JP5311137B2 - 光源装置及び光源装置を備えたプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、光源装置及び光源装置を備えた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させるものである。

そして、プロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤ等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、用途が拡大しており、そのためにプロジェクタ自体の小型化が進む一方で、明るさを損なわない、即ち光源の出力を落とさないニーズが増大している。光源出力の増大は、光源装置からの発熱量の増大を招き、プロジェクタ筐体の小型化の影響もあって光源部分の温度を著しく上昇させる。

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。例えば、レーザダイオードによる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（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。

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。

この光源装置の発光ホイールは、通常、赤色の波長帯域光を発光する蛍光体層を有する部材及び緑色の波長帯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帯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、光源部分の温度上昇によっては蛍光板に接着等で固定されている蛍光体層が剥離する場合がある。すると、レーザ光が、装置内で迷光となって、電気機器の筐体内に配置された各種装置に照射され、照射位置に熱が籠もり故障を引き起こす原因となったり、接着剤等の経年劣化を引き起こす原因となったりする虞があった。

また、レーザ光源等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と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

しかしながら上述の特許文献１によるプロジェクタでは、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等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。また、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、レーザ光源を蛍光体の励起光源として用いるプロジェクタにおいて、熱等により表面の蛍光体層が剥離した際に、異なる波長帯域光の蛍光体層を設けて発光させ、カラーセンサにより色異常を検出できることにより、安全性を高めることができるプロジェクタを提供することを目的としている。

本発明に係る光源装置は、所定波長帯域光を射出する光源と、該光源の光軸上に配置された発光ホイールと、該発光ホイールを回転駆動するホイールモータと、を備え、前記発光ホイールは、前記光源から射出される所定波長帯域光が照射されて当該所定波長帯域光と異なる波長帯域の光を射出する第一の蛍光体層が形成される面を有する透明基材を備え、前記透明基材は、少なくとも前記第一の蛍光体層が形成される領域を含む範囲の前記第一の蛍光体層の形成面とは異なる面に、前記光源から射出される所定波長帯域光を透過させるとともに前記第一の蛍光体層から射出される波長帯域光を反射させるダイクロイック層を介して、前記光源から射出される所定波長帯域光が照射されて前記第一の蛍光体層が射出する波長帯域の光とは異なる波長帯域の光を射出する第二の蛍光体層を有することを特徴とする。

また、本発明に係る光源装置において前記光源は、青色波長帯域のレーザ光を射出する青色レーザダイオードとされていることを特徴とする。

更に、本発明に係る光源装置において前記発光ホイールが備える透明基材は、前記光源からの射出光が照射されて１色又は複数色の波長帯域光を発する第一の蛍光体層と前記光源からの射出光を拡散透過する拡散層とが円周方向に配列されていることを特徴とする。

そして、本発明に係る光源装置において前記第一の蛍光体層は、前記光源からの射出光が照射されて緑色波長帯域光を発する蛍光体層と赤色波長帯域光を発する蛍光体層とから形成されることを特徴とする。

更に、本発明に係る光源装置において前記発光ホイールが備える透明基材は、前記緑色波長帯域光を発する蛍光体層が形成される領域を少なくとも含む範囲の当該蛍光体層の形成面とは異なる面に、前記光源から射出される所定波長帯域光を透過させるとともに前記蛍光体層から射出される緑色波長帯域光を反射させるダイクロイック層を介して、前記蛍光体層が射出する緑色波長帯域光とは異なる波長帯域の光を射出する蛍光体層を形成することを特徴とする。

そして、本発明に係る光源装置において前記発光ホイールが備える透明基材は、前記赤色波長帯域光を発する蛍光体層が形成される領域を少なくとも含む範囲の当該蛍光体層の形成面とは異なる面に、前記光源から射出される所定波長帯域光を透過させるとともに前記蛍光体層から射出される赤色波長帯域光を反射させるダイクロイック層を介して、前記蛍光体層が射出する赤色波長帯域光とは異なる波長帯域の光を射出する蛍光体層を形成することを特徴とする。

また、本発明に係るプロジェクタは、光源装置と、導光装置と、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、前記プロジェクタ制御手段は、カラーセンサを制御して色異常を検出することにより第一の蛍光体層の剥離を検出することを特徴とする。

更に、本発明に係るプロジェクタは、前記カラーセンサにより色異常が検出されると、前記光源装置における光源の発光を停止することを特徴とする。

そして、本発明に係るプロジェクタにおける前記カラーセンサは、ホワイトバランスの検出に使用するセンサと兼用であることを特徴とする。

本発明によれば、励起光源としてレーザ光源を備えて高輝度の蛍光光を発光させる光源装置及び光源装置を備えるプロジェクタにおいて、熱等により発光面の蛍光体層が剥離した際に、異なる波長帯域光の蛍光体を発光させ、カラーセンサにより色異常を検出できることにより、光源の劣化や異常を早急に検出し、プロジェクタ内に熱が籠もり故障を引き起こす原因を防止でき、安全性をより高めることができるプロジェクタを提供することができる。

本発明に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。 本発明に係る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。 本発明に係る光源装置の平面模式図である。 本発明に係る発光ホイールの正面図である。 本発明に係る第二蛍光体層を含む発光ホイールの断面図である。 本発明に係る発光ホイールの第二蛍光体層による反射光に関する説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について述べる。光源装置63は、所定波長帯域光を射出する光源72と、光源72の光軸上に配置された発光ホイール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、を備える。発光ホイール71は、光源72から射出される所定波長帯域光が照射されてその所定波長帯域光と異なる波長帯域の光を射出する第一の蛍光体層131が形成される面を有する透明基材142を備える。透明基材142は、少なくとも第一の蛍光体層131が形成される領域を含む範囲の第一の蛍光体層131の形成面とは異なる面に、光源72から射出される所定波長帯域光を透過させるとともに第一の蛍光体層131から射出される波長帯域光を反射させるダイクロイック層138を介して、光源72から射出される所定波長帯域光が照射されて第一の蛍光体層131が射出する波長帯域の光とは異なる波長帯域の光を射出する第二の蛍光体層133を有する。

また、光源72は、青色波長帯域のレーザ光を射出する青色レーザダイオードとされている。

更に、発光ホイール71が備える透明基材142は、光源72からの射出光が照射されて１色又は複数色の波長帯域光を発する第一の蛍光体層131と光源72からの射出光を拡散透過する拡散層141とが円周方向に配列されている。

そして、第一の蛍光体層131は、光源72からの射出光が照射されて緑色波長帯域光を発する蛍光体層と赤色波長帯域光を発する蛍光体層とから形成される。

また、発光ホイール71が備える透明基材142は、緑色波長帯域光を発する蛍光体層が形成される領域を少なくとも含む範囲のその蛍光体層の形成面とは異なる面に、光源72から射出される所定波長帯域光を透過させるとともに蛍光体層から射出される緑色波長帯域光を反射させるダイクロイック層138を介して、蛍光体層が射出する緑色波長帯域光とは異なる波長帯域の光を射出する蛍光体層を形成する。

そして、発光ホイール71が備える透明基材142は、赤色波長帯域光を発する蛍光体層が形成される領域を少なくとも含む範囲のその蛍光体層の形成面とは異なる面に、光源72から射出される所定波長帯域光を透過させるとともに蛍光体層から射出される赤色波長帯域光を反射させるダイクロイック層138を介して、蛍光体層が射出する赤色波長帯域光とは異なる波長帯域の光を射出する蛍光体層を形成する。

また、プロジェクタ10は、光源装置63と、導光装置75と、表示素子51と、投影側光学系90と、プロジェクタ制御手段とを備え、プロジェクタ制御手段は、カラーセンサ54を制御して色異常を検出することにより第一の蛍光体層131の剥離を検出する。

更に、プロジェクタ10は、カラーセンサ54により色異常が検出されると、光源装置63における光源72の発光を停止する。

そして、カラーセンサ54は、ホワイトバランスの検出に使用するセンサと兼用である。

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、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を有するとともに、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。

また、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。なお、図示しない本体ケース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。

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。なお、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。

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。

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、光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路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。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、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システムをＯＦＦにする等の制御も行う。

更に、制御部38は、色比較手段55を用いてカラーセンサ54からの信号を検出している。カラーセンサ54は、光源装置63である青色の波長帯域のレーザ光が発光ホイールの回転により光の三原色である赤色、緑色、青色の波長帯域光として射出される光の色情報を色比較手段55に伝達する。色比較手段55は、カラーセンサ54により伝達された光の色情報と、光源制御回路41による時分割制御によって管理されている赤色、緑色、青色の発光色とを夫々比較して異なる色であることが検出されると、制御部38に異常信号を出力する。この異常信号を受信した制御部38は、ＬＥＤ等によるエラー表示を行ったり、プロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御を行い、光源の発光を停止させる。

なお、カラーセンサ54は、色情報として赤色、緑色、青色を識別できると同時に各色の光量を測定できるものである。そして、制御部38は、カラーセンサ54による光量の測定結果を色比較手段55を介して受信することによりホワイトバランス等の色調整を行う。

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。また、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。

そして、このプロジェクタ10は、光軸変更ミラー74により反射した光が、集光レンズに入射された際に生じる僅かな集光レンズ表面からの反射光を検出できる位置に配置されたカラーセンサ54を有しており、ホワイトバランス機能における赤色、緑色、青色のカラーバランスの判定に用いるとともに、制御部38が時分割制御により赤色、緑色、青色の点灯タイミングを把握することにより、各色の点灯時に所定以外の波長帯域光が含まれるかを検出可能としている。

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。

また、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、青色の波長帯域光を導光装置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、青色の波長帯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。また、この発光ホイール71は、赤色及び緑色の発光光を光源側に射出し、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。

また、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を備えるとともに、発光ホイール71から射出される所定の波長帯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、本実施例の光源装置及び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。

また、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に照射されるとともに、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、後述する第一の蛍光体層131に含有される蛍光体、或いは拡散層141から所定の波長帯域光が射出され、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。

次に、本実施例に係る発光ホイール71における第一領域及び第二領域の第一の蛍光体層131と第二の蛍光体層133に関して説明する。図５は、本実施例に係る発光ホイール71の正面図であり、図６は、本実施例に係る発光ホイール71の断面図である。

この発光ホイール71は、図５、図６に示すように、所定の一面に拡散層141を有した円板形状であり、ベース材は、透光性の高い透明基材142である。また、発光ホイール71は、赤色波長帯域の発光光が射出される第一領域である赤色領域と、緑色波長帯域の発光光が射出される第二領域である緑色領域と、拡散層141により拡散された光源光が青色波長帯域の光として射出される第三領域である青色領域とが周方向に並設されてなる環状照射領域が設定され、透明基材142の光源側の面における赤色領域には、光源72からの射出光を励起光として赤色波長帯域の光を発光する赤色の第一の蛍光体層131Rが敷設され、透明基材142の光源側の面における緑色領域には、光源72からの射出光を励起光として緑色波長帯域の光を発光する緑色の第一の蛍光体層131Gが敷設されている。

第三領域である青色領域は、拡散層141により拡散され、透光性の高い透明基材142を透過して、青色の波長帯域光として射出される。

この拡散層141は、発光ホイール71の表面に直接形成された微細凹凸によって形成され、微細凹凸の間隔は、１０μｍ乃至１００μｍの範囲とされている。

そして、透明基材142における赤色領域である第一領域の光源側と逆の面には、ダイクロイック層138が形成されている。この第一領域におけるダイクロイック層138は、第一の蛍光体層131を形成する蛍光体が発する赤色を反射させるものであり、青色と緑色の光が入射された場合には透過させる働きを有する。

また、透明基材142における緑色領域である第二領域の光源側と逆の面には、ダイクロイック層138が形成されている。この第二領域におけるダイクロイック層138は、第一の蛍光体層131を形成する蛍光体が発する緑色を反射させるものであり、青色と赤色の光が入射された場合には透過させる働きを有する。

更に、赤色の第一領域におけるダイクロイック層138の表面には緑色の第二の蛍光体層133が形成されており、緑色の第二領域におけるダイクロイック層138の表面には赤色の第二の蛍光体層133が形成されている。

これにより、光源側に形成された第一の蛍光体層131が剥離した場合には、第一蛍光体層131とは異なる波長帯域光の蛍光光を発光させる第二蛍光体層133により、励起光である青色レーザ光が直接射出されることがなくなる。しかも、第一の蛍光体層131が剥離した場合に射出される蛍光光は、正常な場合と比較して異なる波長帯域の蛍光光が射出されることになり、このことを色異常として検出することにより、速やかに第一の蛍光体層131の剥離等を検出できる。

そして、発光ホイール71は、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。そして、発光ホイール71の光源側における中央部分には遮光部161を設けて光の乱反射を防止している。また、ホイールモータ73の回転軸73aの上部にキャップ170を設けて透明基材142を固定することにより、発光ホイール71は、回転むらをなくし、平坦に回転させることができる。

これにより、この発光ホイール71は、毎秒約１２０回等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。

ここで、本実施例において第一蛍光体層131の剥離の発生の際に第二蛍光体層133による反射光により色異常が検出される動作について説明する。図７は、本実施例における第二蛍光体層133による色異常の検出に関する説明図である。

図７（ａ）に示すように光源72によるレーザ光は、第一の蛍光体層131が正常に貼付された発光ホイール71に入射されると、第一の蛍光体層131による波長帯域光の蛍光光を射出して、同波長帯域光の光のみを反射させるダイクロイック層138により反射されて、光源側に射出される。

一方、図７（ｂ）に示すように光源72によるレーザ光は、第一の蛍光体層131が剥離した発光ホイール71に入射されると、剥離した第一の蛍光体層131の波長帯域光の蛍光光のみを反射させるダイクロイック層138に入射し透過することとなる。そして、透過したレーザ光は、第二の蛍光体層133に入射され、第二の蛍光体層133の波長帯域光の蛍光光として、光源側にも反射される。即ち、第二の蛍光体層133を設けることにより、第一の蛍光体層131が剥離した場合でもレーザ光である励起光を蛍光光とすることになる。

以上のように本実施例によればプロジェクタ10は、青色レーザ光を備えた光源装置63において、熱等により表面の蛍光体層が剥離した際に、発光ホイール71の逆の面に形成した異なる波長帯域光の蛍光体層を発光させ、カラーセンサ54により色異常を検出できることにより、安全性を高めることができる。

また、本実施例によれば、熱等により表面の蛍光体層が剥離した際に、レーザ光が装置内で迷光となって、電気機器の筐体内に配置された各種装置に照射して、照射位置に熱が籠もり故障を引き起こすことを防止し、安全性を高めることができる。

更に、本実施例によれば、発光ホイール71に赤色波長帯域光を発する第一の領域と緑色波長帯域光を発する第二の領域とを形成する複数の第一の蛍光体層131が形成されるとともに拡散層141を発光ホイール71に形成して励起光源として青色レーザダイオードを使用しているため光源装置63を時分割に制御して赤色、緑色、青色を射出させることができる。

そして、本来射出されるべき色をカラーセンサ54で認識できるために、第一の蛍光体層131に異常が発生したとき、第二の蛍光体層133の色をカラーセンサ54により検出して色異常の発生を速やかに検出することができる。

そして、本実施例によれば、第一の蛍光体層131による蛍光光の入射面となる第一の蛍光体層131とは逆の発光ホイール71面にダイクロイック層138を設けることにより、反射すべき色以外の第二の蛍光体層133の蛍光光を透過させることができ、第二の蛍光体層133による蛍光光をカラーセンサ54により検出することにより色異常の発生を速やかに検出することができる。

また、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、光源装置63において、蛍光体を励起させる第一光源と、発光効率の良好な種類の蛍光体を有する発光ホイール71と、発光効率の比較的低い種類の蛍光体として、赤色蛍光体を発光ホイールに形成することなく当該低発光効率の蛍光体に対応する赤色の波長帯域光を射出する単色光源である第二光源と、を備える構成にしても構わない。これにより、発光ホイール71は、発光効率の良好な緑色の波長帯域光の蛍光光を発する蛍光体が敷設された緑色領域と、青色の拡散光を発する青色領域の２つの領域とすることとなる。

そして、緑色領域における第一の蛍光体層131Gによる蛍光光の入射面となる第一の蛍光体層131とは逆の発光ホイール71面に緑色を反射させるダイクロイック層138及び赤色の第二の蛍光体層133を設けることにより、第一の蛍光体層131Gの剥離等が発生すれば、第二の蛍光体層133による蛍光光をカラーセンサ54により検出することにより色異常の発生を速やかに検出することができる。

そして、第二光源を有する光源装置63の光学系は、フルカラー画像を形成するために必要な赤色光を第二光源とする赤色発光ダイオードにより発生させて、この赤色光と、発光ホイール71の拡散光を透過した青色光と、発光ホイール71の蛍光体層から発せられた緑色光と、をダイクロイックミラー等を用いて、光軸及び光の進行方向を一致させるものである。

更に、本実施例では光源装置63において、蛍光体を励起させる光源72を青色波長帯域のレーザ光を射出する青色レーザダイオードとしているが、例えば、光源72を紫外線レーザ光を射出する紫外線レーザダイオードとし、青色領域に青色波長帯域の光を発光する青色蛍光体層を形成する構成としても構わない。この場合、青色蛍光体としてタングステン酸カルシウム（ＣａＷＯ４）等を用いることができる。これにより、発光ホイール71は、青色波長帯域の光も蛍光体を利用する構成とすることとなる。つまり、発光ホイール71は、赤色の波長帯域光の蛍光光を発する蛍光体が敷設された赤色領域と、緑色の波長帯域光の蛍光光を発する蛍光体が敷設された緑色領域と、青色の波長帯域光の蛍光光を発する蛍光体が敷設された青色領域と、の３つの蛍光体の領域を備える。

したがって、第一の領域である赤色領域においては、赤色の第一の蛍光体層131Rによる蛍光光の入射面に対応する裏面には赤色を反射させるダイクロイック層138を介して緑色等の第二の蛍光体層133を設ける。そして、第二の領域である緑色領域においては、緑色の第一の蛍光体層131Gによる蛍光光の入射面に対応する裏面には緑色を反射させるダイクロイック層138を介して青色等の第二の蛍光体層133を設ける。また、第三領域である青色領域においては、青色の第一の蛍光体層131による蛍光光の入射面に対応する裏面には青色を反射させるダイクロイック層138を介して赤色等の第二の蛍光体層133を設ける。これにより、第一の蛍光体層131の何れかに剥離等が発生すれば、第二の蛍光体層133による蛍光光をカラーセンサ54により検出することにより色異常の発生を速やかに検出することができる。

そして、本実施例では光源装置63において、蛍光体を励起させる光源72を青色波長帯域のレーザ光を射出する青色レーザダイオードとし、光源72による励起光を発光ホイール71に照射して、蛍光体及び拡散層141を敷設した発光ホイール71を回転させることにより赤色、緑色、青色の夫々を発光させる場合として説明してきたが、例えば、光源72を紫外線レーザ光を射出する紫外線レーザダイオードとし、赤色、緑色、青色の各色を発光させるために３つの独立した発光ホイール71と光源72を設ける構成にしても構わない。

その場合、赤色の発光ホイール71においては、第一の蛍光体層131Rによる蛍光光の入射面に対応する裏面に赤色を反射させるダイクロイック層138を介して緑色の第二の蛍光体層133を設ける。そして、緑色の発光ホイールにおいては、第一の蛍光体層131Gによる蛍光光の入射面に対応する裏面に緑色を反射させるダイクロイック層138を介して青色の第二の蛍光体層133を設ける。また、青色の発光ホイール71においては、第一の蛍光体層131による蛍光光の入射面に対応する裏面に青色を反射させるダイクロイック層138を介して赤色の第二の蛍光体層133を設けることとする。これにより、何れかの発光ホイール71において第一の蛍光体層131の剥離等が発生すれば、第二の蛍光体層133による蛍光光をカラーセンサ54により検出することにより色異常の発生を速やかに検出することができる。

また、本発明のプロジェクタ10は、レーザ光による青色の波長帯域の光を射出するものであって、発光ホイール71は、レーザ光が照射されて赤色の波長帯域光を発光する第一領域とされた第一蛍光体層131Rと、レーザ光が照射されて緑色の波長帯域光を発光する第二領域とされた第一の蛍光体層131Gと、を備え、赤色の波長帯域光を発光する第一蛍光体層131Rと、緑色の波長帯域光を発光する第一の蛍光体層131Gとは円周方向に隣接して配置されることにより、時分割で赤色、緑色、青色を発光させることから、色異常が発生した場合に、直ちにカラーセンサ54により検出することができるので、安全性をより高めることができる。

更に、本発明のプロジェクタ10のカラーセンサ54により色異常が検出されると、光源装置63における光源72の発光を停止させることから、安全性をより高めることができる。

そして、本発明のプロジェクタ10のカラーセンサ54は、ホワイトバランスの検出に使用するセンサと兼用であることから、専用にセンサを設ける必要が無い。

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 53 表示素子冷却装置
54 カラーセンサ 55 色比較手段
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 131 第一蛍光体の層
131R 赤色の第一蛍光体の層 131G 緑色の第一蛍光体の層
133 第二蛍光体の層 138 ダイクロイック層
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 161 遮光部
170 キャップ

Claims (9)

1. 所定波長帯域光を射出する光源と、該光源の光軸上に配置された発光ホイールと、該発光ホイールを回転駆動するホイールモータと、を備え、
   前記発光ホイールは、前記光源から射出される所定波長帯域光が照射されて当該所定波長帯域光と異なる波長帯域の光を射出する第一の蛍光体層が形成される面を有する透明基材を備え、
   前記透明基材は、少なくとも前記第一の蛍光体層が形成される領域を含む範囲の前記第一の蛍光体層の形成面とは異なる面に、前記光源から射出される所定波長帯域光を透過させるとともに前記第一の蛍光体層から射出される波長帯域光を反射させるダイクロイック層を介して、前記光源から射出される所定波長帯域光が照射されて前記第一の蛍光体層が射出する波長帯域の光とは異なる波長帯域の光を射出する第二の蛍光体層を有することを特徴とする光源装置。
2. 前記光源は、青色波長帯域のレーザ光を射出する青色レーザダイオードとされていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記発光ホイールが備える透明基材は、前記光源からの射出光が照射されて１色又は複数色の波長帯域光を発する第一の蛍光体層と前記光源からの射出光を拡散透過する拡散層とが円周方向に配列されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
4. 前記第一の蛍光体層は、前記光源からの射出光が照射されて緑色波長帯域光を発する蛍光体層と赤色波長帯域光を発する蛍光体層とから形成されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記発光ホイールが備える透明基材は、前記緑色波長帯域光を発する蛍光体層が形成される領域を少なくとも含む範囲の当該蛍光体層の形成面とは異なる面に、前記光源から射出される所定波長帯域光を透過させるとともに前記蛍光体層から射出される緑色波長帯域光を反射させるダイクロイック層を介して、前記蛍光体層が射出する緑色波長帯域光とは異なる波長帯域の光を射出する蛍光体層を形成することを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記発光ホイールが備える透明基材は、前記赤色波長帯域光を発する蛍光体層が形成される領域を少なくとも含む範囲の当該蛍光体層の形成面とは異なる面に、前記光源から射出される所定波長帯域光を透過させるとともに前記蛍光体層から射出される赤色波長帯域光を反射させるダイクロイック層を介して、前記蛍光体層が射出する赤色波長帯域光とは異なる波長帯域の光を射出する蛍光体層を形成することを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
7. 光源装置と、導光装置と、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、
   前記光源装置は、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置であり、前記プロジェクタ制御手段は、カラーセンサを制御して色異常を検出することにより第一の蛍光体層の剥離を検出することを特徴とするプロジェクタ。
8. 前記カラーセンサにより色異常が検出されると、前記光源装置における光源の発光を停止することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
9. 前記カラーセンサは、ホワイトバランスの検出に使用するセンサと兼用であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のプロジェクタ。
   

Images