動力伝達手段で構成される。
【００５５】
マグネットクラッチは、図４に示すように一方をクラッチコイル112とし、他方を嵌合部であるクラッチハブ113からなる動力伝達手段であり、ホイールロック制御手段61である電気制御により瞬時に吸着離反の動作を行う。
【００５６】
クラッチコイル112は、中央に穴を有する円板形状をしており、ホイールモータ110のモータ軸110a周縁に接続されており、モータ軸110aと連動して回転可能なベースプレートである。そして、クラッチコイル112は、蛍光ホイール101をその前面で挟む挟持部であり、通電されることにより磁化して強力な電磁石となる。
【００５７】
クラッチハブ113は、嵌合部であって、蛍光ホイール101の落下防止を図るものであるとともに蛍光ホイール101をクラッチコイル112と対向する面で挟むものであり、このクラッチコイル112と対向する面が予め磁化されている。
【００５８】
そして、制御手段である制御部38は、マグネットクラッチを制御して、ホイールロック制御手段61による電気制御により磁化されたクラッチコイル112がクラッチハブ113を吸着して、蛍光ホイール101を圧着するように挟持させることによりホイールモータ110のモータ軸110aと蛍光ホイール101とを連結状態として、モータ軸110aの回転動力を蛍光ホイール101に伝達させる。
【００５９】
また、制御部38は、マグネットクラッチを制御して、電気制御による通電をオフとすることにより磁化状態が解除されたクラッチコイル112から弾性力等によりクラッチハブ113が離反して、圧着するように挟持されていた蛍光ホイール101を解放することによりモータ軸110aと蛍光ホイール101との連結状態を解除する。
【００６０】
そして、連結状態を解除された蛍光ホイール101は、モータ軸110aの直径が蛍光ホイール101の穴径よりも小さく形成されていることから、図５に示すように自重で下方に移動する。そして、蛍光ホイール101は、次回、ホイールモータ110の回転にあたって連結状態とされたときに、図６に示すようにクラッチハブ113に対して別の状態で偏心して回転することとなる。
【００６１】
また、制御部38は、蛍光ホイール101の停止時の蛍光ホイール101の回転停止位置を検出する図示しないフォトセンサーとステップカウンター等による回転停止位置検出手段、蛍光ホイール101の停止時の停止位置が固定（集中）されずに、分散されるように、蛍光ホイール101の停止時の停止位置を変更できる停止位置制御手段を有することから、蛍光ホイール101の停止時に例えば、毎回、停止位置が異なるように停止させることができる。
【００６２】
そして、偏心して取りつけられた蛍光ホイール101が回転することにより、励起光の照射位置は、蛍光ホイール上で偏心した軌道を描き、さらに、蛍光ホイール101の停止時に例えば、毎回、停止位置が異なるように停止させ、次回の回転時には連結するときの蛍光ホイール101の偏心状態を変えることにより、照射位置63が毎回異なる軌道を描くようにすることができる。そのため、常に所定位置（軌道）が照射されることを防止して、蛍光体面の劣化、黒化を抑止させることができる。
【００６３】
なお、ホイールロック手段62の機構については、これに限定されず、例えば、クラッチコイル112と対向する蛍光ホイール101の面を予め磁化しておくとともに、クラッチコイル112には蛍光ホイール101の離反時に蛍光ホイール101の脱落防止の蛍光ホイール係合ピンを設けておき、電気制御により磁化されたクラッチコイル112が蛍光ホイール101の磁化面を吸着し、モータ軸110aと連動して回転可能なクラッチコイル112と蛍光ホイール101とを連結状態とすることにより、ホイールモータ110のモータ軸110aの回転動力を蛍光ホイール101に伝達させるようにしても構わない。
【００６４】
これにより、マグネットクラッチの機構としては、クラッチハブ113を有さずに蛍光ホイール101とモータ軸110aを連結させることができ、部品点数を削減することができる。
【００６５】
また、ホイールロック手段62の機構については、マグネットクラッチに限定することなく、遊星ギア等を用いてクラッチの切り替えを行う動力伝達機構により、蛍光ホイール101とモータ軸110aとを連結又はその連結を解除させる構成としても構わない。
【００６６】
さらに、本実施形態では、緑色波長帯域の蛍光体を励起させる励起光照射装置70が有する励起光源71として半導体発光素子である青色レーザーダイオードを採用し、緑色以外の赤色、青色については、夫々に発光ダイオードからなる赤色光源装置120、青色光源装置300を設けて生成する光源装置の場合について説明したが、例えば、赤色、緑色、青色の三色用に３個の励起光照射装置70を設け、夫々に半導体発光素子として紫外線レーザー光を射出する紫外線レーザーダイオードを設け、赤色、緑色、青色の各色を射出させるための３つの独立した蛍光ホイールである第一、第二、第三蛍光ホイールとして本発明のホイールロック手段62の機構を有する光源装置からなる構成としても構わない。
【００６７】
即ち、光源として、所定の波長帯域光を発する半導体発光素子としての発光ダイオードを採用せずに、所定の波長帯域光を射出させるために所定の蛍光体層を形成して生成した蛍光ホイールに紫外線レーザー光を射出する紫外線レーザーダイオードを採用する構成とした場合の、全ての蛍光ホイールに本発明のホイールロック手段62の機構を有することにより、長期に亘って安定した色の光を発する光源装置及びプロジェクタ10を提供することができる。
【００６８】
また、プロジェクタ10の色再現性を高めるために、例えば、光源として黄色（Ｙ）やマゼンダ等の複数の波長帯域の光を発する複数の光源を備え、黄色（Ｙ）やマゼンダ（Ｍ）などの補色波長帯域光を発する夫々の蛍光ホイールに本発明のホイールロック手段62の機構を有する構成としても構わない。
【００６９】
以上のように、本発明によれば、装置を大型化することなく、蛍光ホイール101における光線の照射範囲を変化させることにより、蛍光体の部分的な劣化を抑止し、長期に亘って安定した色の光を発しながら、鮮明な画像を投影することができる光源装置及びプロジェクタ10を提供することができる。
【００７０】
そして、蛍光ホイール101を偏心させることにより、励起光の照射位置を蛍光ホイール101中心から等距離でなく、回転位置によってホイール中心からの距離を変化させることができる。このため、偏心状態を変化させて蛍光ホイール101への励起光照射位置を変化させることができる。
【００７１】
また、本発明によれば、ホイールロック制御手段61による電気制御でホイールロック手段62であるマグネットを離反又は吸着させる構成とすることにより、応答性が良く瞬時の作動を可能とし、回転時には、モータ軸110aの回転を蛍光ホイール101に確実に伝え、停止時に連結状態を解除し、モータ軸110aの径が蛍光ホイール101の穴径よりも小さいため、蛍光ホイール101の自重によりモータ軸110aに対する蛍光ホイール101の取り付け位置をずらせて偏心状態を変えることができる。
【００７２】
さらに、本発明によれば、ホイールロック手段62が、ホイールモータ110側に有する挟持部と嵌合部により蛍光ホイール101を挟みこむようにして固定させることにより、蛍光ホイール101を安定して回転させることができる。
【００７３】
そして、本発明によれば、蛍光ホイール101の停止位置を検出する回転停止位置検出手段と、蛍光ホイール101の停止時の停止位置が固定（集中）されずに、分散されるように、蛍光ホイール101の停止時の停止位置を変更できる停止位置制御手段を有することにより、照射位置63が偏ることがないことから、蛍光体の劣化を防止することができる。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００７５】
以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]  レーザー発光器による励起光源と、
中央に穴を形成し円板形状をして蛍光体層を有し、前記励起光源からの光が前記蛍光体層に照射される蛍光ホイールと、
前記蛍光ホイールの穴径よりも小さな軸径で該蛍光ホイールと連結されて該蛍光ホイールを回転させるホイールモータと、
前記蛍光ホイールと前記ホイールモータのモータ軸とを連結状態とする、又は、その連結状態を解除させるホイールロック手段と、
を備え、
前記ホイールモータの回転を停止させてから前記ホイールロック手段により前記蛍光ホイールと前記モータ軸との連結状態を解除させ、前記ホイールロック手段により前記蛍光ホイールと前記モータ軸とを連結状態としてから前記ホイールモータの回転を開始させる制御手段を備えることを特徴とする光源装置。
[２]  前記制御手段は、前記蛍光ホイールの中心が前記モータ軸の中心から偏心された状態で連結状態とすることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
[３]  前記制御手段は、前記励起光源の消灯に伴い前記蛍光ホイールと前記モータ軸との連結状態を解除させ、前記蛍光ホイールと前記モータ軸とを連結状態としてから前記励起光源を点灯させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
[４]  前記ホイールロック手段が電気制御によるマグネットの離反又は吸着により前記蛍光ホイールとモータ軸とを連結状態とする、又は、その連結状態を解除させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源装置。
[５]  前記ホイールロック手段が前記ホイールモータ側に有する挟持部と、該挟持部と前記蛍光ホイールを挟みこむ嵌合部からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。
[６]  前記制御手段が、
前記蛍光ホイールの停止位置を検出する回転停止位置検出手段と、
前記回転停止位置検出手段によって検出された停止位置を判断し、前記蛍光ホイールの停止位置を変更するように制御する停止位置制御手段と
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。
[７]  複数の光源を有する光源装置と、各光源の光を同一光路に導く導光光学系と、表示素子と、前記導光光学系からの光を表示素子に導光する光源側光学系と、表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、
を備え、
前記複数の光源の内、少なくとも１つの光源が請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置からなることを特徴とするプロジェクタ。
[８]  当該プロジェクタは赤色波長帯域光を発する光源、青色波長帯域光を発する光源、及び、緑色波長帯域光を発する３つ光源を有することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【符号の説明】
【００７６】
10   プロジェクタ                    11   上面パネル
12   正面パネル
13   背面パネル                      14   右側パネル
15   左側パネル                      17   排気孔
18   吸気孔                          19   レンズカバー
20   各種端子                        21   入出力コネクタ部
22   入出力インターフェース          23   画像変換部
24   表示エンコーダ                  25   ビデオＲＡＭ
26   表示駆動部                      31   画像圧縮／伸長部
32   メモリカード                    35   Ｉｒ受信部
36   Ｉｒ処理部                      37   キー／インジケータ部
38   制御部                          41   光源制御回路
43   冷却ファン駆動制御回路          45   レンズモータ
47   音声処理部                      48   スピーカ
51   表示素子                        60   光源ユニット
61   ホイールロック制御手段          62   ホイールロック手段
63   照射位置
70   励起光照射装置                  71   励起光源
73   コリメータレンズ                75   反射ミラー群
78   集光レンズ                      80   緑色光源装置
81   ヒートシンク
100  蛍光発光装置                    101  蛍光ホイール
110  ホイールモータ                  110a モータ軸
111  集光レンズ群
112  クラッチコイル                  113  クラッチハブ
120  赤色光源装置                    121  赤色光源
125  集光レンズ群                    130  ヒートシンク
140  導光光学系                      141  第一ダイクロイックミラー
148  第二ダイクロイックミラー
160  光学系ユニット                  161  照明側ブロック
165  画像生成ブロック                168  投影側ブロック
170  光源側光学系                    173  集光レンズ
175  ライトトンネル                  178  集光レンズ
181  光軸変換ミラー                  183  集光レンズ
185  照射ミラー                      190  ヒートシンク
195  コンデンサレンズ                220  投影側光学系
225  固定レンズ群                    235  可動レンズ群
241  制御回路基板                    261  冷却ファン
300  青色光源装置                    301  青色光源
305  集光レンズ群                    310  ヒートシンク
【図１】
2012189857.tif 000003
【図２】
2012189857.tif 000004
【図３】
2012189857.tif 000005
【図４】
2012189857.tif 000006
【図５】
2012189857.tif 000007
【図６】
2012189857.tif 000008