CN105892207B - 投影机和投影机的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投影机和投影机的控制方法。根据一个实施方式的投影机，具有：射出激发光的固体光源；将激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及投射由该光调制装置调制后的光的投射光学系统，具有：检测装置，其检测经由荧光体的激发光以及由荧光体变换后的荧光的至少一方；以及控制装置，其根据基于检测装置的检测结果的荧光体的劣化状况控制固体光源以及光调制装置的至少一方；控制装置，在检测装置的检测结果在设定范围外的情况下或者在检测装置的检测结果在设定范围内且检测结果的变化率大于阈值的情况下，判断为荧光体的劣化，控制固体光源和光调制装置的至少一方。

Description

投影机和投影机的控制方法
本申请是于2011年8月26日提交的申请号为201110249370.5、名称为“投影机”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及投影机和投影机的控制方法。
背景技术
众所周知，投影机是具备光源、光调制装置、以及投射透镜，从光源射出的光由光调制装置进行调制，将调制后的光由投射透镜投射到屏幕，由此在屏幕上显示图像的装置。以往的投影机一般具有卤素灯、金属卤化灯、高压水银灯等的灯作为光源，但近几年为了实现消耗电力的降低、小型化、轻量化等，盛行开发具有LD(Laser Diode：激光二极管)、LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等的固体光源的投影机。
具有固体光源的投影机存在一种由从固体光源射出的光(例如蓝色激光或紫外激光)激励荧光体而获得颜色显示所需要的红色光、蓝色光以及绿色光的投影机。这样的投影机能够仅使用一个固体光源获得颜色显示所需的三种色光(红色光、蓝色光以及绿色光)，所以与具备多个固体光源相比，能够实现成本的降低和小型化等。
在下面的专利文献1、2中公开了在具有LD等固体光源的装置中防止光输出增大到所需量以上的技术。具体而言，在下面的专利文献1中，设置检测激光振荡单元的动作状况的传感器(例如光量传感器)，存储来自与针对激光振荡单元的各控制量对应的传感器的信号的基准值(基准范围)，基于从传感器得到的信号和存储的基准值等判定传感器的异常，停止激光。此外，在下面的专利文献2中，检测从半导体激光射出的激发光的输出，在激发光的输出为设定值以上的情况下停止半导体激光的动作。
专利文献1：日本特开2005-85871号公报
专利文献2：日本特开2002-45329号公报
但是，如上所述投影机需要将由光调制装置调制后的光投射到屏幕，所以具有高输出的固体光源。在具有高输出的固体光源和上述荧光体的投影机中，在荧光体上产生了损伤的情况下，认为存在从固体光源射出的高输出的光直接向投影机的外部输出的风险。因此，在这样的投影机中，与上述专利文献1、2所公开的装置同样地，需要防止从固体光源射出的光直接输出到外部的对策。
在此，上述专利文献1、2中公开的技术，在固体光源的光输出增大到预定值以上时进行判定为异常的固体光源的停止等，如果固体光源的光输出在正常范围内则不进行异常的判定。因此，在上述专利文献1、2中公开的技术中，无法防止由上述荧光体的损伤可能引起的不良(从固体光源射出的高输出的光直接向投影机的外部输出的不良)。
此外，当荧光体劣化时，预计颜色显示所需的三种色光(红色光、蓝色光、以及绿色光)的平衡打破，在屏幕上显示的图像的颜色与本来颜色不同。此外，荧光体随着温度上升而促进劣化，因此尽管实际上产生了荧光体的劣化，如果完全不考虑荧光体的劣化而驱动固体光源，则预计荧光体的寿命会急剧缩短。因此，具备荧光体的投影机中，为了防止颜色变化的发生并延长寿命，认为掌握荧光体的劣化状况是重要的。
发明内容
本发明是鉴于上述情况作出的发明，其目的在于提供能够掌握荧光体的劣化状况并防止由于荧光体的损伤使来自固体光源的光直接输出到外部的事态的投影机。
本发明提供一种投影机，其特征在于，该投影机具有：射出激发光的固体光源；将所述激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及投射由该光调制装置调制后的光的投射光学系统，具有：检测装置，其检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方；以及控制装置，其根据基于所述检测装置的检测结果的所述荧光体的劣化状况控制所述固体光源以及所述光调制装置的至少一方；所述控制装置，在所述检测装置的检测结果在设定范围外的情况下或者在所述检测装置的检测结果在设定范围内且所述检测结果的变化率大于阈值的情况下，判断为所述荧光体的劣化，控制所述固体光源和所述光调制装置的至少一方。
本发明提供一种投影机，其特征在于，该投影机具有：射出激发光的固体光源；将所述激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及投射由该光调制装置调制后的光的投射光学系统，具有：检测装置，其检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方；监视装置，其监视对所述固体光源的电力的供给状况；以及控制装置，其根据所述检测装置的检测结果和所述监视装置的监视结果，控制所述固体光源以及所述光调制装置的至少一方。本发明提供一种投影机的控制方法，其特征在于，该投影机具有：射出激发光的固体光源；将所述激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及投射由该光调制装置调制后的光的投射光学系统，在所述投影机的控制方法中，检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方，在所述激发光和所述荧光的至少一方的检测结果在设定范围外的情况下，或者在所述检测结果在设定范围内且所述检测结果的变化率大于阈值的情况下，判断为所述荧光体的劣化，控制所述固体光源和所述光调制装置的至少一方。
本发明提供一种投影机的控制方法，其特征在于，该投影机具有：射出激发光的固体光源；将所述激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及投射由该光调制装置调制后的光的投射光学系统，在所述投影机的控制方法中，检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方，监视对所述固体光源的电力的供给状况，根据所述激发光及所述荧光的至少一方的检测结果和所述供给状况的监视结果，控制所述固体光源以及所述光调制装置的至少一方。
本发明的投影机具有：射出激发光的固体光源；将所述激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及将由该光调制装置调制后的光投射到屏幕的投射光学系统，其特征在于，具有：检测装置，其检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方；以及控制装置，其根据所述检测装置的检测结果控制所述固体光源以及所述光调制装置的至少一方。
根据本发明，由检测装置检测经由荧光体的激发光以及由荧光体变换后的荧光的至少一方，由控制装置根据检测装置的检测结果控制固体光源以及光调制装置的至少一方，所以能够掌握荧光体的劣化状况并防止由于荧光体的损伤使来自固体光源的光直接输出到外部的事态。
此外，本发明的投影机，其特征在于，所述检测装置配置在从所述荧光体和所述光调制装置之间的光路上偏离的位置，在从所述荧光体朝向所述光调制装置的光中检测未输入到所述光调制装置的漏光。
或者，本发明的投影机，其特征在于，具有配置在所述荧光体和所述光调制装置之间的光路上、反射来自所述荧光体的光的一部分的反射光学系统，所述检测装置配置在从所述荧光体和所述光调制装置之间的光路上偏离的位置，检测由所述反射光学系统反射后的光。
根据这些发明，能够不遮挡从荧光体射出而向光调制装置入射光，而由检测装置检测从荧光体射出的光。
此外，本发明的投影机，其特征在于，所述检测装置配置在从所述固体光源和所述荧光体之间的光路上偏离的位置，检测入射到所述荧光体的所述激发光的反射光。
根据本发明，能够由检测装置检测入射到所述荧光体的所述激发光的反射光，在荧光体的前段侧(光源侧)配置检测装置，所以能够提高检测装置的配置自由度。
此外，本发明的投影机，其特征在于，所述检测装置按各色光检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方。
根据本发明，能够按各色光检测经由荧光体的激发光以及由荧光体变换后的荧光的至少一方，例如分别检测红色光、绿色光、以及蓝色光，所以能够更正确地掌握荧光体等的劣化，能够提高控制的可靠性和精度。
此外，本发明的投影机，其特征在于，所述控制装置对所述固体光源进行停止所述激发光的射出的控制，对所述光调制装置进行减少光透过率的控制。
根据本发明，由控制装置进行停止固体光源的发光并且减少光调制装置的透过率的控制，所以能够进一步提高安全性。
此外，本发明的投影机，其特征在于，具有监视对所述固体光源的电力的供给状况的监视装置，所述控制装置参照所述监视装置的监视结果并控制所述固体光源。
根据本发明，还能够掌握对固体光源的电力供给状况，所以提高控制的可靠性和精度。
此外，本发明的投影机，其特征在于，具有沿着能够通过电动机旋转的圆板的周向连续而形成所述荧光体的旋转荧光板。
根据本发明，向沿着能够通过电动机旋转的圆板的周向连续而形成荧光体照射来自固体光源的激发光，所以能够抑制荧光体的过热引起的劣化和发光效率的降低。
此外，本发明的投影机，其特征在于，所述固体光源射出蓝色光作为所述激发光，所述荧光体将来自所述固体光源的所述蓝色光变换为包含红色光和绿色光的光。
根据本发明，能够使用射出蓝色光的固体光源获得颜色显示所需的红色光、绿色光、以及蓝色光。
此外，本发明的投影机，其特征在于，所述固体光源射出紫色光或紫外光作为所述激发光，所述荧光体将来自所述固体光源的所述紫色光或所述紫外光变换为包含红色光、绿色光、和蓝色光的光。
根据本发明，能够使用射出紫色光或紫外光的固体光源获得颜色显示所需的红色光、绿色光、以及蓝色光。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的投影机的整体结构的俯视图。
图2是表示本发明第一实施方式的投影机上设置的旋转荧光板的结构的图。
图3是表示本发明第一实施方式的投影机上设置的旋转荧光板的荧光体的特性的图。
图4是表示控制本发明第一实施方式的投影机的动作的控制系统主要结构的框图。
图5是表示本发明第一实施方式的投影机中进行的控制的一例的流程图。
图6是表示本发明第二实施方式的投影机的主要结构的图。
图7是表示本发明第三实施方式的投影机的主要结构的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式的投影机进行详细说明。下面说明的实施方式表示本发明一部分的方式，不限定本发明，能够在本发明的技术思想范围内任意变更。
(第一实施方式)
图1是表示本发明第一实施方式的投影机的整体结构的俯视图。如图1所示，投影机1具有：照明装置10、色分离导光光学系统20、液晶光调制装置30R，30G，30B(光调制装置)、正交二向色棱镜40、以及投射光学系统50，通过向屏幕SCR投射与从外部输入的图像信号相应的图像光而将图像显示在屏幕SCR上。
照明装置10具有：固体光源11、聚光光学系统12、旋转荧光板13、电动机14、准直光学系统15、第一透镜阵列16、第二透镜阵列17、偏光变换元件18、以及重叠透镜19，射出包括红色光、绿色光、以及蓝色光的白色光。固体光源11作为激发光射出包括激光的蓝色光(发光强度的峰值：约445nm、参照图3(a))。
作为该固体光源11，例如可以是具备单一半导体激光元件的光源或者具备以面状排列形成的多个半导体激光元件。通过使用具备多个半导体激光元件的光源，能够获得高输出的蓝色光。此外，在此，作为固体光源11，以射出发光强度的峰值为445nm的蓝色光为例子进行说明，但也可以使用具有与此不同的发光强度峰值(例如约460nm)的光源。聚光光学系统12具备第一透镜12a和第二透镜12b，配置在固体光源11和旋转荧光板13之间的光路上，将从固体光源11射出的蓝色光聚集在旋转荧光板13附近的位置。
旋转荧光板13将由聚光光学系统12聚光后的作为激发光的蓝色光的一部分变换为包含红色光和绿色光的荧光，通过电动机14以自由旋转的方式支撑。图2是表示本发明第一实施方式的投影机上设置的旋转荧光板的结构的图，(a)为主视图，(b)为沿(a)中的A-A线截取的截面向视图。如图2所示，旋转荧光板13在透明的圆板13a的一面上，作为单一荧光层的荧光体13b沿着圆板13a的周向连续形成。
圆板13a使用例如石英玻璃、水晶、蓝宝石、光学玻璃、透明树脂等透过蓝色光的材料形成。在该圆板13a的中心部形成有插置电动机14的旋转轴的孔。荧光体13b将来自固体光源11的蓝色光的一部分变换为包含红色光和绿色光的光(荧光)，并且使蓝色光的剩余的一部分不变换而通过。作为该荧光体13b，例如可以使用YAG系荧光体，即含有(Y,Gd)3(Al，Ga)5O12:Ce的荧光体。该荧光体13b如图2(b)所示隔着透过蓝色光反射红色光和绿色光的正交二向色膜13c形成于圆板13a的一面。
图3是表示本发明第一实施方式的投影机上设置的旋转荧光板的荧光体的特性的图，(a)是表示入射到荧光体的蓝色光的光谱的图，(b)是表示由荧光体变换后的荧光的光谱的图。形成于旋转荧光板13的荧光体13b将具有图3(a)所示的光谱的蓝色光(B)的一部分变换为图3(b)所示的包含红色光(R)和绿色光(G)的黄色光(荧光)。
在此，图3(a)中由符号B所示的是固体光源11作为激发光(蓝色光)射出的色光成分。此外，在图3(b)中由符号R所示的是由荧光体13b变换的荧光中能够作为红色光使用的颜色成分，图3(b)中由符号G所示的是由荧光体13b变换的荧光中能够作为绿色光使用的颜色成分。即，当蓝色光入射到荧光体13b时，通过由荧光体13b变换后的红色光和绿色光与通过了荧光体13b的蓝色光，获得颜色显示所需的三种色光。
以上结构的旋转荧光板13，以来自固体光源11的蓝色光从圆板13a侧入射到荧光体13b的方式将形成有荧光体13b的面朝向与蓝色光入射的侧相反一侧配置。此外，旋转荧光板13，以在由电动机14驱动旋转的状况下，蓝色光总是入射到形成有荧光体13b的区域的方式配置在聚光光学系统12的聚光位置附近。
旋转荧光板13在使用时通过电动机14以7500rpm的速度被旋转驱动。旋转荧光板13的直径为50mm，由聚光光学系统12聚集的蓝色光对旋转荧光板13的入射位置设定为从旋转荧光板13的旋转中心偏离大约22.5mm的位置。即，旋转荧光板13以蓝色光的聚光点以约18m/秒的速度在荧光体13b上移动的旋转速度通过电动机14旋转驱动。
返回图1，准直光学系统15具有第一透镜15a和第二透镜15b，使来自旋转荧光板13的光大致平行。第一透镜阵列16具有多个小透镜16a，将由准直光学系统15大致平行后的光分割为多个部分光束。具体而言，第一透镜阵列16具有的多个小透镜16a在与照明光轴AX垂直的面内在多行和多列上排列成矩阵状。第一透镜阵列16具有的多个小透镜16a的外形形状为与液晶光调制装置30R，30G，30B的图像形成区域的外形形状大致形似的形状。
第二透镜阵列17具有与设置于第一透镜阵列16的多个小透镜16a对应的多个小透镜17a。即，第二透镜阵列17具有的多个小透镜17a与第一透镜阵列16具有的多个小透镜16a同样地，在与照明光轴AX垂直的面内在多行和多列上排列成矩阵状。该第二透镜阵列17与重叠透镜19一起，使第一透镜阵列16具有的多个小透镜16a的像在液晶光调制装置30R，30G，30B的图像形成区域附近成像。
偏光变换元件18具有偏光分离层、反射层、以及相位差板(都未图示)，将由第一透镜阵列16分割成的各部分光束的偏光方向作为偏光方向同一的大致一种直线偏光射出。在此，偏光分离层使来自旋转荧光板13的光中包含的偏光成分中的一方的直线偏光成分直接透过，使另一方的直线偏光成分向垂直于照明光轴AX的方向反射。此外，反射层使由偏光分离层反射过的另一方直线偏光成分向平行于照明光轴AX的方向反射。此外，相位差板将由反射层反射过的另一方的直线偏光成分变换为一方的直线偏光成分。
重叠透镜18以其光轴与照明装置10的光轴一致的方式配置，使来自偏光变换元件18的各部分光束进行聚光而重叠于液晶光调制装置30R，30G，30B的图像形成区域附近。上述第一透镜阵列16、第二透镜阵列17、以及重叠透镜19构成使来自固体光源11的光均一化的透镜集成光学系统。
色分离导光光学系统20具备：二向色镜21,22、反射镜23～25、中继透镜26,27以及聚光透镜28R，28G，28B，将来自照明装置10的光分离为红色光、绿色光、以及蓝色光而分别导光至液晶光调制装置30R，30G，30B。二向色镜21,22是反射预定的波长区域的光而使其他波长区域的光通过的波长选择透过膜形成在透明基板上的镜。具体而言，二向色镜21使红色光成分通过而反射绿色光和蓝色光成分，二向色镜22反射绿色光成分而使蓝色光成分通过。
反射镜23是反射红色光成分的镜，反射镜24,25是反射蓝色光成分的镜。中继透镜26配置在二向色镜22和反射镜24之间，中继透镜27配置在反射镜24和反射镜25之间。由于蓝色光的光程长度比其他色光的光路的长度长，所以这些中继透镜26、27为了防止由于光的发散等引起光的利用效率降低而设置。聚光透镜28R，28G，28B将由反射镜23反射后的红色光成分、由二向色镜22反射后的绿色光成分以及由反射镜25反射后的蓝色光成分分别聚集在液晶光调制装置30R，30G，30B的各个图像形成区域。
通过二向色镜21的红色光由反射镜反射，经由聚光透镜28R入射到红色光用的液晶光调制装置30R的图像形成区域。由二向色镜21反射后的绿色光由二向色镜22反射，经由聚光透镜28G入射到绿色光用的液晶光调制装置30G的图像形成区域。由二向色镜21反射通过二向色镜22的蓝色光依次经由中继透镜26、反射镜24、中继透镜27、反射镜25、以及聚光透镜28B入射到蓝色光用的液晶光调制装置30B的图像形成区域。
液晶光调制装置30R，30G，30B根据从外部输入的图像信号调制入射的色光，分别生成红色的图像光、绿色的图像光、以及蓝色的图像光。在图1中省略图示，在聚光透镜28R，28G，28B和液晶光调制装置30R，30G，30B之间分别间隔配置有入射侧偏光板，在液晶光调制装置30R，30G，30B和正交二向色棱镜40之间分别隔着配置有射出侧偏光板。
液晶光调制装置30R，30G，30B是在一对透明玻璃基板之间密闭封入作为电光学物质的液晶的透过型液晶光调制装置，例如具有多晶硅TFT(Thin Flim Transistor：薄膜晶体管)作为开关元件。经由上述未图示的各个入射侧偏光板的色光(直线偏光)的偏光方向通过设置于液晶光调制装置30R，30G，30B各个的开关元件的开关动作进行调制，由此分别生成与图像信号相应的红色图像光、绿色图像光、以及蓝色图像光。
正交二向色棱镜40对从上述未图示的射出侧偏光板的各个射出的图像光合成而形成彩色图像。具体而言，正交二向色棱镜40是贴合四个直角棱镜而成大致立方体形状的光学部件，在贴合直角棱镜之间而成的大致X字状的界面上形成有电介质多层膜。在大致X字状的一方的界面上形成的电介质多层膜反射红色光，在另一方的界面上形成的电介质多层膜反射蓝色光。通过这些电介质多层膜使红色光和蓝色光弯曲，与绿色光的行进方向统一，由此合成三种色光。投射光学系统50将由正交二向色棱镜40合成后的彩色图像朝向屏幕SCR扩大投射。
下面对控制以上说明的结构的投影机1的控制系统进行说明。图4是表示控制本发明第一实施方式的投影机的动作的控制系统主要结构的框图。在图4中，仅提取图1所示的各部件中说明上所需要的部件进行简化图示。如图4所示，投影机1具备驱动电路61、图像控制电路62、光传感器63(检测装置)、以及控制电路64(控制装置)。
驱动电路61在控制电路64的控制下驱动固体光源11。该驱动电路61具有检测对固体光源11的驱动电压和驱动电路，监视对固体光源11的电力的供给状况的电力监视电路61a(监视装置)。电力监视电路61a的监视结果输出到控制电路64，使用电力监视电路61a的监视结果由控制电路64进行控制，由此提高控制的可靠性和精度。
图像控制电路62在控制电路64的控制下根据从外部输入的图像信号控制液晶光调制装置30(30R，30G，30B)，分别生成与图像信号相应的红色图像光、绿色图像光、以及蓝色图像光。在图4中，为了简化说明，概括液晶光调制装置30R，30G，30B作为液晶光调制装置30进行图示。
光传感器63检测通过设置于旋转荧光板13的荧光体13b的蓝色光以及由荧光体13b变换的黄色光(荧光)的至少一方，例如可以使用检测白色光的光量的光量传感器。该光传感器63为了掌握设置于旋转荧光板13的荧光体13b的劣化状况并防止由于荧光体13b的损伤使来自固体光源11的光直接输出到外部的事态而设置。
光传感器63配置在从设置于旋转荧光板13的荧光体13b和液晶光调制装置30之间的光路上偏离的位置。这是为了防止从荧光体13b射出而入射到液晶光调制装置30的光被光传感器63遮挡。但是，光传感器63以极力接近于该光路的方式配置。这是为了检测从荧光体13b向液晶光调制装置30的光中未输入到液晶光调制装置30的漏光。通过检测该漏光能够检测通过了荧光体13b的蓝色光和由荧光体13b变换的黄色光(荧光)。
具体而言，在图1所示的投影机1中，光传感器63优选配置在例如在射出均一化的白色光的照明装置10、液晶光调制装置30R，30G，30B的任一个之间不遮挡入射到液晶光调制装置30R，30G，30B各个的光的位置。如果在从照明装置10和设置于色分离导光光学系统20的二向色镜21之间的光路上偏离的位置配置光传感器63，能够检测从照明装置10射出的白色光的光量。
此外，如果在二向色镜21和液晶光调制装置30R之间的光路上偏离的位置配置光传感器63，能够检测红色光的光量。此外，如果在二向色镜22和液晶光调制装置30G之间的光路上偏离的位置配置光传感器63，能够检测绿色光的光量。在二向色镜22和液晶光调制装置30B之间的光路上偏离的位置配置光传感器63，能够检测蓝色光的光量。在二向色镜21，22之间的光路上偏离的位置配置光传感器63，能够检测绿色光和蓝色光的光量。
控制电路64总括控制投影机1的整体动作。具体而言，参照设置于驱动电路61的电力监视电路61a的监视结果和光传感器63的检测结果控制驱动电路61，由此进行固体光源11的发光、非发光(发光的停止)、从固体光源11射出的蓝色光的光量控制等。此外，通过控制图像控制电路62，进行液晶光调制装置30(30R，30G，30B)的透过率的控制。
下面对由上述说明的结构的控制系统进行的控制进行说明。图5是表示本发明第一实施方式的投影机中进行的控制的一例的流程图。图5所示的流程图所示的处理例如通过投入投影机1的电源由驱动电路61驱动固体光源11并且由电动机14旋转驱动旋转荧光板13而开始。在此为了简化说明，光传感器63配置在从照明装置10和设置于色分离导光光学系统20的二向色镜21之间的光路上偏离的位置。
当在控制电路64的控制下由驱动电路61驱动固体光源11时，从固体光源11射出具有图3(a)所示的光谱的蓝色光(激发光)。从固体光源11射出的蓝色光由聚光光学系统12聚集而入射到由电动机14旋转驱动的旋转荧光板13。入射到旋转荧光板13的蓝色光的一部分由形成于旋转荧光板13的荧光体13b变换为如图3(b)所示的包含红色光(R)和绿色光(G)的黄色光(荧光)，其余部分通过荧光体13b。
通过了荧光体13b的蓝色光和由荧光体13b变换的黄色光(红色光和绿色光)在由准直光学系统15大致平行后，依次经过第一透镜阵列16～重叠透镜19，由此被均一化并且控制偏光状况而作为白色光从照明装置10射出。从照明装置10射出的白色光由色分离导光光学系统20分离为红色光、绿色光、以及蓝色光，分离后的红色光、绿色光、以及蓝色光入射到液晶光调制装置30(30R，30G，30B)。
入射到液晶光调制装置30(30R，30G，30B)红色光、绿色光、以及蓝色光根据从外部输入的信号被调制，由此分别生成红色的图像光、绿色的图像光、以及蓝色的图像光。所生成的图像光由正交二向色棱镜40合成为彩色图像后由头像光学系统50向屏幕SCR扩大投射。由此，与从外部输入的图像信号相应的图像显示在屏幕SCR上。
在此，从照明装置10射出朝向液晶光调制装置30(30R，30G，30B)的白色光中未入射到液晶光调制装置30的漏光的一部分由光传感器63检测。控制电路64取得光检测器63的检测结果(步骤S11)，记录所取得的检测结果(步骤S12)。在记录光传感器63的检测结果的情况下，可以仅记录检测结果，但和取得检测结果的时间一起记录。
当传感器63的检测结果的记录结束时，控制电路64判断在步骤S11中取得的检测结果是否在预先确定的设定范围内(步骤S13)。例如，判断由光传感器63检测的光量是否在预先确定的照明装置10的最大光量和最小光量之间或在相对于预先确定的基准光量的误差范围内。
在判断为步骤S11中取得的检测结果在设定范围内的情况下(步骤S13的判断结果为“是”的情况)，控制电路64使用上次记录的检测结果算出从照明装置10射出的白色光的光量的变化率(步骤S14)。在此，如图5所示，在步骤S13的判断结果为“是”且后述的步骤S15的判断结果为“否”的情况下，通过步骤S11～S16的循环按一定时间取得并记录光传感器63的检测结果(步骤S11，S12)。
因此，控制电路64使用上次取得并记录的光传感器63的检测结果和此次重新在步骤S11中取得的光传感器63的检测结果算出从照明装置10射出的白色光的光量的变化率。通过步骤S11～S16的循环依次记录光传感器63的检测结果，所以能够根据控制电路64具有的存储器(省略图示)的容量，求出一秒以下的瞬间光量的变化率、数十秒内的光量变化率、每数分钟的光量变化率、每数小时的光量变化率、从产品出货起的光量变化率、从产品亮灯时起的光量变化率等。预先在控制电路64中设定求出的任意变化率。
当算出光量变化率后，控制电路64判断该变化率是否大于预先设定的阈值(步骤S15)。在判断为在步骤S14中算出的变化率在阈值以下的情况下(判断结果为“否”的情况)，控制电路64根据该变化率修正对驱动电路61或图像控制电路62的控制量，使从固体光源11射出的蓝色光的光量变化，或使液晶光调制装置30(30R，30G，30B)的整体透过率变化。即，在光量的变化率小时，结合该光量的变化进行光量等的控制。当步骤S16的处理结束后返回步骤S11的处理。
与此相对，在判断为在步骤S14中算出的变化率大于阈值的情况下(步骤S15的判断结果为“是”的情况)，控制电路64对驱动电路61进行停止固体光源11的驱动的控制(步骤S17)。即，尽管在步骤S13中判断为步骤S11中取得的检测结果在设定范围内但发生了光量急剧变化的情况下，判断为固体光源11或荧光体13b的劣化或温度上升，为了防止急剧缩短它们的寿命，停止固体光源11的驱动。然后，控制电路64对设置于投影机1的显示装置(省略图示)显示异常原因(例如发生了光量的急剧变化等)(步骤S18)。
另一方面，在判断为在步骤S11中取得的检测结果在设定范围外的情况下(步骤S13的判断结果为“否”的情况)，控制电路64对驱动电路61进行停止固体光源11的驱动的控制(步骤S17)。即，从照明装置10射出具有设定范围外的光量的白色光，所以考虑安全性停止固体光源11的驱动。
此时，控制电路64通过参照设置于驱动电路61的电力监视电路61a的监视结果能够推定发生异常的大致原因。例如，在虽然对固体光源11的驱动电流没有变化但光传感器63的检测结果在设定范围外的情况下，能够推定为荧光体13b的剥离或形成有荧光体13b的旋转荧光板13的破坏是原因所在。当荧光体13b的剥离等发生时，存在来自固体光源11的蓝色光直接输出到投影机1的外部的风险，所以考虑安全性优选停止固体光源11的发光。
当停止固体光源11的发光时，控制电路64对设置于投影机1的显示装置(省略图示)显示异常原因(例如发生了荧光体13b的剥离等)(步骤S18)。进行步骤S18的处理，由此结束图15所示的流程图的一系列处理。在此，步骤S17中停止固体光源11的驱动的情况下，可以随着固体光源11的驱动停止进行大幅降低液晶光调制装置30(30R，30G，30B)的整体透过率的控制。通过进行该控制，大幅降低通过液晶光调制装置30的色光的光量，所以能够进一步提高安全性。也可以不进行固体光源11的驱动停止，而仅进行对液晶光调制装置30的控制。
如上所述，在本实施方式中，设置检测经过荧光体13b的蓝色光和由荧光体13b变换的黄色光(红色光和绿色光)的至少一方的光传感器63，根据该光传感器63的检测结果控制固体光源11或液晶光调制装置30(30R，30G，30B)。因此，在发生了荧光体13b的损伤的情况下能够防止来自固体光源11的光直接输出到投影机1的外部。
此外，如果根据光传感器63的检测结果停止固体光源11的驱动，则还能够防止从固体光源11输出的高输出的蓝色光传递到投影机1内部的预想外的路径而扩大投影机1的内部损伤的事态。此外，在本实施方式中，根据光传感器63的检测结果掌握固体光源11和荧光体13b的劣化状况。因此，如果根据这些的劣化状况驱动固体光源11，则能够延长固体光源11和荧光体13b的寿命。
此外，在本实施方式中，如使用图5所说明的那样，控制电路64记录光传感器63的检测结果。如果保留该光传感器63的检测结果作为记录履历，则能够在修理等售后服务时用作有用的信息。此外，在本实施方式中，如上所述能够掌握固体光源11和荧光体13b的劣化状况，根据该劣化状况预测投影机1的产品寿命，所以还能够在例如接近产品寿命时对用户进行通知。
(第二实施方式)
下面对本发明第二实施方式的投影机进行说明。本实施方式的投影机的整体结构与图1所示的第一实施方式的投影机同样。本实施方式的投影机的光传感器63的配置与第一实施方式的投影机不同。图6是表示本发明第二实施方式的投影机的主要结构的图。在图6中为了容易理解，仅提取图1所示的各部件中与图4所示的结构同样的部件进行简化图示。
如图6所示，本实施方式的投影机2除了图4所示的结构之外，还具备半反射镜71(反射光学系统)和聚光透镜72。半反射镜71配置在设置于旋转荧光板13的荧光体13b和液晶光调制装置30之间的光路上，反射来自荧光体13b的光(通过了荧光体13b的蓝色光和由荧光体13b变换的黄色光(红色光和绿色光)的一部分(例如几％程度))。
与上述第一实施方式同样地，根据配置半反射镜71的位置，能够检测白色光的光量、红色光的光量、绿色光的光量、蓝色光的光量或绿色光和蓝色光的光量。具体而言，如果在照明装置10和设置于色分离导光光学系统20的二向色镜21之间的光路上配置半反射镜71，则能够检测白色光的光量。
此外，如果在二向色镜21和液晶光调制装置30R之间的光路上配置半反射镜71，则能够检测红色光的光量。此外，如果在二向色镜22和液晶光调制装置30G之间的光路上配置半反射镜71，则能够检测绿色光的光量。如果在二向色镜22和液晶光调制装置30B之间的光路上配置半反射镜71，则能够检测蓝色光的光量。如果在二向色镜21，22之间的光路上配置光传感器63，能够检测绿色光和蓝色光的光量。
聚光透镜72聚集由半反射镜71反射的光。该聚光透镜72配置在由半反射镜71反射的光的光路上且不遮挡从荧光体13b向液晶光调制装置30的光的位置。将光传感器63配置为，在从荧光体13b和液晶光调制装置30之间的光路上偏离的位置且其受光面位于聚光透镜72的焦点。
上述结构的投影机2与第一实施方式中说明的投影机1仅仅是从荧光体13b射出的光的检测方式不同，本实施方式的投影机2也能够进行与第一实施方式1同样的控制(图5的流程图所示的控制)。因此，在本实施方式中，能够防止在发生了荧光体13b的损伤时来自固体光源11的光直接输出到投影机2的外部的事态和投影机2的内部损伤扩大的事态。
此外，在本实施方式中，能够掌握固体光源11和荧光体13b的劣化状况，所以能够根据它们的劣化状况驱动固体光源11而延长固体光源11和荧光体13b的寿命。此外，保留该光传感器63的检测结果作为记录履历，由此能够在修理等售后服务时用作有用的信息，或进行对用户的产品寿命的通知。
(第三实施方式)
下面对本发明第三实施方式的投影机进行说明。本实施方式的投影机的整体结构也与图1所示的第一实施方式的投影机同样。但本实施方式的投影机的光传感器63的配置与第一、第二实施方式的投影机不同。图7是表示本发明第三实施方式的投影机的主要结构的图。在图7中，也与图6同样地仅提取图1所示的各部件中与图4所示的结构同样的部件进行简化图示。
如图7所示，本实施方式的投影机3将图4中的光传感器63配置在从固体光源11和形成有荧光体13b的旋转荧光板13之间的光路上偏离的位置，构成为检测入射到荧光体13b的蓝色光的反射光。如果直接检测从固体光源11射出的蓝色光，则能够掌握固体光源11的劣化状况但不能掌握荧光体13b的劣化状况。在本实施方式中，通过由传感器63检测由荧光体13b反射的蓝色光，掌握荧光体13b的劣化状况。
荧光体13b如上所述将来自固体光源11的蓝色光的一部分变换为包含红色光和绿色光的光(荧光)，并且使蓝色光的剩余的一部分不变换而通过，极少反射入射的蓝色光。在发生了荧光体13b剥离、劣化或者形成有荧光体13b的旋转荧光板13的破坏的情况下，由该荧光体13b反射的蓝色光的光量变化。在本实施方式中，在由这样的荧光体13b反射的蓝色光的光量发生了变化的情况下，掌握发生了荧光体13b的剥离和劣化等。
上述结构的投影机3与第一实施方式中说明的投影机1也仅仅是光传感器63的配置和检测对象不同，在本实施方式的投影机3中也进行与第一实施方式同样的控制(图5的流程图所示的控制)。因此，在本实施方式中也能够防止在荧光体13b的损伤发生时来自固体光源11的光直接输出到投影机2的外部的事态和投影机2的内部损伤扩大的事态。
此外，在本实施方式中，能够掌握固体光源11和荧光体13b的劣化状况，所以通过根据它们的劣化状况驱动固体光源11能够延长固体光源11和荧光体13b的寿命。此外，通过保留该光传感器63的检测结果作为记录履历，能够在修理等售后服务时用作有用的信息，进行对用户的产品寿命的通知。
在本实施方式中，在固体光源11和形成有荧光体13b的旋转荧光板13之间的光路上偏离的位置配置光传感器63，仅检测入射到荧光体13b的蓝色光的反射光。但是，也可以组合本实施方式和上述第一、第二实施方式，检测由荧光体13b反射的蓝色光、通过荧光体13b的蓝色光和由荧光体13b变换的黄色光(红色光和绿色光)。通过这样的组合增加检测对象的色光，所以能够提高控制的可靠性和精度。
(第四实施方式)
以上说明的第一～第三实施方式的投影机例如具有检测白色光的光量的光量传感器作为光传感器63。与此相对，本实施方式的投影机具备分别检测红色光、绿色光、蓝色光的光传感器，代替第一～第三实施方式的任一实施方式的投影机具有的光传感器63。
该分别检测红色光、绿色光、蓝色光的光传感器，例如一起配置在从照明装置10和设置于色分离导光光学系统20的二向色镜21之间的光路上偏离的位置，检测从照明装置10射出而朝向液晶光调制装置30的白色光的漏光、由半反射镜71反射的白色光。通过在该位置一起配置光传感器，能够分别检测从照明装置10射出的白色光中包含的红色光、绿色光、蓝色光。
此外，分别检测红色光、绿色光、蓝色光的光传感器例如分别配置在从色分离导光光学系统20内的红色光、绿色光、蓝色光的光路上偏离的位置。具体而言，检测红色光的光传感器配置在从二向色镜21和液晶光调制装置30R之间的光路上偏离的位置，检测绿色光的光传感器配置在从二向色镜22和液晶光调制装置30G之间的光路上偏离的位置，检测蓝色光的光传感器配置在从二向色镜22和液晶光调制装置30B之间的光路上偏离的位置。通过在该位置分别配置光传感器，能够分别检测由色分离导光光学系统20分离的红色光、绿色光、和蓝色光。
本实施方式的投影机与第一实施方式中说明的投影机1仅光传感器的种类和配置不同，在本实施方式的投影机中进行与第一实施方式同样的控制(图5的流程图所示的控制)。因此，在本实施方式中也能够获得与第一实施方式同样的效果。
在此，在本实施方式中，分别检测红色光、绿色光、和蓝色光，所以能够更正确掌握荧光体13b等的劣化，能够进一步提高控制的可靠性和精度。此外，控制电路64使用分别检测出的红色光、绿色光、和蓝色光的检测结果控制图像控制电路62，由此能够减少显示在屏幕SCR上的图像的颜色变化。
以上对本发明的一个实施方式的投影机进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，能够在本发明的范围内自由变更。例如可以是如下所示的变形例。
(1)在上述实施方式中对使用液晶光调制装置作为光调制装置的例子进行说明，但本发明不限于此。作为光调制装置，一般地是根据图像信号调制入射光的装置即可，可以使用光阀、微镜型光调制装置等。作为微镜型光调制装置，例如可以使用DMD(数字微镜装置)(TI社的商标)。
具备DMD作为光调制装置的投影机具有依次透过从光源射出的白色光中包含的红色光、绿色光、蓝色光的色轮，由一个DMD依次调制透过该色轮的红色光、绿色光、蓝色光。因此，将与图4等所示的光传感器63同样的光传感器配置在从色轮和DMD之间的光路上偏离的位置，与色轮的旋转同步地检测透过色轮的光(红色光、绿色光、蓝色光)，则能够分别检测红色光、绿色光、蓝色光的光量。
(2)在上述实施方式中，对具有射出作为激发光的蓝色光的固体光源11、将来自固体光源11的蓝色光的一部分变换为红色光和绿色光的旋转荧光板13的结构进行了说明，但本发明不限于此。例如，可以是具有作为激发光射出紫色光或紫外光的固体光源、从紫色光或紫外光生成包含红色光、绿色光、蓝色光的色光的旋转荧光板的结构。
(3)在上述实施方式中，作为投影机举例说明了透过型的投影机，但本发明不限于此。例如，可以将本发明适用于反射型投影机。在此，“透过型”是指如透过型的液晶显示装置等那样的光调制装置透过光，“反射型”如反射型的液晶显示装置等那样的光调制装置反射光。将本发明适用于反射型的投影机的情况下，也能够获得与透过型的投影机同样的效果。
(4)在上述实施方式中，例示说明了使用三个液晶光调制装置的投影机，但本发明不限于此。也可以适用于使用一个、两个、或四个以上的液晶光调制装置的投影机。
(5)本发明可以适用于从观察投射图像的一侧投射的前投射型投影机，也可以适用于从与观察投射图像的一侧相反侧投射的后投射型投影机。
标号说明
1～3投影机、11固体光源、13旋转荧光板、13a圆板、13b荧光体、14电动机、30液晶光调制装置、30R,30G,30B液晶光调制装置、50投射光学系统、61a电力监视电路、63光传感器、64控制电路、71半反射镜、SCR屏幕

Claims (13)

1.一种投影机，其特征在于，该投影机具有：射出激发光的固体光源；将所述激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及投射由该光调制装置调制后的光的投射光学系统，具有：
检测装置，其检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方；以及
控制装置，其根据基于所述检测装置的检测结果的所述荧光体的劣化状况控制所述固体光源以及所述光调制装置的至少一方；
所述控制装置，在所述检测装置的检测结果在设定范围外的情况下或者在所述检测装置的检测结果在设定范围内且所述检测结果的变化率大于阈值的情况下，判断为所述荧光体的劣化，控制所述固体光源和所述光调制装置的至少一方。
2.一种投影机，其特征在于，该投影机具有：射出激发光的固体光源；将所述激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及投射由该光调制装置调制后的光的投射光学系统，具有：
检测装置，其检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方；
监视装置，其监视对所述固体光源的电力的供给状况；以及
控制装置，其根据基于所述检测装置的检测结果和所述监视装置的监视结果这两方的所述荧光体的劣化状况，控制所述固体光源以及所述光调制装置的至少一方。
3.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于，
所述控制部，在所述监视结果在设定范围内且所述检测结果在设定范围外的情况下，判断为所述荧光体的劣化，控制所述固体光源和所述光调制装置的至少一方。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的投影机，其特征在于，
所述检测装置配置在从所述荧光体和所述光调制装置之间的光路上偏离的位置，在从所述荧光体朝向所述光调制装置的光中检测未输入到所述光调制装置的漏光。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的投影机，其特征在于，
所述投影机具有配置在所述荧光体和所述光调制装置之间的光路上、反射来自所述荧光体的光的一部分的反射光学系统，
所述检测装置配置在从所述荧光体和所述光调制装置之间的光路上偏离的位置，检测由所述反射光学系统反射后的光。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的投影机，其特征在于，
所述检测装置配置在从所述固体光源和所述荧光体之间的光路上偏离的位置，检测入射到所述荧光体的所述激发光的反射光。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的投影机，其特征在于，
所述检测装置按各色光检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的投影机，其特征在于，
所述控制装置进行使所述固体光源停止所述激发光的射出的控制和使所述光调制装置减少光透过率的控制的至少一方。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的投影机，其特征在于，
具有沿着能够旋转的圆板的周向连续而形成所述荧光体的旋转荧光板。
10.根据权利要求9所述的投影机，其特征在于，
所述固体光源射出蓝色光作为所述激发光，
所述荧光体将来自所述固体光源的所述蓝色光变换为包含红色光和绿色光的光。
11.根据权利要求9所述的投影机，其特征在于，
所述固体光源射出紫色光或紫外光作为所述激发光，
所述荧光体将来自所述固体光源的所述紫色光或所述紫外光变换为包含红色光、绿色光、和蓝色光的光。
12.一种投影机的控制方法，其特征在于，该投影机具有：射出激发光的固体光源；将所述激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及投射由该光调制装置调制后的光的投射光学系统，在所述投影机的控制方法中，
检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方，
在所述激发光和所述荧光的至少一方的检测结果在设定范围外的情况下，或者在所述检测结果在设定范围内且所述检测结果的变化率大于阈值的情况下，判断为所述荧光体的劣化，
控制所述固体光源和所述光调制装置的至少一方。
13.一种投影机的控制方法，其特征在于，该投影机具有：射出激发光的固体光源；将所述激发光变换为荧光的荧光体；对来自该荧光体的光进行调制的光调制装置；以及投射由该光调制装置调制后的光的投射光学系统，在所述投影机的控制方法中，
检测经由所述荧光体的所述激发光以及由所述荧光体变换后的所述荧光的至少一方，
监视对所述固体光源的电力的供给状况，
根据基于所述激发光及所述荧光的至少一方的检测结果和所述供给状况的监视结果这两方的所述荧光体的劣化状况，控制所述固体光源以及所述光调制装置的至少一方。
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