JP2010231063A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 拡散板が脱落した際に、高出力光の外部射出を防止可能とする光源装置と、該光源装置を備えたプロジェクタを提供する。
【解決手段】 本発明のプロジェクタは、光源装置や表示素子、プロジェクタ制御手段等を備え、この光源装置は、光が照射されて所定の波長域光を射出する異なる蛍光体層131が円周方向に隣接して配置される蛍光板130と、光を拡散して射出する拡散層141が蛍光体層131に隣接するように配置される拡散板140と、光を蛍光体層131及び拡散層141に照射する光源と、蛍光板130と拡散板140を回転させる駆動装置と、遮光板160と、を備え、遮光板160は、拡散板140に係止されることで蛍光板130及び拡散板140と共に一体的に回転可能とされ、拡散板140が脱落する際に係止状態が解除されて、遮光板160が拡散板140における光の照射領域を覆うように移動して、光源からの光を遮光可能に構成されている。
【選択図】 図８

Description

本発明は、光源装置と、この光源装置を備えたプロジェクタに関するものである。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更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。

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、光源として発光ダイオードやレーザダイオード、或いは、有機ＤＬ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。例えば、本願出願人は、既に青色の波長域光を射出する光源と、この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発光ホイールと、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についての提案を行っている。

この光源装置では、発光部材としての蛍光体の層や拡散層が円周方向に隣接して形成された発光ホイール（回転板）に、指向性のある青色光を照射することで、発光ホイールから赤色、緑色、青色等の各色を順次射出することができる。

ここで、この光源装置の発光ホイールは、通常、赤色の波長域光を発光する蛍光体層を有する部材及び緑色の波長域光を発光する蛍光体層を有する部材を一体的に形成した蛍光板と、この蛍光板に隣接されて光源からの青色の波長域光を拡散させて射出する部材である拡散板と、がモータの回転軸等に接着されることによって形成されるものである。

しかしながら、このように発光ホイールを形成した場合、蛍光板は半円よりも大きな円弧を有する扇形形状であると共に、金属等で形成され、又、ホイールモータの回転軸を嵌着可能な円形開口部を有し、この開口部にホイールモータが貫装されているため、しっかりと固定されるが、拡散板は半円よりも小さな円弧を有する扇形形状であると共に樹脂やガラスなどで形成され、接着によってのみホイールモータの回転軸及び蛍光板に固着されている。したがって、このように接着した拡散板は経年的な劣化や外部からの衝撃、振動などによって脱落する可能性があった。そのため、光源からの光が直接外部に射出されることを防止するために、制御手段によって脱落を検知して光源を停止させるなどの対策を施す必要があった。

又、レーザ光源などの高出力光源を用いるプロジェクタでは出力光が直接外部へ出射することを防ぐ手段について様々な提案がなされ採用されている。例えば、特開２０００−２６７６２１号公報（特許文献１）では、レーザ光を射出する光源と、光源からのレーザ光の光束を太く変換するレンズ等の光束変換手段と、光束変換されたレーザ光によって映像を生成する映像生成手段と、光束変換手段が正常に動作しているかを検出するフォトセンサ等の検出手段と、該検出手段からの情報に基づいてレーザ発振を停止若しくは減衰させるレーザ光制限手段、又は光路上に設けられてレーザ光を遮断可能とされる遮断手段としての映像表示デバイス等を備える映像表示装置についての提案がされている。

このような映像表示装置では、検出手段からの情報に基づいてレーザ光の減衰・停止が実行され、又は、レーザ光の遮断が実行されるように構成されているため、高出力のレーザ光が直接外部に射出されることを防止できる。

特開２０００−２６７６２１号公報

上記提案のように、光源からの光が外部に射出されることを防止する対策は種々採用されているが、フォトセンサ等の検出手段やこの検出手段からの情報に基づいて動作するレーザ光制限手段などの制御手段を備える必要があるため、構成が複雑となってコストが増加してしまうといった問題点があった。又、不測の事態によって光が外部に出力される状況となったとき、検出手段での検知情報が制御手段に入力されることによって光源の減衰、停止動作や遮断動作が実行されるため、僅かなタイムラグが生じてしまうといった問題点もあった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、拡散板が脱落した際には、確実に高出力光の外部への射出を防止することができる光源装置と、この光源装置を備えたシンプルな構成とされるプロジェクタを提供することを目的としている。

本発明の光源装置は、光が照射されて所定の波長域光を射出する異なる蛍光体の層が円周方向に隣接して配置される蛍光板と、光を拡散して射出する拡散層が前記蛍光体の層に隣接するように配置される拡散板と、前記光を前記蛍光体の層及び前記拡散層に照射する光源と、前記蛍光板と前記拡散板を一体的に回転させる駆動装置と、前記拡散板における前記光の照射領域を覆うことのできる大きさに形成される遮光板と、を備え、前記遮光板は、前記拡散板によって係止されることで前記蛍光板及び前記拡散板と共に一体的に回転可能とされ、前記拡散板が脱落する際に、前記係止状態が解除されて、前記遮光板が前記拡散板における前記光の照射領域を覆うように移動して、前記光源からの光を遮光可能に構成されていることを特徴とする。

そして、この光源装置は、前記拡散板が脱落したことを検知する検知手段をさらに備え、前記検知手段が前記拡散板の脱落を検知すると、前記光源の出力を停止させることもある。

又、前記光源は、青色の波長域のレーザ光を射出するものであって、前記蛍光板は、前記レーザ光が照射されて赤色の波長域光を発光する蛍光体の層と、前記レーザ光が照射されて緑色の波長域光を発光する蛍光体の層と、を備えていることを特徴とする。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、表示素子と、冷却ファンと、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記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、前記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、前記光源装置が、前述の光源装置であることを特徴とするものである。

本発明によれば、拡散板が脱落した際には、確実に高出力光の外部への射出を防止することができる光源装置と、該光源装置を備えたシンプルな構成とされるプロジェクタを提供することができる。

本発明の実施例に係る光源装置を用いたプロジェクタを示す外観斜視図である。 本発明の実施例に係る光源装置を用いたプロジェクタの機能回路ブロックを示す図である。 本発明の実施例に係る光源装置を用いたプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施例に係る光源装置の平面模式図である。 本発明の実施例に係る光源装置の発光ホイール、ホイールモータ及び遮光板を示す外観斜視図である。 本発明の実施例に係る光源装置の一部断面を示す平面模式図である。 本発明の実施例に係る光源装置の発光ホイール、ホイールモータ及び遮光板を示す分解斜視図である。 本発明の実施例に係る光源装置における遮光板の動作を示す光源側から見た正面模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について述べる。プロジェクタ10は、光源装置63と、表示素子51と、冷却ファンと、光源装置63からの光を表示素子51に導光する光源側光学系62と、表示素子51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90と、光源装置63や表示素子51を制御するプロジェクタ制御手段と、を備えている。

この光源装置63は、光が照射されて所定の波長域光を射出する異なる蛍光体の層131が円周方向に隣接して配置される扇形形状の蛍光板130と、光を拡散して射出する拡散層141が蛍光体の層131に隣接するように配置される扇形形状の拡散板140と、前記光を蛍光体の層131及び拡散層141に照射する光源72と、蛍光板130と拡散板140を一体的に回転させる駆動装置としてのホイールモータ73と、拡散板140における前記光の照射領域を覆うことのできる大きさに形成される遮光部161を有する遮光板160と、を備えている。

そして、遮光板160は、拡散板140によって係止されることで、遮光部161が光源72の光軸上に配置されないように蛍光板130及び拡散板140に対して所定位置に保持され、蛍光板130及び拡散板140と共に一体的に回転可能とされている。又、この遮光板160は、拡散板140が脱落する際に、当該遮光板160と拡散板140との係止状態が解除されて、遠心力によって遮光部161が拡散板140における前記光の照射領域を覆うように移動するように構成されている。つまり、この遮光板160は、拡散板140が脱落すると瞬時に光源72からの光を遮光可能に構成されている。

又、光源72は、青色の波長域のレーザ光を射出するものであって、蛍光板130は、レーザ光が照射されて赤色の波長域光を発光する蛍光体の層131と、レーザ光が照射されて緑色の波長域光を発光する蛍光体の層131と、を備えている。

以下、本発明の実施例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。尚、本実施例において、左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。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、本体ケース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を有すると共に、この正面パネル12には複数の排気孔17を設けている。更に、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。

又、本体ケースである上面パネル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、光源装置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。

更に、本体ケースの背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ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。尚、図示しない本体ケースの側板である右側パネル14、及び、図１に示した側板である左側パネル15の下部近傍には、各々複数の吸気孔18が形成されている。

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２の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、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。

又、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。

表示駆動部26は、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、光源装置63から射出された光線束を光源側光学系を介して表示素子51に入射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、投影側光学系とする投影系レンズ群を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。尚、この投影側光学系の可動レンズ群97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。

又、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なう。更に、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なう。

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や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。

本体ケースの上面パネル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。

尚、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。

又、制御部38は、電源制御回路41を制御しており、この電源制御回路41は、電源スイッチキーが操作されると光源装置63の光源を点灯させる。更に、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源装置63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。又、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ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させ、更に、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ＯＦＦにする等の制御も行う。

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３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３に示すように、右側パネル14の近傍に電源回路ブロック101等を取付けた電源制御回路基板102が配置され、略中央にはシロッコファンタイプのブロア110が配置され、このブロア110の近傍に制御回路基板103が配置され、正面パネル12の近傍には光源装置63が配置され、左側パネル15の近傍には光学系ユニット70が配置されている。又、プロジェクタ10は、筐体内を区画用隔壁120により背面パネル13側の吸気側空間室121と正面パネル12側の排気側空間室122とに気密に区画されており、ブロア110は、吸込み口111が吸気側空間室121に位置し排気側空間室122と吸気側空間室121の境界に吐出口113が位置するように配置されている。

光学系ユニット70は、光源装置63の近傍に位置する照明側ブロック78と、背面パネル13側に位置する画像生成ブロック79と、照明側ブロック78と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック80との３つのブロックから構成された略コの字形状である。

この照明側ブロック78は、光源装置63から射出された光を画像生成ブロック79が備える表示素子51に導光する光源側光学系62の一部を備えている。この照明側ブロック78が有する光源側光学系62としては、光源装置63から射出された光線束を均一な強度分布の光束とする導光装置75や、導光装置75を透過した光を集光する集光レンズ等がある。

画像生成ブロック79は、光源側光学系62として、導光装置75から射出された光線束の光軸方向を変更する光軸変更ミラー74と、この光軸変更ミラー74により反射した光を表示素子51に集光させる複数枚の集光レンズと、これらの集光レンズ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84と、を有している。更に、画像生成ブロック79は、表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51の背面パネル13側には表示素子51を冷却するための表示素子冷却装置53が配置されて、表示素子51が高温となることを防止している。

投影側ブロック80は、表示素子51で反射されて画像を形成する光をスクリーンに放出する投影側光学系90のレンズ群を有している。この投影側光学系90としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群93と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群97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97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。

又、プロジェクタ10の内部構造において、吸気側空間室121内には光源装置63と比較して低温である部材が配置されるものであり、具体的には、電源制御回路基板102と、ブロア110と、制御回路基板103と、光学系ユニット70の画像生成ブロック79と、光学系ユニット70の投影側ブロック80と、光学系ユニット70の照明側ブロック78における集光レンズと、が配置されている。

一方、排気側空間室122内には、比較的高温となる光源装置63と、光学系ユニット70の照明側ブロック78が備える導光装置75と、排気温低減装置114とが配置されている。

そして、光源装置63は、光が照射されることにより光の三原色である赤色、緑色、青色の波長域光を導光装置75に射出する発光ホイール71と、発光ホイール71を回転駆動するホイールモータ73と、青色の波長域光を発光ホイール71に照射する光源72と、を備えている。そして、この光源72は、導光装置75の光軸と平行に配置され、発光ホイール71は、正面パネル12の近傍において、光源72の光軸と当該発光ホイール71のホイール面が直交するように配置されている。又、この発光ホイール71は、赤色及び緑色の発光光を光源72側に射出し、光源72からの青色光を透過して正面パネル12側に射出するように構成されている。

又、この光源装置63は、図４に示すように、光源72の出射側に配置されて光源72からの射出光を平行光に変換するコリメータレンズ150を備えると共に、発光ホイール71から射出される所定の波長域光を反射又は透過させて、当該発光ホイール71からの各色の発光光の光軸を同一の光軸とするダイクロイックミラー151及び反射ミラー152と、発光ホイール71から射出され導光装置75へ入射する光線束を集光する凸レンズ153等と、により構成される集光光学系を備えている。

以下、本実施例の集光光学系について述べる。第一ダイクロイックミラー151aは、光源72と発光ホイール71との間に配置されて、光源72からの青色光を透過し発光ホイール71から射出される赤色及び緑色光を９０度の角度で方向を変化させて反射する。第一反射ミラー152aは、光源72からの光が発光ホイール71を透過する青色光出射側に配置されて、発光ホイール71からの青色光を９０度の角度で方向を変化させて反射する。第二反射ミラー152bは、第一反射ミラー152aに対向するように配置されて、第一反射ミラー152aによって反射された青色光を更に９０度の角度だけ方向を変化させて反射する。第二ダイクロイックミラー151bは、第一ダイクロイックミラー151aによって反射された赤色及び緑色光の光軸と第二反射ミラー152bによって反射された青色光の光軸とが交差する位置に配置されて、第一ダイクロイックミラー151aによって反射された赤色及び緑色光を透過させて直進させ、第二反射ミラー152bによって反射された青色光は９０度の角度だけ方向を変化させるように反射する。第三反射ミラー152cは、第二ダイクロイックミラー151bから出射する各色光の光軸と、導光装置75の光軸とが交差する位置に配置されて、第二ダイクロイックミラー151bから出射された各色光を導光装置75側に９０度の角度で方向を変化させて反射する。

このように、ダイクロイックミラー151及び反射ミラー152を配置することで、発光ホイール71から射出される各色光の光軸を変換させて導光装置75の光軸と一致させることができるため、発光ホイール71からの射出光は反射或いは透過を繰り返して、導光装置75に入射することとなる。

又、発光ホイール71の表裏両面近傍に夫々集光レンズ群155が配置されることにより、光源72からの射出光が集光された状態で発光ホイール71に照射されると共に、発光ホイール71の表裏両面から射出される光線束も集光される。更に、第一ダイクロイックミラー151aと第二ダイクロイックミラー151bとの間に第一凸レンズ153aが配置され、第一反射ミラー152aと第二反射ミラー152bとの間に第二凸レンズ153bが配置され、第二ダイクロイックミラー151bと第二反射ミラー152bとの間に第三凸レンズ153cが配置され、更に、第二ダイクロイックミラー151bと第三反射ミラー152cとの間に導光装置入射レンズ154が配置されているため、発光ホイール71からの射出光は、より集光された光線束として導光装置75に入射されることとなる。

つまり、この光源装置63は、光源72から光が発光ホイール71に照射されると、後述する蛍光体の層131に含有される蛍光体、或いは、拡散層141から所定の波長域光が射出され、当該射出光がこの集光光学系を介して導光装置75に入射されることとなる。

そして、この発光ホイール71は、図５乃至図７に示すように、異なる蛍光体の層131が円周方向に隣接して配置される扇形形状の蛍光板130と、拡散層141が蛍光体の層131に隣接するように配置される扇形形状の拡散板140とが、ホイールモータ73の回転軸73aに設けられるモータハブ73bに接着固定されることによって一体的に形成されるものである。又、蛍光板130と拡散板140との境界面も接着されている。そして、この蛍光板130の回転軸73a近傍における拡散板140との境界部分には、後述する遮光板の係合爪が挿入可能な大きさの切欠きが設けられている。

具体的には、この発光ホイール71は、銅板やアルミニウム等の熱伝導性部材から成る不透明基材132の光源72側の面に蛍光体の層131を配置させた蛍光板130と、ガラス基材や透明樹脂基材等の透明基材142の光源72側の面に拡散層141を配置させた拡散板140とにより構成されるものである。又、この発光ホイール71は、蛍光板130の中央部にホイールモータ73との接続部である円柱状の回転軸73aの形状に対応した円形開口が形成され、該円形開口に回転軸73aが挿着されて、モータハブ73bが蛍光板130及び拡散板140の中央部近傍に接着されることで一体となるものである。

これにより、この発光ホイール71は、毎秒約１２０回などの回転速度でプロジェクタ制御手段の制御部38によって駆動制御される駆動装置としてのホイールモータ73によって一体的に回転することとなる。

そして、蛍光板130は、半円以上の円弧である優弧を有する扇形形状の不透明基材132の外周部近傍に帯状の蛍光体の層131が円周方向に隣接して配置されるようにコーティングによって形成されている。具体的には、この蛍光板130には、光源72からの指向性のある光が照射されることにより当該光源72からの光を励起光として吸収し、励起されることで原色である赤色の波長域光を発光する蛍光体を含有する赤色蛍光体の層131が形成され、又、同様に光源72からの光を吸収して原色である緑色の波長域光を発光する蛍光体を含有する緑色蛍光体の層131がこの赤色蛍光体の層131に隣接するように形成されている。尚、この蛍光体層131は、蛍光体結晶とバインダから構成されるものである。

そして、この不透明基材132は、蛍光体の層131が取付けられる側の全面に銀蒸着等により光源72からの青色光と蛍光体で生成される赤色及び緑色光を反射する反射層138が形成され、この反射層138の上に蛍光体層131が形成されている。

又、拡散板140は、円周の約３分の１の円弧とされた劣弧を有する扇形形状の透明基材142の一方の全面にブラスト加工などによる目粗し処理等の光学処理が施されることにより、入射した光に拡散効果を付与する拡散層141が形成されている。つまり、この拡散層141は、拡散板140が蛍光板130に隣接して配置されることで、蛍光体の層131に隣接するように配置されている。尚、拡散層141としては、当該透明基材142の表面に光学処理を施す場合の他、光学物質である帯状の固体物を固着することにより形成してもよい。又、光源72側に拡散層141を形成せずに、反対側の面に拡散層141を形成してもよい。

そして、光源72は、不透明基材132及び透明基材142の外周部近傍に配置される蛍光体の層131及び拡散層141に指向性のある光を照射するものであって、赤色及び緑色蛍光体の層131が発する赤色及び緑色の波長域光よりも波長の短い可視光である青色の波長域のレーザ光を発するレーザ発光器とするものである。

次に、発光ホイール71から射出され導光装置75に入射される射出光について説明する。光源72から指向性のあるレーザ光が赤色蛍光体の層131に照射されると、赤色蛍光体層131の蛍光体が、当該光を吸収して赤色の波長域光を全方位に射出する。このうち、光源72に向かって射出される赤色光は集光光学系を介してそのまま導光装置75に入射し、不透明基材132側に射出される赤色光は反射層138によって反射され、当該反射光の多くが発光ホイール71からの射出光として集光光学系を介して導光装置75に入射されることとなる。

同様に、光源72から指向性のあるレーザ光が緑色蛍光体の層131に照射されると、緑色の波長域光を射出光として、緑色光が導光装置75に入射されることとなる。

そして、光源72から青色の波長域光であるレーザ光が拡散層141に照射されると、拡散層141が入射した青色レーザ光に拡散効果を付与するため、蛍光体の層131からの射出光（赤色光及び緑色光）と同様な拡散光とされた青色光が拡散層141から射出され、当該青色光は集光光学系を介して導光装置75に入射されることとなる。

これにより、発光ホイール71を回転させると共に光源72から指向性のあるレーザ光を射出すると、赤色及び緑色及び青色の波長域光が発光ホイール71から集光光学系を介して導光装置75に順次入射され、プロジェクタ10の表示素子51であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を生成することができる。

そして、発光ホイール71には、図５及び図７に示すように、蛍光板130及び拡散板140の面上に遮光板160が配置されている。この遮光板160は、拡散板140が脱落する際に、拡散板140側に移動して拡散板140における光が照射される領域を覆って、光源72からの光が直接導光装置75に入射することのないように構成されているものである。

又、この遮光板160は、キャップ170によって蛍光板130側へ押圧されてキャップ170と蛍光板130及び拡散板140とによって挟持され、更に、当該遮光板160の係合爪164と拡散板140とを係合させることで、遮光部161が光源72の光軸上に配置されないように保持されている。

具体的には、この遮光板160は、拡散板140における光が照射される領域を覆うことのできる大きさに形成される扇形形状の遮光部161と、遮光部161から延在する枠部163と、キャップ170に形成される凸部171に嵌合される摺動開口162と、拡散板140に係合する係合爪164と、を有している。

キャップ170の凸部171は、対向する二辺が平行に形成されている。そして、遮光板160の摺動開口162は、この凸部171が嵌合したとき、キャップ170に対して当該遮光板160が一方向にのみ摺動可能に形成されている。そして、遮光板160は、枠部163側に対して遮光部161側の質量が多くなるように形成されており、発光ホイール71の回転中に係合爪164と拡散板140との係合状態が解除された際に遮光部161側に遮光板160が移動することができるようになっている。

又、係合爪164は、ホイールモータ73の回転軸73aの近傍において拡散板140に係合されるように、摺動開口162の遮光部161側端部近傍に形成されている。そして、この係合爪164が蛍光板130の切欠き130aより挿入されて、当該係合爪164の内側端部が拡散板140の側面（半径部分）に係合することで、遮光板160が拡散板140によって係止される係止状態となる。即ち、この係合爪164は、発光ホイール71の回転中に遮光板160が、遮光部161側に摺動することのないように、遮光板160を発光ホイール71の所定位置に保持している。つまり、遮光板160は、拡散板140によって係止されることで蛍光板130及び拡散板140と共に一体的に回転可能とされている。

尚、遮光板160と拡散板140との係合方法については、蛍光板130に切欠き130aを設けて係合爪164を挿入させる場合に限定されることなく、拡散板140側に切欠きや凹部、貫通孔等を設けて、係合爪164を拡散板140に係合させる等、様々な構成を採用することができる。又、二個の係合爪164で係合させることに限られるものでもない。

以下、遮光板160の動作について図８を参照して説明する。発光ホイール71が回転駆動しているときには、図８（ａ）に示すように、係合爪164が拡散板140の側辺に係合して、遠心力によって外方に移動することのないように遮光板160を保持している。

そして、経年劣化等により接着力が弱まり、拡散板140が脱落すると、図８（ｂ）に示すように、拡散板140によって係止されていた遮光板160は、キャップ170の凸部171に沿って遠心力によって外方に摺動し、摺動開口162の端部近傍の枠部163がキャップ170に掛止されることで、拡散板140に光源72から高出力光が照射されていた領域を遮光部161が覆った状態で固定される。これにより、光源72からの指向性のある高出力光を遮光部161によって遮光して当該高出力光が直接導光装置75に入射して、プロジェクタ10外部に射出されることを防止できる。

又、拡散板140の全面に拡散層141を形成することで、拡散板140が勢いよく脱落したとしても、拡散板140の脱落の動きと遮光板160の迫り出し動作が略一致すると共に、拡散板140の中央部側の拡散層141を利用して光源72からの射出光を拡散させることができるため、より確実に指向性のある高出力光の外部への出射を防止することができる。

このように、この光源装置63は、拡散板140が脱落した際に遮光板160を移動させて遮光部161によって、光源72からの光を遮光することができるため、拡散板140が脱落した際に、確実に高出力光の外部への射出を防止することができる。又、この光源装置63を備えることで、実装するプロジェクタ10に特別なセンサなどの検知手段や遮光或いは光源停止のための制御手段を設ける必要がないため、シンプルな構成で、且つ回路の不具合による誤作動や不作動といった危険性のないプロジェクタ10を提供することができる。

本発明によれば、上述したように拡散板140が外れてしまっても高出力光を遮光することができるが、この遮光動作に伴い、拡散板140が外れたことや遮光板160が移動したこと等を検知する検知手段をさらに備え、検知手段が拡散板140の脱落等を検知して光源72の出力を停止する構成としてもよい。また、その際に、ユーザに異常が発生したことや、その対応策等を音声や画面表示によって知らせる報知手段を備える構成としてもよい。

又、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。例えば、蛍光体の層131を備える蛍光板130は、不透明基材132を用いずに、光透過性を有する透明基材を用いることもある。そして、この透明基材の青色レーザ光入射面に、青色レーザ光を透過し蛍光体からの赤色及び緑色の発光光を反射するダイクロイック層を形成すると共に、反対の面に赤色及び緑色の蛍光体層131を配置させることで、光源72から指向性のあるレーザ光を蛍光体に照射することによって、赤色及び緑色の発光光を光源72とは反対側に射出させて導光装置75に入射させることもできる。

又、蛍光板130に配置される蛍光体の層131は、赤色及び緑色蛍光体の層131を配置する場合に限定されることなく、黄色やシアン等の様々な波長域の光を射出可能とする蛍光体の層131を三個以上配置することもできる。

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 電源制御回路
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 53 表示素子冷却装置
62 光源側光学系 63 光源装置
70 光学系ユニット 71 発光ホイール
72 光源 73 ホイールモータ
73a 回転軸 73b モータハブ
74 光軸変更ミラー 75 導光装置
78 照明側ブロック 79 画像生成ブロック
80 投影側ブロック 84 照射ミラー
90 投影側光学系 93 固定レンズ群
97 可動レンズ群 101 電源回路ブロック
102 電源制御回路基板 103 制御回路基板
110 ブロア 111 吸込み口
113 吐出口 114 排気温低減装置
120 区画用隔壁 121 吸気側空間室
122 排気側空間室 130 蛍光板
130a 切欠き 131 蛍光体の層
132 不透明基材 138 反射層
140 拡散板 141 拡散層
142 透明基材 150 コリメータレンズ
151 ダイクロイックミラー 151a 第一ダイクロイックミラー
151b 第二ダイクロイックミラー 152 反射ミラー
152a 第一反射ミラー 152b 第二反射ミラー
152c 第三反射ミラー 153 凸レンズ
153a 第一凸レンズ 153b 第二凸レンズ
153c 第三凸レンズ 154 導光装置入射レンズ
155 集光レンズ群 160 遮光板
161 遮光部 162 摺動開口
163 枠部 164 係合爪
170 キャップ 171 凸部

Claims (4)

1. 光が照射されて所定の波長域光を射出する異なる蛍光体の層が円周方向に隣接して配置される蛍光板と、
   光を拡散して射出する拡散層が前記蛍光体の層に隣接するように配置される拡散板と、
   前記光を前記蛍光体の層及び前記拡散層に照射する光源と、
   前記蛍光板と前記拡散板を一体的に回転させる駆動装置と、
   前記拡散板における前記光の照射領域を覆うことのできる大きさに形成される遮光板と、を備え、
   前記遮光板は、前記拡散板によって係止されることで前記蛍光板及び前記拡散板と共に一体的に回転可能とされ、
   前記拡散板が脱落する際に、前記係止状態が解除されて、前記遮光板が前記拡散板における前記光の照射領域を覆うように移動して、前記光源からの光を遮光可能に構成されていることを特徴とする光源装置。
2. 前記拡散板が脱落したことを検知する検知手段をさらに備え、
   前記検知手段が前記拡散板の脱落を検知すると、前記光源の出力を停止させることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光源は、青色の波長域のレーザ光を射出するものであって、
   前記蛍光板は、前記レーザ光が照射されて赤色の波長域光を発光する蛍光体の層と、前記レーザ光が照射されて緑色の波長域光を発光する蛍光体の層と、を備えてい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. 光源装置と、表示素子と、冷却ファンと、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記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、前記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、
   前記光源装置が、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
   

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