KR20160033731A

KR20160033731A - 조명 장치 및 프로젝터

Info

Publication number: KR20160033731A
Application number: KR1020167003879A
Authority: KR
Inventors: 노조무 이노우에; 아키라 미야마에; 시게히로 야나세; 히로유키 신도
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-03-28
Also published as: JP6268798B2; BR112016002886A2; RU2016107752A; RU2642899C2; US9869856B2; EP3032329A1; TWI533077B; EP3032329A4; WO2015019591A1; JP2015031876A; CN105378561B; TW201514604A; KR101768557B1; CN105378561A; EP3032329B1; US20160170199A1

Abstract

간편한 구성에 의해 휠에 발생한 문제를 양호하게 검출할 수 있는 조명 장치 및 프로젝터를 제공한다. 광원 장치(41)와, 제1면과, 제2면과, 당해 제1면에 형성된 확산부(49)와, 당해 제1면과 당해 제2면 중 적어도 한쪽에 형성된 검출부(51)를 갖고, 광원 장치(41)로부터의 빛이 입사하는 회전 확산판(48)과, 확산부(49)로부터의 빛이 입사하는 집광 광학계(47)와, 검출부(51)로부터의 빛을 검출하는 검출기(52)와, 검출기(52)로부터 출력되는 신호에 따라서 광원 장치(41)를 제어하는 제어 장치(CONT)를 구비한 조명 장치(4)에 관한 것이다. 검출부(51)는, 광원 장치(41)로부터의 빛이 확산부(49)에 입사하는 위치와는 상이한 위치에 형성되어 있다.

Description

조명 장치 및 프로젝터{ILLUMINATION DEVICE AND PROJECTOR}

본 발명은, 조명 장치 및 프로젝터에 관한 것이다.

프로젝터에 이용되는 광원 장치의 하나로서, 레이저 광을 여기광으로서 형광체층에 조사하고, 여기광과는 상이한 파장의 형광을 발생시키는 광원 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1 참조).

상기 광원 장치에 있어서는, 회전 휠의 일부에 부착한 광 투과 부재에 반사 부재를 형성해 두고, 회전에 의한 반사광의 주기적인 변화로부터 회전을 검지하고 있다. 이에 따라, 회전 휠에 발생한 탈락 등의 문제의 발생을 검출하고 있다.

일본공개특허공보 2011-113071호

그러나, 상기 종래 기술에서는, 투과 부재의 부착부에 복잡한 기구를 형성할 필요가 있기 때문에, 비용이 듦과 동시에, 검출 기구의 고장도 발생하기 쉬운 점에서 오검지의 우려가 있었다. 또한, 투과 부재와 겹치는 영역에 검출부를 형성하고 있기 때문에, 예를 들면, 투과형 확산 휠에 적용한 경우, 검출부는 표시용의 빛의 유효 이용을 방해하지 않는 바와 같은 것이 아니면 안된다는 것과 같이 검출 방법이 제약된다는 문제도 있었다.

본 발명의 하나의 실시 형태는, 상기의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 간편한 구성에 의해 휠에 발생한 문제를 양호하게 검출할 수 있는 조명 장치 및 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 실시 형태에 따르면, 광원 장치와, 제1면과, 제2면과, 당해 제1면에 형성된 확산부와, 당해 제1면과 당해 제2면 중 적어도 한쪽에 형성된 검출부를 갖고, 상기 광원 장치로부터의 빛이 입사하는 회전 확산판과, 상기 확산부로부터의 빛이 입사하는 집광 광학계와, 상기 검출부로부터의 빛을 검출하는 검출기와, 상기 검출기로부터 출력되는 신호에 따라서 상기 광원 장치를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 검출부는, 상기 광원 장치로부터의 빛이 상기 확산부에 입사하는 위치와는 상이한 위치에 형성되어 있는 조명 장치가 제공된다.

제1 실시 형태에 따른 조명 장치에 의하면, 광원 장치로부터의 빛이 확산부에 입사하는 위치와는 상이한 위치에 검출부가 형성되기 때문에, 확산부로부터 사출된 빛이 검출부에 의해 방해된다는 문제의 발생이 방지된다. 또한, 검출부를 형성하는 위치를 조정한다는 간편한 구성이기 때문에, 저비용화를 실현할 수 있다. 따라서, 회전 확산판이 투과형 혹은 반사형 중 어느 구조라도 검출 방법의 제약을 받는 일 없이, 검출부로부터의 빛을 양호하게 검출함으로써 회전 확산판에 발생한 문제를 검출 가능한 범용성이 우수한 조명 장치가 제공된다.

또한, 상기 검출부는, 입사한 빛을 차광하는 기능을 가져도 좋다. 이 구성에 의해서도, 검출부의 고장 상태를 판정할 수 있다.

또한, 상기 검출부는, 상기 제2면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 검출부는, 확산부가 형성되는 면과 상이한 면에 형성되기 때문에, 확산부와 검출부가 적층됨으로써 확산부의 빛이 차단된다는 문제의 발생이 방지된다.

상기 제1 실시 형태에 있어서, 상기 검출부는, 입사한 빛 중 적어도 일부를 확산하는 구성으로 해도 좋다. 이 구성에 의하면, 확산부의 일부를 이용하여 검출부를 구성할 수 있다.

또한, 상기 검출부는, 상기 제1면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 검출부와 확산부를 동일한 공정으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 검출기는, 상기 검출부에 입사하는 빛의 주(主)광선의 연장선으로부터 이간한 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 확산부의 일부를 이용하여 검출부를 구성할 수 있다. 또한, 검출기는, 검출부에 입사하는 빛의 주광선의 연장선으로부터 이간한 위치에 형성되기 때문에, 검출부에서 확산됨으로써 방사상으로 확장된 빛을 양호하게 검출할 수 있다. 또한, 검출기는, 회전 확산판으로부터 이간한 위치에 형성되기 때문에, 당해 검출기와 회전 확산판과의 접촉이라는 문제의 발생이 방지된다.

상기 제1 실시 형태에 있어서, 상기 광원 장치는, 제1 광원과 제2 광원을 포함하고, 상기 제1 광원으로부터의 빛이 상기 확산부에 입사하고, 상기 제2 광원으로부터의 빛이 상기 검출부에 입사하는 구성으로 해도 좋다.

이 구성에 의하면, 제1 광원과 제2 광원에 기능을 분산시킬 수 있다. 또한, 확산부에 입사시키는 빛의 파장 및 검출부에 입사시키는 파장을 적절히 독립적으로 설정할 수 있다.

또한, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 각각 상이한 파장대의 빛을 사출하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 검출기에 의한 오류 검출의 발생을 방지할 수 있다.

이 구성에 의하면, 제1 광원과 제2 광원에 기능을 분산시킬 수 있다. 따라서, 제1 광원의 빛을 조명광으로서 외부에 양호하게 사출시킬 수 있다.

상기 제1 실시 형태에 있어서, 상기 검출부는, 입사한 빛 중 적어도 일부를 반사하는 구성으로 해도 좋다.

이 구성에 의하면, 반사광을 이용하여 회전 확산판의 회전 상태를 검출할 수 있다.

상기 제1 실시 형태에 있어서, 상기 검출부는, 상기 회전 확산판의 회전 방향을 따라 단속적으로 형성된 복수의 검출 패턴을 포함하는 구성으로 해도 좋다.

이 구성에 의하면, 회전 확산판의 회전 방향을 따른 단속적인 복수의 검출 패턴에 의해 검출부가 구성되기 때문에, 회전 확산판의 회전에 수반하여 주기적인 신호를 양호하게 검출할 수 있다. 또한, 검출기 혹은 검출광에 문제가 발생한 것도 용이하게 검출할 수 있다.

상기 제1 실시 형태에 있어서, 상기 확산부가 형광체층인 구성으로 해도 좋다.

이 구성에 의하면, 확산부로부터 형광광을 취출할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 형태에 따르면, 조명광을 조사하는 조명 장치와, 상기 조명광을 화상 정보에 따라서 변조함으로써 화상광을 형성하는 광 변조 장치와, 상기 화상광을 투사하는 투사 광학계를 구비하고, 상기 조명 장치로서, 상기 제1 실시 형태에 따른 조명 장치를 이용하는 프로젝터가 제공된다.

제2 태양에 따른 프로젝터의 구성에 의하면, 전술의 조명 장치를 구비하기 때문에, 본 프로젝터 자체도 저비용화로 휠의 고장을 양호하게 검출 가능한 신뢰성이 높은 것이 된다.

도 1은 제1 실시 형태에 따른 프로젝터의 개략 구성을 나타낸 평면도이다.
도 2는 제1 조명 장치의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 제2 조명 장치의 개략 구성을 나타낸 평면도이다.
도 4(a)는 회전판의 단면 구성을 나타낸 도면이고, 도 4(b)는 회전판(48)의 평면 구성도이다.
도 5는 검출기의 요부(要部) 구성을 나타낸 도면이다.
도 6(a), 도 6(b), 도 6(c)는 검출기가 검출하는 신호의 파형을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 제2 실시 형태에 따른 광 확산 소자의 개략 구성을 나타낸 평면도이다.
도 8은 광 확산 소자가 구비하는 검출기의 요부 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 제3 실시 형태에 있어서의 광 확산 소자의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 제4 실시 형태에 따른 프로젝터의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 11(a)는 형광 발광 소자의 평면도이고, 도 11(b)는 형광 발광 소자의 단면도이다.
도 12는 검출기의 요부 구성을 나타낸 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 조명 장치 및 프로젝터의 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

또한, 이하의 설명에서 이용하는 도면은, 특징을 알기 쉽게 하기 위해, 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 나타내고 있는 경우가 있으며, 각 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 동일하다고는 한정되지 않는다.

(프로젝터)

우선, 본 실시 형태에 따른 프로젝터의 일 예에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은, 프로젝터(1)의 개략 구성을 나타낸 평면도이다.

프로젝터(1)는, 스크린(피투사면)(SCR) 상에 컬러 영상(화상)을 표시하는 투사형 화상 표시 장치이다. 또한, 프로젝터(1)는, 광 변조 장치로서, 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 각 색광에 대응한 3개의 반사형의 액정 라이트 밸브(액정 패널)를 이용하고 있다. 또한, 프로젝터(1)는, 조명 장치의 광원으로서, 고휘도·고출력인 빛이 얻어지는 반도체 레이저(레이저 광원)를 이용하고 있다.

구체적으로, 프로젝터(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 형광광(Y)(황색광)을 사출하는 제1 조명 장치(2)와, 제1 조명 장치(2)로부터의 형광광(Y)을 적색광(R)과 녹색광(G)으로 분리하는 색 분리 광학계(3)와, 청색광(B)을 사출하는 제2 조명 장치(4)와, 각 색광(R, G, B)을 화상 정보에 따라서 변조하고, 각 색광(R, G, B)에 대응한 화상광을 형성하는 3개의 광 변조 장치(5R, 5G, 5B)와, 각 광 변조 장치(5R, 5G, 5B)로부터의 화상광을 합성하는 합성 광학계(6)와, 합성 광학계(6)로부터의 화상광을 스크린(SCR)을 향해 투사하는 투사 광학계(7)를 구비하고 있다.

제1 조명 장치(2)에서는, 반도체 레이저로부터 사출된 청색광(여기광)이 형광체에 조사됨으로써 형광체가 여기되고, 형광체로부터 형광광(황색광)이 사출된다. 형광체로부터 사출된 형광광이 균일한 휘도 분포(조도 분포)를 갖도록 조정된 후, 색 분리 광학계(3)를 향해 사출된다.

색 분리 광학계(3)는, 다이크로익 미러(8)와, 제1 편광 분리 미러(9a) 및 제2 편광 분리 미러(9b)와, 필드 렌즈(10R, 10G)를 구비하고 있다. 이 중, 다이크로익 미러(8)는, 제1 조명 장치(2)로부터의 형광광(Y)을 적색광(R)과 녹색광(G)으로 분리하는 기능을 갖고, 분리된 적색광(R)을 투과함과 함께, 녹색광(G)을 반사한다.

제1 편광 분리 미러(9a)는, 다이크로익 미러(8)를 투과한 소정의 편광 방향(예를 들면, P편광)의 적색광(R_p)을 투과시켜 적색광 변조 장치(5R)에 입사시킨다. 제1 편광 분리 미러(9a)는, 후술하는 바와 같이 적색광 변조 장치(5R)에 의해 변조된 S편광의 적색광(R_s)을 반사하여 합성 광학계(6)에 입사시킨다.

제2 편광 분리 미러(9b)는, 다이크로익 미러(8)에서 반사된 소정의 편광 방향(예를 들면, P편광)의 녹색광(G_p)을 투과시켜 녹색광 변조 장치(5G)에 입사시킨다. 제2 편광 분리 미러(9b)는, 후술하는 바와 같이 녹색광 변조 장치(5G)에 의해 변조된 S편광의 녹색광(G_s)을 반사하여 합성 광학계(6)에 입사시킨다.

제2 조명 장치(4)에서는, 반도체 레이저로부터 사출된 청색광(B)이 균일한 휘도 분포(조도 분포)를 갖도록 조정된 후, 청색광 변조 장치(5B)를 향해 사출된다. 본 실시 형태에 있어서, 제2 조명 장치(4)가 본 발명의 조명 장치에 의해 구성되어 있다. 또한, 제2 조명 장치(4)로부터 사출된 청색광(B)의 광로 중에는, 제3 편광 분리 미러(9c)가 배치되어 있다.

제3 편광 분리 미러(9c)는, 제2 조명 장치(4)로부터 사출된 소정의 편광 방향(예를 들면, P편광)의 청색광(B_p)을 투과시켜 청색광 변조 장치(5B)에 입사시킨다. 제3 편광 분리 미러(9c)는, 후술하는 바와 같이 청색광 변조 장치(5B)에 의해 변조된 S편광의 청색광(B_s)을 반사하여 합성 광학계(6)에 입사시킨다.

다이크로익 미러(8) 및 제1 편광 분리 미러(9a)의 사이에 배치된 필드 렌즈(10R)는, 적색광(R)을 평행화한다. 또한, 다이크로익 미러(8) 및 제2 편광 분리 미러(9b)의 사이에 배치된 필드 렌즈(10G)는, 녹색광(G)을 평행화한다. 또한, 제2 조명 장치(4) 및 제3 편광 분리 미러(9c)의 사이에 배치된 필드 렌즈(10B)는, 청색광(B)을 평행화한다.

광 변조 장치(5R, 5G, 5B)는, 반사형의 액정 라이트 밸브(액정 패널)로 이루어지며, 각 색광(R, G, B)을 반사시키는 동안에, 각 색광(R, G, B)을 화상 정보에 따라서 변조한 화상광을 형성한다. 또한, 각 광 변조 장치(5R, 5G, 5B)는, 변조에 수반하여 화상광의 편광 상태(예를 들면, P편광으로부터 S편광)를 변화시키고 있다.

합성 광학계(6)는, 크로스 다이크로익 프리즘으로 이루어지며, 각 광 변조 장치(5R, 5G, 5B)로부터 입사한 각 색광(R, G, B)에 대응한 화상광을 합성하고, 이 합성된 화상광을 투사 광학계(7)를 향해 사출한다.

투사 광학계(7)는, 투사 렌즈군으로 이루어지며, 합성 광학계(6)에 의해 합성된 화상광을 스크린(SCR)을 향해 확대 투사한다. 이에 따라, 스크린(SCR) 상에는, 확대된 컬러 영상(화상)이 표시된다.

여기에서, 제1 조명 장치(2)의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는, 제1 조명 장치(2)의 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 조명 장치(2)는, 어레이 광원(21)과, 콜리메이터 광학계(collimator optical system)(22)와, 다이크로익 미러(dichroic mirror)(23)와, 집광 광학계(24)와, 형광 발광 소자(25)와, 인티그레이터 광학계(integrator optical system)(26)와, 편광 변환 소자(27)와, 중첩 광학계(28)를 개략 구비하고 있다.

또한, 제1 조명 장치(2)에서는, 동일면 내의 서로 직교하는 광축(ax1 및 ax2) 중, 한쪽의 광축(ax1) 상에 있어서, 어레이 광원(21)과, 콜리메이터 광학계(22)와, 다이크로익 미러(23)가, 이 순서로 나란히 배치되어 있다. 또한, 다른 한쪽의 광축(ax2) 상에 있어서, 형광 발광 소자(25)와, 집광 광학계(24)와, 다이크로익 미러(23)와, 인티그레이터 광학계(26)와, 편광 변환 소자(27)와, 중첩 광학계(28)가, 이 순서로 나란히 배치되어 있다.

어레이 광원(21)은, 복수의 반도체 레이저(21a)가 배열된 것으로 이루어진다. 구체적으로는, 광축(ax1)과 직교하는 면 내에 복수의 반도체 레이저(21a)가 어레이 형상으로 배열되어 있다. 또한, 어레이 광원(21)은, 복수의 반도체 레이저(21a)를 대신하여, 예를 들면 발광 다이오드(LED) 등의 고체 발광 소자를 복수 이용해도 좋다.

반도체 레이저(21a)는, 예를 들면 440∼480㎚의 파장역에 피크 파장을 갖는 청색 레이저 광(이하, 여기광이라고 칭함)(BL)을 사출한다. 또한, 각 반도체 레이저(21a)로부터 사출되는 여기광(BL)은, 코히어런트(coherent)한 직선 편광의 빛이며, 다이크로익 미러(23)를 향해 광축(ax1)과 평행하게 사출된다.

어레이 광원(21)으로부터 사출된 여기광(excitation light)(BL)은, 콜리메이터 광학계(22)에 입사한다.

콜리메이터 광학계(22)는, 어레이 광원(21)으로부터 사출된 여기광(BL)을 평행광으로 변환하는 것이며, 예를 들면 각 반도체 레이저(21a)에 대응하여 어레이 형상으로 나란히 배치된 복수의 콜리메이터 렌즈(22a)로 이루어진다. 그리고, 이 콜리메이터 광학계(22)를 통과함으로써 평행광으로 변환된 여기광(BL)은, 다이크로익 미러(23)에 입사한다.

다이크로익 미러(23)는, 여기광(BL)을 반사하고, 형광광(Y)을 투과시킨다. 이 다이크로익 미러는, 광축(ax1)에 대하여 45°의 각도로 형광 발광 소자(25)측을 향해 경사한 상태로 배치되어 있다. 또한, 다이크로익 미러(23)로서는, 다이크로익 미러에 한정하지 않고, 다이크로익 프리즘을 이용해도 좋다.

집광 광학계(24)는, 여기광(BL)을 형광 발광 소자(25)를 향해 집광시키는 것이며, 적어도 1매 이상의 집광 렌즈(24a)로 이루어진다. 그리고, 이 집광 광학계(24)에 의해 집광된 여기광(BL)은, 형광 발광 소자(25)에 입사한다.

형광 발광 소자(25)는, 소위 반사형의 회전 형광판이며, 형광광(Y)을 발하는 형광체층(29)과, 형광광(Y)을 반사하는 반사막(30)과, 형광체층(29)을 지지하는 회전판(기재(基材))(31)과, 회전판(31)을 회전 구동하는 구동 모터(32)를 갖고 있다. 회전판(31)으로서는, 예를 들면, 원판을 이용했다. 또한, 회전판(31)의 형상은 원판에 한정되지 않고 평판이면 좋다. 구동 모터(32)는, 도시하지 않는 제어부에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라, 제어부는, 구동 모터(32)를 제어함으로써 회전판(31)의 회전을 제어한다. 또한, 이 제어부가 후술하는 제어 장치(CONT)에 의해 구성되어 있어도 좋다.

회전판(31)은, 프로젝터(1)의 사용시에 있어서 소정의 회전수로 회전한다. 여기에서, 소정의 회전수란, 여기광의 조사에 의해 형광 발광 소자(25)에 축적되는 열을 방열하는 것이 가능한 회전수이다. 이 소정의 회전수는, 어레이 광원(21)으로부터 사출되는 여기광의 강도, 회전판(31)의 직경, 회전판(31)의 열전도율 등의 데이터에 기초하여 설정된다. 소정의 회전수는, 안전률 등을 고려하여 설정된다. 소정의 회전수는, 형광체층(29)을 변질시키거나, 회전판(31)을 용융시키거나 하는 바와 같은 열에너지가 축적되지 않도록, 충분히 큰 값으로 설정된다.

본 실시 형태에 있어서, 상기 소정의 회전수는, 예를 들면, 7500rpm으로 설정된다. 이 경우에 있어서, 회전판(31)의 직경은 50㎜이며, 형광체층(29)에 입사하는 청색광의 광축이 회전판(31)의 회전 중심으로부터 약 22.5㎜ 떨어진 장소에 위치하도록 구성되어 있다. 즉, 회전판(31)에 있어서는, 청색광의 조사 스팟이 약 18m/초의 속도로 회전축의 주위에 원을 그리도록 이동한다.

회전판(31)의 여기광(BL)이 입사하는 측의 면 상에는, 반사막(30)과 형광체층(29)이 적층되어 있다. 반사막(30)은, 회전판(31)과 형광체층(29)의 사이에 형성되어 있다. 또한, 반사막(30) 및 형광체층(29)은, 회전판(31)의 원주 방향에 걸쳐 링 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 여기광(BL)은, 반사막(30)과는 반대측으로부터 형광체층(29)에 입사한다.

형광체층(29)은, 여기광(BL)을 흡수하여 여기되는 형광체를 포함한다. 여기광(BL)에 의해 여기된 형광체는, 제1 조명광으로서, 예를 들면 500∼700㎚의 파장역에 피크 파장을 갖는 형광광(Y)을 사출한다.

반사막(30)은, 예를 들면 유전체 다층막 등으로 이루어지고, 형광체층(29)으로부터 사출된 형광광(Y)을 여기광(BL)이 입사하는 측을 향해 반사시킨다.

회전판(31)은, 예를 들면 구리 등의 열전도체가 높은 금속제의 원판으로 이루어지고, 그 중심부가 구동 모터(32)의 회전축(32a)에 부착되어 있다.

구동 모터(32)는, 회전판(31)을 원주 방향으로 회전시키면서, 집광 광학계(24)에 의해 집광된 여기광(BL)의 형광체층(29)에 대한 조사 위치를 변동시킨다. 이에 따라, 여기광(BL)의 조사에 의해 형광체층(29)에 발생하는 열의 방열 효과를 높이는 것이 가능하다.

그리고, 형광 발광 소자(25)로부터 사출된 형광광(Y)은, 집광 광학계(24)를 통과한 후, 다이크로익 미러(23)에 입사한다. 또한, 다이크로익 미러(23)를 투과한 형광광(Y)은, 인티그레이터 광학계(26)에 입사한다.

인티그레이터 광학계(26)는, 형광광(Y)의 휘도 분포(조도 분포)를 균일화하는 것이며, 예를 들면 렌즈 어레이(26a) 및 렌즈 어레이(26b)로 이루어진다. 렌즈 어레이(26a) 및 렌즈 어레이(26b)는, 복수의 렌즈가 어레이 형상으로 배열된 것으로 이루어진다. 또한, 인티그레이터 광학계(26)로서는, 이러한 렌즈 어레이(26a) 및 렌즈 어레이(26b)에 한정하지 않고, 예를 들면 로드(rod) 인티그레이터 등을 이용해도 좋다. 그리고, 이 인티그레이터 광학계(26)를 통과함으로써 휘도 분포가 균일화된 형광광(Y)은, 편광 변환 소자(27)에 입사한다.

편광 변환 소자(27)는, 형광광(Y)의 편광 방향을 맞추는 것(uniforming)이며, 예를 들면 편광 분리막과 위상차판을 조합한 것으로 이루어진다. 그리고, 이 편광 변환 소자(27)를 통과함으로써 편광 방향이 예를 들면 P편광 성분에 맞추어진 형광광(Y)은, 중첩 광학계(28)에 입사한다.

중첩 광학계(28)는, 인티그레이터 광학계(26)로부터 사출되는 복수의 광속(光束)을, 광 변조 장치 등의 피조명 영역 위에서 서로 중첩시키는 것이며, 적어도 1매 이상의 중첩 렌즈(28a)로 이루어진다. 형광광(Y)은, 이 중첩 광학계(28)에 의해 중첩됨으로써, 그 휘도 분포(조도 분포)가 균일화됨과 함께, 그 광선축 주위의 축대칭성이 높아진다. 그리고, 이 중첩 광학계(28)에 의해 중첩된 형광광(Y)은, 도 1에 나타낸 색 분리 광학계(3)(다이크로익 미러(8))에 입사한다.

이상과 같은 구성을 갖는 제1 조명 장치(2)에서는, 제1 조명광으로서, 균일한 휘도 분포(조도 분포)를 갖도록 조정된 형광광(황색광)(Y)을 도 1에 나타낸 다이크로익 미러(8)를 향해 사출할 수 있다.

또한, 제1 조명 장치(2)는, 도 2에 나타낸 구성에 반드시 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 콜리메이터 광학계(22)와 다이크로익 미러(23)의 사이의 광로 중에, 여기광(BL)의 스팟 지름을 조정하는 아포칼 광학계(afocal optical system)나, 여기광(BL)의 강도 분포를 균일한 상태(소위 톱 해트 분포; top-hat distribution)로 변환하는 호모게나이저 광학계(homogenizer optical system) 등을 배치한 구성으로 하는 것도 가능하다.

또한, 제1 조명 장치(2)에서는, 여기광(BL)을 반사하고, 형광광(Y)을 투과시키는 다이크로익 미러(23)를 이용했지만, 여기광(BL)을 투과시키고, 형광광(Y)을 반사하는 다이크로익 미러를 이용해도 좋다. 이 경우, 한쪽의 광축(ax1) 상에 있어서, 어레이 광원(21)과, 콜리메이터 광학계(22)와, 다이크로익 미러(23)와, 집광 광학계(24)와, 형광 발광 소자(25)가 순서대로 나란히 배치되고, 다른 한쪽의 광축(ax2)상에 있어서, 다이크로익 미러(23)와, 인티그레이터 광학계(26)와, 편광 변환 소자(27)와, 중첩 광학계(28)가 순서대로 나란히 배치된 구성으로 한다.

다음으로, 본 발명을 적용한 조명 장치의 일 예로서 상기 제2 조명 장치(4)의 구체적인 구성에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 3은, 제2 조명 장치(4)의 개략 구성을 나타낸 평면도이다.

제2 조명 장치(4)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 있어서의 광원 장치로서의 어레이 광원(제1 광원)(41)과, 콜리메이터 광학계(42)와, 집광 광학계(43A)와, 광 확산 소자(44)와, 미러 부재(35)와, 인티그레이터 광학계(45)와, 편광 변환 소자(46)와, 중첩 광학계(집광 광학계)(47)를 구비하고 있다.

제2 조명 장치(4)에서는, 동일면 내의 서로 직교하는 광축(ax3 및 ax4) 중, 한쪽의 광축(ax3) 상에 있어서, 어레이 광원(41)과, 콜리메이터 광학계(42)와, 집광 광학계(43A)와, 광 확산 소자(44)와, 미러 부재(35)가, 이 순서로 나란히 배치되어 있다. 또한, 다른 한쪽의 광축(ax4) 상에 있어서, 미러 부재(35)와, 인티그레이터 광학계(45)와, 편광 변환 소자(46)와, 중첩 광학계(47)가, 이 순서대로 나란히 배치되어 있다.

어레이 광원(41)은, 복수의 반도체 레이저(41a)가 배열된 것으로 이루어진다. 또한, 어레이 광원(41)은, 복수의 반도체 레이저(41a)를 대신하여, 예를 들면 발광 다이오드(LED) 등의 고체 발광 소자를 복수 이용해도 좋다.

본 실시 형태에 있어서는, 광축(ax3)과 직교하는 면 내에 복수의 반도체 레이저(41a)가 어레이 형상으로 배열되어 있다. 어레이 광원(41)은, 제어 장치(CONT)에 전기적으로 접속되어 있으며, 그 구동이 제어되고 있다.

제어 장치(CONT)는, CPU(Central Processing Unit)와, ROM(Read Only Memory)과, RAM(Random Access Memory)(모두 도시를 생략함)을 포함하여 실현된다. CPU는, ROM에 기억된 제어 프로그램을 읽어내고 RAM에 전개하여 이 RAM 상의 프로그램의 스텝을 실행한다. 이 CPU에 의한 프로그램 실행에 의해, 제어 장치(CONT)는, 어레이 광원(41)의 동작을 제어한다.

또한, 제어 장치(CONT)는, 프로젝터(1)의 전체를 제어하는 것이라도 좋다.

반도체 레이저(41a)는, 제2 조명광으로서, 예를 들면 440∼480㎚의 파장역에 피크 파장을 갖는 청색 레이저 광(이하, 청색광 이라고 칭함)(B)을 사출한다. 또한, 각 반도체 레이저(41a)로부터 사출되는 청색광(B)은, 코히어런트한 직선 편광의 빛이며, 광 확산 소자(44)를 향해 광축(ax3)과 평행하게 사출된다. 그리고, 이 어레이 광원(41)으로부터 사출된 청색광(B)은, 콜리메이터 광학계(42)에 입사한다.

콜리메이터 광학계(42)는, 어레이 광원(41)으로부터 사출된 청색광(B)을 평행광으로 변환하는 것이며, 예를 들면 각 반도체 레이저(41a)에 대응하여 어레이 형상으로 나란히 배치된 복수의 콜리메이터 렌즈(42a)로 이루어진다. 그리고, 이 콜리메이터 광학계(42)를 통과함으로써 평행광으로 변환된 청색광(B)은, 집광 광학계(43A)에 입사한다.

집광 광학계(43A)는, 청색광(B)을 광 확산 소자(44)를 향해 집광시키는 것이며, 적어도 1매 이상의 집광 렌즈(43c)로 이루어진다. 그리고, 집광 광학계(43A)에 의해 집광된 청색광(B)은, 광 확산 소자(44)에 입사한다.

광 확산 소자(44)는, 소위 투과형의 회전 확산판이며, 집광 광학계(43A)에 의해 집광된 청색광(B)을 투과시키는 회전판(회전 확산판)(48)과, 회전판(48)의 광 출사면측에 배치된 광 확산층(확산부)(49)과, 회전판(48)의 광 입사면측에 배치된 검출 패턴(검출부)(51)과, 회전판(48)을 회전 구동하는 구동 모터(50)와, 검출 패턴(51)으로부터의 빛을 검출하는 검출기(52)를 갖고 있다. 검출기(52)는, 제어 장치(CONT)에 전기적으로 접속되어 있으며, 검출 결과(검출 패턴(51)으로부터의 빛의 강도)를 제어 장치(CONT)에 송신한다. 제어 장치(CONT)는, 검출기(52)로부터 송신되는 검출 결과(출력되는 신호)에 기초하여, 어레이 광원(41)의 구동을 제어한다.

회전판(48)은, 예를 들면 유리나 광학 수지 등의 광 투과성을 갖는 원판으로 이루어지고, 그 중심부가 구동 모터(50)의 회전축(50a)에 부착되어 있다.

도 4는 회전판(48)의 요부 구성을 나타낸 도면이고, 도 4(a)는 회전판(48)의 단면 구성을 나타낸 도면이고, 도 4(b)는 회전판(48)을 광 입사면측에서 본 평면 구성을 나타낸 도면이다.

도 4(a), 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 회전판(48)의 광 입사면(제1면)에는, 검출 패턴(51)이 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 검출 패턴(51)은, 복수의 차광 패턴(51a)을 포함한다. 또한, 회전판(48)의 광 출사면(제2면)에는, 링 형상의 광 확산층(49)이 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 또한, 본 명세서에서는, 회전판이 갖는 제1면과 제2면 중, 광원 장치로부터의 빛이 입사하는 면을 광 입사면이라고 부르고, 다른 한쪽의 면을 광 출사면이라고 부른다.

본 실시 형태에 있어서, 검출 패턴(51)은, 광 확산층(49)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되어 있다. 즉, 검출 패턴(51)은, 어레이 광원(41)으로부터의 빛이 광 확산층(49)에 입사하는 위치(광 확산층(49)의 형성 영역)와는 평면에서 보았을 때 서로 어긋난 위치에 형성되어 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 검출 패턴(51) 및 광 확산층(49)은, 원 형상의 회전판(48)의 회전 중심(중심)에 대하여, 각각 동심 형상이 되는 원주를 따라 형성되어 있다. 그 때문에, 회전판(48)의 회전 중심과 검출 패턴(51)(각 차광 패턴(51a)의 지름 방향의 중심을 통과하는 원)의 거리는, 회전 중심과 광 확산층(49)(광 확산층(49)의 지름 방향의 중심을 통과하는 원)의 거리와 상이하다. 또한, 회전판(48)의 형상은 원판에 한정되지 않고 평판이면 좋다.

또한, 빛의 확산성을 향상시키기 위해, 광 확산층(49)을 회전판(48)의 양면에 형성해도 좋다. 또한, 회전판(48)은, 불필요한 빛의 반사를 피하기 위해, 청색광(B)의 파장에 따른 반사 방지막이 형성되어 있어도 좋다. 본 실시 형태에 있어서, 상기 반사 방지막은, 예를 들면 검출 패턴(51)이 형성된 측의 회전판(48)의 표면에 형성되어 있으면 좋다.

검출 패턴(51)은, 예를 들면, 카본 블랙 등의 차광 잉크를 섬 형상으로 인쇄함으로써 단속적으로 형성된 복수의 차광 패턴(51a)을 포함한다. 또한, 차광 패턴(51a)의 광학 농도(OD값)로서는, 2 이상 있으면 좋고, 3 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 검출 패턴(51)은, 광 확산층(49)을 형성하는 공정과는 다른 공정에 있어서 차광성을 갖는 최적인 재료가 인쇄됨으로써 구성되기 때문에, 충분한 차광성을 갖는 것이 된다.

한편, 광 확산층(49)은, 예를 들면, 유리의 분말(유리 프릿; glass frit)을 수지로 섞어 이겨 넣은 잉크를 인쇄기로 스크린 인쇄하고, 베이킹하여 수지를 경화시킴으로써 형성한다. 빛의 확산 정도는, 예를 들면, 유리 분말의 입경, 형상(구형(spherical)인지 이형(irregular)인지), 유리의 굴절률, 밀도, 수지의 굴절률, 수지의 막두께에 의존한다. 수지는, 사용하는 파장에서 열화하지 않는 것이 조건이다. 확산층의 투과 손실에 의해 열이 발생하는 점에서 내열 온도가 높은 수지가 바람직하다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 실리콘 수지를 이용하고 있다. 또한, 상기 수지를 배치하는 방법으로서, 인쇄를 대신하여 금형에 의한 사출 성형을 이용해도 좋다.

또한, 상기 회전판(48)을 구성하는 원판도 수지와 동일하게 빛에 대한 열화가 없고, 내열 온도가 높은 것(예를 들면, 소위 백판(白板) 유리)가 바람직하다.

또한, 광 확산층(49)은 상기 제법에 한정되지 않고, 유리 표면에 프로스트(frost) 가공을 행함으로써 형성해도 좋다. 또한, 미세 패턴을 전사(轉寫)(임프린팅; imprinting)함으로써 형성해도 좋다. 혹은, 유리 분말의 용착, 예를 들면 회전판(48)보다 융점이 낮은 유리를 반(半)용해함으로써 형성해도 좋다.

구동 모터(50)로서는, 예를 들면, 브러시리스(brushless) DC 모터가 이용된다. 구동 모터(50)는, 회전판(48)을 원주 방향으로 회전시킴으로써, 청색광(B)의 광 확산층(49)에 대한 조사 위치를 변동시킨다. 이에 따라, 청색광(B)의 광 확산 효과를 높임과 함께, 광 확산 소자(44)의 방열 효과도 높이는 것이 가능하다. 그리고, 이 광 확산 소자(44)에서 확산된 청색광(B)은, 미러 부재(35)에 입사한다. 또한, 구동 모터(50)는, 제어 장치(CONT)에 전기적으로 접속되어 있으며, 그 구동이 제어되고 있다. 제어 장치(CONT)는, 구동 모터(50)의 회전 상태(예를 들면, 회전 방향, 회전 속도 등)를 검출한다. 또한, 구동 모터(50)의 회전 상태의 검출 방법으로서는, 예를 들면, 홀 소자를 이용하는 방법이나, 구동 코일에 흐르는 전류, 전압을 검출하는 방법을 예시할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 제어 장치(CONT)는, 구동 모터(50) 및 어레이 광원(41)의 구동 제어를 대응짓고 있다. 예를 들면, 제어 장치(CONT)는, 회전판(48)의 회전이 정지한 것을 검지한 경우, 어레이 광원(41)의 구동을 중지한다. 이에 따라, 회전판(48)이 회전하지 않는 상태에서 레이저 광이 출사됨으로써 회전판(48)이 소손(燒損)한다는 문제의 발생을 방지하고 있다.

미러 부재(35)는, 광 확산 소자(44)에 의해 확산된 청색광(B)을 인티그레이터 광학계(45)를 향해 반사시키는 것이다. 미러 부재(35)에 의해 반사된 청색광(B)은, 인티그레이터 광학계(45)에 입사한다.

인티그레이터 광학계(45)는, 청색광(B)의 휘도 분포(조도 분포)를 균일화하는 것이며, 예를 들면 렌즈 어레이(45a) 및 렌즈 어레이(45b)로 이루어진다. 이들 렌즈 어레이(45a) 및 렌즈 어레이(45b)는, 복수의 렌즈가 어레이 형상으로 배열된 것으로 이루어진다. 또한, 인티그레이터 광학계(45)로서는, 이러한 렌즈 어레이(45a) 및 렌즈 어레이(45b)에 한정하지 않고, 예를 들면 로드 인티그레이터 등을 이용해도 좋다. 그리고, 이 인티그레이터 광학계(45)를 통과함으로써 휘도 분포가 균일화된 청색광(B)은, 편광 변환 소자(46)에 입사한다.

편광 변환 소자(46)는, 청색광(B)의 편광 방향을 맞추는 것이며, 예를 들면 편광 분리막과 위상차판을 조합한 것으로 이루어진다. 그리고, 이 편광 변환 소자(46)를 통과함으로써 편광 방향이 예를 들면 P편광으로 맞추어진 청색광(B_p)은, 중첩 광학계(47)에 입사한다.

중첩 광학계(47)는, 인티그레이터 광학계(45)로부터 사출되는 복수의 광속을, 광 변조 장치 등의 피조명 영역 위에서 서로 중첩시키는 것이며, 적어도 1매 이상의 중첩 렌즈(47a)로 이루어진다. 청색광(B)은, 이 중첩 광학계(47)에 의해 중첩됨으로써, 그 휘도 분포(조도 분포)가 균일화됨과 함께, 그 광선축 주위의 축 대칭성이 높아진다. 그리고, 이 중첩 광학계(47)에 의해 중첩된 청색광(B)은, 도 1에 나타낸 제3 편광 분리 미러(9c)에 입사한다.

이상과 같은 구성을 갖는 제2 조명 장치(4)에서는, 제2 조명광으로서, 균일한 휘도 분포(조도 분포)를 갖도록 조정된 청색광(B)을 도 1에 나타낸 제3 편광 분리 미러(9c)를 향해 사출할 수 있다.

또한, 제2 조명 장치(4)는, 도 3에 나타낸 구성에 반드시 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 콜리메이터 광학계(42)와 집광 광학계(43A)의 사이의 광로 중에, 청색광(B)의 스팟 지름을 조정하는 아포칼 광학계나, 청색광(B)의 강도 분포를 균일한 상태(소위 톱 해트 분포)로 변환하는 호모게나이저 광학계 등을 배치한 구성으로 하는 것도 가능하다.

그런데, 전술한 바와 같이 회전판(48)에 어떠한 이상이 발생한 경우, 레이저 광이 확산하지 않는 상태, 즉 그다지 확장되지 않는 상태에서 인티그레이터 광학계(45)에 입사한다. 인티그레이터 광학계(45)는, 복수의 렌즈가 어레이 형상으로 배치된 렌즈 어레이(45a, 45b)를 포함하는 구조이다. 그 때문에, 레이저 광이 확산하지 않는 경우, 렌즈 어레이(45a, 45b)의 일부에 밖에 광속이 입사하지 않기 때문에, 각 광 변조 장치(5R, 5G, 5B)의 사이에서의 조명의 균일성이 상실되어, 표시 품위가 저하되어 버릴 우려가 있다.

프로젝터(1)에서는, 유저가 예를 들면 투사 광학계(7)를 들여다 보았다고 해도, 통상 동작시이면, 렌즈 어레이의 셀의 수만큼 광원이 보이게 되어 있다. 즉, 분산 광원의 수를 늘림으로써, 강한 레이저 광이 유저의 눈에 입사하는 것을 회피하고 있다. 한편, 전술한 바와 같이 확산판이 유효하게 기능하지 않는 경우, 렌즈 어레이(45a, 45b)의 일부에 밖에 레이저 광의 광속이 입사하지 않기 때문에, 분산 광원의 수가 감소하여, 유저가 강한 레이저 광을 직접 시인(視認)해 버릴 가능성이 있다.

이에 대하여, 본 실시 형태에 따른 제2 조명 장치(4)에서는, 검출기(52)로부터 송신되는 검출 결과(출력되는 신호)에 기초하여, 제어 장치(CONT)가 어레이 광원(41)의 구동을 제어하도록 하고 있다. 본 실시 형태에서는, 제어 장치(CONT)가 회전판(48)에 어떠한 이상이 발생한 경우, 어레이 광원(41)의 구동을 정지하도록 하고 있다.

도 5는, 검출기(52)의 요부 구성을 나타낸 도면이다.

검출기(52)는, 소위 포토 인터럽터(photo interrupter)로 구성되고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 프레임부(52a)와, 발광 소자(제2 광원)(52b)와, 수광 소자(52c)를 갖는다.

프레임부(52a)는, 발광 소자(52b)를 회전판(48)의 광 출사면측(광 확산층(49)이 형성되어 있는 면측)에 배치함과 함께, 수광 소자(52c)를 회전판(48)의 광 입사면측(검출 패턴(51)이 형성되어 있는 면측)에 배치하고, 당해 발광 소자(52b) 및 수광 소자(52c)가 서로 대향한 상태가 되도록 보유지지(保持)한다. 또한, 발광 소자(52b) 및 수광 소자(52c)는, 검출 패턴(51)을 협지하도록 배치된다.

본 실시 형태에 있어서, 발광 소자(52b)는, 예를 들면, 발광 다이오드(LED)로 구성된다. 또한, 수광 소자(52c)는, 예를 들면, 포토 다이오드 혹은 포토 트랜지스터로 구성된다.

발광 소자(52b)는, 반도체 레이저(41a)로부터 사출되는 청색광(B)과는 상이한 파장대의 광(예를 들면, 근적외의 700㎚∼1000㎚)을 사출한다. 이러한 근적외의 파장대의 빛을 이용함으로써 높은 발광 효율을 얻을 수 있다. 또한, 어레이 광원(41)과는 상이한 파장대의 빛을 사출하는 발광 소자(52b)를 구비함으로써, 각 광원의 기능을 분리시킬 수 있다. 따라서, 어레이 광원(41)으로부터의 레이저 광을 외부에 양호하게 사출할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 수광 소자(52c)로서, 근적외에 높은 수광 감도를 갖는 실리콘의 포토 다이오드가 이용된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 반도체 레이저(41a)로부터 사출되는 청색광(B)이 가시광인 점에서, 가시광을 컷하고 또한 근적외선을 투과하는 필터(53)를 수광 소자(52c)의 표면에 배치하고 있다. 이에 따르면, 반도체 레이저(41a)로부터 사출된 청색광(B)의 누출광이 수광 소자(52c)에 입사한 경우라도 컷할 수 있다. 따라서, 수광 소자(52c)에 의한 오검출의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기 필터(53)를 대신하여, 혹은 상기 필터(53)에 조합하여, 발광 소자(52b) 및 수광 소자(52c) 간의 광로 상에, 예를 들면 차광 부재, 개구 조임 등을 형성함으로써, 수광 소자(52c)에 검출광(근적외광) 이외의 빛의 영향이 미치는 것을 방지해도 좋다.

계속해서, 검출기(52)가 검출 패턴(51)으로부터의 빛을 검출하는 방법에 대해서 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6은 검출기(52)가 검출하는 신호의 파형을 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 6(a)는 정상 상태의 신호를 나타낸 도면이며, 도 6(b)는 패턴의 일부가 결손한 경우의 신호를 나타낸 도면이며, 도 6(c)는 회전판(48)이 탈락한 경우의 신호를 나타낸 도면이다.

회전판(48)은 구동 모터(50)의 회전 구동에 수반하여 회전한다. 이때, 검출기(52)의 수광 소자(52c)는, 주기적인 신호를 검출한다. 수광 소자(52c)에 검출되는 신호는, 예를 들면, 빛이 차단된 경우에 Low 레벨, 빛이 수광 소자(52c)에 입사한 경우에 High 레벨이 된다. 이 경우에 있어서, 회전판(48)은 정상적으로 회전 동작을 행하고 있으면, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 수광 소자(52c)는 주기적으로 High 레벨과 Low 레벨이 연속한 신호를 검출한다.

한편, 검출기(52)는, 회전판(48)에 어떠한 이상이 발생한 경우(예를 들면, 회전판(48)에 균열이나 이빠짐이 발생한 경우 혹은 회전판(48)이 회전축(50a)으로부터 탈락한 경우), 검출하는 신호의 패턴 중 적어도 일부에 Low 레벨이 결손한 상태가 된다.

회전판(48)에 균열이나 이빠짐이 발생한 경우, 차광 패턴(51a)의 일부에도 결손 부분이 발생한다. 이러한 차광 패턴(51a)의 결손 부분이 발광 소자(52b) 및 수광 소자(52c) 간을 통과한 경우, 검출광이 결손 부분을 통과함으로써 High 레벨의 검출 시간이 정상시보다도 긴 구간이 발생한다. 그 때문에, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 수광 소자(52c)는, 적어도 부분적으로 High 레벨이 연속하는 불규칙한 주기의 신호를 검출한다.

한편, 회전판(48)이 회전축(50a)으로부터 탈락한 경우, 차광 패턴(51a)이 발광 소자(52b) 및 수광 소자(52c) 간을 통과하지 않는다. 그 때문에, 수광 소자(52c)에는 검출광이 항상 입사한 상태가 된다. 그 때문에, 수광 소자(52c)는, 도 6(c)에 나타낸 바와 같이, High 레벨의 신호만을 연속적으로 검출한다.

본 실시 형태에 있어서, 검출기(52)는, 검출 패턴(51)으로부터 수광한 빛으로부터 소정의 신호를 검출하고, 검출한 신호를 제어 장치(CONT)에 송신한다. 제어 장치(CONT)는, 검출기(52)로부터 송신된 도 6(a) 내지 도 6(c)에 나타낸 신호에 기초하여 회전판(48)에 있어서의 상태를 판별한다.

제어 장치(CONT)는, 예를 들면, 도 6(a)에 나타낸 신호를 수신한 경우, 회전판(48)에 이상이 발생하고 있지 않은 것이라고 판단한다. 이 경우, 제어 장치(CONT)는, 어레이 광원(41)을 계속하여 구동한다.

한편, 제어 장치(CONT)는, 예를 들면, 도 6(b), 혹은 도 6(c)에 나타낸 신호를 수신한 경우, 회전판(48)에 이상이 발생한 것이라고 판단한다. 이 경우, 제어 장치(CONT)는, 어레이 광원(41)의 구동을 정지한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제어 장치(CONT)가 구동 모터(50)의 회전 상태도 검출하고 있다. 그 때문에, 제어 장치(CONT)는, 어레이 광원(41)의 구동을 정지시킨 타이밍에서 구동 모터(50)의 회전을 정지한다.

또한, 검출기(52)가 검출하는 신호로서, High 레벨과 Low 레벨이 주기적으로 반복되는 신호를 이용하기 때문에, 가령 검출기(52)에 있어서의 발광 소자(52b) 혹은 수광 소자(52c)가 고장난 경우, 주기적인 검출 신호가 발생하지 않게 된다. 제어 장치(CONT)는, 검출기(52)가 고장난 경우에도 어레이 광원(41)의 구동을 정지시킨다. 따라서, 검출기(52)의 고장시에도 어레이 광원(41)의 구동을 정지시킴으로써, 회전판(48)의 이상을 검출할 수 없는 상태에서 레이저 광을 계속 조사하는 것을 방지하고 있다.

이와 같이 본 실시 형태에 의하면, 어레이 광원(41)으로부터의 빛이 광 확산층(49)에 입사하는 위치와는 상이한 위치에 검출 패턴(51)이 형성되어 있기 때문에, 광 확산층(49)으로부터 사출된 빛과 검출 패턴(51)을 통한 검출광이 혼재하는 일이 없다. 따라서, 광 확산층(49)에서 확산된 빛이 검출 패턴(51)에 의해 방해된다는 문제의 발생이 방지된다. 또한, 회전판(48)에 검출 패턴(51)을 인쇄한다는 간편한 구성이기 때문에, 저비용화를 도모할 수 있다. 따라서, 제2 조명 장치(4)는, 회전판(48)이 투과형 혹은 반사형 중 어느 구조라도 검출 방법에 제약을 받는 일 없이, 검출 패턴(51)으로부터의 빛을 양호하게 검출함으로써 회전판(48)에 발생한 문제(결손이나 탈락)를 검출 가능한 범용성이 우수한 조명 장치가 된다. 또한, 프로젝터(1)에서는, 제2 조명 장치(4)를 구비함으로써, 저비용으로 회전판(48)의 문제를 양호하게 검출 가능한 신뢰성이 높은 것이 된다.

또한, 회전판(48)의 회전이 정지하면, 레이저 광이 회전판(48)의 1점에 집광한 상태로 입사하여, 광 확산층(49) 혹은 유리 기판이 파손될 우려가 있다. 본 실시 형태에 의하면, 미연에 레이저 광의 조사를 중지함으로써 회전판(48)의 파손이나 탈락에 의해 확산되지 않는 레이저 광이 본체의 외부에 사출되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

(제2 실시 형태)

계속해서, 제2 실시 형태에 따른 광 확산 소자에 대해서 설명한다. 상기 실시 형태에서는, 검출 패턴(51)이 차광성을 갖는 차광 패턴(51a)으로부터 구성되는 경우를 예로 들었지만, 본 실시 형태는, 예를 들면 광 확산층의 일부를 이용하여 검출 패턴으로서 이용하는 점이 상이하다. 또한, 그 이외의 구성은 상기 제1 실시 형태와 공통이다. 그 때문에, 상기 실시 형태와 공통의 구성 및 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

도 7은, 본 실시 형태에 있어서의 광 확산층의 일부를 검출 패턴으로서 이용한 광 확산 소자(144)의 개략 구성을 나타낸 평면도이다. 도 8은, 본 실시 형태에 있어서의 광 확산 소자(144)가 구비하는 검출기(152)의 요부 구성을 나타낸 도면이다. 도 7, 8에 나타낸 바와 같이, 광 확산 소자(144)는, 회전판(48)과, 회전판(48)의 광 출사면측에 배치된 광 확산층(149)과, 도시하지 않은 구동 모터(50)와, 검출기(152)를 갖고 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 광 확산층(149)은, 회전판(48)의 광 출사면측(제1면)에 형성되어 있고, 광 확산부로서 기능하는 확산부(149a)와, 검출 패턴으로서 기능하는 검출부(149b)를 포함한다.

확산부(149a)는, 회전판(48) 상에 링 형상으로 형성되어 있다. 검출부(149b)는, 확산부(149a)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되고, 또한 확산부(149a)와 일체로 형성되어 있다. 검출부(149b)는, 회전판(48)의 회전 방향을 따라 단속적으로 형성되어 있다.

즉, 검출부(149b)는, 어레이 광원(41)으로부터의 빛이 확산부(149a)에 입사하는 위치(확산부(149a)의 형성 영역)와는 상이한 위치에 형성되어 있다. 검출부(149b) 및 확산부(149a)는, 원 형상의 회전판(48)의 회전 중심(중심)에 대하여, 각각 동심 형상이 되는 원주를 따라 형성되어 있다. 그 때문에, 회전판(48)의 회전 중심과 검출부(149b)(검출부(149b)의 중심을 통과하는 원)와의 거리는, 회전 중심과 확산부(149a)(확산부(149a)의 중심을 통과하는 원)와의 거리와 상이하다.

검출기(152)는, 제어 장치(CONT)(도 3 참조)에 전기적으로 접속되어 있으며, 검출 결과(검출 패턴(51)으로부터의 빛의 강도)를 제어 장치(CONT)에 송신한다. 제어 장치(CONT)는, 검출기(152)로부터 송신되는 검출 결과(출력되는 신호)에 기초하여, 어레이 광원(41)의 구동을 제어한다.

검출기(152)는, 소위 포토 인터럽터로 구성되고, 도 8(a), 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 근적외선을 사출하는 발광 소자(제2 광원)(152b)와, 수광 소자(152c)를 갖는다. 또한, 발광 소자(152b) 및 수광 소자(152c)는, 도시하지 않는 프레임 부재에 보유지지되어 있다. 수광 소자(152c)의 광 수광면에는, 가시광을 컷하고 또한 근적외선을 투과하는 필터(53)가 형성되어 있다.

발광 소자(152b)는, 회전판(48)에 있어서의 광 출사면측(광 확산층(149)이 형성되어 있는 면측)에 배치되어 있다. 수광 소자(152c)는, 회전판(48)에 있어서의 광 입사면측이고, 또한 검출부(149b)에 입사하는 빛의 주광선을 통과하는 선(K)으로부터, 회전판(48)의 지름 방향 외측에 이간한 위치에 배치되어 있다. 즉, 회전판(48)을 평면에서 본 경우, 수광 소자(152c)는, 회전판(48)과는 겹치지 않는 위치에 배치되어 있다.

회전판(48)의 회전에 의해, 발광 소자(152b) 및 수광 소자(152c) 간에 검출부(149b)가 위치한 타이밍에서는, 도 8(a)에 나타낸 상태가 된다. 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 발광 소자(152b)로부터 출사된 검출광은, 검출부(149b)에 입사한다. 검출부(149b)에 입사한 검출광은 산란됨으로써 방사상으로 확장된다. 그 때문에, 회전판(48)의 외측에 배치된 수광 소자(152c)는, 검출부(149b)에서 산란된 검출광을 수광할 수 있다.

한편, 회전판(48)의 회전에 의해, 발광 소자(152b) 및 수광 소자(152c) 간에 검출부(149b)가 없는 타이밍에서는, 도 8(b)에 나타낸 상태가 된다. 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 발광 소자(152b)로부터 출사된 검출광은, 회전판(48)을 투과한다. 이때, 검출광은, 산란하지 않기 때문에, 회전판(48)의 외측에 배치된 수광 소자(152c)에는 입사하지 않는다.

본 실시 형태에 있어서도, 회전판(48)의 회전 구동에 수반하여, 수광 소자(152c)는, 주기적인 신호를 검출한다. 수광 소자(152c)에 검출되는 신호는, 예를 들면, 확산된 검출광을 수광한 경우에 High 레벨, 검출광을 수광하지 않은 경우에 Low 레벨이 된다. 이 경우에 있어서, 회전판(48)은 정상적으로 회전 동작을 행하고 있으면, 수광 소자(152c)는 주기적으로 High 레벨과 Low 레벨이 연속한 신호(도 6(a) 참조)를 검출한다.

한편, 검출기(152)는, 회전판(48)에 어떠한 이상이 발생한 경우, 적어도 부분적으로 Low 레벨이 연속하는 주기가 불규칙한 신호를 검출한다(도 6(b), 도 6(c) 참조).

본 실시 형태에 있어서도, 어레이 광원(41)으로부터의 빛이 확산부(149a)에 입사하는 위치와는 상이한 위치에 검출부(149b)가 형성되어 있기 때문에, 확산부(149a)로부터 사출된 빛과 검출부(149b)를 통한 검출광이 혼재하는 일 없이, 회전판(48)에 발생한 문제(결손이나 탈락)를 양호하게 검출할 수 있다.

또한, 확산부(149a) 및 검출부(149b)가 동일한 제조 공정으로 일체로 형성할 수 있기 때문에, 생산성이 높아짐으로써 제조 비용의 더 한층의 저감을 도모할 수 있다.

(제3 실시 형태)

계속해서, 제3 실시 형태에 따른 광 확산 소자에 대해서 설명한다. 상기 제1 실시 형태에서는, 검출 패턴(51)이 복수의 차광 패턴(51a)으로 구성되는 경우를 예로 들었지만, 본 실시 형태는, 검출 패턴이 1개인 링 형상의 차광 패턴으로 구성되는 점이 상이하다. 또한, 그 이외의 구성은 상기 제1 실시 형태와 공통이다. 그 때문에, 상기 실시 형태와 공통의 구성 및 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

도 9는, 본 실시 형태에 있어서의 광 확산 소자(244)의 개략 구성을 나타낸 도면이며, 도 9(a)는 회전판(48)을 광 입사면측에서 본 평면 구성이며, 도 9(b)는, 본 실시 형태에 있어서의 광 확산 소자(244)에 의한 검출기(252)의 요부 구성을 나타낸 도면이다.

도 9(a), 도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 광 확산 소자(244)는, 회전판(48)과, 검출 패턴(251)과, 광 확산층(49)과, 도시하지 않은 구동 모터(50)와, 검출기(252)를 갖고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 검출 패턴(251)은 회전판(48)의 둘레방향을 따라 링 형상으로 형성되어 있다.

검출기(252)는, 제어 장치(CONT)(도 3 참조)에 전기적으로 접속되어 있고, 검출 결과(검출 패턴(251)으로부터의 빛의 강도)를 제어 장치(CONT)에 송신한다. 제어 장치(CONT)는, 검출기(252)로부터 송신되는 검출 결과(출력되는 신호)에 기초하여, 어레이 광원(41)의 구동을 제어한다.

검출기(252)는, 소위 포토 인터럽터로 구성되고, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 근적외선을 사출하는 발광 소자(제2 광원)(252b)와, 수광 소자(252c)를 갖는다. 또한, 발광 소자(252b) 및 수광 소자(252c)는, 도시하지 않는 프레임 부재에 보유지지되어 있다. 수광 소자(252c)의 광 수광면에는, 가시광을 컷하고 또한 근적외선을 투과하는 필터(53)가 형성되어 있다.

본 실시 형태에 있어서, 회전판(48)이 정상적인 상태로 회전하고 있는 경우, 발광 소자(252b) 및 수광 소자(252c) 간에 검출 패턴(251)이 항상 위치하고 있다. 그 때문에, 발광 소자(252b)로부터 출사된 검출광은, 검출 패턴(251)으로 차광된 상태가 된다. 그 때문에, 수광 소자(252c)는 검출광을 수광하는 일은 없다.

한편, 회전판(48)에 문제가 발생한 경우(예를 들면, 이빠짐, 결손, 혹은 탈락이 발생한 경우), 도 9(b)에 나타낸 상태가 된다. 예를 들면, 회전판(48)의 단부(端部)가 깨져 결손하면, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 회전판(48)의 단부에 이빠짐(48a)이 발생한다. 회전판(48)에 이빠짐나 금 등에 의해 결손부(48a)가 발생하면, 발광 소자(252b)로부터 출사된 검출광은 결손부(48a)를 통하여 수광 소자(252c)를 향해 사출된다. 그 때문에, 수광 소자(252c)는 결손부(48a)를 통하여 출사되는 검출광을 수광할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 회전판(48)에 있어서의 통상의 회전 구동(문제가 발생하고 있지 않은 상태에서의 회전 구동)에 수반하여, 수광 소자(252c)는 일정한 신호를 검출한다. 수광 소자(252c)에 검출되는 신호는, 예를 들면, 검출광을 수광한 경우에 High 레벨, 검출광을 수광하지 않는 경우에 Low 레벨이 된다. 이 경우에 있어서, 회전판(48)은 정상적으로 회전 동작을 행하고 있으면, 수광 소자(252c)는 항상 Low 레벨의 신호를 검출하게 된다.

본 실시 형태에 의하면, 회전판(48)에 균열이나 이빠짐, 혹은 탈락이라는 문제가 발생한 경우, High 레벨의 신호가 수광 소자(252c)에 의해 검출된다. 따라서, 회전판(48)에 발생한 문제를 양호하게 검출할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 구성에서는, 검출 패턴(251)으로부터의 신호가 일정해지기 때문에, 회전판(48)의 회전을 검출할 수 없다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 제어 장치(CONT)가 구동 모터(50)의 회전 상태를 검출한다. 그 때문에, 예를 들면, 검출기(252)에 고장이 발생한 경우라도, 회전판(48)의 회전을 정지하는 것에 의해, 레이저 광이 회전판(48)에 계속 입사함으로써 회전판(48)을 파손시킨다는 문제의 발생을 방지할 수 있다.

(제4 실시 형태)

계속해서, 제4 실시 형태에 따른 광 확산 소자에 대해서 설명한다. 상기 제1 내지 제3 실시 형태에서는, 확산부가 형성된 회전 확산판으로서 투과형의 회전 확산판을 이용한 조명 장치를 예로 들었지만, 본 실시 형태는, 투과형의 형광체 휠을 구비한 조명 장치에 적용한 점이 상이하다. 또한, 상기 실시 형태와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세에 대해서는 생략한다.

도 10은, 본 실시 형태에 있어서의 프로젝터 및 조명 장치의 개략 구성을 나타낸 도면이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 프로젝터(101)는, 조명 장치(104)와, 색 분리 도광 광학계(200)와, 광 변조 장치로서의 액정 광 변조 장치(105R), 액정 광 변조 장치(105G), 액정 광 변조 장치(105B)와, 합성 광학계(6)와, 투사 광학계(7)와, 제어 장치(CONT)를 구비하고 있다.

조명 장치(104)는, 어레이 광원(41), 콜리메이터 광학계(42), 집광 광학계(43A), 형광 발광 소자(344), 콜리메이트 광학계(140) 및, 조명 광학계(103)를 구비하고 있다. 어레이 광원(41)으로부터 사출되는 여기광의 광로 상에는, 콜리메이터 광학계(42), 집광 광학계(43A), 형광 발광 소자(344), 콜리메이트 광학계(140) 및, 조명 광학계(103)가 이 순서로 배치되어 있다.

형광 발광 소자(344)는, 소위 투과형의 회전 형광판이며, 형광광(Y)을 발하는 형광체층(확산부)(55)과, 형광체층(55)을 지지하는 회전판(348)과, 회전판(348)을 회전 구동하는 구동 모터(32)를 갖고 있다.

도 11은, 형광 발광 소자(344)의 구성을 나타낸 도면이며, 도 11(a)은 형광 발광 소자(344)의 평면도이며, 도 11(b)는 형광 발광 소자(344)의 단면도이다. 도 12는, 본 실시 형태에 있어서의 형광 발광 소자(344)가 구비하는 검출기(352)의 요부 구성을 나타낸 도면이다.

형광 발광 소자(344)는, 도 11(a), 도 11(b)에 나타낸 바와 같이, 회전판(348)의 광 입사면(제2면)측에 검출 패턴(351)이 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 검출 패턴(351)은 도 7에 나타낸 광 확산층(149)과 동일 구성을 갖는 광 확산층으로 구성된 복수의 확산 패턴(351a)을 갖는다. 또한, 회전판(348)의 광 출사면(제1면)에는, 회전판(348)의 회전축의 회전에 형광 발광 영역이 설정되어 있고, 이 형광 발광 영역에는 형광체층(55)이 배치되어 있다.

즉, 검출 패턴(351)은, 어레이 광원(41)으로부터의 빛이 형광체층(55)에 입사하는 위치(형광 발광 영역)와는 상이한 위치에 형성되어 있다. 검출 패턴(351) 및 형광체층(55)은, 원 형상의 회전판(348)의 회전 중심(중심)에 대하여, 각각 동심 형상이 되는 원주를 따라 형성되어 있다. 그 때문에, 회전판(348)의 회전 중심과 검출 패턴(351)(각 차광 패턴(51a)의 지름 방향의 중심을 통과하는 원)과의 거리는, 회전 중심과 형광체층(55)(형광 발광 영역의 지름 방향의 중심을 통과하는 원)과의 거리와 상이하다.

복수의 확산 패턴(351a)은, 회전판(348)의 회전 방향을 따라 단속적으로 형성되어 있다.

본 실시 형태에 있어서, 형광체층(55)에는, 집광 렌즈(43c)에 의해 집광된 여기광(청색광)이, 회전판(348)의 형광체층(55)이 형성된 측과는 반대측의 면으로부터 조사된다. 또한, 형광 발광 소자(344)는, 여기광이 입사하는 측과는 반대측을 향해, 즉 콜리메이트 광학계(40)를 향해, 형광체층(55)이 발한 형광을 사출한다. 또한, 여기광 중 형광체 입자에 의해 형광으로 변환되지 않았던 성분은 형광과 함께 형광 발광 소자(344)로부터 콜리메이트 광학계(40)를 향해 사출된다. 따라서, 형광 발광 소자(344)로부터 콜리메이트 광학계(140)를 향해 백색광이 사출된다.

콜리메이트 광학계(140)는, 형광 발광 소자(344)와 조명 광학계(103) 사이의 광(여기광 및 형광)의 광로 상에 배치되어 있다. 콜리메이트 광학계(140)는, 형광 발광 소자(344)로부터의 빛의 확대를 억제하는 제1 렌즈(141)와, 제1 렌즈(141)로부터 입사되는 빛을 평행화하는 제2 렌즈(142)를 포함한다. 제1 렌즈(141)는, 예를 들면 볼록한 메니스커스 렌즈로 이루어지고, 제2 렌즈(142)는, 예를 들면 볼록 렌즈로 이루어진다. 콜리메이트 광학계(140)는, 형광 발광 소자(344)로부터의 빛을 대략 평행화한 상태로 조명 광학계(103)에 입사시킨다.

조명 광학계(103)는, 조명 장치(104)와 색 분리 도광 광학계(200) 사이의 광로 상에 배치되어 있다. 조명 광학계(103)는, 집광 렌즈(집광 광학계)(111), 로드 인티그레이터(112) 및, 평행화 렌즈(113)를 구비하고 있다.

집광 렌즈(111)는, 예를 들면 볼록 렌즈로 이루어진다. 집광 렌즈(111)는, 콜리메이트 광학계(140)로부터 입사하는 빛의 광선축 상에 배치되고, 이 빛을 집광한다.

집광 렌즈(111)를 투과한 빛은, 로드 인티그레이터(112)의 일단측에 입사한다. 로드 인티그레이터(112)는, 광로 방향으로 연재하는 각주(角柱) 형상의 광학 부재이며, 내부를 투과하는 빛에 다중 반사를 발생시킴으로써, 집광 렌즈(111)를 투과한 빛을 혼합하여, 휘도 분포를 균일화하는 것이다. 로드 인티그레이터(112)의 광로 방향에 직교하는 단면 형상은, 액정 광 변조 장치(105R), 액정 광 변조 장치(105G), 액정 광 변조 장치(105B)의 화상 형성 영역의 외형 형상과 대략 닮은꼴로 되어 있다.

로드 인티그레이터(112)의 타단측으로부터 사출된 빛은, 평행화 렌즈(113)에 의해 평행화되어, 조명 광학계(103)로부터 사출된다.

색 분리 도광 광학계(200)는, 다이크로익 미러(210), 다이크로익 미러(220), 반사 미러(230), 반사 미러(240), 반사 미러(250) 및 릴레이 렌즈(260)를 구비하고 있다. 색 분리 도광 광학계(200)는, 조명 광학계(103)로부터의 빛을 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)으로 분리하고, 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)의 각각의 색광을 조명 대상이 되는 액정 광 변조 장치(105R), 액정 광 변조 장치(105G), 액정 광 변조 장치(105B)에 도광하는 기능을 갖는다.

다이크로익 미러(210), 다이크로익 미러(220)는, 기판 상에, 소정의 파장 영역의 빛을 반사하여, 다른 파장 영역의 빛을 투과시키는 파장 선택 투과막이 형성된 미러이다. 구체적으로는, 다이크로익 미러(210)는, 청색광 성분을 투과시켜, 적색광 성분 및 녹색광 성분을 반사한다. 다이크로익 미러(220)는, 녹색광 성분을 반사하고, 적색광 성분을 투과시킨다.

반사 미러(230), 반사 미러(240), 반사 미러(250)는, 입사한 빛을 반사하는 미러이다. 구체적으로는, 반사 미러(230)는, 다이크로익 미러(210)를 투과한 청색광 성분을 반사한다. 반사 미러(240), 반사 미러(250)는, 다이크로익 미러(220)를 투과한 적색광 성분을 반사한다.

다이크로익 미러(210)를 투과한 청색광은, 반사 미러(230)로 반사되어, 청색광용의 액정 광 변조 장치(105B)의 화상 형성 영역에 입사한다. 다이크로익 미러(210)로 반사된 녹색광은, 다이크로익 미러(220)로 추가로 반사되어, 녹색광용의 액정 광 변조 장치(105G)의 화상 형성 영역에 입사한다. 다이크로익 미러(220)를 투과한 적색광은, 입사측의 반사 미러(240), 릴레이 렌즈(260), 사출측의 반사 미러(250)를 거쳐 적색광용의 액정 광 변조 장치(105R)의 화상 형성 영역에 입사한다.

본 실시 형태에 있어서, 액정 광 변조 장치(105R), 액정 광 변조 장치(105G), 액정 광 변조 장치(105B)는, 상기 실시 형태와 상이하게, 투과형의 액정 라이트 밸브로 구성되어 있다. 각 액정 광 변조 장치(105R, 105G, 105B)는, 예를 들면, 액정 소자(110)와 액정 소자(110)를 협지하는 입사측 편광판(120), 사출측 편광판(130)을 갖는다. 입사측 편광판(120), 사출측 편광판(130)은, 예를 들면 투과축이 서로 직교하는 구성(크로스 니콜 배치)으로 되어 있다.

합성 광학계(6)로부터 사출된 화상광은, 투사 광학계(7)에 의해 스크린(SCR) 상에 확대 투사되어, 유저의 눈에 컬러 화상으로서 인식된다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따른 프로젝터(101)에 있어서는, 어레이 광원(41)으로부터 사출되어, 형광체층(55)을 투과한 레이저 광이 스크린(SCR)에 조사된다.

검출기(352)는, 도 12(a), 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, 근적외선을 사출하는 발광 소자(제2 광원)(352b)와, 수광 소자(352c)를 갖는다. 또한, 발광 소자(352b) 및 수광 소자(352c)는, 도시하지 않은 프레임 부재에 보유지지되어 있다. 수광 소자(352c)의 광 수광면에는, 가시광을 컷하고 또한 근적외선을 투과하는 필터(53)가 형성되어 있다.

발광 소자(352b)는, 회전판(348)에 있어서의 광 입사면측(검출 패턴(351)이 형성되어 있는 면측)에 배치되어 있다. 수광 소자(352c)는, 회전판(348)에 있어서의 광 출사면측이고, 또한 검출부(149b)에 입사하는 빛의 주광선을 통과하는 선(K)으로부터, 회전판(348)의 지름 방향 외측에 이간한 위치에 배치되어 있다. 즉, 회전판(348)을 평면에서 본 경우, 수광 소자(352c)는, 회전판(48)과는 겹치지 않는 위치에 배치되어 있다.

회전판(348)의 회전에 의해, 발광 소자(352b) 및 수광 소자(352c) 간에 확산 패턴(351a)이 위치한 타이밍에서는, 도 12(a)에 나타낸 상태가 된다. 도 12(a)에 나타낸 바와 같이, 발광 소자(352b)로부터 출사된 검출광은, 확산 패턴(351a)에 입사한다. 확산 패턴(351a)에 입사한 검출광은 산란됨으로써 방사상으로 확장된다. 그 때문에, 회전판(348)의 외측에 배치된 수광 소자(352c)는, 확산 패턴(351a)으로 산란된 검출광을 수광할 수 있다.

한편, 회전판(348)의 회전에 의해, 발광 소자(352b) 및 수광 소자(352c) 간에 확산 패턴(351a)이 없는 타이밍에서는, 도 12(b)에 나타낸 상태가 된다. 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, 발광 소자(352b)로부터 출사된 검출광은, 회전판(348)을 투과한다. 이때, 검출광은 산란하지 않기 때문에, 회전판(348)의 외측에 배치된 수광 소자(152c)에는 입사하지 않는다.

본 실시 형태에 있어서도, 회전판(348)의 회전 구동에 수반하여, 수광 소자(352c)는 주기적인 신호를 검출한다. 수광 소자(352c)에 검출되는 신호는, 예를 들면, 확산된 검출광을 수광한 경우를 High 레벨, 검출광을 수광하지 않는 경우를 Low 레벨로 하면, 회전판(348)이 정상적으로 회전 동작을 행하고 있으면 수광 소자(352c)는 주기적으로 High 레벨과 Low 레벨이 연속한 신호(도 6(a) 참조)를 검출할 수 있다.

한편, 검출기(352)는, 회전판(348)에 어떠한 이상이 발생한 경우, 적어도 부분적으로 Low 레벨이 연속하는 주기가 불규칙한 신호를 검출한다(도 6(b), 도 6(c) 참조).

본 실시 형태에 있어서도, 어레이 광원(41)으로부터의 빛이 형광체층(55)에 입사하는 위치와는 상이한 위치에 검출 패턴(351)이 형성되어 있기 때문에, 형광체층(55)으로부터 사출된 형광광(Y)과 검출 패턴(351)에 있어서의 검출광이 혼재하는 일 없이, 회전판(348)에 발생한 문제(결손이나 탈락)를 양호하게 검출할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태의 것에 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 변경을 더하는 것이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 검출 패턴(51, 251, 351) 및, 검출부(149b)로부터의 확산광 혹은 투과광을 검출광으로 하는 경우를 예로 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 반사광을 검출광으로서 이용해도 좋다. 이 경우, 회전판에 형성되는 검출부는, 검출광 중 적어도 일부를 반사하는 반사 특성을 갖고 있으면 좋다. 또한, 검출부로서, 검출광의 일부를 반사함과 함께, 그 외의 일부를 투과하는 특성을 갖는 것을 이용하고, 확산광 혹은 투과광과, 반사광을 조합한 검출광에 기초하여 회전판의 검출 신호를 취득하도록 해도 좋다.

또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 검출 패턴(51)이 광 확산층(49)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되어 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 광 확산층(49)이 검출 패턴(51)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 제2 실시 형태에서는, 검출부(149b)가 확산부(149a)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되어 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 확산부(149a)가 검출부(149b)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 제3 실시 형태에서는, 검출 패턴(251)이 광 확산층(49)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되어 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 광 확산층(49)이 검출 패턴(251)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 제4 실시 형태에서는, 검출 패턴(351)이 형광체층(55)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되어 있었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 형광체층(55)이 검출 패턴(351)에 대하여 회전판(48)에 있어서의 지름 방향 외측에 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 3개의 광 변조 장치(5R, 5G, 5B)를 구비하는 프로젝터(1)를 예시했지만, 1개의 광 변조 장치로 컬러 영상(화상)을 표시하는 프로젝터에 적용하는 것도 가능하다. 또한, 광 변조 장치로서는, 액정 패널에 한정하지 않고, 예를 들면 디지털 미러 디바이스(DMD: 미국 텍사스 인스트루먼트사의 등록상표) 등을 이용할 수도 있다.

또한, 상기 제4 실시 형태에서는, 투과형의 회전 형광판을 이용한 조명 장치를 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 반사형의 회전 형광판을 이용한 조명 장치에 적용해도 좋다. 즉, 제1 실시 형태의 제1 조명 장치(2)의 회전판(31)의 회전 상태를 검출하고, 당해 검출 결과에 기초하여 어레이 광원(21)의 구동을 제어하도록 해도 좋다.

1, 101 : 프로젝터
4 : 제2 조명 장치(조명 장치)
5R, 5G, 5B, 105R, 105G, 105B : 광 변조 장치
7 : 투사 광학계
K : 선
55 : 형광체층(확산부)
47 : 중첩 광학계(집광 광학계)
32, 48 : 회전판(회전 확산판)
41 : 어레이 광원(광원 장치, 제1 광원)
52b, 152b, 252b, 352b : 발광 소자(제2 광원)
49 : 광 확산층(확산부)
149b : 검출부
51, 251, 351 : 검출 패턴(검출부)
52, 152, 252, 352 : 검출기
104 : 조명 장치
111 : 집광렌즈(집광 광학계)
149a : 확산부
149b : 검출부
CONT : 제어 장치

Claims

광원 장치와,
제1면과, 제2면과, 당해 제1면에 형성된 확산부와, 당해 제1면과 당해 제2면 중 적어도 한쪽에 형성된 검출부를 갖고, 상기 광원 장치로부터의 빛이 입사하는 회전 확산판과,
상기 확산부로부터의 빛이 입사하는 집광 광학계와,
상기 검출부로부터의 빛을 검출하는 검출기와,
상기 검출기로부터 출력되는 신호에 따라서 상기 광원 장치를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
상기 검출부는, 상기 광원 장치로부터의 빛이 상기 확산부에 입사하는 위치와는 상이한 위치에 형성되어 있는 조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 검출부는, 입사한 빛 중 적어도 일부를 차광하는 조명 장치.
제2항에 있어서,
상기 검출부는, 상기 제2면에 형성되어 있는 조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 검출부는, 입사한 빛 중 적어도 일부를 확산하는 조명 장치.
제4항에 있어서,
상기 검출부는, 상기 제1면에 형성되어 있는 조명 장치.
제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검출기는, 상기 검출부에 입사하는 빛의 주(主)광선의 연장선으로부터 이간한 위치에 형성되어 있는 조명 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광원 장치는, 제1 광원과 제2 광원을 포함하고,
상기 제1 광원으로부터의 빛이 상기 확산부에 입사하고,
상기 제2 광원으로부터의 빛이 상기 검출부에 입사하는 조명 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 각각 상이한 파장대의 빛을 사출하는 조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 검출부는, 입사한 빛 중 적어도 일부를 반사하는 조명 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검출부는, 상기 회전 확산판의 회전 방향을 따라 단속적으로 형성된 복수의 검출 패턴을 포함하는 조명 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확산부가 형광체층인 조명 장치.
조명광을 조사하는 조명 장치와,
상기 조명광을 화상 정보에 따라서 변조함으로써 화상광을 형성하는 광 변조 장치와,
상기 화상광을 투사하는 투사 광학계를 구비하고,
상기 조명 장치로서, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 조명 장치를 이용하는 프로젝터.