JP5915229B2 - projector - Google Patents
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Description
本発明は、プロジェクターに関するものである。 The present invention relates to a projector.
近年、プロジェクターの高性能化に関して、広色域かつ高効率な光源としてレーザー光源が注目されている。例えば、特許文献1のプロジェクターは、励起光としてレーザー光を射出する複数の光源と、回転板に配置された複数の蛍光体層と、を備えている。 In recent years, laser light sources have attracted attention as high-efficiency light sources with a wide color gamut for high performance projectors. For example, the projector of Patent Document 1 includes a plurality of light sources that emit laser light as excitation light, and a plurality of phosphor layers arranged on a rotating plate.
特許文献1のプロジェクターは、複数の光源から射出されるレーザー光を回転板に形成された蛍光体層に集光させる構成となっている。このような構成の場合、光源からレーザー光が射出されている状態で回転板が停止すると、回転板のある一点にレーザー光が集光する。このとき、レーザー光の照射エネルギーにより、回転板においてレーザー光が集光する部分が高温になる。そのため、回転板においてレーザー光が集光する部分が溶融し、回転板に穴が開いてしまう場合がある。また、回転板が高温にならなくても、蛍光体層が欠落する虞がある。その結果、高出力のレーザー光が回転板を突き抜けて外部に漏れてしまう。 The projector of Patent Document 1 is configured to condense laser light emitted from a plurality of light sources onto a phosphor layer formed on a rotating plate. In the case of such a configuration, when the rotating plate stops in a state where the laser light is emitted from the light source, the laser light is collected at one point on the rotating plate. At this time, the portion of the rotating plate where the laser beam is condensed becomes high temperature due to the irradiation energy of the laser beam. For this reason, a portion of the rotating plate where the laser beam is condensed may be melted and a hole may be formed in the rotating plate. Even if the rotating plate does not reach a high temperature, the phosphor layer may be lost. As a result, high-power laser light penetrates through the rotating plate and leaks to the outside.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高出力の光が外部に漏れることを抑制し安全性を確保することが可能なプロジェクターを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a projector that can prevent high-output light from leaking to the outside and ensure safety.
上記の課題を解決するため、本発明にかかるひとつのプロジェクターは、照明光を変調する光変調装置と、励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、を含み、前記検出装置は、前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明にかかるひとつのプロジェクターは、照明光を変調する光変調装置と、励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、を含み、前記検出装置は、前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記励起光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度未満であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明にかかるひとつのプロジェクターは、照明光を変調する光変調装置と、励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、を含み、前記検出装置は、前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置と、前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置と、を備え、前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置の検出結果及び前記励起光強度検出装置の検出結果に基づいて、前記蛍光発光領域による前記励起光の前記蛍光への変換効率を推定し、推定した変換効率が所定の値以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明のプロジェクターは、照明光を変調する光変調装置と、励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、を含むことを特徴とする。
In order to solve the above problems, one projector according to the present invention includes a light modulation device that modulates illumination light, an excitation light source that emits excitation light, and fluorescence that emits fluorescence when irradiated with the excitation light. A light source device that illuminates the light modulation device, a detection device that detects a partial intensity of light emitted from the light source device, and the light modulation device is in a light-shielded state. A control device that starts emitting the excitation light from the excitation light source in a state where the light modulation device is held, and determines whether or not to cancel the light blocking state of the light modulation device based on a detection result by the detection device The detection device includes a fluorescence intensity detection device that detects a part of the fluorescence intensity, and the control device has a light intensity detected by the fluorescence intensity detection device equal to or greater than a predetermined intensity. When , And cancels the shielding state of the light modulating device.
In order to solve the above problems, one projector according to the present invention includes a light modulation device that modulates illumination light, an excitation light source that emits excitation light, and fluorescence that emits fluorescence when irradiated with the excitation light. A light source device that illuminates the light modulation device, a detection device that detects a partial intensity of light emitted from the light source device, and the light modulation device is in a light-shielded state. A control device that starts emitting the excitation light from the excitation light source in a state where the light modulation device is held, and determines whether or not to cancel the light blocking state of the light modulation device based on a detection result by the detection device The detection device includes an excitation light intensity detection device that detects a part of the intensity of the excitation light, and the control device has a light intensity detected by the excitation light intensity detection device having a predetermined intensity. Is less than Occasionally, and cancels the shielding state of the light modulating device.
In order to solve the above problems, one projector according to the present invention includes a light modulation device that modulates illumination light, an excitation light source that emits excitation light, and fluorescence that emits fluorescence when irradiated with the excitation light. A light source device that illuminates the light modulation device, a detection device that detects a partial intensity of light emitted from the light source device, and the light modulation device is in a light-shielded state. A control device that starts emitting the excitation light from the excitation light source in a state where the light modulation device is held, and determines whether or not to cancel the light blocking state of the light modulation device based on a detection result by the detection device The control device includes: a fluorescence intensity detection device that detects a part of the fluorescence intensity; and an excitation light intensity detection device that detects a part of the excitation light intensity. Is the fluorescence intensity When the conversion efficiency of the excitation light into the fluorescence by the fluorescence emission region is estimated based on the detection result of the detection device and the detection result of the excitation light intensity detection device, and the estimated conversion efficiency is equal to or greater than a predetermined value In addition, the light blocking state of the light modulation device is canceled.
In order to solve the above problems, a projector according to the present invention includes a light modulation device that modulates illumination light, an excitation light source that emits excitation light, and a fluorescence emission region that emits fluorescence when irradiated with the excitation light. A light source device that illuminates the light modulation device, a detection device that detects the intensity of a part of light emitted from the light source device, and the light modulation device is held in a light-shielded state. A control device that starts emitting the excitation light from the excitation light source in a state where the light modulation device is released and determines whether or not to cancel the light shielding state of the light modulation device based on a detection result by the detection device; It is characterized by including.
この構成によれば、安全なレベルを超える強度の励起光が外部に漏れる可能性がある場合、光変調装置の遮光状態が保持されるため、励起光を光変調装置で止めることができる。よって、高出力の光が外部に漏れることを抑制し安全性を確保することが可能となる。 According to this configuration, when there is a possibility that excitation light having a level exceeding a safe level may leak to the outside, the light-blocking state of the light modulation device is maintained, so that the excitation light can be stopped by the light modulation device. Therefore, it is possible to prevent high-output light from leaking to the outside and ensure safety.
前記プロジェクターにおいて、前記検出装置は、前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置と、前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置と、のうち少なくとも一方を備えていてもよい。 In the projector, the detection device includes at least one of a fluorescence intensity detection device that detects a partial intensity of the fluorescence and an excitation light intensity detection device that detects a partial intensity of the excitation light. May be.
前記プロジェクターにおいて、前記検出装置は、前記蛍光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除してもよい。 In the projector, the detection device includes the fluorescence intensity detection device, and the control device has a light shielding state of the light modulation device when a light intensity detected by the fluorescence intensity detection device is equal to or higher than a predetermined intensity. May be released.
前記プロジェクターにおいて、前記検出装置は、前記励起光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記励起光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度未満であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除してもよい。 In the projector, the detection device includes the excitation light intensity detection device, and when the light intensity detected by the excitation light intensity detection device is less than a predetermined intensity, the control device The light blocking state may be canceled.
前記プロジェクターにおいて、前記検出装置は、前記蛍光強度検出装置及び前記励起光強度検出装置を備え、前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置の検出結果及び前記励起光強度検出装置の検出結果に基づいて、前記蛍光発光領域による前記励起光の前記蛍光への変換効率を推定し、推定した変換効率が所定の値以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除してもよい。 In the projector, the detection device includes the fluorescence intensity detection device and the excitation light intensity detection device, and the control device is based on a detection result of the fluorescence intensity detection device and a detection result of the excitation light intensity detection device. The conversion efficiency of the excitation light into the fluorescence by the fluorescence emission region may be estimated, and when the estimated conversion efficiency is greater than or equal to a predetermined value, the light blocking state of the light modulation device may be canceled.
前記プロジェクターにおいて、前記蛍光発光素子は、所定の回転軸を中心として回転する回転板であり、前記蛍光発光領域が前記回転板の回転方向に沿って設けられていてもよい。 In the projector, the fluorescent light emitting element may be a rotating plate that rotates about a predetermined rotation axis, and the fluorescent light emitting region may be provided along a rotation direction of the rotating plate.
この構成によれば、励起光源から射出された励起光の照射により回転板において発生する熱を、回転板の回転方向に沿った広い領域で放散させることができる。このため、励起光源から射出された励起光の照射により回転板が溶融することを抑制することができる。 According to this configuration, heat generated in the rotating plate by irradiation of excitation light emitted from the excitation light source can be dissipated in a wide region along the rotation direction of the rotating plate. For this reason, it can suppress that a rotating plate melt | dissolves by irradiation of the excitation light inject | emitted from the excitation light source.
前記プロジェクターにおいて、少なくとも、前記励起光の照射スポットが前記蛍光発光領域内に位置している期間、前記検出装置は前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出し、前記検出装置は、前記期間の検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断してもよい。 In the projector, at least during a period in which the irradiation spot of the excitation light is located in the fluorescent light emission region, the detection device detects the intensity of a part of the light emitted from the light source device, and the detection device Based on the detection result of the period, it may be determined whether or not to cancel the light blocking state of the light modulation device.
前記プロジェクターにおいて、前記制御装置は、前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記蛍光発光素子を回転させ、前記蛍光発光素子の回転数が所定の回転数以上であるときに、前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させてもよい。 In the projector, the control device rotates the fluorescent light emitting element in a state where the light modulation device is held in a light-shielded state, and when the rotation speed of the fluorescent light emitting element is equal to or higher than a predetermined rotation speed, the excitation device You may start emitting the said excitation light from a light source.
前記プロジェクターにおいて、前記励起光源は前記励起光としてレーザー光を射出してもよい。 In the projector, the excitation light source may emit laser light as the excitation light.
この構成によれば、光源として例えばハロゲンランプや超高圧水銀ランプ等を用いる場合に比べて集光性が高い。そのため、回転板には高出力の光が集光される。このとき、回転板においてレーザー光が集光する部分が溶融して穴が開きやすくなる。よって、このような構成においては、高出力の光が外部に漏れることを抑制し安全性を確保するという本発明の効果が顕著なものとなる。 According to this configuration, the light condensing property is high as compared with the case where a halogen lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, or the like is used as the light source. Therefore, high-power light is collected on the rotating plate. At this time, a portion where the laser beam is condensed on the rotating plate is melted and a hole is easily opened. Therefore, in such a configuration, the effect of the present invention that suppresses leakage of high-output light to the outside and secures safety becomes remarkable.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each structure easy to understand, an actual structure and a scale, a number, and the like in each structure are different.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るプロジェクター1000の光学系を示す模式図である。
図1に示すように、プロジェクター1000は、光源装置1と、照明光学系100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400R、液晶光変調装置400G、液晶光変調装置400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投写光学系600と、蛍光強度検出装置50と、駆動装置60と、制御装置70と、を具備して構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system of a
As shown in FIG. 1, the
光源装置1は、励起光源10、コリメーターレンズアレイ13、集光レンズ20、蛍光発光素子30、及びコリメート光学系40を備えている。励起光源10から射出される励起光の光路上には、コリメーターレンズアレイ13、集光レンズ20、蛍光発光素子30、コリメート光学系40がこの順に配置されている。光源装置1は光変調装置を照明する。
The light source device 1 includes an
励起光源10は、複数のレーザー光源12が二次元的に配列されたレーザー光源アレイである。
The
励起光源10は、後述する蛍光発光素子30が備える蛍光物質を励起させる励起光として、青色(発光強度のピーク:445nm付近)のレーザー光を射出する。なお、励起光源10は、後述する蛍光物質を励起させることができる波長の光であれば、445nm以外のピーク波長を有する色光を射出する励起光源であっても構わない。
The
コリメーターレンズアレイ13は、各レーザー光源12に対応して設けられた複数のマイクロレンズ130が二次元的に配列されて構成されている。このコリメーターレンズアレイ13は、各マイクロレンズ130が、それぞれ、各レーザー光源12から射出される各レーザー光の光線軸上となるように配置され、各レーザー光を平行化する。
The
集光レンズ20は、例えば凸レンズからなる。集光レンズ20は、コリメーターレンズアレイ13から入射する複数のレーザー光(励起光)の光線軸上に配置され、この励起光を収束する。
The
図2は、蛍光発光素子30の斜視図である。
蛍光発光素子30はいわゆる透過型の回転蛍光板である。蛍光発光素子30は、図1及び図2に示すように、所定の回転軸を中心としてモーター33により回転駆動される回転板31の上に、蛍光発光領域が設けられてなる。蛍光発光領域は回転板31の回転軸Oの回りに設けられ、蛍光発光領域には蛍光体層32が設けられている。回転板31は、ガラスなど、励起光を透過する材料からなる。
FIG. 2 is a perspective view of the fluorescent
The fluorescent
蛍光体層32は図示しない蛍光体粒子とバインダーを含む。蛍光体粒子は、波長が例えば約445nmの励起光(青色光)を吸収して、波長帯域が概ね490〜750nmの蛍光を発する粒子状の蛍光物質である。この蛍光には、緑色光(波長530nm付近)及び赤色光(波長630nm付近)が含まれる。
The
蛍光体粒子としては、通常知られたYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体層を用いることができる。例えば、平均粒径が10μmの(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ceで示される組成のYAG系蛍光体層を用いることができる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、1種であっても良く、2種以上の形成材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いることとしても良い。 As the phosphor particles, a commonly known YAG (yttrium, aluminum, garnet) phosphor layer can be used. For example, a YAG phosphor layer having a composition represented by (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce having an average particle diameter of 10 μm can be used. The phosphor particle forming material may be one kind, or a mixture of particles formed using two or more kinds of forming materials may be used as the phosphor particles.
この蛍光体層32には、集光レンズ20によって集光された励起光(青色光)が、回転板31の蛍光体層32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30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32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30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30からコリメート光学系40に向かって白色光が射出される。
The
回転板31は、使用時において7500rpmで回転する。回転板31の直径は50mmであり、蛍光体層32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。つまり、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Oの回りに円を描くように移動する。
The rotating
コリメート光学系40は、蛍光発光素子30と照明光学系100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40は、蛍光発光素子30からの光の広がりを抑える第1レンズ41と、第1レンズ41から入射される光を平行化する第2レンズ42とを含んで構成されている。第1レンズ41は、例えば凸のメニスカスレンズからなり、第2レンズ42は、例えば凸レンズからなる。コリメート光学系40は、蛍光発光素子30からの光を略平行化した状態で照明光学系100に入射させる。
The collimating
照明光学系100は、光源装置1と色分離導光光学系200との間に配置されている。照明光学系100は、集光レンズ101、ロッドインテグレーター102、及び平行化レンズ103を備えている。
The illumination
集光レンズ101は、例えば凸レンズからなる。集光レンズ101は、コリメート光学系40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。
The condensing
集光レンズ101を透過した光は、ロッドインテグレーター102の一端側に入射する。ロッドインテグレーター102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101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102の光路方向に直交する断面形状は、液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、液晶光変調装置400Bの画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。
The light transmitted through the
ロッドインテグレーター102の他端側から射出された光は、平行化レンズ103により平行化され、照明光学系100から射出される。
Light emitted from the other end of the
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100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400R、液晶光変調装置400G、液晶光変調装置400Bに導光する機能を有する。
The color separation light guide
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。
The
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。
The
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400B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400G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400Rの画像形成領域に入射する。
The blue light transmitted through the
液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、液晶光変調装置400Bは、通常知られたものを用いることができ、例えば、液晶素子410と液晶素子410を挟持する偏光素子420、偏光素子430とを有した、透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成される。偏光素子420、偏光素子430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。
As the liquid crystal
液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、液晶光変調装置400Bは、光源装置1からの照明光、すなわち入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、光源装置1の照明対象である。これら液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G及び液晶光変調装置400Bによって、入射された各色光の光変調が行われる。
The liquid crystal
例えば、液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、液晶光変調装置400Bは、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像情報に応じて、入射側偏光板420から射出された1種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
For example, the liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム500は、射出側偏光板430から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合せた平面視略正方形状をなしている。直角プリズムを貼り合せた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向が揃えられることにより、3つの色光が合成される。
The cross
クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって拡大投写され、スクリーンSCR上に画像が形成される。
The color image emitted from the cross
このように、本実施形態にかかるプロジェクター1000においては、励起光源10から励起光として射出された青色のレーザー光の一部が、液晶光変調装置400Bによって変調されることによって、青色画像が形成される。つまり、励起光源10から射出され、蛍光体層32を透過したレーザー光がスクリーンSCRに照射される。
As described above, in the
ここで、レーザー光の危険度合いを、レーザー光の出力の大きさの指標となる「クラス」と各クラスにおける「危険評価」について規格化された表1を用いて説明する。 Here, the degree of danger of laser light will be described with reference to Table 1 standardized for “class” which is an index of the magnitude of laser light output and “danger assessment” in each class.
表1に示すように、レーザー光において出力の大きさの指標となるクラスは、クラス1、クラス1M、クラス2、クラス2M、クラス3R、クラス3B、クラス4の7つのクラスに分別される。
As shown in Table 1, classes that serve as indicators of the output magnitude of laser light are classified into seven classes: class 1, class 1M,
クラス1に分類されるレーザー光源の出力は、設計上本質的に安全である。 The output of laser light sources classified as class 1 is inherently safe in design.
クラス1Mに分類されるレーザー光源の出力は、低出力(302.5〜4000nmの波長)である。ビーム内観察状態も含め、一定条件の下では安全である。ビーム内で光学的手段を用いて観察すると、危険となる場合がある。 The output of the laser light source classified into class 1M is low output (wavelength of 302.5 to 4000 nm). It is safe under certain conditions including in-beam observation. Observing with optical means in the beam can be dangerous.
クラス2に分類されるレーザー光源の出力は、可視光で低出力(400〜700nmの波長)である。直接ビーム内観察状態も含め、通常目の嫌悪反応によって目の保護がなされる。
The output of the laser light source classified as
クラス2Mに分類されるレーザー光源の出力は、可視光で低出力(400〜700nmの波長)である。通常目の嫌悪反応によって目の保護がなされる。ビーム内で光学的手段を用いて観察すると、危険となる場合がある。 The output of the laser light source classified into class 2M is low output (wavelength of 400 to 700 nm) with visible light. The eyes are protected by normal eye disgust. Observing with optical means in the beam can be dangerous.
クラス3Rに分類されるレーザー光源の出力は、可視光ではクラス2の5倍以下(400〜700nmの波長)の出力であり、可視光以外ではクラス1の5倍以下(302.5nm以上の波長)の出力である。直接ビーム内観察状態では、危険となる場合がある。
The output of laser light sources classified as class 3R is 5 times or less (400 to 700 nm wavelength) of
クラス3Bに分類されるレーザー光源の出力は、0.5W以下の出力である。直接ビーム内観察をすると危険である。ただし、拡散反射による焦点を結ばないパルスレーザ放射の観察は危険ではなく、ある条件下では安全に観察できる。 The output of the laser light source classified into class 3B is an output of 0.5 W or less. Direct in-beam observation is dangerous. However, observing pulsed laser radiation that is not focused by diffuse reflection is not dangerous and can be observed safely under certain conditions.
クラス4に分類されるレーザー光源の出力は、高出力である。危険な拡散反射を生じる可能性がある。これらは皮膚障害をもたらし、また、火災を発生させる危険がある。 The output of the laser light source classified into class 4 is high output. May cause dangerous diffuse reflection. These can cause skin damage and can be a fire hazard.
光源装置1が正常に動作している場合には、スクリーンSCRに投影される青色のレーザー光の強度は安全な強度を保っている。しかし、スクリーンSCRに投影される青色のレーザー光の強度が何らかの原因によって安全なレベルを超える場合が想定される。クラス4のような危険度合いの高いレーザー光がスクリーンSCRに照射されることは好ましくない。 When the light source device 1 is operating normally, the intensity of the blue laser light projected onto the screen SCR maintains a safe intensity. However, it is assumed that the intensity of the blue laser light projected on the screen SCR exceeds a safe level for some reason. It is not preferable to irradiate the screen SCR with laser light having a high risk level such as class 4.
ここで、光源装置1に異常が発生している場合を考える。ここでは、光源装置1に発生する異常として、蛍光体層32に発生した欠陥を例にとって説明する。蛍光体層32に発生する欠陥としては、光源装置1が作動中に回転板31の回転数が低下したことによって蛍光体層32の一部が異常に過熱され、蛍光体層32の一部が変質することがありうる。また、同様に蛍光体層32の一部が異常に過熱され、蛍光体層32の一部が消失することがありうる。また、蛍光体層32の一部が欠落することがありうる。蛍光体層32に欠陥が生じた部分では励起光のうち蛍光に変換される成分が減少するため、蛍光体層32に欠陥が生じた部分から射出される蛍光は弱くなり、蛍光体層32に欠陥が生じた部分を透過する励起光の強度は強くなる。そして、蛍光体層32に欠陥が生じた部分を透過する励起光の強度が安全なレベルを超える可能性がある。
Here, a case where an abnormality has occurred in the light source device 1 is considered. Here, a defect occurring in the
そこで、本実施形態にかかるプロジェクター1000は、蛍光体層32から射出される蛍光の一部の強度を検出する検出装置としての蛍光強度検出装置50と、液晶光変調装置400Bの遮光状態を解除するか否かを蛍光強度検出装置50による検出結果に基づいて判断する制御装置70と、を備える。蛍光強度検出装置50としては、例えばフォトダイオードを用いる。制御装置70は、プロジェクター1000が起動されたとき、液晶光変調装置400Bが遮光状態に保持された状態で、励起光源10から励起光が射出されることを開始させる。その後、制御装置70は、蛍光強度検出装置50により検出される光の強度が所定の範囲内であると判断した場合に、液晶光変調装置400Bの遮光状態を解除するように駆動装置60を制御する。これにより、高出力のレーザー光がスクリーンSCRに照射されることを抑制している。なお、本実施形態においては、制御装置70は、表1に示すクラス4に相当する出力のレーザー光がスクリーンSCRに照射されることを抑制するように構成されている。
Therefore, the
本実施形態の蛍光強度検出装置50は、第2レンズ42と集光レンズ101との間を通過する蛍光の光線束の近傍に配置されており、光源装置1から射出された蛍光の迷光の強度、すなわち光源装置1から射出された蛍光の一部の強度を検出する。
The fluorescence
次に、液晶光変調装置400Bの遮光状態を解除するまでのプロジェクター1000の動作について、図3ないし図5を用いて説明する。なお、蛍光体層32の一部に欠陥が発生しており、蛍光強度検出装置50によって検出される蛍光の迷光の強度が図3に示したように時間的に変動している場合を想定して説明する。
Next, the operation of the
まず、液晶光変調装置400Bを遮光状態に保持する(図4に示すステップS1)。具体的には、制御装置70は、プロジェクター1000が起動されると、駆動装置60に制御信号を送る。制御信号を受信した駆動装置60は、液晶光変調装置400Bを遮光状態にさせ、液晶光変調装置400Bの遮光状態を保持する。ただし、駆動装置60が作動していない状態で液晶光変調装置400Bが遮光状態になっているならば、液晶光変調装置400Bを遮光状態にさせる動作は不要である。
First, the liquid crystal
次に、蛍光発光素子30を回転させる(図4に示すステップS2)。
Next, the fluorescent
制御装置70は、蛍光発光素子30が回転すると、蛍光発光素子30の回転数が所定の回転数以上であるか否かを判断し(図4に示すステップS3)、蛍光発光素子30の回転数が所定の回転数以上である場合には、励起光源10を起動させる(図4に示すステップS4)。
When the fluorescent
ここで、所定の回転数は、蛍光発光素子30が励起光の照射により蛍光発光素子30に蓄積される熱を放散することが可能な回転数である。この所定の回転数は、励起光源10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32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。
Here, the predetermined rotational speed is a rotational speed at which the fluorescent
一方、蛍光発光素子30の回転数が所定の回転数未満である場合には、制御装置70はモーター33に停止信号を出力し(図4に示すステップS5)、エラー表示がされる(図4に示すステップS6)。例えば、ユーザーはプロジェクターに備えられた警告灯が点灯していることを見て、プロジェクター1000に異常が生じたことを認識する。
On the other hand, when the rotational speed of the fluorescent
励起光源10が起動すると、励起光源10から励起光が射出され、回転板31に形成された蛍光体層32に励起光が集光される。励起光の照射スポットは、蛍光発光素子30の回転によって、回転軸Oの回りに円を描くように移動する。本実施形態においては、蛍光強度検出装置50によって、光源装置1から射出された蛍光の迷光の強度が検出される。
When the
図3は、蛍光体層32の一部に欠陥が発生している場合、蛍光強度検出装置50によって検出される蛍光の迷光の強度の時間変化を示すグラフである。図3において、横軸は時間、縦軸は蛍光強度検出装置50が検出した蛍光の迷光の強度である。また、t1は回転板31が1回転するために必要な時間である。
FIG. 3 is a graph showing temporal changes in the intensity of the stray light of the fluorescence detected by the fluorescence
蛍光体層32のうち欠陥が発生していない領域に励起光が照射されている期間では、蛍光強度検出装置50によって検出される蛍光の迷光の強度はK0である。しかし、蛍光体層32のうち欠陥が発生している領域に励起光が照射されている期間では、光源装置1から射出される蛍光の強度は低下する。そのため図3に示したように、その期間では、蛍光強度検出装置50によって検出される蛍光の迷光の強度も低下する。
In the period in which the excitation light is irradiated to the region of the
ステップS11において、制御装置70は、少なくとも、励起光の照射スポットが蛍光発光領域内に位置している間、蛍光の迷光の強度を蛍光強度検出装置50によって検出する。励起光の照射スポットが蛍光発光領域内に位置している期間とは、本実施例の場合t1である。さらに、制御装置70は、蛍光強度検出装置50によって検出される蛍光の迷光の強度が、回転板31が1回転する間、常に所定の強度K1以上であるか否かを判断する。所定の強度K1は、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影されるか否かを判定するために設定される値である。所定の強度K1は、蛍光強度検出装置50を配置する場所や、蛍光体層32の発光効率などに基づいて適宜設定される。蛍光強度検出装置50によって検出される蛍光の迷光の強度が、回転板31が1回転する間、常に所定の強度K1以上である、と判断された場合は、蛍光体層32に欠陥が発生していたとしても、安全なレベルを超える強度の励起光はスクリーンSCRに投影されない、と判定される。そこでこの場合には、制御装置70は、液晶光変調装置400Bの遮光状態を解除する制御を行う(図5に示すステップS12)。具体的には、制御装置70は、駆動装置60に制御信号を送る。その制御信号を受けた駆動装置60は、液晶光変調装置400Bの遮光状態を解除する。遮光状態が解除された液晶光変調装置400Bは、光源装置1から射出された光の変調を開始する。これにより、所望のカラー画像がスクリーンSCR上に形成される。
In step S <b> 11, the
一方、回転板31が1回転する期間のうち一時的にまたは常に、蛍光強度検出装置50によって検出される蛍光の迷光の強度が所定の強度K1未満である場合、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影される、と判定される。そこで、ステップS13において、制御装置70は、液晶光変調装置400Bの遮光状態を保持したまま、励起光源10に停止信号を出力する。励起光源10に制御装置70から停止信号が入力されると、励起光源10からの励起光の射出が停止する。
On the other hand, if the intensity of the stray light of the fluorescence detected by the fluorescence
また、制御装置70は、モーター33に停止信号を出力する。モーター33に制御装置70から停止信号が入力されると、蛍光発光素子30の回転が停止する(図5に示すステップS14)。
Further, the
そして、エラー表示がされる(図5に示すステップS15)。例えば、ユーザーはプロジェクターに備えられた警告灯が点灯していることを見て、プロジェクター1000に異常が生じたことを認識する。
Then, an error is displayed (step S15 shown in FIG. 5). For example, the user recognizes that an abnormality has occurred in the
このように、本実施形態のプロジェクター1000によれば、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影される可能性がある場合、液晶光変調装置400Bの遮光状態が保持されるため、励起光を液晶光変調装置400Bで止めることができる。よって、高出力の光がスクリーンSCRに投影されることを抑制し安全性を確保することが可能となる。
Thus, according to the
また、この構成によれば、励起光源10から射出された励起光の照射により回転板31において発生する熱を、回転板31の回転方向に沿った広い領域で放散させることができる。このため、励起光源10から射出された励起光の照射により回転板31が溶融することを抑制することができる。
Further, according to this configuration, the heat generated in the
また、この構成によれば、励起光源10としてレーザー光源を用いているため、例えばハロゲンランプや超高圧水銀ランプ等を用いる場合に比べて集光性が高い。そのため、回転板31には高出力の光が集光される。このとき、回転板31においてレーザー光が集光する部分が溶融して穴が開きやすくなる。よって、このような構成においては、高出力の光がスクリーンSCRに照射されることを抑制し安全性を確保するという本発明の効果が顕著なものとなる。
Further, according to this configuration, since the laser light source is used as the
また、本実施形態においては、蛍光強度検出装置50が第2レンズ42と集光レンズ101との間を通過する蛍光の光線束の近傍に配置された例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、蛍光強度検出装置50が平行化レンズ103とダイクロイックミラー210との間を通過する蛍光の光線束の近傍に配置されていてもよい。すなわち、蛍光強度検出装置50は、蛍光体層32から放射された蛍光の迷光の強度を検出可能な位置に配置されていればよい。
In the present embodiment, the fluorescence
また、本発明は蛍光の迷光の強度を検出することに限られない。例えば、蛍光体層32から放射された蛍光の光路上の一部に偏光ビームスプリッターを配置し、蛍光のうち入射側偏光板420を透過しない偏光成分を蛍光強度検出装置50に導くように構成してもよい。この構成によれば、蛍光のうち入射側偏光板420を透過しない偏光成分の強度を検出することができる。また、蛍光体層32から放射された蛍光の光束のうち、液晶光変調装置の画像形成領域に入射しない部分に蛍光強度検出装置50を設けてもよい。いずれの構成によっても、蛍光体層32から放射された蛍光のうち一部の強度を検出することができる。
The present invention is not limited to detecting the intensity of fluorescent stray light. For example, a polarization beam splitter is disposed in a part of the optical path of the fluorescence emitted from the
また、本実施形態の光源装置1では、光源としてレーザー光を射出する光源を用いたが、これに限らない。例えば、光源としてレーザー光以外の光を射出する光源を用いてもよい。 Moreover, in the light source device 1 of this embodiment, the light source which inject | emits a laser beam was used as a light source, However, It is not restricted to this. For example, a light source that emits light other than laser light may be used as the light source.
また、本実施形態の光源装置1では、蛍光体層が形成された基板として回転板を用いたが、これに限らない。例えば、蛍光体層が形成された基板として励起光が入射する方向に対して交差する方向に振動可能な基板を用いてもよい。すなわち、蛍光体層が形成された基板は、励起光が入射する方向に対して交差する方向に移動可能であればよい。 In the light source device 1 of the present embodiment, the rotating plate is used as the substrate on which the phosphor layer is formed. However, the present invention is not limited to this. For example, a substrate that can vibrate in a direction crossing the direction in which excitation light is incident may be used as the substrate on which the phosphor layer is formed. That is, the substrate on which the phosphor layer is formed only needs to be movable in a direction intersecting the direction in which the excitation light is incident.
また、本実施形態のプロジェクター1000では、液晶光変調装置として3つの液晶光変調装置を用いたが、これに限らない。1つ、2つ又は4つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。液晶光変調装置の数に関わらず、蛍光体層32を透過した励起光が入射される液晶光変調装置の遮光状態を解除するか否かを蛍光強度検出装置50による検出結果に基づいて判断することにより、高出力の光がスクリーンSCRに投影されることを抑制し安全性を確保することが可能となる。
In the
また、本実施形態のプロジェクター1000では、透過型のプロジェクターを用いたが、これに限らない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過するタイプであることを意味している。「反射型」とは、反射型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
In the
(第2実施形態)
図6は、本発明の第2実施形態に係るプロジェクター2000を示す模式図である。
図6に示すように、本実施形態に係るプロジェクター2000は、2つの光源装置(赤色光R及び緑色光Gを射出する第1の光源装置2、青色光Bを射出する第2の光源装置3)を備えている点、2つの照明光学系(第1の照明光学系100A、第2の照明光学系100B)を備えている点、色分離導光光学系200に替えて色分離導光光学系201を備えている点、蛍光強度検出装置50に替えて励起光強度検出装置51を備えている点、で上述の第1実施形態に係るプロジェクター1000と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図1と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a
As shown in FIG. 6, the
図6に示すように、プロジェクター2000は、第1の光源装置2と、第2の光源装置3と、第1の照明光学系100Aと、第2の照明光学系100Bと、色分離導光光学系201と、光変調装置としての液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、液晶光変調装置400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投写光学系600と、励起光強度検出装置51と、駆動装置60と、制御装置70と、を具備して構成されている。
As shown in FIG. 6, the
第1実施形態で説明した光源装置1は、赤色光Rおよび緑色光Gを含む蛍光だけでなく、励起光(青色光B)の一部も射出する構成となっていた。これに対し、本実施形態に係る第1の光源装置2は、赤色光Rおよび緑色光Gを含む蛍光を射出するが、励起光(青色光B)は射出しない。
The light source device 1 described in the first embodiment is configured to emit not only fluorescence including red light R and green light G but also part of excitation light (blue light B). In contrast, the first
本実施形態のプロジェクター2000では、励起光源10から射出された青色光の全てを蛍光体層32の励起光として利用する。液晶光変調装置400Bの照明光として利用する青色光は、第1の光源装置2とは別個に設けられた第2の光源装置3から射出される。
In the
第1の照明光学系100Aは、第1の光源装置2と色分離導光光学系201との間に配置されている。なお、第1の照明光学系100Aの構成は、第1実施形態に係る照明光学系100の構成と同じである。
The first illumination
一方、第2の光源装置3は、光源80と、コリメート光学系40と、を備えている。光源80は、青色光Bを射出するLED(Light Emitting Diode)光源である。コリメート光学系40は、青色光Bが入射する第1レンズ41と第1レンズ41を透過したレーザー光を平行化する第2レンズ42とを有する。コリメート光学系40は、光源80から射出された青色光Bを平行化する。
On the other hand, the second light source device 3 includes a
第2の照明光学系100Bは、第2の光源装置3と色分離導光光学系201との間に配置されている。なお、第2の照明光学系100Bの構成は、第1実施形態に係る照明光学系100の構成と同じである。
The second illumination
第1の光源装置2から射出された蛍光RGは、第1の照明光学系100Aにより色分離導光光学系201に導かれる。
The fluorescence RG emitted from the first
第2の光源装置3から射出された光(青色光B)は、第2の照明光学系100Bにより色分離導光光学系201に導かれる。
The light (blue light B) emitted from the second light source device 3 is guided to the color separation light guide
色分離導光光学系201は、ダイクロイックミラー211、反射ミラー221、反射ミラー231、及び反射ミラー251を備えている。
The color separation light guide
第1の照明光学系100Aから射出された蛍光RGは、ダイクロイックミラー211に入射する。ダイクロイックミラー211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211は、赤色光成分を反射し、緑色光や青色光などの赤色光よりも短波長の光を透過させる。
The fluorescence RG emitted from the first illumination
蛍光RGに含まれる緑色光Gは、ダイクロイックミラー211を透過し、反射ミラー221にて反射して、緑色光用の液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。また、蛍光RGに含まれる赤色光Rは、ダイクロイックミラー211で反射し、反射ミラー231にて反射して、赤色光用の液晶光変調装置400Rの画像形成領域に入射する。
The green light G contained in the fluorescent light RG passes through the
一方、第2の照明光学系100Bから射出された光(青色光B)は、反射ミラー251にて反射し、青色用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。
On the other hand, the light (blue light B) emitted from the second illumination
液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、液晶光変調装置400Bは、第1の光源装置2、第2の光源装置3からの照明光、すなわち入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。これら液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G及び液晶光変調装置400Bによって、入射された各色光の光変調が行われる。
The liquid crystal
プロジェクター2000においては、励起光源10から射出された励起光の全てを蛍光体層32によって蛍光に変換するため、第1の光源装置2が正常に動作していれば、励起光がスクリーンSCRに投影されることはない。
In the
ここで、実施形態1と同様に、蛍光体層32に欠陥が発生している場合を考える。蛍光体層32に欠陥が生じた部分では、励起光のうち蛍光に変換されない成分が生じる。励起光のうち蛍光に変換されなかった成分は蛍光体層32を透過し、蛍光RGとともにダイクロイックミラー211へ入射する。ダイクロイックミラー211へ入射する励起光の強度が安全なレベルを超える可能性がある。ダイクロイックミラー211へ入射した励起光はダイクロイックミラー211を透過し、反射ミラー221にて反射して、緑色光用の液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。
Here, as in the first embodiment, a case where a defect has occurred in the
そこで、本実施形態にかかるプロジェクター2000は、過度に強い励起光がスクリーンSCRに照射されることを抑制するために、蛍光体層32に欠陥が発生している場合に過度に強い励起光が入射する可能性がある液晶光変調装置400Gの動作の制御を、検出装置による検出結果に基づいて行う。プロジェクター2000は、蛍光体層32から射出される励起光の強度を検出する検出装置としての励起光強度検出装置51と、液晶光変調装置400Gの遮光状態を解除するか否かを励起光強度検出装置51による検出結果に基づいて判断する制御装置71と、を備える。励起光強度検出装置51としては、例えばフォトダイオードを用いる。制御装置71は、プロジェクター2000が起動されたとき、液晶光変調装置400Gが遮光状態に保持された状態で、励起光源10から励起光が射出されることを開始させる。その後、制御装置71は、励起光強度検出装置51により検出される光の強度が所定の範囲内であると判断した場合に、液晶光変調装置400Gの遮光状態を解除するように駆動装置60を制御する。遮光状態が解除された液晶光変調装置400Gは、第1の光源装置2から射出された光の変調を開始する。これにより、高出力のレーザー光がスクリーンSCRに照射されることを抑制している。なお、本実施形態においても、制御装置71は、表1に示すクラス4に相当する出力のレーザー光がスクリーンSCRに照射されることを抑制するように構成されている。
Therefore, in the
本実施形態の励起光強度検出装置51は、ダイクロイックミラー211と反射ミラー221との間において光の光線束の近傍に配置されており、第1の光源装置2から射出される励起光の迷光の強度、すなわち第1の光源装置2から射出される励起光の一部の強度を検出する。
The excitation light
次に、液晶光変調装置400Gの遮光状態を解除するまでのプロジェクター2000の動作について、図7及び図8を用いて説明する。なお、蛍光体層32の一部に欠陥が発生しており、励起光強度検出装置51によって検出される励起光の迷光の強度が図7に示したように時間的に変動している場合を想定して説明する。
Next, the operation of the
なお、液晶光変調装置400Gを遮光状態にさせてから(図4に示すステップS1に相当)、励起光源10を起動させるまで(図4に示すステップS4に相当)、のプロジェクター2000の動作は上述した第1実施形態に係るプロジェクター1000の動作と同様であるため、説明は省略する。
Note that the operation of the
励起光源10が起動すると、励起光源10から励起光が射出され、回転板31に形成された蛍光体層32に励起光が集光される。励起光の照射スポットは、蛍光発光素子30の回転によって、回転軸Oの回りに円を描くように移動する。本実施形態においては、励起光強度検出装置51によって、第1の光源装置2から射出された励起光の迷光の強度が検出される。
When the
図7は、蛍光体層32の一部に欠陥が発生している場合、励起光強度検出装置51によって検出される励起光の迷光の強度の時間変化を示すグラフである。図7において、横軸は時間、縦軸は励起光強度検出装置51が検出した励起光の迷光の強度である。また、t1は回転板31が1回転するために必要な時間である。
FIG. 7 is a graph showing temporal changes in the intensity of stray light of excitation light detected by the excitation light
蛍光体層32のうち欠陥が発生していない領域に励起光が照射されている期間では、励起光強度検出装置51によって検出される励起光の迷光の強度はR0である。本実施形態では、強度R0はゼロである。一方、蛍光体層32のうち欠陥が発生している領域に励起光が照射されている期間では、第1の光源装置2から射出される励起光の強度は増加する。その期間では、図7に示したように励起光強度検出装置51によって検出される励起光の迷光の強度も増加する。
In a period in which excitation light is irradiated to a region where no defect has occurred in the
ステップS21において、制御装置71は、少なくとも、励起光の照射スポットが蛍光発光領域内に位置している間、励起光の迷光の強度を励起光強度検出装置51によって検出する。励起光の照射スポットが蛍光発光領域内に位置している期間とは、本実施例の場合t1である。さらに、制御装置71は、励起光強度検出装置51によって検出される励起光の迷光の強度が、回転板31が1回転する間、常に所定の強度R1以下であるか否かを判断する。所定の強度R1は、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影されるか否かを判定するために設定される値である。所定の強度R1は、励起光強度検出装置51を配置する場所や励起光源10の出力などに基づいて適宜設定される。励起光強度検出装置51によって検出される励起光の迷光の強度が、回転板31が1回転する間、常に所定の強度R1以下である、と判断された場合は、蛍光体層32に欠陥が発生していたとしても、安全なレベルを超える強度の励起光はスクリーンSCRに投影されない、と判定される。そこでこの場合には、制御装置71は、液晶光変調装置400Gの遮光状態を解除する制御を行う(図8に示すステップS22)。具体的には、制御装置71は、駆動装置60に制御信号を送る。その制御信号を受けた駆動装置60は、液晶光変調装置400Gの遮光状態を解除する。遮光状態が解除された液晶光変調装置400Gは、第1の光源装置2から射出された光の変調を開始する。これにより、所望のカラー画像がスクリーンSCR上に形成される。
In step S21, the
一方、回転板31が1回転する期間のうち一時的にまたは常に、励起光強度検出装置51によって検出される励起光の迷光の強度が所定の強度R1よりも大きい場合、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影される、と判定される。そこで、ステップS23において、制御装置71は、液晶光変調装置400Gの遮光状態を保持したまま励起光源10に停止信号を出力する。励起光源10に制御装置70から停止信号が入力されると、励起光源10からの励起光の射出が停止する。
On the other hand, when the intensity of the stray light of the excitation light detected by the excitation light
また、制御装置71は、モーター33に停止信号を出力する。モーター33に制御装置71から停止信号が入力されると、蛍光発光素子30の回転が停止する(図8に示すステップS24)。
In addition, the
そして、エラー表示がされる(図8に示すステップS25)。例えば、ユーザーはプロジェクターに備えられた警告灯が点灯していることを見て、プロジェクター2000に異常が生じたことを認識する。あるいは、第2の光源装置3を動作させて、青色光によってスクリーンSCRにエラー表示を表示してもよい。
Then, an error is displayed (step S25 shown in FIG. 8). For example, the user recognizes that an abnormality has occurred in the
このように、本実施形態のプロジェクター2000においては、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影される可能性がある場合、励起光が入射する可能性のある液晶光変調装置400Gの遮光状態が保持される。そのため、実施形態1にかかるプロジェクター1000と同様、高出力の光がスクリーンSCRに投影されることを抑制し安全性を確保することが可能となる。
As described above, in the
ところで、励起光強度検出装置が光源装置から射出された光束のうち液晶光変調装置の画像形成領域に入射する部分の光路上に配置された場合、液晶光変調装置の画像形成領域に入射すべき光束のうち一部分が励起光強度検出装置によって遮られる。この場合、光源装置から射出された光のうち少なくとも一部を照明光として利用できなくなる。これに対し、本実施形態によれば、励起光強度検出装置51が第1の光源装置2と液晶光変調装置400Gとの間において第1の光源装置2から射出された光束のうち液晶光変調装置の画像形成領域に入射すべき部分と重ならない領域に配置されるため、第1の光源装置2から射出された光を効率良く照明光として利用することが可能となる。
By the way, when the excitation light intensity detection device is disposed on the optical path of the portion of the light beam emitted from the light source device that is incident on the image formation region of the liquid crystal light modulation device, it should be incident on the image formation region of the liquid crystal light modulation device. A part of the light beam is blocked by the excitation light intensity detector. In this case, at least a part of the light emitted from the light source device cannot be used as illumination light. On the other hand, according to the present embodiment, the excitation light
また、上記第1実施形態においては検出装置として蛍光強度検出装置50を備えた構成を例に挙げて説明し、上記第2実施形態においては検出装置として励起光強度検出装置51を備えた構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、検出装置として、蛍光強度検出装置50及び励起光強度検出装置51の双方の検出装置を備えていてもよい。
In the first embodiment, a configuration including the fluorescence
この構成によれば、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影される可能性がある、ということを、蛍光の迷光の強度および励起光の迷光の強度のうち少なくとも一方が示す場合、液晶光変調装置の遮光状態が保持すればよい。この構成によれば、安全性をさらに高めることができる。 According to this configuration, when at least one of the intensity of the fluorescent stray light and the intensity of the stray light of the excitation light indicates that the excitation light having an intensity exceeding a safe level may be projected onto the screen SCR. It is sufficient that the light shielding state of the liquid crystal light modulator is maintained. According to this configuration, safety can be further enhanced.
(第3実施形態)
図9は、本発明の第3実施形態に係るプロジェクター3000を示す模式図である。
図9に示すように、本実施形態に係るプロジェクター3000は、上述の第1実施形態に係る光源装置1及び照明光学系100に替えて光源装置4を備えている点、上述の第1実施形態に係る色分離導光光学系200、光変調装置としての液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、液晶光変調装置400B、及びクロスダイクロイックプリズム500に替えてマイクロミラー型の光変調装置5を備えている点、投写光学系600に替えて投写光学系6を備えている点、蛍光強度検出装置50及び励起光強度検出装置51の双方の検出装置を備えている点、で上述の第1実施形態に係るプロジェクター1000と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図1と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a schematic diagram showing a
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、プロジェクター3000は、光源装置4と、光変調装置5と、投写光学系6と、蛍光強度検出装置50と、励起光強度検出装置51と、駆動装置62と、制御装置72と、を具備して構成されている。
As shown in FIG. 9, the
光源装置4は、励起光源10Cと、発光素子20Cと、蛍光発光素子30Cと、を備えている。励起光源10Cは青色光を射出し、発光素子20Cは赤色光を射出し、蛍光発光素子30Cは緑色光を射出する。そして、光源装置4は、青色光(励起光)、緑色光(蛍光)及び赤色光を順次射出する。
The light source device 4 includes an
励起光源10Cは、青色のレーザー光(発光強度のピーク:約445nm)を射出するレーザー光源である。励起光源10Cから射出される励起光の光路上には、第1ダイクロイックミラー90、第1集光レンズ91、蛍光発光素子30C、第1反射ミラー92、第2反射ミラー94、第2ダイクロイックミラー95、及び第2集光レンズ93がこの順に配置されている。なお、励起光源10Cは、後述する蛍光物質を励起させることができる波長の光であれば、445nm以外のピーク波長を有する色光を射出する励起光源であっても構わない。
The
発光素子20Cは、赤色光(発光強度のピーク:約620nm)を射出する赤色発光ダイオードである。発光素子20Cから射出される赤色光の光路上には、第1ダイクロイックミラー90、第2ダイクロイックミラー95及び第2集光レンズ93がこの順に配置されている。
The light emitting element 20C is a red light emitting diode that emits red light (emission intensity peak: about 620 nm). A first
第1ダイクロイックミラー90は、励起光源10Cの光軸及び発光素子20Cの光軸のそれぞれに対して概ね45°の角度で交わるように配置されている。第1ダイクロイックミラー90は、励起光源10Cから射出された励起光及び発光素子20Cから射出された赤色光を透過する。また、第1ダイクロイックミラー90は、励起光(青色光)の照射によって蛍光体層32Cから発せられた蛍光(緑色光)を反射する。
The first
第1集光レンズ91は、第1ダイクロイックミラー90を透過した励起光を略集光した状態で蛍光体層32Cに入射させるとともに、蛍光体層32Cから放射された緑色光を略平行化する。
The
図10は、本実施形態に係る蛍光発光素子30Cの模式図である。図10(a)は蛍光発光素子30Cの平面図であり、図10(b)は蛍光発光素子30CのAA’断面図である。
図10に示すように、蛍光発光素子30は、モーター33Cにより回転軸Oを中心として回転駆動される回転板31Cと、回転板31Cの励起光が入射する主面に形成された金属部材34Cと、回転板31Cの外周に沿って金属部材34Cの上に形成された蛍光発光領域としての蛍光体層32Cと、を備えている。回転板31Cは、ポリカーボネート等、励起光を透過する材料よりなる。金属部材34Cは、例えばアルミニウム等の熱伝導率の大きい金属材料を用いることができる。
FIG. 10 is a schematic diagram of a fluorescent
As shown in FIG. 10, the fluorescent
蛍光発光素子30Cは、仮想的に複数の扇形形状の領域に分割することができる。複数の領域には、第1の領域AR1、第2の領域AR2、及び第3の領域AR3が含まれている。図10(a)に示したように、蛍光発光素子30Cは、周方向に沿って時計回りに、第1の領域AR1、第2の領域AR2、及び第3の領域AR3にこの順に分割することができる。
The fluorescent
蛍光発光素子30Cの主面において、第1の領域AR1には、蛍光発光素子30Cの外周に沿って蛍光体層32Cが形成されている。蛍光発光素子30Cの第3の領域AR3には、励起光を拡散させる拡散領域35Cが形成されている。励起光は第3の領域AR3を透過する。拡散領域35Cは、回転板31Cの周方向に沿って形成されている。
On the main surface of the fluorescent
蛍光発光素子30Cにおける励起光の照射スポットQは、蛍光発光素子30Cの回転に従って回転軸Oの回りを移動する。そして時間順次で、第1の領域AR1、第2の領域AR2、及び第3の領域AR3に位置する。図10(a)では、励起光照射位置Qが第1の領域AR1に位置している状態を示している。
The excitation light irradiation spot Q in the fluorescent
蛍光体層32Cは、例えば、YAG系蛍光体である(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ceを含有する層からなる。蛍光体層32Cは、励起光源10から射出された励起光としてのレーザー光(青色光)の略全てを緑色光(発光強度のピーク:約550nm)に変換する。
The
蛍光発光素子30Cは、蛍光体層32Cが形成された領域が反射面となっている。本実施形態においては、蛍光体層32Cは反射面である金属部材34Cの上に設けられている。そのため、蛍光体層32Cから発せられた蛍光は、第1集光レンズ91に向けて反射面によって反射される。
In the fluorescent
本実施形態のプロジェクター3000では、励起光源10Cから励起光が射出されるタイミングと、発光素子20Cから赤色光が射出されるタイミングと、を、制御装置72によって、蛍光発光素子30Cの回転に従って時間順次に調整する。
In the
本実施形態においては、図10(a)に示すように、励起光の照射スポットQが第1の領域AR1及び第3の領域AR3に位置するとき、励起光源10Cから励起光を射出させるが、発光素子20Cからは赤色光を射出させない。また、励起光の照射スポットQが第2の領域AR2に位置するとき、発光素子20Cから赤色光を射出させるが、励起光源10Cからは励起光を射出させない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10A, when the excitation light irradiation spot Q is located in the first region AR1 and the third region AR3, the excitation light is emitted from the
このような構成により、光源装置4からは、蛍光発光素子30Cの回転に従って、青色光、緑色光、及び赤色光がこの順に時間順次に射出される。
With such a configuration, blue light, green light, and red light are sequentially emitted from the light source device 4 in this order in accordance with the rotation of the fluorescent
図9に戻り、第1反射ミラー92は、蛍光発光素子30Cの第3の領域AR3を透過した励起光(青色光)を第2反射ミラー94に向けて反射する。第2反射ミラー94は、第1反射ミラー92で反射された励起光(青色光)を第2ダイクロイックミラー95に向けて反射する。
Returning to FIG. 9, the
第1ダイクロイックミラー90は、蛍光発光素子30Cの第1の領域AR1に形成された蛍光体層32Cから放射されて、第1集光レンズ91により平行化された緑色光を第2ダイクロイックミラー95に向けて反射する。
The first
発光素子20Cから射出された赤色光は、第1ダイクロイックミラー90を透過し、第2ダイクロイックミラー95に向かう。
The red light emitted from the
第2ダイクロイックミラー95は、第1ダイクロイックミラー90で反射された緑色光と発光素子20Cから発せられた赤色光とを第2集光レンズ93に向けて透過させるとともに、第2反射ミラー94で反射された励起光(青色光)を第2集光レンズ93に向けて反射する。
The second
第2集光レンズ93は、第2ダイクロイックミラー95によって反射された励起光(青色光)と、第2ダイクロイックミラー95を透過した緑色光と第2ダイクロイックミラー95を透過した赤色光とを略集光した状態で光変調装置5に入射させる。
The
光変調装置5は、マイクロミラー型の光変調装置である。光変調装置5は、例えばDMD(デジタルマイクロミラーデバイス)(TI社の商標)を用いる。プロジェクター3000は、DMDと専用信号処理技術を用いたDLP(Digital Light Processing)方式を採用している。DMD5は、複数のマイクロミラーがマトリクス状に配列されたものである。DMD5は、複数のマイクロミラーの傾き方向を切換えることにより、入射光の反射方向を投写光学系6の方向と図示しない吸光板の方向との間で切り替えることによって、画像を表示する。DMD5は、光源装置4から射出される緑色光、赤色光及び青色光を順次変調して、緑色画像、赤色画像及び青色画像を順次、投写光学系6を介してスクリーンSCRに投影する。光源装置4が正常に動作している場合には、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影されることはない。
The light modulation device 5 is a micromirror type light modulation device. For example, DMD (digital micromirror device) (trademark of TI) is used as the light modulation device 5. The
ここで、実施形態1と同様に、蛍光体層32Cに欠陥が発生している場合を考える。蛍光体層32Cに欠陥が生じた部分では、励起光のうち蛍光に変換される成分が減少し、励起光のうち蛍光に変換されなかった成分が金属部材34Cに入射する。そして、金属部材34Cに入射する励起光の強度が著しく高い場合、金属部材34Cに穴が開き、励起光の一部がその穴を通過する。励起光が蛍光発光素子30Cの第3の領域AR3を透過する場合は、励起光は拡散領域35Cによって拡散されるため、スクリーンSCRに投影される青色光の強度は安全なレベル以下である。しかし、励起光が金属部材34Cに開いた穴を通過する場合は、スクリーンSCRに投影される青色光の強度が、安全なレベルを超える可能性がある。
Here, as in the first embodiment, a case where a defect has occurred in the
また、蛍光体層32Cに欠陥が生じた部分から射出される蛍光は弱くなるため、蛍光体層32Cに欠陥が生じた部分における励起光の蛍光への変換効率は低下する。
Further, since the fluorescence emitted from the portion where the defect has occurred in the
そこで、本実施形態にかかるプロジェクター3000は、蛍光体層32Cから放射された蛍光の強度を検出する蛍光強度検出装置50と、励起光源10Cから射出され、蛍光発光素子30Cを透過した励起光の強度を検出する励起光強度検出装置51と、光変調装置5の遮光状態を解除するか否かを蛍光強度検出装置50による検出結果および励起光強度検出装置51による検出結果に基づいて判断する制御装置72と、を備える。制御装置72は、プロジェクター3000が起動されたとき、光変調装置5が遮光状態に保持された状態で、励起光源10Cから励起光が射出されることを開始させる。その後、制御装置72は、蛍光強度検出装置50により検出される光の強度および励起光強度検出装置51により検出される光の強度に基づいて、蛍光体層32Cによる励起光の蛍光への変換効率を推定する。制御装置72は、推定した変換効率が所定の範囲内であると判断した場合に、光変調装置5の遮光状態を解除するように駆動装置62を制御する。これにより、高出力のレーザー光がスクリーンSCRに照射されることを抑制している。なお、本実施形態においては、制御装置72は、表1に示すクラス4に相当する出力のレーザー光がスクリーンSCRに照射されることを抑制するように構成されている。
Therefore, the
ここで、光変調装置5の「遮光状態」とは、DMD5に対する入射光が投写光学系6以外の方向、例えば図示しない吸光板の方向に反射されるように、複数のマイクロミラーの傾き方向が設定されている状態である。 Here, the “light shielding state” of the light modulation device 5 refers to the inclination direction of the plurality of micromirrors so that the incident light on the DMD 5 is reflected in a direction other than the projection optical system 6, for example, in the direction of a light-absorbing plate (not shown). It is in a set state.
本実施形態の蛍光強度検出装置50は、第2ダイクロイックミラー95と第2集光レンズ93との間を通過する蛍光の光線束の近傍に配置されており、蛍光体層32Cから射出された蛍光の迷光の強度、すなわち蛍光体層32Cから射出された蛍光の一部の強度を検出する。
The fluorescence
本実施形態の励起光強度検出装置51は、第1反射ミラー92と第2反射ミラー94との間を通過する励起光の光線束の近傍に配置されており、励起光源10Cから射出され、蛍光発光素子30Cを透過した励起光の迷光の強度、すなわち励起光源10Cから射出された励起光の一部を検出する。
The excitation light
本実施形態では、蛍光の迷光の強度を励起光の迷光の強度で除算して得た値を変換効率の推定値とするため、推定された変換効率は真の変換効率とは異なる。しかし、以下の説明では、便宜上、推定された変換効率を単に変換効率と呼ぶ。 In this embodiment, since the value obtained by dividing the intensity of the fluorescent stray light by the intensity of the stray light of the excitation light is used as the estimated value of the conversion efficiency, the estimated conversion efficiency is different from the true conversion efficiency. However, in the following description, the estimated conversion efficiency is simply referred to as conversion efficiency for convenience.
次に、光変調装置5の遮光状態を解除するまでのプロジェクター3000の動作について、図11及び図12を用いて説明する。なお、蛍光体層32Cの一部に欠陥が発生しており、変換効率が図11に示したように時間的に変動している場合を想定して説明する。
Next, the operation of the
なお、光変調装置5を遮光状態にさせてから(図4に示すステップS1に相当)、励起光源10Cを起動させるまで(図4に示すステップS4に相当)、のプロジェクター3000の動作は上述した第1実施形態に係るプロジェクター1000の動作と同様であるため、説明は省略する。ここでも、駆動装置62が作動していない状態で光変調装置5が遮光状態になっているならば、光変調装置5を遮光状態にするステップは不要である。
The operation of the
励起光源10Cが起動すると、励起光源10Cから励起光が射出され、回転板31Cに励起光が集光される。励起光の照射スポットQは、蛍光発光素子30Cの回転によって、回転軸Oの回りに円を描くように移動する。本実施形態においては、蛍光強度検出装置50によって、蛍光体層32Cから放射された蛍光の迷光の強度が検出される。また、励起光強度検出装置51によって、励起光源10Cから射出され蛍光発光素子30Cを透過した励起光の迷光の強度を検出される。
When the
図11は、蛍光体層32Cの一部に欠陥が発生している場合、制御装置72が推定した変換効率の時間変化を示すグラフである。図11において、横軸は時間、縦軸は変換効率である。励起光の照射スポットQが第2の領域AR2及び第3の領域に位置している期間には蛍光発光素子30Cから蛍光は射出されないため、図11においては、その期間の変換効率を便宜上ゼロとしてある。t1は蛍光体層32Cが1回転するために必要な時間である。本実施例では、扇形形状の第1の領域AR1の中心角を180°としているため、励起光の照射スポットQが第1の領域AR1に位置する時間はt1/2である。
FIG. 11 is a graph showing the change over time of the conversion efficiency estimated by the
ステップS31において、制御装置72は、少なくとも励起光の照射スポットQが蛍光発光領域内に位置している間、蛍光の迷光の強度を蛍光強度検出装置50によって検出する。励起光の照射スポットQが蛍光発光領域内に位置している期間とは、本実施例の場合t1/2である。また、制御装置72は、励起光の迷光の強度を励起光強度検出装置51によって検出する。さらに、制御装置72は、蛍光体層32Cによる励起光の蛍光への変換効率が、励起光の照射スポットQが蛍光発光領域内に位置している間、常に所定の変換効率H1以上であるか否かを判断する。所定の変換効率H1は、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影されるか否かを判定するために設定される値である。所定の変換効率H1は、蛍光強度検出装置50を配置する場所、あるいは励起光強度検出装置51を配置する場所、励起光源10の出力などに基づいて適宜設定される。励起光の照射スポットQが蛍光発光領域内に位置している間、変換効率が常に所定の変換効率H1以上である、と判断された場合は、蛍光体層32に欠陥が発生していたとしても、安全なレベルを超える強度の励起光はスクリーンSCRに投影されない、と判定される。そこでこの場合には、制御装置72は、光変調装置5の遮光状態を解除する制御を行う(図12に示すステップS32)。具体的には、制御装置72は、駆動装置62に制御信号を送る。その制御信号を受けた駆動装置62は、光変調装置5の遮光状態を解除する。遮光状態が解除された光変調装置5は、光源装置1から射出された光の変調を開始する。これにより、所望のカラー画像がスクリーンSCR上に形成される。
In step S <b> 31, the
一方、励起光の照射スポットQが蛍光発光領域内に位置している期間のうち一時的にまたは常に、変換効率が所定の変換効率H1よりも小さい場合、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影される、と判定される。そこで、ステップS33において、制御装置72は、光変調装置5の遮光状態を保持したまま励起光源10Cに停止信号を出力する。励起光源10に制御装置72から停止信号が入力されると、励起光源10からの励起光の射出が停止する。
On the other hand, if the conversion efficiency is smaller than the predetermined conversion efficiency H1 temporarily or always during the period in which the excitation light irradiation spot Q is located in the fluorescence emission region, the excitation light having an intensity exceeding a safe level is not detected. It is determined that the image is projected onto the screen SCR. Therefore, in step S33, the
また、制御装置72は、モーター33に停止信号を出力する。モーター33に制御装置72から停止信号が入力されると、蛍光発光素子30Cの回転が停止する(図12に示すステップS34)。
そして、エラー表示がされる(図12に示すステップS35)。例えば、ユーザーはプロジェクターに備えられた警告灯が点灯していることを見て、プロジェクター3000に異常が生じたことを認識する。あるいは、発光素子20Cを動作させて、赤色光によってスクリーンSCRにエラー表示を表示してもよい。
Further, the
Then, an error is displayed (step S35 shown in FIG. 12). For example, the user recognizes that an abnormality has occurred in the
このように、本実施形態のプロジェクター3000においても、安全なレベルを超える強度の励起光がスクリーンSCRに投影される可能性がある場合、光変調装置5の遮光状態が保持されるため、高出力の光がスクリーンSCRに投影されることを抑制し安全性を確保することが可能となる。
As described above, in the
実施形態1乃至3を用いて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態2においては、第1の光源装置2から射出された光の一部の強度を検出する検出装置として、励起光強度検出装置51を備えていたが、これに限られない。検出装置として、第1の光源装置2から射出された光の一部の色の変化を検出できる素子を用いてもよい。蛍光体層32に欠陥が発生している場合、ダイクロイックミラー211を透過した緑色光に励起光(青色光)が混じるため、ダイクロイックミラー211を透過した光の色あいが変化する。従って、色の変化を検出できる素子を用いても、高出力の光がスクリーンSCRに投影されることを抑制し安全性を確保することができる。
Although the present invention has been described using the first to third embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. In
実施形態1乃至実施形態3では、蛍光発光素子が所定の回転軸を中心として回転する回転板である場合について説明したが、これに限られない。回転しない固定式の蛍光発光素子を用いた場合、例えば、光源装置の冷却機能が低下した場合、熱のために蛍光体層に欠陥が生じることがある。また、蛍光体層が欠落することがある。回転しない固定式の蛍光発光素子を用いた場合であっても、本発明によれば、高出力の光がスクリーンSCRに投影されることを抑制し安全性を確保することが可能である。この場合、蛍光の迷光の強度が所定の強度K1以上であるか否かを判断するとき、蛍光強度検出装置50によって蛍光の迷光の強度を検出する時間の長さは適宜設定すればよい。また、励起光の迷光の強度が所定の強度R1以下であるか否かを判断するとき、励起光強度検出装置51によって励起光の迷光の強度を検出する時間の長さは適宜設定すればよい。変換効率を推定するときも同様である。
Although Embodiment 1 thru | or Embodiment 3 demonstrated the case where a fluorescence light emitting element was a rotating plate rotated centering | focusing on a predetermined rotating shaft, it is not restricted to this. When a stationary fluorescent light emitting element that does not rotate is used, for example, when the cooling function of the light source device is lowered, a defect may occur in the phosphor layer due to heat. In addition, the phosphor layer may be lost. Even when a stationary fluorescent light-emitting element that does not rotate is used, according to the present invention, it is possible to prevent high-power light from being projected onto the screen SCR and to ensure safety. In this case, when determining whether or not the intensity of the fluorescent stray light is equal to or higher than the predetermined intensity K1, the length of time for detecting the intensity of the fluorescent stray light by the fluorescent
実施形態1乃至実施形態3では、蛍光発光領域としての蛍光体層が透明な基板上に設けられた回転板を蛍光発光素子として用いていたが、これに限られない。透明な基板の中に蛍光体粒子が分散された回転板を用いて蛍光発光素子を構成してもよい。透明な基板のうち蛍光体粒子が分散された領域が蛍光発光領域に相当する。 In Embodiments 1 to 3, the rotating plate provided with the phosphor layer as the fluorescent light emitting region on the transparent substrate is used as the fluorescent light emitting element, but the present invention is not limited to this. The fluorescent light emitting element may be configured using a rotating plate in which phosphor particles are dispersed in a transparent substrate. The area | region where the fluorescent substance particle was disperse | distributed corresponds to the fluorescence light emission area | region among transparent substrates.
本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも、適用することができる。 The present invention is applicable not only when applied to a front projection type projector that projects from the side that observes the projected image, but also when applied to a rear projection type projector that projects from the side opposite to the side that observes the projected image. can do.
上記各実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、本発明の光源装置を他の光学機器(例えば、自動車のヘッドランプ、照明機器等)に適用することも可能である。 In each of the above-described embodiments, the example in which the light source device of the present invention is applied to a projector has been described. For example, the light source device of the present invention can be applied to other optical devices (for example, automobile headlamps, lighting devices, etc.).
1,2,3,4…光源装置、10,10C…励起光源(光源)、31,31C…回転板(基板)、32,32C…蛍光体層、5…DMD(光変調装置)、6,600…投写光学系、50…蛍光強度検出装置、51…励起光強度検出装置、70,71,72…制御装置、200…色分離導光光学系、221…反射ミラー(光学部材)、400R,400G,400B…液晶光変調装置(光変調装置)、1000,2000,3000…プロジェクター、K1…第1の蛍光強度、K2…第2の蛍光強度、R1…第1の励起光強度、R2…第2の励起光強度、H1…第1の変換効率、H2…第2の変換効率 1, 2, 3, 4 ... Light source device, 10, 10C ... Excitation light source (light source) 31, 31C ... Rotating plate (substrate), 32, 32C ... Phosphor layer, 5 ... DMD (light modulation device), 6, 600 ... projection optical system, 50 ... fluorescence intensity detection device, 51 ... excitation light intensity detection device, 70, 71, 72 ... control device, 200 ... color separation light guide optical system, 221 ... reflection mirror (optical member), 400R, 400G, 400B ... Liquid crystal light modulation device (light modulation device), 1000, 2000, 3000 ... Projector, K1 ... First fluorescence intensity, K2 ... Second fluorescence intensity, R1 ... First excitation light intensity, R2 ... First Excitation light intensity of 2, H1 ... first conversion efficiency, H2 ... second conversion efficiency
Claims (7)
励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、
前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、
前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、
を含み、
前記検出装置は、前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置を備え、
前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とするプロジェクター。 A light modulation device for modulating illumination light;
A light source device that illuminates the light modulation device, comprising: an excitation light source that emits excitation light; and a fluorescence light-emitting element that has a fluorescence emission region that emits fluorescence when irradiated with the excitation light;
A detection device for detecting the intensity of a part of the light emitted from the light source device;
Whether the excitation light is emitted from the excitation light source while the light modulation device is held in a light shielding state, and the light shielding state of the light modulation device is released based on a detection result of the detection device. A control device for determining whether or not;
Only including,
The detection device includes a fluorescence intensity detection device that detects the intensity of a part of the fluorescence,
The control device releases the light blocking state of the light modulation device when the light intensity detected by the fluorescence intensity detection device is equal to or higher than a predetermined intensity .
励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、
前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、
前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、
を含み、
前記検出装置は、前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置を備え、
前記制御装置は、前記励起光強度検出装置により検出された光強度が所定の強度未満であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とするプロジェクター。 A light modulation device for modulating illumination light;
A light source device that illuminates the light modulation device, comprising: an excitation light source that emits excitation light; and a fluorescence light-emitting element that has a fluorescence emission region that emits fluorescence when irradiated with the excitation light;
A detection device for detecting the intensity of a part of the light emitted from the light source device;
Whether the excitation light is emitted from the excitation light source while the light modulation device is held in a light-shielded state, and the light-shielding state of the light modulation device is released based on a detection result by the detection device. A control device for determining whether or not;
Only including,
The detection device includes an excitation light intensity detection device that detects the intensity of a part of the excitation light,
The control device releases the light blocking state of the light modulation device when the light intensity detected by the excitation light intensity detection device is less than a predetermined intensity .
励起光を射出する励起光源と、前記励起光が照射されることで蛍光を放射する蛍光発光領域を有する蛍光発光素子と、を備え、前記光変調装置を照明する光源装置と、
前記光源装置から射出された光の一部の強度を検出する検出装置と、
前記光変調装置が遮光状態に保持された状態で前記励起光源から前記励起光が射出されることを開始させ、前記検出装置による検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断する制御装置と、
を含み、
前記検出装置は、
前記蛍光の一部の強度を検出する蛍光強度検出装置と、
前記励起光の一部の強度を検出する励起光強度検出装置と、を備え、
前記制御装置は、前記蛍光強度検出装置の検出結果及び前記励起光強度検出装置の検出結果に基づいて、前記蛍光発光領域による前記励起光の前記蛍光への変換効率を推定し、推定した変換効率が所定の値以上であるときに、前記光変調装置の遮光状態を解除することを特徴とするプロジェクター。 A light modulation device for modulating illumination light;
A light source device that illuminates the light modulation device, comprising: an excitation light source that emits excitation light; and a fluorescence light-emitting element that has a fluorescence emission region that emits fluorescence when irradiated with the excitation light;
A detection device for detecting the intensity of a part of the light emitted from the light source device;
Whether the excitation light is emitted from the excitation light source while the light modulation device is held in a light-shielded state, and the light-shielding state of the light modulation device is released based on a detection result by the detection device. A control device for determining whether or not;
Only including,
The detection device includes:
A fluorescence intensity detection device for detecting the intensity of a part of the fluorescence;
An excitation light intensity detection device for detecting the intensity of a part of the excitation light,
The control device estimates the conversion efficiency of the excitation light into the fluorescence by the fluorescence emission region based on the detection result of the fluorescence intensity detection device and the detection result of the excitation light intensity detection device, and the estimated conversion efficiency A projector that releases a light-shielding state of the light modulation device when is equal to or greater than a predetermined value .
前記蛍光発光領域が前記回転板の回転方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のプロジェクター。 The fluorescent light emitting element is a rotating plate that rotates around a predetermined rotation axis,
The fluorescence emission region according to any one of claims 1 to 3, characterized in that provided along the rotation direction of the rotating plate projector.
前記検出装置は、前記期間の検出結果に基づいて、前記光変調装置の遮光状態を解除するか否かを判断することを特徴とする請求項4に記載のプロジェクター。 At least during the period when the irradiation spot of the excitation light is located in the fluorescence emission region, the detection device detects the intensity of a part of the light emitted from the light source device,
The projector according to claim 4 , wherein the detection device determines whether or not to cancel the light blocking state of the light modulation device based on a detection result of the period.
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