JP2011113071A - 回転検出装置、光源ユニット及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 回転板の回転位置検出機能及び回転板に取付けられる部材の脱落を検出する脱落検出機能を有する回転検出装置と、この回転検出装置を備えた光源ユニットと、この光源ユニットを内蔵する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、光源ユニットや表示素子、プロジェクタ制御手段等を備え、光源ユニットは、青色光源装置と、緑色波長帯域光を発する蛍光体の層102が形成された略円形状の回転板を有する蛍光発光装置と、赤色光源装置と、各色光を所定の一面に集光する光源側光学系と、回転検出装置301と、から構成され、回転検出装置301は、外周の一部に切欠き部が形成されるとともに、該切欠き部に固定部材が設けられた上記回転板と、固定部材に対応した範囲に設けられる位置検出部と、回転板の位置検出部が設けられる面に光を照射する発光素子と、位置検出部により反射した光を検出する受光素子と、を備えることとする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、回転検出装置と、この回転検出装置を備えた光源ユニットと、この光源ユニットを内蔵するプロジェクタに関する。

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する。

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ーダイオード、或いは、有機ＥＬ、蛍光体等を用いる開発や提案が多々なされている。例えば、特開２００４−３４１１０５号公報（特許文献１）では、固体光源から射出する励起光としての紫外光を受けて可視光に変換する蛍光体層が配設された円板状の透明基材から成る蛍光ホイールと、固体光源とを有する光源ユニットについての提案がなされている。

また、本願出願人は、励起光源としての青色の波長帯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赤色や緑色等の可視領域の光に変換する蛍光体の層を有する蛍光ホイールと、を備えた光源ユニットについての提案を行っている。

この光源ユニットの蛍光ホイールは、蛍光体の層の他に、青色光源からの光を拡散して透過する光透過部材を備える。そして、光源から青色光を回転する蛍光ホイールに照射することで、蛍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、この光源ユニットの蛍光ホイールは、例えば、回転板としての略円形状の薄肉金属板上に赤色光や緑色光を発する蛍光体層を敷設するとともに、回転板の一部を切り欠くなどして、この切欠き部分に青色光を拡散して透過する光透過部材を接着固定する構成とすることができる。

しかしながら、このように蛍光ホイールを構成した場合、蛍光体層の形成される金属基材は回転部に強固に固定されるも、光透過部材は半円程度或いは半円よりも小さな円弧を有する部材であるとともに樹脂やガラスなどで形成され、接着によってのみ金属基材の切欠き部に固着される。したがって、このように接着した光透過部材は、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、蛍光ホイールを搭載するプロジェクタ内に、光透過部材の脱落を検知して光源を停止させるための、脱落検出手段を備える必要があった。

また、プロジェクタには、赤色、緑色、青色等の各色の光を射出する回転板の回転位置を検出するための回転検出装置が備えられる。この回転検出装置としては、例えば、特開２００９−８６６０９号公報（特許文献２）に示されるように、回転検出装置の発光素子から発する光を、ホイールモータの回転部に照射し、回転部に形成される位置マークからの反射光を当該回転検出装置の受光素子により検出することで、回転板の回転位置を検出する回転検出装置が提案されている。

特開２００４−３４１１０５号公報 特開２００９−８６６０９号公報

上記特許文献２に記載の回転検出装置は、ホイールの回転位置を検出することはできるが、回転板に取付けられる上記した光透過部材などの取付部材の脱落等を検出することはできず、別の検出手段（脱落検出手段）を設ける必要があった。

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、回転板の回転位置を検出する回転位置検出機能とともに回転板に取付けられる光透過部材などの固定した部材の脱落を検出する脱落検出機能を有する回転検出装置と、この回転検出装置を備えた光源ユニットと、この光源ユニットを内蔵するプロジェクタを提供することを目的としている。

本発明の回転検出装置は、外周の一部に切欠き部が形成されるとともに、該切欠き部に固定部材が設けられた略円形状の回転板と、前記固定部材に対応した範囲に設けられる位置検出部と、前記回転板の前記位置検出部が設けられる面に光を照射する発光素子と、前記位置検出部により反射した光を検出する受光素子と、を備えることを特徴とする。

前記切欠き部に設けられる前記固定部材は、透光性及び拡散性を有する光透過部材である。

また、この回転検出装置は、前記回転板の切欠き部を除く範囲に励起光を受けて所定の波長域光を発する蛍光体層が形成されている。

そして、前記位置検出部は、前記光透過部材の形成範囲内で、且つ前記蛍光体層が形成される面と反対側の面上に形成されている。

この位置検出部は、前記光透過部材の形成範囲全面に亘って形成されていることもある。

また、前記位置検出部は、前記蛍光体を励起する励起光を透過し、前記発光素子から照射される光を反射するダイクロイック層である。

そして、この回転検出装置は、前記蛍光体層の形成範囲内で、且つ前記蛍光体層が形成される面と反対側の面上に、前記発光素子から照射される光を吸収する光吸収層が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の光源ユニットは、青色波長帯域の励起光を射出する青色光源装置と、前記回転板から射出される光を所定の一面に集光する光源側光学系と、回転検出装置と、から構成され、前記回転検出装置が、上記した何れかの回転検出装置であるとともに、前記回転板に形成される前記蛍光体層は少なくとも前記青色波長帯域の励起光を受けて緑色の波長帯域光を発する蛍光体層であることを特徴とする。

さらに、前記回転板には、緑色の波長帯域光を発する蛍光体層とともに青色波長帯域の励起光を受けて赤色の波長帯域光を発する蛍光体層が形成されることもある。

また、本発明の光源ユニットは、赤色波長帯域の光を発する赤色光源装置と、前記回転板に取付けられる前記光透過部材を拡散透過する青色帯域光、前記回転板に形成される蛍光体の層から射出される緑色帯域光、及び、前記赤色光源装置から射出される赤色帯域光を所定の一面に集光する光源側光学系と、を備えることもある。

そして、本発明のプロジェクタは、上記した何れかの光源ユニットと、表示素子と、前記光源ユニットからの光を前記表示素子に導光する導光光学系と、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、前記光源ユニットや表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、回転板の回転位置を検出する回転位置検出機能とともに回転板に取付けられる光透過部材などの固定した部材の脱落を検出する脱落検出機能を有する回転検出装置と、この回転検出装置を備えた光源ユニットと、この光源ユニットを内蔵す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ユニットを備え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ユニットを備え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ユニットを備え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蛍光ホイールを含む回転検出装置を示す図である。 本発明の実施例に係る蛍光ホイールを含む回転検出装置を示す図である。 本発明の実施例に係る蛍光ホイールの正面模式図及び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蛍光ホイールの背面模式図である。

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、光源ユニット60と、表示素子51と、光源ユニット60からの光を表示素子51に導光する導光光学系170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220と、光源ユニット60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。

そして、この光源ユニット60は、青色光源装置70と、回転制御される蛍光ホイール101を有する蛍光発光装置100と、赤色光源装置120と、回転検出装置301と、光源側光学系140と、を備える。青色光源装置70は、蛍光発光装置100の蛍光ホイール101上に敷設される蛍光体の層102に青色波長帯域の励起光を照射する。蛍光ホイール101には、ホイール面上に励起光を受けて緑色波長帯域の光を発する蛍光体の層102が形成される。また、蛍光ホイール101には、光を拡散して透過する光透過部材105が接着により取付けられている。そして、この蛍光ホイール101は、プロジェクタ制御手段により制御されるホイールモータ110によって回転する回転板である。

具体的には、この蛍光ホイール101は、略円形状の薄肉金属板であって、外周の一部に切欠き部が形成される。そして、この切欠き部を覆うようにして透光性及び拡散性を有する光透過部材105が固定部材として接着固定される。この光透過部材105は、一方の面にブラスト加工等が施されており、入射する指向性の高い光を指向性の低い光へと変換する。また、この蛍光ホイール101には、青色波長帯域の光を受けることで励起して緑色の波長帯域光を発する蛍光体を含有する帯状の蛍光体層102が切欠き部を除く範囲であって、当該蛍光ホイール101の外周部近傍において周方向に形成される。

つまり、青色光源装置70からの指向性の高い青色光が、回転する蛍光ホイール101に照射されると、指向性の低い青色光と緑色光が蛍光ホイール101から射出されることになる。

赤色光源装置120は、赤色の波長帯域光を発する発光ダイオードである赤色光源121を有する。このように、緑色蛍光体に比べて発光効率が低い赤色蛍光体の層を蛍光ホイール101に設けずに、赤色光源装置120を個別に設けることで、発光効率の比較的高い緑色蛍光体層からの緑色光及び蛍光ホイール101の光透過部材105を拡散透過した青色光の光量に適合した赤色光を得て、画面の輝度向上を図ることができる。

光源側光学系140は、青色光源装置70と蛍光発光装置100との間に配置されて励起光を透過し且つ蛍光体からの蛍光光を反射するダイクロイックミラーを有する。また、光源側光学系140は、蛍光ホイール101の光透過部材105を拡散透過した青色帯域光と上記ダイクロイックミラーで反射された緑色帯域光と赤色光源装置120の赤色光源121から射出された赤色帯域光と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複数の反射ミラーやダイクロイックミラーと、集光レンズと、を有する。

つまり、プロジェクタ制御手段における光源制御手段が、青色光源装置70と赤色光源装置120との発光を個別に制御することで、光源ユニット60から順次赤色、緑色、青色の波長帯域の光源光を射出させることができる。そして、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。

回転検出装置301は、回転板としての蛍光ホイール101と、発光素子と、受光素子と、検出回路と、を備える。発光素子は、蛍光ホイール101に検出用の光として赤外領域の光（赤外線）を照射する。受光素子は、蛍光ホイール101に接着固定した光透過部材105に設けられる位置検出部により反射した検出用の光としての赤外線を検出する。

この位置検出部は、蛍光ホイール101における光透過部材105の形成範囲内で当該光透過部材105に対応した所定の範囲に設けられる。具体的には、この位置検出部は、蛍光体層102が形成される面と反対側の面上であって、光透過部材105におけるブラスト加工面とは反対側の全面に亘ってコーティングされるダイクロイック層106である。このダイクロイック層106は、青色光源装置70から射出される青色帯域光を透過し、発光素子から照射される赤外線を含むその他の光を反射する。また、蛍光体層102の形成範囲内で、且つ蛍光ホイール101の蛍光体層102が形成される面と反対側の面上に、回転検出装置301の発光素子から照射される検出用の光を吸収する光吸収層107が形成される。この光吸収層107は、黒の塗料が塗布された黒塗り部とされる。

つまり、発光素子から射出される検出用の光が、位置検出部としてのダイクロイック層106が設けられる蛍光ホイール101面に照射されると、この検出用の光は、回転する蛍光ホイール101の光透過部材105のダイクロイック層106及び光吸収層107に順次照射され、位置検出部としてのダイクロイック層106に赤外線が照射されたときだけ、受光素子は反射光を検出する。そして、検出回路は、受光素子により光電変換された電気信号をプロジェクタ制御手段に送信する。これにより、回転検出装置301は、所定の回転速度で回転する蛍光ホイール101の回転位置を検出することができる。また、光透過部材105が蛍光ホイール101から脱落した場合、受光素子に反射光が検出されないことになるため、この回転検出装置301は、光透過部材105の蛍光ホイール101からの脱落も検出することができる。

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。なお、本実施例において、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。

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。

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。

さらに、筐体の背面には、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。また、背面パネルには、複数の吸気孔18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。

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。

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。

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導光光学系を介して表示素子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、後述する投影側光学系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。

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。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。

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。

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。

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源光が光源ユニット60から射出されるように、光源ユニット60の青色光源装置及び赤色光源装置の発光を個別に制御する。

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ＯＦＦ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。

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近傍に配置される青色光源装置70と、この青色光源装置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と、青色光源装置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からの射出光の光軸が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光源側光学系140と、蛍光発光装置100の蛍光ホイール101に赤外線を照射する回転検出装置301と、を備える。

青色光源装置70は、背面パネル13と光軸が平行になるよう配置された青色光源71と、青色光源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で反射した青色光源71からの射出光を集光する集光レンズ78と、青色光源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。

青色光源71は、複数の青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されてなり、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コリメータレンズ73が配置されている。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、青色光源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。

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とによって青色光源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。

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、青色光源装置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、蛍光ホイール101から正面パネル12方向に射出される光線束を集光する集光レンズ115と、を備える。

蛍光ホイール101は、青色光源装置70からの射出光を励起光として吸収し緑色波長帯域の蛍光発光光を射出する緑色蛍光体の層と、青色光源装置70からの射出光を拡散透過する光透過部材と、を有する。この緑色蛍光体層を配置させる蛍光ホイール101の基材における背面パネル13側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されている。さらに、光透過部材における蛍光ホイール101の表面は、サンドブラスト等によって微細凹凸が形成されている。

そして、蛍光ホイール101の緑色蛍光体層に照射された青色光源装置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、直接背面パネル13側へ、あるいは、蛍光ホイール101の表面で反射した後に背面パネル13側へ射出され、集光レンズ群111に入射する。また、蛍光ホイール101の光透過部材に照射された青色光源装置70からの射出光は、微細凹凸によって拡散された拡散透過光として集光レンズ115に入射する。なお、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。この蛍光ホイール101の具体的な構成については、回転検出装置301とともに後述する。

赤色光源装置120は、青色光源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、青色光源装置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。また、赤色光源121は、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。

そして、光源側光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光する集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とする反射ミラー、ダイクロイックミラー等からなる。具体的には、青色光源装置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と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光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。

また、蛍光ホイール101を拡散透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ115と正面パネル12との間には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する第一反射ミラー143が配置されている。さらに、第一反射ミラー143で反射した青色波長帯域光の光軸上であって光学系ユニット160の近傍には、この青色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二反射ミラー145が配置されている。

また、第一ダイクロイックミラー141を透過した赤色波長帯域光の光軸及びこの光軸と一致するように第一ダイクロイックミラー141により反射された緑色波長帯域光の光軸と、第二反射ミラー145で反射した青色波長帯域光の光軸とが交差する位置には、青色波長帯域光を透過し、赤色及び緑色波長帯域光を反射してこれら赤色及び緑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、ダイクロイックミラーや反射ミラーの間には、夫々集光レンズが配置されている。

このように光源側光学系140を構成することで、蛍光ホイール101を回転させるとともに青色光源装置70及び赤色光源装置120から異なるタイミングで光を射出すると、赤色、緑色及び青色の波長帯域光が光源側光学系140を介してライトトンネル175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。

光学系ユニット160は、青色光源装置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、光源側光学系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。

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に導光する導光光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する導光光学系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や、このライトトンネル175の入射面に光源光を集光する集光レンズ173、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。

画像生成ブロック165は、導光光学系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に集光する集光レンズ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としての集光レンズ195が配置されている。

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。

蛍光発光装置100及び回転検出装置301の具体的な構成を図４乃至図７を参照して説明する。図４は蛍光発光装置100の蛍光ホイール101を含む回転検出装置301を示す図であり、図５は、光透過部材105が分離した状態にある蛍光ホイール101を含む回転検出装置301を示す図である。図６（ａ）、（ｂ）及び図７は、蛍光ホイール101の正面模式図、一部断面を示す平面模式図及び背面模式図である。

図示するように、蛍光ホイール101は、略円形状の薄肉金属基材であって、基材の中央部にホイールモータ110の軸を嵌合させる円形開口と、円形開口の近傍において当該蛍光ホイール101の回転中心に対して互いに対称となる位置に形成される一対の穴部を有している。そして、蛍光ホイール101は、中央部の円形開口にモータの軸が挿着されるとともに、円板状のモータハブに設けられる凸部が円形開口近傍の穴部に嵌着されることで、ホイールモータ110の回転部に強固に固定される。つまり、蛍光ホイール101は、プロジェクタ制御手段により制御されるホイールモータ110によって回転する回転板である。

また、この蛍光ホイール101には、光透過部材105が取付けられている。具体的には、金属基材の外周の一部に円弧状の切欠き部が形成され、この切欠き部を覆うようにして固定部材としての光透過部材105が接着固定される。

この光透過部材105は、円弧状であって、透光性を有するガラスや樹脂などから成る。そして、金属基材に形成される切欠き部（開口）は、切欠き部に設けられる光透過部材105よりも小さい円弧状とされる。また、この円弧状切欠き部の端部側の基材には、光透過部材105の両端部を配置させる接着面117が、基材の中心部側に対して薄肉となるように段違いに形成される。さらに、円弧状切欠き部の回転中心側の基材には、円弧状の光透過部材105における内周近傍部分を配置させる円弧状の面が、接着面117と同一平面となるように形成される。つまり、接着面117及び切欠き部の回転中心側の円弧状の面は、他の金属基材の部分に比べて薄肉の凹部とされる。

また、光透過部材105は、この金属基材の切欠き部及び凹部に対応した段差を有する円弧状に形成される。そして、金属基材への取付け後の光透過部材105の両面が、金属基材の両面と同一平面となるように、つまり、金属基材の面と光透過部材105の面が平坦となるように、光透過部材105は金属基材の切欠き部と凹部に嵌め込まれるようにして装着され、光透過部材105の両端部が接着面117において接着剤118により固定される。

また、この蛍光ホイール101は、質量バランスの調整のために、切欠き部を設けて光透過部材105を装着したことによる切欠き部側の質量減少量に対応する円弧状の開口109が、切欠き部に対して１８０度対称となる位置に設けられている。これにより、蛍光ホイール101の重心を回転中心に一致させることができるため、蛍光ホイール101は、偏心することなく回転して、青色光源装置70からの青色光の照射位置のずれを起因とする有効光の減少などの性能劣化を防止することができる。

そして、光透過部材105は、図６（ｂ）に示すように、青色光源71側の面にブラスト加工等が施されており、青色光源71から射出された指向性の高い光を指向性の低い光へと変換する。つまり、この光透過部材105は、拡散性を有している。また、蛍光ホイール101の青色光源71側の面には、青色波長帯域の光を受けることで励起して緑色の波長帯域光を発する蛍光体を含有する帯状の蛍光体層102が、当該蛍光ホイール101の切欠き部を除く範囲であって当該蛍光ホイール101の外周部近傍において周方向に形成される。したがって、光透過部材105を有する蛍光ホイール101は、ホイールモータ110により回転しているときに、青色光源71からの指向性の高い青色光を受けることで、青色光（光透過部材105からの拡散透過光）と緑色光（蛍光体からの発光光）とを射出する発光板として機能する。

回転検出装置301は、回転板である蛍光ホイール101と、発光素子と、受光素子と、検出回路と、を有する。発光素子は、回転する蛍光ホイール101の外周部近傍に検出用の光として赤外領域の光（赤外線）を照射する。受光素子は、蛍光ホイール101に接着固定した光透過部材105に設けられる位置検出部により反射した検出用の光としての赤外線を検出する。

この位置検出部は、蛍光ホイール101における光透過部材105に対応した範囲として光透過部材105の形成範囲内で所定の範囲に設けられる。具体的には、この位置検出部は、蛍光体層102が形成される面と反対側の面上であって、ブラスト加工面とは反対側の光透過部材105の面、即ち、回転検出装置301側の一面である光透過部材105の全面に亘ってコーティングされるダイクロイック層106である。また、このダイクロイック層106は、青色光源装置70から射出される青色帯域光を透過し、発光素子から照射される赤外線を含むその他の光を反射する。そして、蛍光体層102の形成範囲内で、且つ蛍光ホイール101の蛍光体層102が形成される面と反対側の面上に、回転検出装置301の発光素子から照射される検出用の光（赤外線）を吸収する光吸収層107が形成される。この光吸収層107は、黒の塗料が塗布された黒塗り部とされる。

つまり、発光素子から射出される検出用の光が、位置検出部としてのダイクロイック層106が設けられる蛍光ホイール101面に照射されると、この検出用の光は、回転する蛍光ホイール101の光透過部材105のダイクロイック層106及び光吸収層107に順次照射され、位置検出部としてのダイクロイック層106に赤外線が照射されたときだけ、受光素子は反射光を検出する。そして、検出回路は、受光素子により光電変換された電気信号をプロジェクタ制御手段に送信する。これにより、回転検出装置301は、所定の回転速度で回転する蛍光ホイール101の回転位置を検出することができる。また、光透過部材105が蛍光ホイール101から脱落した場合、受光素子に反射光が検出されないことになるため、この回転検出装置301は、光透過部材105の蛍光ホイール101からの脱落も検出することができる。

また、位置検出部は、光透過部材105に対応した範囲に点や線（回転中心から放射状に形成される線）などの様々な形状のダイクロイック層106として形成することができる。これにより、発光素子から射出される検出用の光は、金属基材表面に形成される光吸収層107に照射されたときはこの光吸収層107により吸収され、光透過部材105のダイクロイック層106以外の部分に照射されたときは透過する。つまり、発光素子から射出される検出用の光は、光透過部材105に設けられる点状あるいは線状のダイクロイック層106（位置検出部）に照射されたときのみ反射する。したがって、位置検出部を光透過部材105に設けることで、この回転検出装置301は、蛍光ホイール101の回転位置を検出することができるとともに、光透過部材105の脱落も検出することができる。

なお、位置検出部として、蛍光ホイール101における光透過部材105の形成範囲全面に対応した範囲にダイクロイック層106をコーティングにより形成すれば、光透過部材105の回転方向前端又は後端で位置検出を行いつつ、光透過部材105の全体を検出することにより光透過部材105の脱落や、欠けなどの検出をすることができるため好適である。

このように、本発明によれば、回転板の回転位置を検出する回転位置検出機能とともに回転板に取付けられる光透過部材105の脱落を検出する脱落検出機能を有する回転検出装置301を提供することができる。さらに、この回転検出装置301を備えたシンプルな構成とされる光源ユニット60と、この光源ユニット60を内蔵する安全且つ低コスト化を実現したプロジェクタ10を提供することができる。

そして、光源ユニット60に採用する光源の種類や蛍光ホイール101の構成については、上記した態様に限定されることはない。例えば、赤色光源121を発光ダイオードに代えてレーザー発光器を採用することとしてもよい。なお、上記したように、赤色光源121に発光ダイオードを採用することで、輝度の高い赤色光源としつつ製品コストを抑えることができる。

さらに、蛍光ホイール101の基材に形成される蛍光体の層102は、１つの種類だけ設ける場合に限定することなく、赤色の波長帯域光を発する蛍光体の層102を合わせて設けることとしてもよいし、黄色などの補色の波長帯域光を発する蛍光体の層102を設けてもよい。

そして、蛍光ホイール101に緑色の蛍光体の層102とともに赤色の蛍光体の層102を形成する場合、この蛍光ホイール101は、青色帯域の励起光を拡散して透過する光透過部材105、青色波長帯域の励起光を受けて緑色の波長帯域光を発する緑色蛍光体の層102、青色波長帯域の励起光を受けて赤色の波長帯域光を発する赤色蛍光体の層102を有する。これにより、赤色光源装置120を省略した光源ユニット60をプロジェクタ10に組み込むことができる。なお、この場合、光源側光学系140における第一ダイクロイックミラー141及び第二ダイクロイックミラー148は、緑色及び赤色光を反射し且つ青色光を透過するダイクロイックミラーとすることで、蛍光ホイール101から射出される赤色蛍光光の光路が緑色蛍光光と同一とされて、赤色光もライトトンネル175の入射口に入射させることができる。

そして、光源制御手段は、プロジェクタ10に設けずに、光源ユニット60に個別に設けることとしてもよい。また、各光学部品のレイアウトも、上記した構成（図３参照）に限ることなく様々なレイアウトを採用することができる。例えば、蛍光体層102を配置させる基材を、光を透過する透明基材で形成した場合、光源側光学系140は、青色光源71の光軸と赤色光源121の光軸とが交差する位置に、青色光源71の光軸上であって青色光源装置70と赤色光源装置120との間に配置される蛍光ホイール101からの光を透過して赤色光源121からの光を反射する、又は、蛍光ホイール101からの光を反射して赤色光源121からの光を透過するダイクロイックミラーが配置された構成とされる。このような、蛍光ホイール101及び光源側光学系140を採用した場合であっても、上記と同様の効果を奏する。

また、光源側光学系140において、上述の例では、光軸方向の変換や、透過及び反射を波長に応じて選択するためにダイクロイックミラーを用いることとしたが、これに限らず、例えばダイクロイックプリズムなどの他の代替手段をもって上述のダイクロイックミラーを置換することとしてもよい。

そして、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、回転板に固定する部材は、光透過部材105に限定されず、また、挟持により固定されるなど接着により固定される場合に限定されることもない。

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 70 青色光源装置
71 青色光源 73 コリメータレンズ
75 反射ミラー群 78 集光レンズ
81 ヒートシンク 100 蛍光発光装置
101 蛍光ホイール 102 蛍光体層
105 光透過部材 106 ダイクロイック層
107 光吸収層
109 開口 110 ホイールモータ
111 集光レンズ群 115 集光レンズ
117 接着面 118 接着剤
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 光源側光学系 141 第一ダイクロイックミラー
143 第一反射ミラー 145 第二反射ミラー
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 導光光学系
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 集光レンズ
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
301 回転検出装置

Claims (11)

1. 外周の一部に切欠き部が形成されるとともに、該切欠き部に固定部材が設けられた略円形状の回転板と、
   前記固定部材に対応した範囲に設けられる位置検出部と、
   前記回転板の前記位置検出部が設けられる面に光を照射する発光素子と、
   前記位置検出部により反射した光を検出する受光素子と、
   を備えることを特徴とする回転検出装置。
2. 前記切欠き部に設けられる前記固定部材は、透光性及び拡散性を有する光透過部材であることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
3. 前記回転板の切欠き部を除く範囲に励起光を受けて所定の波長域光を発する蛍光体層が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転検出装置。
4. 前記位置検出部は、前記光透過部材の形成範囲内で、且つ前記蛍光体層が形成される面と反対側の面上に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転検出装置。
5. 前記位置検出部は、前記光透過部材の形成範囲全面に亘って形成されていることを特徴とする請求項４に記載の回転検出装置。
6. 前記位置検出部は、前記蛍光体を励起する励起光を透過し、前記発光素子から照射される光を反射するダイクロイック層であることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れかに記載の回転検出装置。
7. 前記蛍光体層の形成範囲内で、且つ前記蛍光体層が形成される面と反対側の面上に、前記発光素子から照射される光を吸収する光吸収層が形成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れかに記載の回転検出装置。
8. 青色波長帯域の励起光を射出する青色光源装置と、
   前記回転板から射出される光を所定の一面に集光する光源側光学系と、
   回転検出装置と、から構成され、
   前記回転検出装置が、請求項３乃至請求項７の何れかに記載の回転検出装置であるとともに、前記回転板に形成される前記蛍光体層は少なくとも前記青色波長帯域の励起光を受けて緑色の波長帯域光を発する蛍光体層であることを特徴とする光源ユニット。
9. 前記回転板には、緑色の波長帯域光を発する蛍光体層とともに青色波長帯域の励起光を受けて赤色の波長帯域光を発する蛍光体層が形成されることを特徴とする請求項８に記載の光源ユニット。
10. 赤色波長帯域の光を発する赤色光源装置と、
    前記回転板に取付けられる前記光透過部材を拡散透過する青色帯域光、前記回転板に形成される蛍光体の層から射出される緑色帯域光、及び、前記赤色光源装置から射出される赤色帯域光を所定の一面に集光する光源側光学系と、
    を備えることを特徴とする請求項８に記載の光源ユニット。
11. 請求項８乃至請求項１０の何れかに記載の光源ユニットと、表示素子と、前記光源ユニットからの光を前記表示素子に導光する導光光学系と、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、前記光源ユニットや表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。

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