JP2015031876A - 照明装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成によりホイールに生じた不具合を良好に検出できる照明装置及びプロジェクターを提供する。
【解決手段】光源装置と、第１の面と、第２の面と、該第１の面に設けられた拡散部と、第１の面と該第２の面のうち少なくとも一方に設けられた検出部と、を有し、光源装置からの光が入射する回転拡散板と、拡散部からの光が入射する集光光学系と、検出部からの光を検出する検出器と、検出器から出力される信号に応じて光源装置を制御する制御装置と、を備えた照明装置に関する。検出部は、光源装置からの光が拡散部に入射する位置とは異なる位置に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置及びプロジェクターに関するものである。

プロジェクターに用いられる光源装置の一つとして、レーザー光を励起光として蛍光体層に照射し、励起光とは異なる波長の蛍光を発生させる光源装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

上記光源装置においては、回転ホイールの一部に取り付けた光透過部材に反射部材を設けておき、回転による反射光の周期的な変化から回転を検知している。これにより、回転ホイールに生じた脱落等の不具合の発生を検出している。

特開２０１１−１１３０７１号公報

しかしながら、上記従来技術では、透過部材の取り付け部に複雑な機構を設ける必要があるため、コストがかかると同時に、検出機構の故障も生じやすいことから誤検知のおそれがあった。また、透過部材と重なる領域に検出部を設けているため、例えば、透過型拡散ホイールに適用した場合、検出部は表示用の光の有効利用を妨げないようなものでなければならないといったように検出方法が制約されるといった問題もあった。

本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡便な構成によりホイールに生じた不具合を良好に検出できる照明装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の第１態様に従えば、光源装置と、第１の面と、第２の面と、該第１の面に設けられた拡散部と、該第１の面と該第２の面のうち少なくとも一方に設けられた検出部と、を有し、前記光源装置からの光が入射する回転拡散板と、前記拡散部からの光が入射する集光光学系と、前記検出部からの光を検出する検出器と、前記検出器から出力される信号に応じて前記光源装置を制御する制御装置と、を備え、前記検出部は、前記光源装置からの光が前記拡散部に入射する位置とは異なる位置に設けられている照明装置が提供される。

第１態様に係る照明装置によれば、光源装置からの光が拡散部に入射する位置とは異なる位置に検出部が設けられるので、拡散部から射出された光が検出部により妨げられるといった不具合の発生が防止される。また、検出部を設ける位置を調整するといった簡便な構成であるため、低コスト化を実現できる。よって、回転拡散板が透過型或いは反射型のいずれの構造であっても検出方法の制約を受けることなく、検出部からの光を良好に検出することで回転拡散板に生じた不具合を検出可能な汎用性に優れた照明装置が提供される。

また、前記検出部は、入射した光を遮光する機能を有してもよい。この構成によっても、検出部の故障状態を判定することができる。

また、前記検出部は、前記第２の面に設けられているのが好ましい。
この場合、検出部は、拡散部が設けられる面と異なる面に設けられるので、拡散部と検出部とが積層されることで拡散部の光が遮られるといった不具合の発生が防止される。

上記第１態様において、前記検出部は、入射した光の少なくとも一部を拡散する構成としてもよい。この構成によれば、拡散部の一部を用いて検出部を構成することができる。

また、前記検出部は、前記第１の面に設けられているのが好ましい。
この場合、検出部と拡散部とを同じ工程で形成することができる。

さらに、前記検出器は、前記検出部に入射する光の主光線の延長線から離間した位置に設けられているのが望ましい。
この場合、拡散部の一部を用いて検出部を構成することができる。また、検出器は、検出部に入射する光の主光線の延長線から離間した位置に設けられるので、検出部で拡散されることで放射状に拡がった光を良好に検出することができる。また、検出器は、回転拡散板から離間した位置に設けられるので、該検出器と回転拡散板との接触といった不具合の発生が防止される。

上記第１態様において、前記光源装置は、第１の光源と第２の光源とを含み、前記第１の光源からの光が前記拡散部に入射し、前記第２の光源からの光が前記検出部に入射する構成としてもよい。
この構成によれば、第１の光源と第２の光源とに機能を分散させることができる。また、拡散部に入射させる光の波長および検出部に入射させる波長を適宜独立に設定することができる。

また、前記第１の光源及び前記第２の光源は、それぞれ異なる波長帯の光を射出するのが望ましい。
この構成によれば、検出器による誤検出の発生を防止することができる。

また、前記第１の光源及び前記第２の光源は、それぞれ異なる波長帯の光を射出するのが望ましい。
この構成によれば、第１の光源と第２の光源とに機能を分散させることができる。よって、第１の光源の光を照明光として外部に良好に射出させることができる。

上記第１態様において、前記検出部は、入射した光の少なくとも一部を反射する構成としてもよい。
この構成によれば、反射光を用いて回転拡散板の回転状態を検出することができる。

上記第１態様において、前記検出部は、前記回転拡散板の回転方向に沿って断続的に設けられた複数の検出パターンを含む構成としてもよい。
この構成によれば、回転拡散板の回転方向に沿った断続的な複数の検出パターンによって検出部が構成されるので、回転拡散板の回転に伴って周期的な信号を良好に検出することができる。また、検出器あるいは検出光に不具合が発生したことも容易に検出できる。

上記第１態様において、前記拡散部が蛍光体層である構成としてもよい。
この構成によれば、拡散部から蛍光光を取り出すことができる。

本発明の第２態様に従えば、照明光を照射する照明装置と、前記照明光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、前記照明装置として、上記第１態様に係る照明装置を用いるプロジェクターが提供される。

第２態様に係るプロジェクターの構成によれば、上述の照明装置を備えるので、本プロジェクター自体も低コスト化でホイールの故障を良好に検出可能な信頼性の高いものとなる。

第１実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す平面図。 第１の照明装置の概略構成を示す図。 第２の照明装置の概略構成を示す平面図。 （ａ）は回転板の断面構成を示す図、（ｂ）は回転板４８の平面構成図。 検出器の要部構成を示す図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は検出器が検出する信号の波形を概念的に示す図。 第２実施形態に係る光拡散素子の概略構成を示す平面図。 光拡散素子が備える検出器の要部構成を示す図。 第３実施形態における光拡散素子の概略構成を示す図。 第４実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図。 （ａ）は蛍光発光素子の平面図、（ｂ）は蛍光発光素子の断面図。 検出器の要部構成を示す図。

以下、本発明の照明装置及びプロジェクターの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（プロジェクター）
まず、本実施形態に係るプロジェクターの一例について図面を用いて説明する。図１は、プロジェクター１の概略構成を示す平面図である。
プロジェクター１は、スクリーン（被投射面）ＳＣＲ上にカラー映像（画像）を表示する投射型画像表示装置である。また、プロジェクター１は、光変調装置として、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの各色光に対応した３つの反射型の液晶ライトバルブ（液晶パネル）を用いている。さらに、プロジェクター１は、照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザー（レーザー光源）を用いている。

具体的に、プロジェクター１は、図１に示すように、蛍光光Ｙ（黄色光）を射出する第１の照明装置２と、第１の照明装置２からの蛍光光Ｙを赤色光Ｒと緑色光Ｇに分離する色分離光学系３と、青色光Ｂを射出する第２の照明装置４と、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂを画像情報に応じて変調し、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂに対応した画像光を形成する３つの光変調装置５Ｒ，５Ｇ，５Ｂと、各光変調装置５Ｒ，５Ｇ，５Ｂからの画像光を合成する合成光学系６と、合成光学系６からの画像光をスクリーンＳＣＲに向かって投射する投射光学系７とを備えている。

第１の照明装置２では、半導体レーザーから射出された青色光（励起光）が蛍光体に照射されることによって蛍光体が励起され、蛍光体から蛍光光（黄色光）が射出される。蛍光体から射出された蛍光光は、を均一な輝度分布（照度分布）を有するように調整された後、色分離光学系３に向かって射出される。

色分離光学系３は、ダイクロイックミラー８と、第１の偏光分離ミラー９ａ及び第２の偏光分離ミラー９ｂと、フィールドレンズ１０Ｒ，１０Ｇと、を備えている。このうち、ダイクロイックミラー８は、第１の照明装置２からの蛍光光Ｙを赤色光Ｒと緑色光Ｇとに分離する機能を有し、分離された赤色光Ｒを透過すると共に、緑色光Ｇを反射する。

第１の偏光分離ミラー９ａは、ダイクロイックミラー８を透過した所定の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）の赤色光Ｒ_ｐを透過させて赤色光変調装置５Ｒに入射させる。第１の偏光分離ミラー９ａは、後述のように赤色光変調装置５Ｒにより変調されたＳ偏光の赤色光Ｒ_ｓを反射して合成光学系６に入射させる。

第２の偏光分離ミラー９ｂは、ダイクロイックミラー８で反射された所定の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）の緑色光Ｇ_ｐを透過させて緑色光変調装置５Ｇに入射させる。第２の偏光分離ミラー９ｂは、後述のように緑色光変調装置５Ｇにより変調されたＳ偏光の緑色光Ｇ_ｓを反射して合成光学系６に入射させる。

第２の照明装置４では、半導体レーザーから射出された青色光Ｂが均一な輝度分布（照度分布）を有するように調整された後、青色光変調装置５Ｂに向かって射出される。本実施形態において、第２の照明装置４が本発明の照明装置により構成されている。また、第２の照明装置４から射出された青色光Ｂの光路中には、第３の偏光分離ミラー９ｃが配置されている。

第３の偏光分離ミラー９ｃは、第２の照明装置４から射出された所定の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）の青色光Ｂ_ｐを透過させて青色光変調装置５Ｂに入射させる。第３の偏光分離ミラー９ｃは、後述のように青色光変調装置５Ｂにより変調されたＳ偏光の青色光Ｂ_ｓを反射して合成光学系６に入射させる。

ダイクロイックミラー８及び第１の偏光分離ミラー９ａの間に配置されたフィールドレンズ１０Ｒは、赤色光Ｒを平行化する。また、ダイクロイックミラー８及び第２の偏光分離ミラー９ｂの間に配置されたフィールドレンズ１０Ｇは、緑色光Ｇを平行化する。また、第２の照明装置４及び第３の偏光分離ミラー９ｃの間に配置されたフィールドレンズ１０Ｂは、青色光Ｂを平行化する。

光変調装置５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、反射型の液晶ライトバルブ（液晶パネル）からなり、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂを反射させる間に、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂを画像情報に応じて変調した画像光を形成する。また、各光変調装置５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、変調に伴って画像光の偏光状態（例えば、Ｐ偏光からＳ偏光）を変化させている。

合成光学系６は、クロスダイクロイックプリズムからなり、各光変調装置５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから入射した各色光Ｒ，Ｇ，Ｂに対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学系７に向かって射出する。

投射光学系７は、投射レンズ群からなり、合成光学系６により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向かって拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー映像（画像）が表示される。

ここで、第１の照明装置２の構成について説明する。図２は、第１の照明装置２の概略構成を示す図である。
図２に示すように、第１の照明装置２は、アレイ光源２１と、コリメーター光学系２２と、ダイクロイックミラー２３と、集光光学系２４と、蛍光発光素子２５と、インテグレーター光学系２６と、偏光変換素子２７と、重畳光学系２８とを概略備えている。

また、第１の照明装置２では、同一面内の互いに直交する光軸ａｘ１及びａｘ２のうち、一方の光軸ａｘ１上において、アレイ光源２１と、コリメーター光学系２２と、ダイクロイックミラー２３とが、この順に並んで配置されている。また、他方の光軸ａｘ２上において、蛍光発光素子２５と、集光光学系２４と、ダイクロイックミラー２３と、インテグレーター光学系２６と、偏光変換素子２７と、重畳光学系２８とが、この順に並んで配置されている。

アレイ光源２１は、複数の半導体レーザー２１ａが配列されたものからなる。具体的には、光軸ａｘ１と直交する面内に複数の半導体レーザー２１ａがアレイ状に配列されている。なお、アレイ光源２１は、複数の半導体レーザー２１ａに代えて、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの固体発光素子を複数用いてもよい。

半導体レーザー２１ａは、例えば４４０〜４８０ｎｍの波長域にピーク波長を有する青色レーザー光（以下、励起光と称す）ＢＬを射出する。また、各半導体レーザー２１ａから射出される励起光ＢＬは、コヒーレントな直線偏光の光であり、ダイクロイックミラー２３に向かって光軸ａｘ１と平行に射出される。
アレイ光源２１から射出された励起光ＢＬは、コリメーター光学系２２に入射する。

コリメーター光学系２２は、アレイ光源２１から射出された励起光ＢＬを平行光に変換するものであり、例えば各半導体レーザー２１ａに対応してアレイ状に並んで配置された複数のコリメーターレンズ２２ａからなる。そして、このコリメーター光学系２２を通過することにより平行光に変換された励起光ＢＬは、ダイクロイックミラー２３に入射する。

ダイクロイックミラー２３は、励起光ＢＬを反射し、蛍光光Ｙを透過させる。このダイクロイックミラーは、光軸ａｘ１に対して４５°の角度で蛍光発光素子２５側に向かって傾斜した状態で配置されている。また、ダイクロイックミラー２３としては、ダイクロイックミラーに限らず、ダイクロイックプリズムを用いてもよい。

集光光学系２４は、励起光ＢＬを蛍光発光素子２５に向かって集光させるものであり、少なくとも１枚以上の集光レンズ２４ａからなる。そして、この集光光学系２４により集光された励起光ＢＬは、蛍光発光素子２５に入射する。

蛍光発光素子２５は、いわゆる反射型の回転蛍光板であり、蛍光光Ｙを発する蛍光体層２９と、蛍光光Ｙを反射する反射膜３０と、蛍光体層２９を支持する回転板（基材）３１と、回転板３１を回転駆動する駆動モーター３２とを有している。回転板３１としては、例えば、円板を用いた。なお、回転板３１の形状は円板に限定されず平板であればよい。駆動モーター３２は、不図示の制御部に電気的に接続されている。これにより、制御部は、駆動モーター３２を制御することで回転板３１の回転を制御する。なお、この制御部が後述する制御装置ＣＯＮＴにより構成されていても良い。

回転板３１は、プロジェクター１の使用時において所定の回転数で回転する。ここで、所定の回転数とは、励起光の照射により蛍光発光素子２５に蓄積される熱を放熱することが可能な回転数である。この所定の回転数は、アレイ光源２１から射出される励起光の強度、回転板３１の直径、回転板３１の熱伝導率、などのデータに基づいて設定される。所定の回転数は、安全率等を考慮して設定される。所定の回転数は、蛍光体層２９を変質させたり、回転板３１を溶融させたりするような熱エネルギーが蓄積されないように、十分大きい値に設定される。

本実施形態において、上記所定の回転数は、例えば、７５００ｒｐｍに設定される。この場合において、回転板３１の直径は５０ｍｍであり、蛍光体層２９に入射する青色光の光軸が回転板３１の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されている。すなわち、回転板３１においては、青色光の照射スポットが約１８ｍ／秒の速度で回転軸の回りに円を描くように移動する。

回転板３１の励起光ＢＬが入射する側の面上には、反射膜３０と蛍光体層２９とが積層されている。反射膜３０は、回転板３１と蛍光体層２９との間に設けられている。また、反射膜３０及び蛍光体層２９は、回転板３１の円周方向に亘ってリング状に設けられている。そして、励起光ＢＬは、反射膜３０とは反対側から蛍光体層２９に入射する。

蛍光体層２９は、励起光ＢＬを吸収して励起される蛍光体を含む。励起光ＢＬにより励起された蛍光体は、第１の照明光として、例えば５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する蛍光光Ｙを射出する。

反射膜３０は、例えば誘電体多層膜等からなり、蛍光体層２９から射出された蛍光光Ｙを励起光ＢＬが入射する側に向かって反射させる。

回転板３１は、例えば銅などの熱伝導体の高い金属製の円板からなり、その中心部が駆動モーター３２の回転軸３２ａに取り付けられている。

駆動モーター３２は、回転板３１を円周方向に回転させながら、集光光学系２４により集光された励起光ＢＬの蛍光体層２９に対する照射位置を変動させる。これにより、励起光ＢＬの照射によって蛍光体層２９に発生する熱の放熱効果を高めることが可能である。

そして、蛍光発光素子２５から射出された蛍光光Ｙは、集光光学系２４を通過した後、ダイクロイックミラー２３に入射する。さらに、ダイクロイックミラー２３を透過した蛍光光Ｙは、インテグレーター光学系２６に入射する。

インテグレーター光学系２６は、蛍光光Ｙの輝度分布（照度分布）を均一化するものであり、例えばレンズアレイ２６ａ及びレンズアレイ２６ｂからなる。レンズアレイ２６ａ及びレンズアレイ２６ｂは、複数のレンズがアレイ状に配列されたものからなる。また、インテグレーター光学系２６としては、このようなレンズアレイ２６ａ及びレンズアレイ２６ｂに限らず、例えばロッドインテグレーターなどを用いてもよい。そして、このインテグレーター光学系２６を通過することにより輝度分布が均一化された蛍光光Ｙは、偏光変換素子２７に入射する。

偏光変換素子２７は、蛍光光Ｙの偏光方向を揃えるものであり、例えば偏光分離膜と位相差板とを組み合わせたものからなる。そして、この偏光変換素子２７を通過することにより偏光方向が例えばＰ偏光成分に揃えられた蛍光光Ｙは、重畳光学系２８に入射する。

重畳光学系２８は、インテグレーター光学系２６から射出される複数の光束を、光変調装置等の被照明領域の上で互いに重畳させるものであり、少なくとも１枚以上の重畳レンズ２８ａからなる。蛍光光Ｙは、この重畳光学系２８により重畳されることによって、その輝度分布（照度分布）が均一化されると共に、その光線軸周りの軸対称性が高められる。そして、この重畳光学系２８により重畳された蛍光光Ｙは、図１に示す色分離光学系３（ダイクロイックミラー８）に入射する。

以上のような構成を有する第１の照明装置２では、第１の照明光として、均一な輝度分布（照度分布）を有するように調整された蛍光光（黄色光）Ｙを図１に示すダイクロイックミラー８に向かって射出することができる。

なお、第１の照明装置２は、図２に示す構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、コリメーター光学系２２とダイクロイックミラー２３との間の光路中に、励起光ＢＬのスポット径を調整するアフォーカル光学系や、励起光ＢＬの強度分布を均一な状態（いわゆるトップハット分布）に変換するホモジナイザー光学系などを配置した構成とすることも可能である。

また、第１の照明装置２では、励起光ＢＬを反射し、蛍光光Ｙを透過させるダイクロイックミラー２３を用いたが、励起光ＢＬを透過させ、蛍光光Ｙを反射するダイクロイックミラーを用いてもよい。この場合、一方の光軸ａｘ１上において、アレイ光源２１と、コリメーター光学系２２と、ダイクロイックミラー２３と、集光光学系２４と、蛍光発光素子２５とが順に並んで配置され、他方の光軸ａｘ２上において、ダイクロイックミラー２３と、インテグレーター光学系２６と、偏光変換素子２７と、重畳光学系２８とが順に並んで配置された構成とする。

次に、本発明を適用した照明装置の一例として上記第２の照明装置４の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。図３は、第２の照明装置４の概略構成を示す平面図である。

第２の照明装置４は、図３に示すように、本発明における光源装置としてのアレイ光源（第１の光源）４１と、コリメーター光学系４２と、集光光学系４３Ａと、光拡散素子４４と、ミラー部材３５と、インテグレーター光学系４５と、偏光変換素子４６と、重畳光学系（集光光学系）４７とを備えている。

第２の照明装置４では、同一面内の互いに直交する光軸ａｘ３及びａｘ４のうち、一方の光軸ａｘ３上において、アレイ光源４１と、コリメーター光学系４２と、集光光学系４３Ａと、光拡散素子４４と、ミラー部材３５とが、この順に並んで配置されている。また、他方の光軸ａｘ４上において、ミラー部材３５と、インテグレーター光学系４５と、偏光変換素子４６と、重畳光学系４７とが、この順に並んで配置されている。

アレイ光源４１は、複数の半導体レーザー４１ａが配列されたものからなる。なお、アレイ光源４１は、複数の半導体レーザー４１ａに代えて、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの固体発光素子を複数用いてもよい。

本実施形態においては、光軸ａｘ３と直交する面内に複数の半導体レーザー４１ａがアレイ状に配列されている。アレイ光源４１は、制御装置ＣＯＮＴに電気的に接続されており、その駆動が制御されている。

制御装置ＣＯＮＴは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と（いずれも図示を省略する。）を含んで実現される。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを読み出してＲＡＭに展開しこのＲＡＭ上のプログラムのステップを実行する。このＣＰＵによるプログラム実行によって、制御装置ＣＯＮＴは、アレイ光源４１の動作を制御する。
なお、制御装置ＣＯＮＴは、プロジェクター１の全体を制御するものであってもよい。

半導体レーザー４１ａは、第２の照明光として、例えば４４０〜４８０ｎｍの波長域にピーク波長を有する青色レーザー光（以下、青色光と称す）Ｂを射出する。また、各半導体レーザー４１ａから射出される青色光Ｂは、コヒーレントな直線偏光の光であり、光拡散素子４４に向かって光軸ａｘ３と平行に射出される。そして、このアレイ光源４１から射出された青色光Ｂは、コリメーター光学系４２に入射する。

コリメーター光学系４２は、アレイ光源４１から射出された青色光Ｂを平行光に変換するものであり、例えば各半導体レーザー４１ａに対応してアレイ状に並んで配置された複数のコリメーターレンズ４２ａからなる。そして、このコリメーター光学系４２を通過することにより平行光に変換された青色光Ｂは、集光光学系４３Ａに入射する。

集光光学系４３Ａは、青色光Ｂを光拡散素子４４に向かって集光させるものであり、少なくとも１枚以上の集光レンズ４３ｃからなる。そして、集光光学系４３Ａにより集光された青色光Ｂは、光拡散素子４４に入射する。

光拡散素子４４は、いわゆる透過型の回転拡散板であり、集光光学系４３Ａにより集光された青色光Ｂを透過させる回転板（回転拡散板）４８と、回転板４８の光出射面側に配置された光拡散層（拡散部）４９と、回転板４８の光入射面側に配置された検出パターン（検出部）５１と、回転板４８を回転駆動する駆動モーター５０と、検出パターン５１からの光を検出する検出器５２と、を有している。検出器５２は、制御装置ＣＯＮＴに電気的に接続されており、検出結果（検出パターン５１からの光の強度）を制御装置ＣＯＮＴに送信する。制御装置ＣＯＮＴは、検出器５２から送信される検出結果（出力される信号）に基づいて、アレイ光源４１の駆動を制御する。

回転板４８は、例えばガラスや光学樹脂などの光透過性を有する円板からなり、その中心部が駆動モーター５０の回転軸５０ａに取り付けられている。

図４は回転板４８の要部構成を示す図であり、図４（ａ）は回転板４８の断面構成を示す図であり、図４（ｂ）は回転板４８を光入射面側から視た平面構成を示す図である。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、回転板４８の光入射面（第１の面）には、検出パターン５１が円周方向に沿って設けられている。検出パターン５１は、複数の遮光パターン５１ａを含む。また、回転板４８の光出射面（第２の面）には、リング状の光拡散層４９が円周方向に沿って設けられている。なお、本明細書では、回転板が有する第１の面と第２の面のうち、光源装置からの光が入射する面を光入射面と呼び、他方の面を光出射面と呼ぶ。

本実施形態において、検出パターン５１は、光拡散層４９に対して回転板４８における径方向外側に配置されている。すなわち、検出パターン５１は、アレイ光源４１からの光が光拡散層４９に入射する位置（光拡散層４９の形成領域）とは平面視において互いにずれた位置に設けられている。
また、本実施形態において、検出パターン５１及び光拡散層４９は、円形状の回転板４８の回転中心（中心）に対し、それぞれ同心状となる円周に沿って設けられている。そのため、回転板４８の回転中心と検出パターン５１（各遮光パターン５１ａの径方向の中心を通る円）との距離は、回転中心と光拡散層４９（光拡散層４９の径方向の中心を通る円）との距離と異なっている。なお、回転板４８の形状は円板に限定されず平板であればよい。

なお、光の拡散性を向上させるために、光拡散層４９を回転板４８の両面に形成しても良い。また、回転板４８は、不要な光の反射をさけるべく、青色光Ｂの波長に応じた反射防止膜が形成されていても良い。本実施形態において、上記反射防止膜は、例えば検出パターン５１が形成された側の回転板４８の表面に形成されていればよい。

検出パターン５１は、例えば、カーボンブラックなどの遮光インクを島状に印刷することで断続的に設けられた複数の遮光パターン５１ａを含む。なお、遮光パターン５１ａの光学濃度（ＯＤ値）としては、２以上あればよく、３以上とするのがより望ましい。検出パターン５１は、光拡散層４９を形成する工程とは別の工程において遮光性を有した最適な材料が印刷されることで構成されるため、十分な遮光性を有したものとなる。

一方、光拡散層４９は、例えば、ガラスの粉末（ガラスフリット）を樹脂に練り込んだインクを印刷機でスクリーン印刷し、ベークして樹脂を硬化させることで形成する。光の拡散度合いは、例えば、ガラス粉末の粒径、形状（球形か異形であるか）、ガラスの屈折率、密度、樹脂の屈折率、樹脂の膜厚に依存する。樹脂は、使用する波長で劣化しないことが条件である。拡散層の透過損失により熱が発生することから耐熱温度の高い樹脂が望ましい。そこで、本実施形態では、例えば、シリコン樹脂を用いている。なお、上記樹脂を配置する方法として、印刷に代えて金型による射出成形を用いても良い。
また、上記回転板４８を構成する円板も樹脂と同様に光に対する劣化が無く、耐熱温度の高いもの（例えば、いわゆる白板ガラス）が望ましい。

なお、光拡散層４９は上記製法に限定されず、ガラス表面にフロスト加工を施すことで形成しても良い。また、微細パターンを転写する（インプリンティング）ことで形成しても良い。あるいは、ガラス粉末の溶着、例えば回転板４８より融点の低いガラスを半溶解することで形成しても良い。

駆動モーター５０としては、例えば、ブラシレスＤＣモーターが用いられる。駆動モーター５０は、回転板４８を円周方向に回転させることによって、青色光Ｂの光拡散層４９に対する照射位置を変動させる。これにより、青色光Ｂの光拡散効果を高めると共に、光拡散素子４４の放熱効果も高めることが可能である。そして、この光拡散素子４４で拡散された青色光Ｂは、ミラー部材３５に入射する。なお、駆動モーター５０は、制御装置ＣＯＮＴに電気的に接続されており、その駆動が制御されている。制御装置ＣＯＮＴは、駆動モーター５０の回転状態（例えば、回転方向、回転速度等）を検出する。なお、駆動モーター５０の回転状態の検出方法としては、例えば、ホール素子を用いる方法や、駆動コイルに流れる電流、電圧を検出する方法を例示することができる。

本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、駆動モーター５０及びアレイ光源４１の駆動制御を対応付けている。例えば、制御装置ＣＯＮＴは、回転板４８の回転が停止したことを検知した場合、アレイ光源４１の駆動を中止する。これにより、回転板４８が回転しない状態でレーザー光が出射されることで回転板４８が焼損するといった不具合の発生を防止している。

ミラー部材３５は、光拡散素子４４によって拡散された青色光Ｂをインテグレーター光学系４５に向かって反射させるものである。ミラー部材３５により反射された青色光Ｂは、インテグレーター光学系４５に入射する。

インテグレーター光学系４５は、青色光Ｂの輝度分布（照度分布）を均一化するものであり、例えばレンズアレイ４５ａ及びレンズアレイ４５ｂからなる。これらレンズアレイ４５ａ及びレンズアレイ４５ｂは、複数のレンズがアレイ状に配列されたものからなる。また、インテグレーター光学系４５としては、このようなレンズアレイ４５ａ及びレンズアレイ４５ｂに限らず、例えばロッドインテグレーターなどを用いてもよい。そして、このインテグレーター光学系４５を通過することにより輝度分布が均一化された青色光Ｂは、偏光変換素子４６に入射する。

偏光変換素子４６は、青色光Ｂの偏光方向を揃えるものであり、例えば偏光分離膜と位相差板とを組み合わせたものからなる。そして、この偏光変換素子４６を通過することにより偏光方向が例えばＰ偏光に揃えられた青色光Ｂ_ｐは、重畳光学系４７に入射する。

重畳光学系４７は、インテグレーター光学系４５から射出される複数の光束を、光変調装置等の被照明領域の上で互いに重畳させるものであり、少なくとも１枚以上の重畳レンズ４７ａからなる。青色光Ｂは、この重畳光学系４７により重畳されることによって、その輝度分布（照度分布）が均一化されると共に、その光線軸周りの軸対称性が高められる。そして、この重畳光学系４７により重畳された青色光Ｂは、図１に示す第３の偏光分離ミラー９ｃに入射する。

以上のような構成を有する第２の照明装置４では、第２の照明光として、均一な輝度分布（照度分布）を有するように調整された青色光Ｂを図１に示す第３の偏光分離ミラー９ｃに向かって射出することができる。

なお、第２の照明装置４は、図３に示す構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、コリメーター光学系４２と集光光学系４３Ａとの間の光路中に、青色光Ｂのスポット径を調整するアフォーカル光学系や、青色光Ｂの強度分布を均一な状態（いわゆるトップハット分布）に変換するホモジナイザー光学系などを配置した構成とすることも可能である。

ところで、上述のように回転板４８に何らかの異常が生じた場合、レーザー光が拡散しない状態、すなわちあまり拡がらない状態でインテグレーター光学系４５に入射する。インテグレーター光学系４５は、複数のレンズがアレイ状に配置されたレンズアレイ４５ａ、４５ｂを含む構造である。そのため、レーザー光が拡散しない場合、レンズアレイ４５ａ、４５ｂの一部にしか光束が入射しないので、各光変調装置５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの間での照明の均一性が失われ、表示品位が低下してしまうおそれがある。

プロジェクター１では、ユーザーが例えば投射光学系７を覗き込んだとしても、通常動作時であれば、レンズアレイのセルの数だけ光源が見えるようになっている。すなわち、分散光源の数を増やすことによって、強いレーザー光がユーザーの眼に入射することを回避している。一方、上述のように拡散板が有効に機能しない場合、レンズアレイ４５ａ、４５ｂの一部にしかレーザー光の光束が入射しないので、分散光源の数が減少し、ユーザーが強いレーザー光を直接視認してしまう可能性がある。

これに対し、本実施形態に係る第２の照明装置４では、検出器５２から送信される検出結果（出力される信号）に基づいて、制御装置ＣＯＮＴがアレイ光源４１の駆動を制御するようにしている。本実施形態では、制御装置ＣＯＮＴが回転板４８に何らかの異常が生じた場合、アレイ光源４１の駆動を停止するようにしている。

図５は、検出器５２の要部構成を示す図である。
検出器５２は、いわゆるフォトインタラプターから構成され、図５に示すように、フレーム部５２ａと、発光素子（第２の光源）５２ｂと、受光素子５２ｃと、を有する。
フレーム部５２ａは、発光素子５２ｂを回転板４８の光出射面側（光拡散層４９が形成されている面側）に配置するとともに、受光素子５２ｃを回転板４８の光入射面側（検出パターン５１が形成されている面側）に配置し、該発光素子５２ｂ及び受光素子５２ｃが互いに対向した状態となるように保持する。また、発光素子５２ｂ及び受光素子５２ｃは、検出パターン５１を挟持するように配置される。

本実施形態において、発光素子５２ｂは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される。また、受光素子５２ｃは、例えば、フォトダイオード或いはフォトトランジスタから構成される。

発光素子５２ｂは、半導体レーザー４１ａから射出される青色光Ｂとは異なる波長帯の光（例えば、近赤外の７００ｎｍ〜１０００ｎｍ）を射出する。このような近赤外の波長帯の光を用いることで高い発光効率を得ることができる。また、アレイ光源４１とは別の波長帯の光を射出する発光素子５２ｂを備えることで、各光源の機能を分離させることができる。よって、アレイ光源４１からのレーザー光を外部に良好に射出することができる。

本実施形態において、受光素子５２ｃとして、近赤外に高い受光感度を持つシリコンのフォトダイオードが用いられる。また、本実施形態では、半導体レーザー４１ａから射出される青色光Ｂが可視光であることから、可視光をカットし且つ近赤外線を透過するフィルター５３を受光素子５２ｃの表面に配置している。これによれば、半導体レーザー４１ａから射出された青色光Ｂの漏れ光が受光素子５２ｃに入射した場合でもカットすることができる。よって、受光素子５２ｃによる誤検出の発生を防止することができる。

なお、上記フィルター５３に代えて、或いは上記フィルター５３に組みわせて、発光素子５２ｂ及び受光素子５２ｃ間の光路上に、例えば遮光部材、開口絞り等を設けることで、受光素子５２ｃに検出光（近赤外光）以外の光の影響が及ぶのを防止しても良い。

続いて、検出器５２が検出パターン５１からの光を検出する方法について図６を参照しながら説明する。図６は検出器５２が検出する信号の波形を概念的に示す図であり、図６（ａ）は正常状態の信号を示す図であり、図６（ｂ）はパターンの一部が欠損した場合の信号を示す図であり、図６（ｃ）は回転板４８が脱落した場合の信号を示す図である。

回転板４８は駆動モーター５０の回転駆動に伴って回転する。このとき、検出器５２の受光素子５２ｃは、周期的な信号を検出する。受光素子５２ｃに検出される信号は、例えば、光が遮られた場合にＬｏｗレベル、光が受光素子５２ｃに入射した場合にＨｉｇｈレベルとなる。この場合において、回転板４８は正常に回転動作を行っていれば、図６（ａ）に示すように、受光素子５２ｃは周期的にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとが連続した信号を検出する。

一方、検出器５２は、回転板４８に何らかの異常が生じた場合（例えば、回転板４８に割れや欠けが生じた場合或いは回転板４８が回転軸５０ａから脱落した場合）、検出する信号のパターンの少なくとも一部にＬｏｗレベルが欠損した状態となる。

回転板４８に割れや欠けが生じた場合、遮光パターン５１ａの一部にも欠損部分が生じる。このような遮光パターン５１ａの欠損部分が発光素子５２ｂ及び受光素子５２ｃ間を通過した場合、検出光が欠損部分を通過することでＨｉｇｈレベルの検出時間が正常時よりも長い区間が発生する。そのため、図６（ｂ）に示すように、受光素子５２ｃは、少なくとも部分的にＨｉｇｈレベルが連続する不規則な周期の信号を検出する。

一方、回転板４８が回転軸５０ａから脱落した場合、遮光パターン５１ａが発光素子５２ｂ及び受光素子５２ｃ間を通過しない。そのため、受光素子５２ｃには検出光が常に入射した状態となる。そのため、受光素子５２ｃは、図６（ｃ）に示すように、Ｈｉｇｈレベルの信号のみを連続的に検出する。

本実施形態において、検出器５２は、検出パターン５１から受光した光から所定の信号を検出し、検出した信号を制御装置ＣＯＮＴに送信する。制御装置ＣＯＮＴは、検出器５２から送信された図６（ａ）乃至（ｃ）に示した信号に基づいて回転板４８における状態を判別する。

制御装置ＣＯＮＴは、例えば、図６（ａ）に示す信号を受信した場合、回転板４８に異常が生じていないものと判断する。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、アレイ光源４１を継続して駆動する。

一方、制御装置ＣＯＮＴは、例えば、図６（ｂ）、あるいは図６（ｃ）に示す信号を受信した場合、回転板４８に異常が生じたものと判断する。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、アレイ光源４１の駆動を停止する。なお、本実施形態では、制御装置ＣＯＮＴが駆動モーター５０の回転状態も検出している。そのため、制御装置ＣＯＮＴは、アレイ光源４１の駆動を停止させたタイミングで駆動モーター５０の回転を停止する。

また、検出器５２が検出する信号として、ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとが周期的に繰り返される信号を用いるため、仮に検出器５２における発光素子５２ｂ或いは受光素子５２ｃが故障した場合、周期的な検出信号が発生しなくなる。制御装置ＣＯＮＴは、検出器５２が故障した場合にもアレイ光源４１の駆動を停止させる。よって、検出器５２の故障時にもアレイ光源４１の駆動を停止させることで、回転板４８の異常を検出できない状態でレーザー光を照射し続けるのを防止している。

このように本実施形態によれば、アレイ光源４１からの光が光拡散層４９に入射する位置とは異なる位置に検出パターン５１が設けられているので、光拡散層４９から射出された光と検出パターン５１を介した検出光とが混在することが無い。よって、光拡散層４９で拡散された光が検出パターン５１により妨げられるといった不具合の発生が防止される。また、回転板４８に検出パターン５１を印刷するといった簡便な構成であるため、低コスト化を図ることができる。よって、第２の照明装置４は、回転板４８が透過型或いは反射型のいずれの構造であっても検出方法に制約を受けることなく、検出パターン５１からの光を良好に検出することで回転板４８に生じた不具合（欠損や脱落）を検出可能な汎用性に優れた照明装置となる。また、プロジェクター１では、第２の照明装置４を備えることによって、低コストで回転板４８の不具合を良好に検出可能な信頼性の高いものとなる。

また、回転板４８の回転が停止すると、レーザー光が回転板４８の１点に集光した状態で入射し、光拡散層４９あるいはガラス基板が破損するおそれがある。本実施形態によれば、未然にレーザー光の照射を中止することで回転板４８の破損や脱落によって拡散されないレーザー光が本体の外部に射出されてしまうのを防止することができる。

（第２実施形態）
続いて、第２実施形態に係る光拡散素子について説明する。上記実施形態では、検出パターン５１が遮光性を有する遮光パターン５１ａから構成される場合を例に挙げたが、本実施形態は、例えば光拡散層の一部を用いて検出パターンとして利用する点が異なる。なお、それ以外の構成は上記第１実施形態と共通である。そのため、上記実施形態と共通の構成及び同じ部材については同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図７は、本実施形態における光拡散層の一部を検出パターンとして用いた光拡散素子１４４の概略構成を示す平面図である。図８は、本実施形態における光拡散素子１４４が備える検出器１５２の要部構成を示す図である。図７、８に示すように、光拡散素子１４４は、回転板４８と、回転板４８の光出射面側に配置された光拡散層１４９と、不図示の駆動モーター５０と、検出器１５２と、を有している。

図７に示すように、光拡散層１４９は、回転板４８の光出射面側（第１の面）に設けられており、光拡散部として機能する拡散部１４９ａと、検出パターンとして機能する検出部１４９ｂと、を含む。

拡散部１４９ａは、回転板４８上にリング状に設けられている。検出部１４９ｂは、拡散部１４９ａに対して回転板４８における径方向外側に配置され、且つ拡散部１４９ａと一体に設けられている。検出部１４９ｂは、回転板４８の回転方向に沿って断続的に設けられている。

すなわち、検出部１４９ｂは、アレイ光源４１からの光が拡散部１４９ａに入射する位置（拡散部１４９ａの形成領域）とは異なる位置に設けられている。検出部１４９ｂ及び拡散部１４９ａは、円形状の回転板４８の回転中心（中心）に対し、それぞれ同心状となる円周に沿って設けられている。そのため、回転板４８の回転中心と検出部１４９ｂ（検出部１４９ｂの中心を通る円）との距離は、回転中心と拡散部１４９ａ（拡散部１４９ａの中心を通る円）との距離と異なっている。

検出器１５２は、制御装置ＣＯＮＴ（図３参照）に電気的に接続されており、検出結果（検出パターン５１からの光の強度）を制御装置ＣＯＮＴに送信する。制御装置ＣＯＮＴは、検出器１５２から送信される検出結果（出力される信号）に基づいて、アレイ光源４１の駆動を制御する。

検出器１５２は、いわゆるフォトインタラプターから構成され、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、近赤外線を射出する発光素子（第２の光源）１５２ｂと、受光素子１５２ｃと、を有する。なお、発光素子１５２ｂ及び受光素子１５２ｃは、不図示のフレーム部材に保持されている。受光素子１５２ｃの光受光面には、可視光をカットし且つ近赤外線を透過するフィルター５３が設けられている。

発光素子１５２ｂは、回転板４８における光出射面側（光拡散層１４９が形成されている面側）に配置されている。受光素子１５２ｃは、回転板４８における光入射面側であり、且つ検出部１４９ｂに入射する光の主光線を通る線Ｋから、回転板４８の径方向外側に離間した位置に配置されている。すなわち、回転板４８を平面視した場合、受光素子１５２ｃは、回転板４８とは重ならない位置に配置されている。

回転板４８の回転により、発光素子１５２ｂ及び受光素子１５２ｃ間に検出部１４９ｂが位置したタイミングでは、図８（ａ）に示す状態となる。図８（ａ）に示すように、発光素子１５２ｂから出射された検出光は、検出部１４９ｂに入射する。検出部１４９ｂに入射した検出光は散乱されることで放射状に拡がる。そのため、回転板４８の外側に配置された受光素子１５２ｃは、検出部１４９ｂで散乱された検出光を受光することができる。

一方、回転板４８の回転により、発光素子１５２ｂ及び受光素子１５２ｃ間に検出部１４９ｂが無いタイミングでは、図８（ｂ）に示す状態となる。図８（ｂ）に示すように、発光素子１５２ｂから出射された検出光は、回転板４８を透過する。このとき、検出光は、散乱しないため、回転板４８の外側に配置された受光素子１５２ｃには入射しない。

本実施形態においても、回転板４８の回転駆動に伴って、受光素子１５２ｃは、周期的な信号を検出する。受光素子１５２ｃに検出される信号は、例えば、拡散された検出光を受光した場合にＨｉｇｈレベル、検出光を受光しない場合にＬｏｗレベルとなる。この場合において、回転板４８は正常に回転動作を行っていれば、受光素子１５２ｃは周期的にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとが連続した信号（図６（ａ）参照）を検出する。
一方、検出器１５２は、回転板４８に何らかの異常が生じた場合、少なくとも部分的にＬｏｗレベルが連続する周期が不規則な信号を検出する（図６（ｂ）、（ｃ）参照）。

本実施形態においても、アレイ光源４１からの光が拡散部１４９ａに入射する位置とは異なる位置に検出部１４９ｂが設けられているので、拡散部１４９ａから射出された光と検出部１４９ｂを介した検出光とが混在すること無く、回転板４８に生じた不具合（欠損や脱落）を良好に検出することができる。
また、拡散部１４９ａ及び検出部１４９ｂが同一の製造工程で一体に形成できるので、生産性が高まることで製造コストのさらなる低減を図ることができる。

（第３実施形態）
続いて、第３実施形態に係る光拡散素子について説明する。上記第１実施形態では、検出パターン５１が複数の遮光パターン５１ａから構成される場合を例に挙げたが、本実施形態は、検出パターンが１つのリング状の遮光パターンから構成される点が異なる。なお、それ以外の構成は上記第１実施形態と共通である。そのため、上記実施形態と共通の構成及び同じ部材については同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図９は、本実施形態における光拡散素子２４４の概略構成を示す図であり、図９（ａ）は回転板４８を光入射面側から視た平面構成であり、図９（ｂ）は、本実施形態における光拡散素子２４４による検出器２５２の要部構成を示す図である。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、光拡散素子２４４は、回転板４８と、検出パターン２５１と、光拡散層４９と、不図示の駆動モーター５０と、検出器２５２と、を有している。本実施形態において、検出パターン２５１は回転板４８の周方向に沿ってリング状に設けられている。

検出器２５２は、制御装置ＣＯＮＴ（図３参照）に電気的に接続されており、検出結果（検出パターン２５１からの光の強度）を制御装置ＣＯＮＴに送信する。制御装置ＣＯＮＴは、検出器２５２から送信される検出結果（出力される信号）に基づいて、アレイ光源４１の駆動を制御する。

検出器２５２は、いわゆるフォトインタラプターから構成され、図９（ｂ）に示すように、近赤外線を射出する発光素子（第２の光源）２５２ｂと、受光素子２５２ｃと、を有する。なお、発光素子２５２ｂ及び受光素子２５２ｃは、不図示のフレーム部材に保持されている。受光素子２５２ｃの光受光面には、可視光をカットし且つ近赤外線を透過するフィルター５３が設けられている。

本実施形態において、回転板４８が正常な状態で回転している場合、発光素子２５２ｂ及び受光素子２５２ｃ間に検出パターン２５１が常に位置している。そのため、発光素子２５２ｂから出射された検出光は、検出パターン２５１で遮光された状態となる。そのため、受光素子２５２ｃは検出光を受光することは無い。

一方、回転板４８に不具合が生じた場合（例えば、欠け、欠損、或いは脱落が生じた場合）、図９（ｂ）に示す状態となる。例えば、回転板４８の端部が割れて欠損すると、図９（ｂ）に示すように、回転板４８の端部に欠け４８ａが生じる。回転板４８に欠けやヒビ等によって欠損部４８ａが生じると、発光素子２５２ｂから出射された検出光は欠損部４８ａを介して受光素子２５２ｃに向けて射出される。そのため、受光素子２５２ｃは欠損部４８ａを介して出射される検出光を受光することができる。

本実施形態においては、回転板４８における通常の回転駆動（不具合が生じていない状態での回転駆動）に伴って、受光素子２５２ｃは一定の信号を検出する。受光素子２５２ｃに検出される信号は、例えば、検出光を受光した場合にＨｉｇｈレベル、検出光を受光しない場合にＬｏｗレベルとなる。この場合において、回転板４８は正常に回転動作を行っていれば、受光素子２５２ｃは常にＬｏｗレベルの信号を検出することになる。

本実施形態によれば、回転板４８に割れや欠け、或いは脱落といった不具合が生じた場合、Ｈｉｇｈレベルの信号が受光素子２５２ｃによって検出される。よって、回転板４８に生じた不具合を良好に検出することができる。なお、本実施形態の構成では、検出パターン２５１からの信号が一定となるため、回転板４８の回転を検出することができない。そこで、本実施形態では、制御装置ＣＯＮＴが駆動モーター５０の回転状態を検出する。そのため、例えば、検出器２５２に故障が生じた場合であっても、回転板４８の回転を停止する事でレーザー光が回転板４８に入射し続けることで回転板４８を破損させるといった不具合の発生を防止できる。

（第４実施形態）
続いて、第４実施形態に係る光拡散素子について説明する。上記第１乃至第３実施形態では、拡散部が設けられた回転拡散板として透過型の回転拡散板を用いた照明装置を例に挙げたが、本実施形態は、透過型の蛍光体ホイールを備えた照明装置に適用した点が異なる。なお、上記実施形態と同一の部材については同じ符号を付し、その詳細については省略する。

図１０は、本実施形態におけるプロジェクター及び照明装置の概略構成を示す図である。図１０に示すように、プロジェクター１０１は、照明装置１０４と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての液晶光変調装置１０５Ｒ、液晶光変調装置１０５Ｇ、液晶光変調装置１０５Ｂと、合成光学系６と、投射光学系７と、制御装置ＣＯＮＴと、を備えている。

照明装置１０４は、アレイ光源４１、コリメーター光学系４２、集光光学系４３Ａ、蛍光発光素子３４４、コリメート光学系１４０、及び照明光学系１０３を備えている。アレイ光源４１から射出される励起光の光路上には、コリメーター光学系４２、集光光学系４３Ａ、蛍光発光素子３４４、コリメート光学系１４０、及び照明光学系１０３がこの順に配置されている。

蛍光発光素子３４４は、いわゆる透過型の回転蛍光板であり、蛍光光Ｙを発する蛍光体層（拡散部）５５と、蛍光体層５５を支持する回転板３４８と、回転板３４８を回転駆動する駆動モーター３２と、を有している。

図１１は、蛍光発光素子３４４の構成を示す図であり、図１１（ａ）は蛍光発光素子３４４の平面図であり、図１１（ｂ）は蛍光発光素子３４４の断面図である。図１２は、本実施形態における蛍光発光素子３４４が備える検出器３５２の要部構成を示す図である。
蛍光発光素子３４４は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、回転板３４８の光入射面（第２の面）側に検出パターン３５１が円周方向に沿って設けられている。本実施形態において、検出パターン３５１は図７に示した光拡散層１４９と同一構成を有する光拡散層から構成された複数の拡散パターン３５１ａを有する。また、回転板３４８の光出射面（第１の面）には、回転板３４８の回転軸の回りに蛍光発光領域が設定されており、この蛍光発光領域には蛍光体層５５が配置されている。

すなわち、検出パターン３５１は、アレイ光源４１からの光が蛍光体層５５に入射する位置（蛍光発光領域）とは異なる位置に設けられている。検出パターン３５１及び蛍光体層５５は、円形状の回転板３４８の回転中心（中心）に対し、それぞれ同心状となる円周に沿って設けられている。そのため、回転板３４８の回転中心と検出パターン３５１（各遮光パターン５１ａの径方向の中心を通る円）との距離は、回転中心と蛍光体層５５（蛍光発光領域の径方向の中心を通る円）との距離と異なっている。
複数の拡散パターン３５１ａは、回転板３４８の回転方向に沿って断続的に設けられている。

本実施形態において、蛍光体層５５には、集光レンズ４３ｃによって集光された励起光（青色光）が、回転板３４８の蛍光体層５５が形成された側とは反対側の面から照射される。また、蛍光発光素子３４４は、励起光が入射する側とは反対側に向けて、すなわちコリメート光学系４０に向けて、蛍光体層５５が発した蛍光を射出する。さらに、励起光のうち蛍光体粒子によって蛍光に変換されなかった成分は蛍光とともに蛍光発光素子３４４からコリメート光学系４０に向けて射出される。従って、蛍光発光素子３４４からコリメート光学系１４０に向かって白色光が射出される。

コリメート光学系１４０は、蛍光発光素子３４４と照明光学系１０３との間の光（励起光及び蛍光）の光路上に配置されている。コリメート光学系１４０は、蛍光発光素子３４４からの光の広がりを抑える第１レンズ１４１と、第１レンズ１４１から入射される光を平行化する第２レンズ１４２とを含む。第１レンズ１４１は、例えば凸のメニスカスレンズからなり、第２レンズ１４２は、例えば凸レンズからなる。コリメート光学系１４０は、蛍光発光素子３４４からの光を略平行化した状態で照明光学系１０３に入射させる。

照明光学系１０３は、照明装置１０４と色分離導光光学系２００との間の光路上に配置されている。照明光学系１０３は、集光レンズ（集光光学系）１１１、ロッドインテグレーター１１２、及び平行化レンズ１１３を備えている。

集光レンズ１１１は、例えば凸レンズからなる。集光レンズ１１１は、コリメート光学系１４０から入射する光の光線軸上に配置され、この光を集光する。

集光レンズ１１１を透過した光は、ロッドインテグレーター１１２の一端側に入射する。ロッドインテグレーター１１２は、光路方向に延在する角柱状の光学部材であり、内部を透過する光に多重反射を生じさせることにより、集光レンズ１１１を透過した光を混合し、輝度分布を均一化するものである。ロッドインテグレーター１１２の光路方向に直交する断面形状は、液晶光変調装置１０５Ｒ、液晶光変調装置１０５Ｇ、液晶光変調装置１０５Ｂの画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。

ロッドインテグレーター１１２の他端側から射出された光は、平行化レンズ１１３により平行化され、照明光学系１０３から射出される。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０、ダイクロイックミラー２２０、反射ミラー２３０、反射ミラー２４０、反射ミラー２５０及びリレーレンズ２６０を備えている。色分離導光光学系２００は、照明光学系１０３からの光を赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂに分離し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂのそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置１０５Ｒ、液晶光変調装置１０５Ｇ、液晶光変調装置１０５Ｂに導光する機能を有する。

ダイクロイックミラー２１０、ダイクロイックミラー２２０は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー２１０は、青色光成分を透過させ、赤色光成分及び緑色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、赤色光成分を透過させる。

反射ミラー２３０、反射ミラー２４０、反射ミラー２５０は、入射した光を反射するミラーである。具体的には、反射ミラー２３０は、ダイクロイックミラー２１０を透過した青色光成分を反射する。反射ミラー２４０、反射ミラー２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した赤色光成分を反射する。

ダイクロイックミラー２１０を透過した青色光は、反射ミラー２３０で反射され、青色光用の液晶光変調装置１０５Ｂの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射され、緑色光用の液晶光変調装置１０５Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２０を透過した赤色光は、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２６０、射出側の反射ミラー２５０を経て赤色光用の液晶光変調装置１０５Ｒの画像形成領域に入射する。

本実施形態において、液晶光変調装置１０５Ｒ、液晶光変調装置１０５Ｇ、液晶光変調装置１０５Ｂは、上記実施形態と異なり、透過型の液晶ライトバルブから構成されている。各液晶光変調装置１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂは、例えば、液晶素子１１０と液晶素子１１０を挟持する入射側偏光板１２０、射出側偏光板１３０とを有する。入射側偏光板１２０、射出側偏光板１３０は、例えば透過軸が互いに直交する構成（クロスニコル配置）となっている。

合成光学系６から射出された画像光は、投射光学系７によってスクリーンＳＣＲ上に拡大投写され、ユーザーの目にカラー画像として認識される。
このように、本実施形態に係るプロジェクター１０１においては、アレイ光源４１から射出され、蛍光体層５５を透過したレーザー光がスクリーンＳＣＲに照射される。

検出器３５２は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、近赤外線を射出する発光素子（第２の光源）３５２ｂと、受光素子３５２ｃと、を有する。なお、発光素子３５２ｂ及び受光素子３５２ｃは、不図示のフレーム部材に保持されている。受光素子３５２ｃの光受光面には、可視光をカットし且つ近赤外線を透過するフィルター５３が設けられている。

発光素子３５２ｂは、回転板３４８における光入射面側（検出パターン３５１が形成されている面側）に配置されている。受光素子３５２ｃは、回転板３４８における光出射面側であり、且つ検出部１４９ｂに入射する光の主光線を通る線Ｋから、回転板３４８の径方向外側に離間した位置に配置されている。すなわち、回転板３４８を平面視した場合、受光素子３５２ｃは、回転板４８とは重ならない位置に配置されている。

回転板３４８の回転により、発光素子３５２ｂ及び受光素子３５２ｃ間に拡散パターン３５１ａが位置したタイミングでは、図１２（ａ）に示す状態となる。図１２（ａ）に示すように、発光素子３５２ｂから出射された検出光は、拡散パターン３５１ａに入射する。拡散パターン３５１ａに入射した検出光は散乱されることで放射状に拡がる。そのため、回転板３４８の外側に配置された受光素子３５２ｃは、拡散パターン３５１ａで散乱された検出光を受光することができる。

一方、回転板３４８の回転により、発光素子３５２ｂ及び受光素子３５２ｃ間に拡散パターン３５１ａが無いタイミングでは、図１２（ｂ）に示す状態となる。図１２（ｂ）に示すように、発光素子３５２ｂから出射された検出光は、回転板３４８を透過する。このとき、検出光は散乱しないため、回転板３４８の外側に配置された受光素子１５２ｃには入射しない。

本実施形態においても、回転板３４８の回転駆動に伴って、受光素子３５２ｃは周期的な信号を検出する。受光素子３５２ｃに検出される信号は、例えば、拡散された検出光を受光した場合をＨｉｇｈレベル、検出光を受光しない場合をＬｏｗレベルとすると、回転板３４８が正常に回転動作を行っていれば受光素子３５２ｃは周期的にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとが連続した信号（図６（ａ）参照）を検出することができる。
一方、検出器３５２は、回転板３４８に何らかの異常が生じた場合、少なくとも部分的にＬｏｗレベルが連続する周期が不規則な信号を検出する（図６（ｂ）、（ｃ）参照）。

本実施形態においても、アレイ光源４１からの光が蛍光体層５５に入射する位置とは異なる位置に検出パターン３５１が設けられているので、蛍光体層５５から射出された蛍光光Ｙと検出パターン３５１における検出光とが混在すること無く、回転板３４８に生じた不具合（欠損や脱落）を良好に検出することができる。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、検出パターン５１、２５１、３５１、及び検出部１４９ｂからの拡散光或いは透過光を検出光とする場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、反射光を検出光として用いてもよい。この場合、回転板に形成される検出部は、検出光のうち少なくとも一部を反射する反射特性を有していればよい。また、検出部として、検出光の一部を反射するとともに、その他の一部を透過する特性を有するものを用い、拡散光或いは透過光と、反射光とを組み合わせた検出光に基づいて回転板の検出信号を取得するようにしてもよい。

また、上記第１実施形態では、検出パターン５１が光拡散層４９に対して回転板４８における径方向外側に配置されていたが、本発明はこれに限定されず、光拡散層４９が検出パターン５１に対して回転板４８における径方向外側に配置されていてもよい。
また、上記第２実施形態では、検出部１４９ｂが拡散部１４９ａに対して回転板４８における径方向外側に配置されていたが、本発明はこれに限定されず、拡散部１４９ａが検出部１４９ｂに対して回転板４８における径方向外側に配置されていてもよい。
また、上記第３実施形態では、検出パターン２５１が光拡散層４９に対して回転板４８における径方向外側に配置されていたが、本発明はこれに限定されず、光拡散層４９が検出パターン２５１に対して回転板４８における径方向外側に配置されていてもよい。
また、上記第４実施形態では、検出パターン３５１が蛍光体層５５に対して回転板４８における径方向外側に配置されていたが、本発明はこれに限定されず、蛍光体層５５が検出パターン３５１に対して回転板４８における径方向外側に配置されていてもよい。

また、上記実施形態では、３つの光変調装置５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを備えるプロジェクター１を例示したが、１つの光変調装置でカラー映像（画像）を表示するプロジェクターに適用することも可能である。さらに、光変調装置としては、液晶パネルに限らず、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：米国テキサスインツルメンツ社の登録商標）などを用いることもできる。

また、上記第４実施形態では、透過型の回転蛍光板を用いた照明装置を例示したが、本発明はこれに限定されず、反射型の回転蛍光板を用いた照明装置に適用しても良い。すなわち、第１実施形態の第１の照明装置２の回転板３１の回転状態を検出し、該検出結果に基づいてアレイ光源２１の駆動を制御するようにしても良い。

１，１０１…プロジェクター、４…第２の照明装置（照明装置）、５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ、１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂ…光変調装置、７…投射光学系、Ｋ…線、５５…蛍光体層（拡散部）、４７…重畳光学系（集光光学系）、３２，４８…回転板（回転拡散板）、４１…アレイ光源（光源装置、第１の光源）、５２ｂ，１５２ｂ，２５２ｂ，３５２ｂ…発光素子（第２の光源）、４９…光拡散層（拡散部）、１４９ｂ…検出部、５１，２５１，３５１…検出パターン（検出部）、５２，１５２，２５２，３５２…検出器、１０４…照明装置、１１１…集光レンズ（集光光学系）、１４９ａ…拡散部、１４９ｂ…検出部、ＣＯＮＴ…制御装置

Claims (12)

1. 光源装置と、
   第１の面と、第２の面と、該第１の面に設けられた拡散部と、該第１の面と該第２の面のうち少なくとも一方に設けられた検出部と、を有し、前記光源装置からの光が入射する回転拡散板と、
   前記拡散部からの光が入射する集光光学系と、
   前記検出部からの光を検出する検出器と、
   前記検出器から出力される信号に応じて前記光源装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記検出部は、前記光源装置からの光が前記拡散部に入射する位置とは異なる位置に設けられている照明装置。
2. 前記検出部は、入射した光の少なくとも一部を遮光する請求項１に記載の照明装置。
3. 前記検出部は、前記第２の面に設けられている請求項２に記載の照明装置。
4. 前記検出部は、入射した光の少なくとも一部を拡散する請求項１に記載の照明装置。
5. 前記検出部は、前記第１の面に設けられている請求項４に記載の照明装置。
6. 前記検出器は、前記検出部に入射する光の主光線の延長線から離間した位置に設けられている請求項４又は５に記載の照明装置。
7. 前記光源装置は、第１の光源と第２の光源とを含み、
   前記第１の光源からの光が前記拡散部に入射し、
   前記第２の光源からの光が前記検出部に入射する請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
8. 前記第１の光源及び前記第２の光源は、それぞれ異なる波長帯の光を射出する請求項７に記載の照明装置。
9. 前記検出部は、入射した光の少なくとも一部を反射する請求項１に記載の照明装置。
10. 前記検出部は、前記回転拡散板の回転方向に沿って断続的に設けられた複数の検出パターンを含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
11. 前記拡散部が蛍光体層である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明装置。
12. 照明光を照射する照明装置と、
    前記照明光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
    前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、
    前記照明装置として、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の照明装置を用いるプロジェクター。

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