蛍光体層の温度測定方法、光源装置及びプロジェクター
【課題】光照射位置での蛍光体層の温度を実測しなくても、この温度を高い精度で推定することができる蛍光体層の温度測定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】励起光で照射された蛍光体層３２の被照射領域を、該励起光が照射される該蛍光体層３２の光照射位置Ｓに対して相対的に移動させ、該光照射位置Ｓとは異なる測定位置Ａ１で、前記被照射領域の温度を検出し、検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を推定する。
【解決手段】励起光で照射された蛍光体層３２の被照射領域を、該励起光が照射される該蛍光体層３２の光照射位置Ｓに対して相対的に移動させ、該光照射位置Ｓとは異なる測定位置Ａ１で、前記被照射領域の温度を検出し、検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を推定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体層の温度測定方法、光源装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターに用いるための光源装置としては、従来、高圧水銀ランプが主流であったが、近年、励起光（青色光）を射出する固体発光素子（励起光源）と、該励起光を吸収して所定の波長帯域光に変換する蛍光体層を組み合わせた光源装置が用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。この光源装置は、高圧水銀ランプに比べて長寿命であり、また、水銀を含まないため、環境への影響が少ないというメリットがある。
【０００３】
ところで、このように励起光源と蛍光体層とを組み合わせた光源装置では、励起光の射出光を集光して蛍光体層に照射する。ここで、蛍光体層に照射された励起光の一部は蛍光に変換されて射出されるが、蛍光に変換されなかった励起光のエネルギーの一部は熱エネルギーとなって蛍光体層を発熱させる。このため、励起光の集光スポットに対応する領域（光照射位置）においては、蛍光体層が非常に高温になり、これによって蛍光体層に含まれる有機バインダー（シリコーン等）が変質して蛍光体層が短寿命となったり、光照射位置の温度が異常上昇して装置が故障したりする等の問題が生じている。
【０００４】
そこで、このような蛍光体層の温度上昇が抑えられるようにした光源装置として、回転駆動される回転基板上に蛍光体層を設け、蛍光体層の励起光が照射された被照射領域が光照射位置に対して相対的に移動するようにした光源装置が提案されている。このような光源装置では、光照射位置で蛍光体層が発熱しても、発熱した被照射領域が直ぐに光照射位置から外れ、次に光照射位置に戻るまでの間、周囲の空気によって冷却される。このため、一箇所に励起光が連続的に照射されるのに比べて、光照射位置での蛍光体層の温度上昇を抑えることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２７３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述のように回転基板上に蛍光体層を設けた光源装置は、回転による冷却効果によって、光照射位置での蛍光体層の温度上昇がある程度軽減されるものの、やはり依然として光照射位置での蛍光体層は高温になる。
【０００７】
これに対して、この光照射位置での蛍光体層の温度が高い精度で測定できれば、その温度に基づいて励起光源の出射光量をコントロールすることによって、蛍光体層の劣化を低減できるということが期待される。あるいは、光照射位置での蛍光体層の温度の異常上昇時に励起光源からの光射出をシャットダウンすることによって、光源装置の故障を回避することができるものと期待される。
【０００８】
しかし、光源装置では、蛍光体層の光照射位置の直上に光学ピックアップ光学系等が配置されるため、これら光学系が邪魔をして、放射温度計のような温度測定装置を光照射位置の直上に配置することは難しい。特に、蛍光の出射側と同じ側から励起光を入射させる反射型の回転蛍光板の場合には、その光照射位置の直上にピックアップ光学系の他、励起光を入射させるための光学部材も配置されるため、温度測定装置の配置スペースを確保するのは非常に困難である。
【０００９】
このように、これまでは光照射位置での蛍光体層の温度を測定するのが困難であるために、光照射位置での蛍光体層の温度に基づいた励起光量の制御を行うことができず、蛍光体層の劣化や光源装置の故障を十分に防止することができなかったのが実情である。
【００１０】
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、光照射位置での蛍光体層の温度を実測しなくとも、この温度を高い精度で推定することができる蛍光体層の温度測定方法を提供することを目的とする。また、光照射位置での蛍光体層の推定温度に基づいて、該光照射位置での蛍光体層の温度が許容温度を超えないように制御することが可能な光源装置を提供することを目的とする。また、光源装置の交換頻度が少なくて済み、メンテナンスコストを抑えることができるプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の蛍光体層の温度測定方法は、励起光で照射された蛍光体層の被照射領域を、該励起光が照射される該蛍光体層の光照射位置に対して相対的に移動させ、該光照射位置とは異なる第１の測定位置で、前記被照射領域の温度を検出する第１工程と、前記第１工程で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定する第２工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
励起光が照射された被照射領域の温度は、励起光が照射される位置（蛍光体層における励起光の光軸上の位置：光照射位置）での蛍光体層の温度を反映する。
本発明の蛍光体層の温度測定方法によれば、光照射位置とは異なる位置で被照射領域の温度を検出し、これに基づいて光照射位置での蛍光体層の温度を推定する。そのため、光照射位置での蛍光体層の温度を実測しなくとも、光照射位置での蛍光体層の温度を高い精度で把握することが可能となる。
【００１３】
本発明においては、前記第１工程において、前記被照射領域の移動経路上であって、前記光照射位置と異なり、かつ前記測定位置とも異なる第２の測定位置において、前記蛍光体層の温度を検出し、前記第２工程において、前記第１の測定位置で検出された温度と前記第２の測定位置で検出された温度とに基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、光照射位置での蛍光体層の温度を実測しなくとも、光照射位置での蛍光体層の温度をより高い精度で推定することが可能となる。
【００１５】
本発明においては、前記蛍光体層は、回転駆動される回転基板上に設けられ、前記被照射領域が前記回転基板の回転軸の回りに円を描くように移動することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、光照射位置で蛍光体層が発熱しても、発熱した部分が直ぐに光照射位置から外れ、再び光照射位置に戻るまでの間、周囲の空気によって冷却される。そのため、一箇所に励起光が連続的に照射されるものに比べて、光照射位置での蛍光体層の温度上昇を抑えることができる。また、回転基板が回転する際に生じる風によって、蛍光体層を効率良く冷却することが可能となる。
【００１７】
本発明においては、下記式を用いて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定することが好ましい。
ｄｘ＝ｄ０ｅ−ｋｔｘ
ｄ０：前記光照射位置での前記蛍光体層の温度
ｄｘ：前記光照射位置とは異なる測定位置での前記蛍光体層の温度
ｔｘ：前記励起光で照射された前記蛍光体層の被照射領域が、前記光照射位置から前記測定位置に到るまでの移動時間
ｋ ：減衰係数
ｅ ：自然対数の底
【００１８】
この構成によれば、光照射位置での蛍光体層の温度を、さらに高い精度で推定することが可能となる。
【００１９】
本発明の光源装置は、励起光を射出する励起光源と、前記励起光を受けて蛍光を放射するとともに、前記励起光が照射された被照射領域が、前記励起光が照射される光照射位置に対して相対的に移動可能な蛍光体層と、前記光照射位置とは異なる第１の測定位置に設けられた温度検出部と、前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて前記励起光の強度を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の光源装置によれば、光照射位置とは異なる位置で被照射領域の温度を実測するため、温度測定装置を光照射位置の直上に配置する必要がない。このため、温度測定装置と、光照射位置の直上に配置された光学系（ピックアップ光学系等）とが互いに邪魔し合うことがなく、各部の配置スペースを容易に確保することが可能である。さらに、光照射位置とは異なる位置で測定した被照射領域の温度に基づいて励起光の強度が制御されるため、熱による蛍光体層の劣化が低減される。また、光照射位置の過熱による光源装置の故障が起こりにくい。
【００２１】
本発明においては、前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の推定温度を演算する演算部をさらに備え、前記制御部は、前記推定温度に基づいて前記励起光の強度を制御することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、前記温度検出部及び前記演算部によって、光照射位置での蛍光体層の温度を高い精度で推定することができる。そのため、光照射位置での蛍光体層の温度が所望の温度範囲となるように、前記励起光の強度を精度良く制御することが可能となる。
【００２３】
本発明においては、前記制御部は、予め記憶された設定温度と、前記推定温度とを比較し、前記推定温度が前記設定温度以上である場合に、前記励起光源への駆動電流の供給を遮断することが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、光照射位置での蛍光体層の推定温度が設定温度以上となったときに、励起光源への電流供給が遮断されるため、光照射位置での温度が設定温度を超えるのを確実に抑止することが可能である。
【００２５】
本発明においては、前記制御部は、予め記憶された設定温度と、前記推定温度とを比較し、前記推定温度が前記設定温度以上である場合に、前記励起光源への駆動電流の供給量を低減することが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、励起光源への駆動電流の供給を連続して行いながら、光照射位置での蛍光体層の温度が設定温度を超えるのを確実に抑止することが可能である。したがって、この光源装置は、高い稼動率を得ることができる。
【００２７】
本発明の光源装置は、励起光を射出する励起光源と、前記励起光を受けて蛍光を放射するとともに、前記励起光が照射された被照射領域が、前記励起光が照射される光照射位置に対して相対的に移動可能な蛍光体層と、前記光照射位置とは異なる第１の測定位置に設けられた温度検出部と、前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を制御する制御部と、を有することを特徴とする
【００２８】
本発明の光源装置によれば、光照射位置での蛍光体層の推定温度が設定温度以上となったときに、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度が上がり、蛍光体層周囲の風量が増加する。その結果、蛍光体層が効率良く冷却され、光照射位置での蛍光体層の温度が設定温度以上となるのを確実に抑止することができる。
【００２９】
本発明においては、前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の推定温度を演算する演算部をさらに備え、前記制御部は、前記推定温度に基づいて、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を制御することが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、前記温度検出部及び前記演算部によって、光照射位置での蛍光体層の温度を高い精度で推定することができる。そのため、光照射位置での蛍光体層の温度が所望の温度範囲となるように、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を精度良く制御することが可能となる。
【００３１】
本発明においては、前記温度検出部として、放射温度計を用い、前記温度検出部を、前記被照射領域の移動経路の直上に配置することが好ましい。
【００３２】
この構成によれば、温度測定装置を、光照射位置の直上に配置された光学系（ピックアップ光学系等）と接触させることなく配置することが可能となる。
【００３３】
本発明のプロジェクターは、本発明の光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えることを特徴とする。
【００３４】
このため、本発明のプロジェクターによれば、光源装置が長寿命で故障し難いため、光源装置の交換頻度が少なくて済み、メンテナンスに要するコストを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態１のプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図２】実施形態１の光源装置が備える励起光源の正面図である。
【図３】実施形態１の光源装置が備える回転蛍光板の斜視図である。
【図４】実施形態１の光源装置が備える蛍光体層の発光強度スペクトルを示すグラフである。
【図５】実施形態１の蛍光体層の温度測定方法を説明するための模式図である。
【図６】実施形態１の光源装置において、温度検出部の配置位置を示す模式図である。
【図７】蛍光体層における被照射領域の経時的な温度変化を示すグラフである。
【図８】実施形態１の光源装置が備える励起光源駆動系の作動の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施形態２の蛍光体層の温度測定方法を説明するための模式図である。
【図１０】実施形態２の光源装置において、温度検出装置の配置位置を示す模式図である。
【図１１】蛍光体層における被照射領域の経時的な温度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
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、実際の構造における縮尺や数等が異なっている。
【００３７】
＜実施形態１＞
本発明の蛍光体層の温度測定方法、光源装置及びプロジェクターの実施形態１について説明する。
【００３８】
（プロジェクターの構成）
まず、実施形態１の温度測定方法及び光源装置が適用されるプロジェクターの一例について説明する。
【００３９】
図１は、実施形態１のプロジェクター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、を具備しており、光源装置１００が実施形態１の光源装置によって構成されている。
【００４０】
光源装置１００は、励起光源１０、コリメーターレンズアレイ１３、第１集光レンズ２０、第１平行化レンズ２１、ダイクロイックミラー２２、ピックアップ光学系（集光手段）４０、回転蛍光板３０、第２集光レンズ５０、ロッドインテグレーター６０、第２平行化レンズ７０及び励起光源駆動系８０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、第１集光レンズ２０、第１平行化レンズ２１、ダイクロイックミラー２２、ピックアップ光学系（集光手段）４０、回転蛍光板３０がこの順に配置され、回転蛍光板３０から射出される蛍光の光路上には、ピックアップ光学系４０、ダイクロイックミラー２２、第２集光レンズ５０、ロッドインテグレーター６０、第２平行化レンズ７０がこの順に配置されている。
【００４１】
図２は、励起光源１０の正面図である。
図２に示すように、励起光源１０は、基台１１上にレーザー光源１２が５個×５個の正方形状に２次元配列（合計２５個）で並べられているレーザー光源アレイである。
【００４２】
励起光源１０は、後述する回転蛍光板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：４５０ｎｍ付近）のレーザ光を射出する。
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、４５０ｎｍ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。
【００４３】
本明細書において、蛍光体層３２上において蛍光体層３２と励起光の光軸とが交わる位置を「光照射位置Ｓ」と言う。光照射位置Ｓにおいて蛍光体層３２に励起光が照射される。また、特定の時刻に蛍光体層３２の励起光が照射された領域を「被照射領域Ｔ」という。後で説明するように、被照射領域Ｔは光照射位置Ｓに対して相対的に移動する。
【００４４】
励起光源駆動系８０は、励起光源１０に駆動電流を供給する。本実施形態では、この励起光源駆動系８０が、光照射位置Ｓにおける蛍光体層３２の温度を推定し、この推定温度ｄ０が設定温度以上である場合に励起光源１０への電流供給をＯＦＦに切り替える過昇温防止機構を備えている点に特徴がある。この励起光源駆動系８０の構成については、後に詳述する。
【００４５】
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５個×５個の２次元配列（合計２５個）で並べら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。
【００４６】
第１集光レンズ２０は、例えば凸レンズからなる。第１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。
【００４７】
第１平行化レンズ２１は、例えば両凹レンズからなる。第１平行化レンズ２１は、第１集光レンズ２０と、第１集光レンズ２０における焦点位置との間に配置され、第１集光レンズ２０から入射する励起光を平行化する。
【００４８】
ダイクロイックミラー２２は、その表面が、励起光源１０の発光面及び蛍光体層３２の表面に対して約４５°の角度をなすように、これら各面と対峙して配置されている。ダイクロイックミラー２２は、第１平行化レンズ２１から入射する励起光（青色光成分）を９０°折り曲げてピックアップ光学系４０側に反射するとともに、後述するピックアップ光学系４０から入射する赤色光成分及び緑色光成分を透過させる。
【００４９】
ピックアップ光学系４０は、ダイクロイックミラー２２と回転蛍光板３０との間の光の光路上に配置されている。ピックアップ光学系４０は、回転蛍光板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、回転蛍光板３０側が平面状、これと反対側が凸の曲面状をなす平凸レンズからなり、第２レンズ４２は、例えば凸レンズからなる。ピックアップ光学系４０は、回転蛍光板３０からの光を略平行化した状態でダイクロイックプリズム２２に入射させる。また、ピックアップ光学系４０の第１レンズ４１及び第２レンズ４２は、ダイクロイックミラー２２から入射する励起光を集光する機能を兼ねており、この励起光を集光させた状態で回転蛍光板３０に入射させる。
【００５０】
図３は、回転蛍光板３０の斜視図である。
回転蛍光板３０はいわゆる反射型の回転蛍光板である。回転蛍光板３０は、図１及び図３に示すように、モーター（回転駆動機構）３３により回転駆動される回転板３１の上に、回転板３１の回転軸Ｏの回りに蛍光体層３２が形成されてなる。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。
【００５１】
この回転蛍光板３０には、第１レンズ４１及び第２レンズ４２によって集光された励起光（青色光）が、蛍光体層３２の表面から入射する。また、回転蛍光板３０は、励起光が入射する側と同じ側に向けて、蛍光体層３２が発した赤色光及び緑色光（蛍光）を射出する。また、この回転蛍光板３０では、回転板３１を回転軸Ｏの回りに回転させるため、被照射領域Ｔが回転軸Ｏの回りに円を描くように光照射位置Ｓに対して相対的に移動する。以下では、この被照射領域Ｔの移動経路を、「蛍光軌跡ｒ」と言う。
【００５２】
回転蛍光板３０は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板３０の直径は５０ｍｍであり、光照射位置Ｓが回転蛍光板３０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、回転蛍光板３０は、被照射領域Ｔ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。
【００５３】
回転板３１は、蛍光体層３２が発する蛍光を反射する材料よりなる。なお、本実施形態では回転板３１として円板を用いているが、その形状は円板に限られない。回転板３１の材料としては、例えば、Ａｌ等の熱伝導率の高い金属材料等を用いることができる。
【００５４】
蛍光体層３２は、蛍光を発する蛍光体粒子を有しており、励起光（青色光）を吸収し、概ね４９０〜７５０ｎｍ（発光強度のピーク：５７０ｎｍ、図４参照）の蛍光に変換する機能を有する。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。
【００５５】
蛍光体粒子は、図１に示す励起光源１０から射出される励起光を吸収し、蛍光を発する粒子状の蛍光物質である。例えば、蛍光体粒子には、波長が約４５０ｎｍの青色光によって励起されて蛍光を発する物質が含まれており、励起光の一部を、赤色の波長帯域から緑色の波長帯域まで含む光に変換して射出する。
【００５６】
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。
【００５７】
図１に示すように、回転蛍光板３０から射出された光は、前述のピックアップ光学系４０で平行化され、ダイクロイックミラー２２に入射する。
【００５８】
ダイクロイックミラー２２は、ピックアップ光学系４０から入射する光のうち、励起光（青色光）を反射して除去し、緑色光及び赤色光を透過させる。なお、ダイクロイックミラー２２には、ピックアップ光学系４０からの光が入射する入射面と反対側の表面に、図示しない他の光源装置から射出された青色光が入射し、ピックアップ光学系４０からの光の光線軸と平行な方向に反射される。
【００５９】
第２集光レンズ５０は、例えば凸レンズからなる。第２集光レンズ５０は、ダイクロイックミラー２２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。
【００６０】
第２集光レンズ５０を透過した光は、ロッドインテグレーター６０の一端側に入射する。ロッドインタグレーター６０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、第２集光レンズ５０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６０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。
【００６１】
ロッドインテグレーター６０の他端側から射出された光は、第２平行化レンズ７０により平行化され、光源装置１００から射出される。
【００６２】
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、光源装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、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、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。
【００６７】
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、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１００の照明対象となる。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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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上で画像を形成する。
【００７１】
（蛍光体層の温度測定方法、及び、励起光源駆動系）
次に、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法、及び、この蛍光体層の温度測定方法を適用した励起光源駆動系（実施形態１の光源装置が備える励起光源駆動系）について説明する。
図５は、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法を説明するための模式図、図６は、実施形態１の光源装置において、温度検出装置の配置位置を示す模式図、図７は、被照射領域Ｔの経時的な温度変化を示すグラフ、図８は、実施形態１の光源装置が備える励起光源駆動系の作動の流れを示すフローチャートである。
【００７２】
まず、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法について、回転蛍光板３０の光照射位置Ｓの温度を推定する場合を例にして説明する。
【００７３】
この実施形態の蛍光体層の温度測定方法は、励起光源１０から励起光を射出させつつ回転蛍光板３０を回転させることによって、被照射領域Ｔを光照射位置Ｓに対して相対的に移動させ、測定位置Ａ１で被照射領域Ｔの温度ｄｘを検出する第１工程を有する。さらに、この測定位置Ａ１において検出された被照射領域Ｔの温度ｄ１に基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を推定する第２工程を有する。ここで測定位置Ａ１は、蛍光軌跡ｒ上の光照射位置Ｓ以外の領域に設定される位置であり、本実施形態では１箇所とする。
【００７４】
光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度は、例えば次のようにして推定することができる。
すなわち、光照射位置Ｓにおいて蛍光体層３２に励起光が照射されると、励起光の一部は、前述の波長帯域の蛍光に変換されて蛍光体層３２から射出される。一方、蛍光に変換されなかった励起光のエネルギーの一部は、熱エネルギーとなって蛍光体層３２を発熱させる。そして、図５に示すように、蛍光体層３２の発熱部分（被照射領域Ｔ）は、回転蛍光板３０の回転によって、回転軸Ｏの回りに円を描くように光照射位置Ｓに対して相対的に移動する。図５では、被照射領域Ｔと測定位置Ａ１とを識別しやすいように、被照射領域Ｔが蛍光軌跡ｒ上の光照射位置Ｓと測定位置Ａ１との間に位置している状態を示している。
【００７５】
ここで、時刻ｔ０（ｔ０＝０）において、光照射位置Ｓにて被照射領域Ｔに励起光が照射されるとする。図７に示すように、光照射位置Ｓに対して相対的に移動する被照射領域Ｔの温度は時間と共に低下する。この温度変化は、一般的に式（１）で表される。
ｄｘ＝ｄ０ｅ−ｋｔｘ・・・（１）
ｄ０：光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度
ｄｘ：測定位置Ａ１で検出された蛍光体層３２（被照射領域Ｔ）の温度
ｔｘ：被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから測定位置Ａ１に到るまでの移動時間
ｋ ：減衰係数
ｅ ：自然対数の底
【００７６】
このうち、減衰係数ｋが一定の既知の値であると仮定すれば、測定位置Ａ１での蛍光体層３２の温度ｄｘを検出することにより、この検出温度ｄｘと移動時間ｔｘに基づき、前記式（１）によって、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を算出することが可能である。
【００７７】
このように算出された温度ｄ０は、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度と近似もしくは一致しており、これによって、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を高い精度で推定することが可能となる。
【００７８】
次に、実施形態１の光源装置が備える励起光源駆動系８０について説明する。
図１に示すように、この励起光源駆動系８０は、温度測定装置８１と、制御部８２と、ＬＤドライバー（駆動電流供給部）８３とを備えており、このうち温度測定装置８１と制御部８２とが、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０に基づいて、励起光源１０への電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える過昇温防止機構を構成する。
【００７９】
以下、各部の構成について説明する。
【００８０】
温度測定装置８１は、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法を用いて、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０を得るものであり、温度検出部８１１と演算部８１２とを有している。
【００８１】
温度検出部８１１は、測定位置Ａ１での被照射領域Ｔの温度ｄｘを検出し、この検出温度ｄｘを演算部８１２に出力する。
【００８２】
温度検出部８１１としては、特に限定されないが、放射温度計を用いるのが好ましい。放射温度計は、物体から放射される赤外線や可視光線の強度を測定して、物体の温度を測定する温度計であり、蛍光体層３２に接触することなく、非接触で短時間に温度ｄｘを測定できるという利点がある。
【００８３】
温度検出部８１１として放射温度計を用いる場合には、図６に示すように、温度検出部８１１は、測定位置Ａ１の直上に、その測定視野範囲に測定位置Ａ１が含まれるように配置される。温度検出部８１１が、このように配置されることにより、光照射位置Ｓの直上に配設すべき光学系（ピックアップ光学系４０）と温度検出部８１１とを接触させることなく、両者を並列して配置できるという効果が得られる。
【００８４】
なお、本実施形態では、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから回転軸Ｏの回りに約９０°回転移動した位置を測定位置Ａ１としているが、これに限るものではない。例えば光照射位置Ｓから１２０°回転移動した位置、もしくは、１８０°回転移動した位置等としても構わない。ただし、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度と実際の温度との誤差を小さくする点からは、ピックアップ光学系４０と温度検出部８１１とが接触しない範囲で、光照射位置Ｓからできるだけ近い領域を測定位置Ａ１とするのが好ましい。回転蛍光板３０の回転数、周囲温度、風量状態等による減衰係数ｋへの影響が小さく抑えられるからである。
【００８５】
演算部８１２は、温度検出部８１１から入力された検出温度ｄｘに基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を推定する。本実施形態では、演算部８１２のメモリに、減衰係数ｋ及び移動時間ｔｘが予め記憶されており、演算部８１２は、これら各値ｋ、ｔｘと、温度検出部８１１から入力された検出温度ｄｘに基づいて、前記式（１）によって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０を演算する。演算によって得られた推定温度ｄ０は制御部８２に出力される。
【００８６】
制御部８２は、演算部８１２から入力された推定温度ｄ０が、制御部８２のメモリに予め記憶された設定温度ｄｍａｘ以上であるか否かを判断し、推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上である場合にＬＤドライバー８３にシャットダウン信号を出力する。ここで、設定温度ｄｍａｘは、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の許容温度の上限であり、目的に応じて適宜設定される。例えば、蛍光体層３２に含まれるシリコーンの熱分解を抑える目的の場合には、シリコーンの分解温度（１４０℃）付近に設定される。
【００８７】
なお、減衰係数ｋ及び移動時間ｔｘ、設定温度ｄｍａｘは、図示しない操作部の操作によって、演算部８１２及び制御部８２にそれぞれ入力される。
【００８８】
ＬＤドライバー８３は、励起光源１０に駆動電流を供給する。本実施形態では、ＬＤドライバー８３は、制御部８２からシャットダウン信号を受信すると、駆動電流の供給を停止し、シャットダウン信号が解除されると駆動電流の供給を再開するように構成されている。
【００８９】
次に、この励起光源駆動系８０の作動について、図８を参照しながら説明する。
まず、ＬＤドライバー８３からの駆動電流の供給をＯＮにする（ステップＳ１）。これにより、励起光源１０から励起光が射出され、蛍光体層３２の光照射位置Ｓに対応する部分（被照射領域Ｔ）に励起光が照射され、当該部分が発熱する。光照射位置Ｓで発熱した部分（被照射領域Ｔ）は、回転蛍光板３０の回転によって、回転軸Ｏの回りに円を描くように光照射位置Ｓに対して相対的に移動する。そして、被照射領域Ｔは測定位置Ａ１を通過して光照射位置Ｓに戻るというサイクルを繰り返す。
【００９０】
ここで、測定位置Ａ１での被照射領域Ｔの温度ｄｘは、温度検出部８１１によって検出され（ステップＳ２、第１工程）、演算部８１２に出力される。演算部８１２は、温度検出部８１１から検出温度ｄｘが入力されると、この検出温度ｄｘに基づいて前記式（１）によって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０を演算する（ステップＳ３、第２工程）。演算によって得られた推定温度ｄ０は制御部８２に出力される。制御部８２は、演算部８１２から推定温度ｄ０が入力されると、これが設定温度ｄｍａｘ以上であるか否かを判断し（ステップＳ４）、推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上である場合にはＬＤドライバー８３にシャットダウン信号を出力する（ステップＳ５）。ＬＤドライバー８３は、制御部８２からシャットダウン信号が入力されると、駆動電流の供給をＯＦＦに切り替える（ステップＳ６）。これにより、励起光源１０からの励起光の射出が停止する。
【００９１】
このように構成された励起光源駆動系８０は、温度測定装置８１によって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度に近似もしくは一致した推定温度ｄ０を得ることができる。そして、制御部８２は、推定された温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上であるときに励起光源１０への電流供給をＯＦＦに切り替える。このため、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度が設定温度ｄｍａｘを超えるのを確実に抑止することが可能である。
【００９２】
したがって、このような励起光源駆動系８０を備える光源装置１００は、熱による蛍光体層３２の劣化が低減される。また、光照射位置Ｓの過熱による光源装置１００の故障が起こりにくい。
【００９３】
このため、このような光源装置１００を備えるプロジェクター１０００は、光源装置１００が長寿命であるため、光源装置１００の交換頻度が少なくて済み、メンテナンスコストを抑えることが可能である。
【００９４】
また、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法では、光照射位置Ｓにおける蛍光体層３２の温度ではなく、蛍光軌跡ｒのうち光照射位置Ｓとは異なる測定位置Ａ１における被照射領域Ｔの温度を実測するため、温度測定装置８１を光照射位置Ｓの直上に配置する必要がない。このため、このような温度測定方法を用いる光源装置１００及びプロジェクター１０００では、温度測定装置８１と、光照射位置Ｓの直上に配置された光学系（ピックアップ光学系４０等）とが互いに邪魔し合うことがなく、各部の配置スペースを容易に確保することが可能となる。
【００９５】
＜実施形態２＞
次に、本発明の蛍光体層の温度測定方法、光源装置及びプロジェクターの実施形態２について説明する。
なお、実施形態２においては、前記実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９６】
実施形態２のプロジェクター及び光源装置は、励起光源駆動系８０で用いる蛍光体層の温度測定方法が異なる以外は、前記実施形態１と同様の構成とされている。
【００９７】
以下、この蛍光体層の温度測定方法（実施形態２の温度測定方法）と、この温度測定方法を適用した励起光源駆動系８０について説明する。
【００９８】
図９は、実施形態２の蛍光体層の温度測定方法を説明するための模式図、図１０は、実施形態２の光源装置において、温度検出装置の配置位置を示す模式図、図１１は、蛍光体層における被照射領域Ｔの経時的な温度変化を示すグラフである。
【００９９】
まず、実施形態２の蛍光体層の温度測定方法について、回転蛍光板３０の光照射位置Ｓの温度を推定する場合を例にして説明する。
【０１００】
図９は、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓに対して相対的に移動し、第２測定位置Ａ２に位置している状態を示している。この実施形態の蛍光体層の温度測定方法は、励起光源１０から励起光を射出させつつ回転蛍光板３０を回転させることによって、被照射領域Ｔを光照射位置Ｓに対して相対的に移動させ、被照射領域Ｔが第２測定位置Ａ２に移動したとき、第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２すなわち被照射領域Ｔの温度ｄ２を検出する。さらに、温度ｄ２を検出すると同時に、被照射領域Ｔの軌跡の上であって、光照射位置Ｓとは異なり且つ第２測定位置Ａ２とも異なる第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１を検出する。以上の工程が第１工程に相当する。さらに、温度ｄ１と温度ｄ２とに基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を推定する第２工程を有する。
【０１０１】
以下の説明では、第１測定位置Ａ１と第２測定位置Ａ２のうち、被照射領域Ｔの光照射位置Ｓからの移動距離が短い方を「第１測定位置Ａ１」と呼び、被照射領域Ｔの光照射位置Ｓからの移動距離が長い方を「第２測定位置Ａ２」と呼ぶ。また、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第１測定位置Ａ１まで移動するために要する時間を所要時間ｔ１とし、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第２測定位置Ａ２まで移動するために要する時間を所要時間ｔ２とする。
【０１０２】
光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度は、例えば次のようにして推定することができる。
すなわち、前述のように光照射位置Ｓで励起光が照射された被照射領域Ｔの経時的な温度変化は、前記一般式（１）で表される。したがって、図９に示すように、蛍光軌跡ｒ上に、２箇所の測定位置（第１測定位置Ａ１、第２測定位置Ａ２）を設定し、第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１と第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２の温度ｄ２とを検出すれば、温度ｄ１と温度ｄ２と所要時間ｔ１と所要時間ｔ２を前記一般式（１）に代入することによって下記式（２）、式（３）を得ることができる。この２式の変数は減衰係数ｋと推定温度ｄ０の２つであるため、この２式を解くことにより、これらの値ｋ、ｄ０を求めることができる（図１１参照）。
ｄ１＝ｄ０ｅ−ｋｔ１・・・（２）
ｄ２＝ｄ０ｅ−ｋｔ２・・・（３）
ｄ０：光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度
ｄ１：第１測定位置Ａ１での蛍光体層３２の温度
ｄ２：第２測定位置Ａ２での蛍光体層３２の温度
ｔ１：被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第１測定位置Ａ１に到るまでの移動時間
ｔ２：被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第２測定位置Ａ２に到るまでの移動時間
ｋ ：減衰係数
ｅ ：自然対数の底
【０１０３】
この実施形態２の蛍光体層の温度測定方法では、第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１と第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２の温度ｄ２とに基づいて、減衰係数ｋと光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を算出するため、回転蛍光板の回転数、周囲温度、風量状態等、実際の条件に即した減衰係数ｋを得ることができ、これによって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度により近似した推定温度ｄ０を得ることが可能である。
【０１０４】
次に、実施形態２の光源装置が備える励起光源駆動系８１について説明する。
この励起光源駆動系８０は、温度測定装置８１と、制御部８２と、ＬＤドライバー８３とを備えており、このうち温度測定装置８１と制御部８２とが、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０に基づいて、励起光源１０への電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える過昇温防止機構を構成する。以下、各部の構成について説明する。
【０１０５】
温度測定装置８１は、実施形態２の蛍光体層の温度測定方法を用いて、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を推定するものであり、第１温度検出部８１３及び第２温度検出部８１４と、演算部８１２とを備える。
各温度検出部８１３、８１４としては、それぞれ、前記実施形態１と同様の理由から放射温度計を用いるのが好ましい。
【０１０６】
図１０に示すように、温度検出部８１３、温度検出部８１４として放射温度計を用いる場合には、温度検出部８１３は、温度検出部８１３の測定視野範囲に第１測定位置Ａ１が含まれるように第１測定位置Ａ１の直上に配置され、温度検出部８１４は、温度検出部８１４の測定視野範囲に第２測定位置Ａ２が含まれるように第２測定位置Ａ２の直上に配置される。温度検出部８１３、温度検出部８１４が、このように配設されることにより、光照射位置Ｓの直上に配設すべき光学系（ピックアップ光学系４０）が温度検出部８１３および温度検出部８１４のいずれとも接触させることなく、両者を並列して配置できるという効果が得られる。
【０１０７】
なお、本実施形態では、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから回転軸Ｏの回りに約９０°回転移動した位置を第１測定位置Ａ１とし、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから回転軸Ｏの回りに約１８０°回転移動した位置を第２測定位置Ａ２としているが、これに限るものではない。ただし、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０と実際の温度との誤差を小さくする点からは、ピックアップ光学系４０と各温度検出部８１３、８１４とが接触しない範囲で、光照射位置Ｓからできるだけ近い領域を第１測定位置Ａ１とするのが好ましく、第１測定位置Ａ１からできるだけ遠い領域を第２測定位置Ａ２とするのが好ましい。これにより、演算部８２において、回転蛍光板３０の回転数、周囲温度、風量状態等に即した減衰係数ｋが得られ、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度により近い推定温度ｄ０を得ることができるからである。
【０１０８】
演算部８１２は、各温度検出部８１３、８１４から入力された検出温度ｄ１、ｄ２に基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を推定し、この推定温度ｄ０を制御部８２に出力する。本実施形態では、演算部８１２のメモリに、移動時間ｔ１、ｔ２が予め記憶されており、演算部８１２は、これら各値ｔ１、ｔ２と、各温度検出部８１３、８１４から入力された各検出温度ｄ１、ｄ２を前記一般式（１）に代入し、得られた前記式（３）（４）によって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を演算する。演算によって得られた温度の値は、推定温度ｄ０として制御部８２に出力される。
【０１０９】
制御部８２及びＬＤドライバー８３の構成は前記実施形態１と同様である。
すなわち、制御部８２は、演算部８１２から推定温度ｄ０が入力されると、これが設定温度ｄｍａｘ以上であるか否かを判断し、推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上である場合にはＬＤドライバー８３にシャットダウン信号を出力する。ＬＤドライバー８３は、制御部８２からシャットダウン信号が入力されると、駆動電流の供給をＯＦＦに切り替える。これにより、励起光源１０からの励起光の射出が停止する。
【０１１０】
実施形態２においても、前記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
また、実施形態２の励起光源駆動系８０では、特に、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度により近似もしくは一致した推定温度ｄ０を得ることができるため、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度が設定温度ｄｍａｘ以上となるのを、より確実に抑止することが可能である。
【０１１１】
したがって、この励起光源駆動系８０を備える光源装置１００は、熱による蛍光体層３２の劣化が低減される。また、光照射位置Ｓの過熱による光源装置１００の故障が起こりにくい。
【０１１２】
このため、このような光源装置１００を備えるプロジェクター１０００は、光源装置１００が長寿命であるため、光源装置１００の交換頻度が少なくて済み、メンテナンスコストを抑えることが可能である。
【０１１３】
＜実施形態３＞
実施形態２では、第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１を検出すると同時に第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２の温度ｄ２を検出していたが、実施形態３では、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第１測定位置Ａ１へ移動したときに、第１測定位置Ａ１において被照射領域Ｔの温度ｄ１を検出し、被照射領域Ｔがさらに第２測定位置Ａ２へ移動したときに、第２測定位置Ａ２において被照射領域Ｔの温度ｄ２を検出してもよい。この場合も実施形態２と同様、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第１測定位置Ａ１まで移動するために要する時間を所要時間ｔ１とし、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第２測定位置Ａ２まで移動するために要する時間を所要時間ｔ２とする。その他の構成は実施形態２と同様であるため、説明を省略する。
【０１１４】
実施形態２においては、第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１と第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２の温度ｄ２とを同時に検出するため、第１測定位置Ａ１における被検出物は第２測定位置Ａ２における被検出物とは異なるものである。つまり、第１測定位置Ａ１における被検出物は、第２測定位置Ａ２における被検出物すなわち被照射領域Ｔが光照射位置Ｓにおいて励起光が照射されてから所定の時間（ｔ２−ｔ１）経過した後に、光照射位置Ｓにおいて励起光が照射された領域である。光照射位置Ｓにおける蛍光体層３２の温度は一定とは限らない。そのため、光照射位置Ｓにおいて蛍光体層３２に励起光が照射された時刻を図１１に示したｔ０とすれば、第１測定位置Ａ１における被検出物の時刻ｔ０での温度が被照射領域Ｔの時刻ｔ０での温度とは異なる場合がある。
【０１１５】
これに対して、実施形態３においては、被照射領域Ｔが第１測定位置Ａ１に移動したときに被照射領域Ｔの温度ｄ１を検出し、被照射領域Ｔがさらに第２測定位置Ａ２に移動したときに被照射領域Ｔの温度ｄ２を検出するため、実施形態２において得られる効果の他に、非常に高い精度で光照射位置Ｓの温度ｄ０を推定することができるという効果が得られる。
【０１１６】
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能である。
【０１１７】
（変形例１）
前記実施形態２および実施形態３の光源装置１００では、温度測定装置８１が、蛍光軌跡ｒの２箇所の領域について温度を検出し、これに基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を推定するように構成されているが、温度を検出する領域は２箇所に限るものではなく、３箇所以上であっても構わない。例えば、３箇所以上の測定位置のうち、任意の２箇所の検出温度に基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を算出し、他の２箇所の検出温度に基づいて算出された光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度との平均値をとれば、光照射位置Ｓでの実際の温度にさらに近似した推定温度ｄ０を得ることができる。この推定温度ｄ０に基づいて励起光源への電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、光照射位置Ｓでの過剰な温度上昇をより確実に抑えることが可能となる。
【０１１８】
（変形例２）
前記指数関数は、理想的な状態での関係式であるため、実際の温度変化とは異なる場合がある。特に、ピックアップ光学系４０の各レンズ４１、４２が風の流れを阻害したりすると、前記指数関数から求められた計算値と光照射位置Ｓでの実測値との差が比較的大きいこともあり得る。そのような場合には、上記の各実施例や変形例において、求められた計算値に適宜補正を加えたり、式を変形したりして光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度ｄ０を求めるようにしても構わない。
【０１１９】
（変形例３）
前記各実施形態あるいは前記各変形例では、制御部８２は、光照射位置Ｓでの推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上となったときに、駆動電流の供給がＯＦＦとなるようにＬＤドライバー８３を制御している。しかし、前記各実施形態あるいは前記各変形例において、駆動電流の供給量が低減（セーブ運転モード）するようにＬＤドライバー８３を制御するものであっても良い。これにより、励起光源１０への電流供給を連続して行いつつ、光照射位置Ｓでの過剰な温度上昇を抑えることが可能となる。
【０１２０】
（変形例４）
前記各実施形態あるいは前記各変形例において、制御部８２は、光照射位置Ｓでの推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上となったときに、回転板３１の回転数が上がるようにモーターを制御するものであっても良い。回転板３１の回転数が上がると周囲の風量が増大するため、励起光が照射された部分が効率良く冷却され、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度上昇を抑えることが可能となる。
【０１２１】
（変形例５）
前記各実施形態あるいは前記各変形例の光源装置１００は、回転蛍光板３０の回転板３１として反射型基板を用い、蛍光体層３２に対して、蛍光の出射側と同じ側から励起光を入射する反射型であった。しかし、前記各実施形態あるいは前記各変形例において、回転板３１として励起光を透過させる透過型基板を用いてもよい。この場合、蛍光体層に対して、蛍光の出射側と反対側（回転板３１側）から励起光を入射させる構成であり、励起光を集光させる集光手段を省略しても構わない。透過型の場合にも、反射型の場合と同様の作用・効果を得ることが可能である。
【０１２２】
（変形例６）
前記各実施形態あるいは前記各変形例の光源装置１００は、蛍光体層３２の被照射領域Ｔが回転軸Ｏの回りに円を描くように光照射位置Ｓに対して相対的に移動するように構成されているが、被照射領域Ｔの移動方法はこれに限るものではない。例えば被照射領域Ｔが光照射位置Ｓに対して往復移動するように構成されていても構わない。この場合にも、被照射領域Ｔを、光照射位置Ｓに対して相対的に移動させ、光照射位置Ｓとは異なる位置で、前記被照射領域Ｔの温度を検出する（第１工程）。その後、第１工程で検出された前記被照射領域Ｔの温度に基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度を推定する（第２工程）。そして、推定した光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度に応じて、励起光の強度を制御すればよい。あるいは、推定した光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度に応じて、被照射領域Ｔの光照射位置Ｓに対する移動速度を制御してもよい。
【０１２３】
本発明においては、温度検出部によって被照射領域Ｔの温度を検出する。しかし、温度検出部として放射温度計を用いる場合、実際には温度検出部は被照射領域Ｔから放射される赤外線を検出し、検出された赤外線の強度を温度に換算している。したがって、本発明において、物体の温度を測定するということは、物体から放射される赤外線の強度を測定するということと実質的に等価である。すなわち、被照射領域Ｔの温度に基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度を推定する、ということは、被照射領域Ｔから放射される赤外線の強度に基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層から放射される赤外線の強度を推定する、ということと実質的に等価である。そこで、必ずしも赤外線の強度を温度に換算する必要は無く、被照射領域Ｔから放射される赤外線の強度に基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層から放射される赤外線の強度を推定してもよい。この場合、放射赤外線強度と温度との間の既知の関係を用いて式（１）を適宜補正すればよい。
【０１２４】
また、前記各実施形態では、本発明の蛍光体層の温度検出方法をプロジェクター１０００に搭載された光源装置１００に適用しているが、製造工程において電子機器に搭載する前の光源装置や設計段階での光源装置に適用しても構わない。
【０１２５】
また、本発明は、次のような変形も可能である。
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。
【０１２６】
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、透過型プロジェクターと同様の効果を奏することができる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
上記各実施形態においては、本発明の照明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、本発明の照明装置を他の光学機器（例えば、光ディスク装置、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。
【符号の説明】
【０１２９】
１０…励起光源、３０…回転蛍光板、３１…回転板、３２…蛍光体層、３３…モーター（回転駆動機構）、４０…ピックアップ光学系（集光手段）、８０…励起光源駆動系、８１…温度測定装置、８１１…温度検出部、８１２…演算部、８２…制御部、８３…ＬＤドライバー（駆動電流供給部）、１００…光源装置、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、６００…投写光学系、１０００…プロジェクター、Ａ１…測定位置、Ａ２…測定位置、Ｓ…光照射位置、Ｔ…被照射領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体層の温度測定方法、光源装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターに用いるための光源装置としては、従来、高圧水銀ランプが主流であったが、近年、励起光（青色光）を射出する固体発光素子（励起光源）と、該励起光を吸収して所定の波長帯域光に変換する蛍光体層を組み合わせた光源装置が用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。この光源装置は、高圧水銀ランプに比べて長寿命であり、また、水銀を含まないため、環境への影響が少ないというメリットがある。
【０００３】
ところで、このように励起光源と蛍光体層とを組み合わせた光源装置では、励起光の射出光を集光して蛍光体層に照射する。ここで、蛍光体層に照射された励起光の一部は蛍光に変換されて射出されるが、蛍光に変換されなかった励起光のエネルギーの一部は熱エネルギーとなって蛍光体層を発熱させる。このため、励起光の集光スポットに対応する領域（光照射位置）においては、蛍光体層が非常に高温になり、これによって蛍光体層に含まれる有機バインダー（シリコーン等）が変質して蛍光体層が短寿命となったり、光照射位置の温度が異常上昇して装置が故障したりする等の問題が生じている。
【０００４】
そこで、このような蛍光体層の温度上昇が抑えられるようにした光源装置として、回転駆動される回転基板上に蛍光体層を設け、蛍光体層の励起光が照射された被照射領域が光照射位置に対して相対的に移動するようにした光源装置が提案されている。このような光源装置では、光照射位置で蛍光体層が発熱しても、発熱した被照射領域が直ぐに光照射位置から外れ、次に光照射位置に戻るまでの間、周囲の空気によって冷却される。このため、一箇所に励起光が連続的に照射されるのに比べて、光照射位置での蛍光体層の温度上昇を抑えることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２７３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述のように回転基板上に蛍光体層を設けた光源装置は、回転による冷却効果によって、光照射位置での蛍光体層の温度上昇がある程度軽減されるものの、やはり依然として光照射位置での蛍光体層は高温になる。
【０００７】
これに対して、この光照射位置での蛍光体層の温度が高い精度で測定できれば、その温度に基づいて励起光源の出射光量をコントロールすることによって、蛍光体層の劣化を低減できるということが期待される。あるいは、光照射位置での蛍光体層の温度の異常上昇時に励起光源からの光射出をシャットダウンすることによって、光源装置の故障を回避することができるものと期待される。
【０００８】
しかし、光源装置では、蛍光体層の光照射位置の直上に光学ピックアップ光学系等が配置されるため、これら光学系が邪魔をして、放射温度計のような温度測定装置を光照射位置の直上に配置することは難しい。特に、蛍光の出射側と同じ側から励起光を入射させる反射型の回転蛍光板の場合には、その光照射位置の直上にピックアップ光学系の他、励起光を入射させるための光学部材も配置されるため、温度測定装置の配置スペースを確保するのは非常に困難である。
【０００９】
このように、これまでは光照射位置での蛍光体層の温度を測定するのが困難であるために、光照射位置での蛍光体層の温度に基づいた励起光量の制御を行うことができず、蛍光体層の劣化や光源装置の故障を十分に防止することができなかったのが実情である。
【００１０】
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、光照射位置での蛍光体層の温度を実測しなくとも、この温度を高い精度で推定することができる蛍光体層の温度測定方法を提供することを目的とする。また、光照射位置での蛍光体層の推定温度に基づいて、該光照射位置での蛍光体層の温度が許容温度を超えないように制御することが可能な光源装置を提供することを目的とする。また、光源装置の交換頻度が少なくて済み、メンテナンスコストを抑えることができるプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の蛍光体層の温度測定方法は、励起光で照射された蛍光体層の被照射領域を、該励起光が照射される該蛍光体層の光照射位置に対して相対的に移動させ、該光照射位置とは異なる第１の測定位置で、前記被照射領域の温度を検出する第１工程と、前記第１工程で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定する第２工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
励起光が照射された被照射領域の温度は、励起光が照射される位置（蛍光体層における励起光の光軸上の位置：光照射位置）での蛍光体層の温度を反映する。
本発明の蛍光体層の温度測定方法によれば、光照射位置とは異なる位置で被照射領域の温度を検出し、これに基づいて光照射位置での蛍光体層の温度を推定する。そのため、光照射位置での蛍光体層の温度を実測しなくとも、光照射位置での蛍光体層の温度を高い精度で把握することが可能となる。
【００１３】
本発明においては、前記第１工程において、前記被照射領域の移動経路上であって、前記光照射位置と異なり、かつ前記測定位置とも異なる第２の測定位置において、前記蛍光体層の温度を検出し、前記第２工程において、前記第１の測定位置で検出された温度と前記第２の測定位置で検出された温度とに基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、光照射位置での蛍光体層の温度を実測しなくとも、光照射位置での蛍光体層の温度をより高い精度で推定することが可能となる。
【００１５】
本発明においては、前記蛍光体層は、回転駆動される回転基板上に設けられ、前記被照射領域が前記回転基板の回転軸の回りに円を描くように移動することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、光照射位置で蛍光体層が発熱しても、発熱した部分が直ぐに光照射位置から外れ、再び光照射位置に戻るまでの間、周囲の空気によって冷却される。そのため、一箇所に励起光が連続的に照射されるものに比べて、光照射位置での蛍光体層の温度上昇を抑えることができる。また、回転基板が回転する際に生じる風によって、蛍光体層を効率良く冷却することが可能となる。
【００１７】
本発明においては、下記式を用いて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定することが好ましい。
ｄｘ＝ｄ０ｅ−ｋｔｘ
ｄ０：前記光照射位置での前記蛍光体層の温度
ｄｘ：前記光照射位置とは異なる測定位置での前記蛍光体層の温度
ｔｘ：前記励起光で照射された前記蛍光体層の被照射領域が、前記光照射位置から前記測定位置に到るまでの移動時間
ｋ ：減衰係数
ｅ ：自然対数の底
【００１８】
この構成によれば、光照射位置での蛍光体層の温度を、さらに高い精度で推定することが可能となる。
【００１９】
本発明の光源装置は、励起光を射出する励起光源と、前記励起光を受けて蛍光を放射するとともに、前記励起光が照射された被照射領域が、前記励起光が照射される光照射位置に対して相対的に移動可能な蛍光体層と、前記光照射位置とは異なる第１の測定位置に設けられた温度検出部と、前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて前記励起光の強度を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の光源装置によれば、光照射位置とは異なる位置で被照射領域の温度を実測するため、温度測定装置を光照射位置の直上に配置する必要がない。このため、温度測定装置と、光照射位置の直上に配置された光学系（ピックアップ光学系等）とが互いに邪魔し合うことがなく、各部の配置スペースを容易に確保することが可能である。さらに、光照射位置とは異なる位置で測定した被照射領域の温度に基づいて励起光の強度が制御されるため、熱による蛍光体層の劣化が低減される。また、光照射位置の過熱による光源装置の故障が起こりにくい。
【００２１】
本発明においては、前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の推定温度を演算する演算部をさらに備え、前記制御部は、前記推定温度に基づいて前記励起光の強度を制御することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、前記温度検出部及び前記演算部によって、光照射位置での蛍光体層の温度を高い精度で推定することができる。そのため、光照射位置での蛍光体層の温度が所望の温度範囲となるように、前記励起光の強度を精度良く制御することが可能となる。
【００２３】
本発明においては、前記制御部は、予め記憶された設定温度と、前記推定温度とを比較し、前記推定温度が前記設定温度以上である場合に、前記励起光源への駆動電流の供給を遮断することが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、光照射位置での蛍光体層の推定温度が設定温度以上となったときに、励起光源への電流供給が遮断されるため、光照射位置での温度が設定温度を超えるのを確実に抑止することが可能である。
【００２５】
本発明においては、前記制御部は、予め記憶された設定温度と、前記推定温度とを比較し、前記推定温度が前記設定温度以上である場合に、前記励起光源への駆動電流の供給量を低減することが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、励起光源への駆動電流の供給を連続して行いながら、光照射位置での蛍光体層の温度が設定温度を超えるのを確実に抑止することが可能である。したがって、この光源装置は、高い稼動率を得ることができる。
【００２７】
本発明の光源装置は、励起光を射出する励起光源と、前記励起光を受けて蛍光を放射するとともに、前記励起光が照射された被照射領域が、前記励起光が照射される光照射位置に対して相対的に移動可能な蛍光体層と、前記光照射位置とは異なる第１の測定位置に設けられた温度検出部と、前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を制御する制御部と、を有することを特徴とする
【００２８】
本発明の光源装置によれば、光照射位置での蛍光体層の推定温度が設定温度以上となったときに、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度が上がり、蛍光体層周囲の風量が増加する。その結果、蛍光体層が効率良く冷却され、光照射位置での蛍光体層の温度が設定温度以上となるのを確実に抑止することができる。
【００２９】
本発明においては、前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の推定温度を演算する演算部をさらに備え、前記制御部は、前記推定温度に基づいて、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を制御することが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、前記温度検出部及び前記演算部によって、光照射位置での蛍光体層の温度を高い精度で推定することができる。そのため、光照射位置での蛍光体層の温度が所望の温度範囲となるように、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を精度良く制御することが可能となる。
【００３１】
本発明においては、前記温度検出部として、放射温度計を用い、前記温度検出部を、前記被照射領域の移動経路の直上に配置することが好ましい。
【００３２】
この構成によれば、温度測定装置を、光照射位置の直上に配置された光学系（ピックアップ光学系等）と接触させることなく配置することが可能となる。
【００３３】
本発明のプロジェクターは、本発明の光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えることを特徴とする。
【００３４】
このため、本発明のプロジェクターによれば、光源装置が長寿命で故障し難いため、光源装置の交換頻度が少なくて済み、メンテナンスに要するコストを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態１のプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図２】実施形態１の光源装置が備える励起光源の正面図である。
【図３】実施形態１の光源装置が備える回転蛍光板の斜視図である。
【図４】実施形態１の光源装置が備える蛍光体層の発光強度スペクトルを示すグラフである。
【図５】実施形態１の蛍光体層の温度測定方法を説明するための模式図である。
【図６】実施形態１の光源装置において、温度検出部の配置位置を示す模式図である。
【図７】蛍光体層における被照射領域の経時的な温度変化を示すグラフである。
【図８】実施形態１の光源装置が備える励起光源駆動系の作動の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施形態２の蛍光体層の温度測定方法を説明するための模式図である。
【図１０】実施形態２の光源装置において、温度検出装置の配置位置を示す模式図である。
【図１１】蛍光体層における被照射領域の経時的な温度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
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、実際の構造における縮尺や数等が異なっている。
【００３７】
＜実施形態１＞
本発明の蛍光体層の温度測定方法、光源装置及びプロジェクターの実施形態１について説明する。
【００３８】
（プロジェクターの構成）
まず、実施形態１の温度測定方法及び光源装置が適用されるプロジェクターの一例について説明する。
【００３９】
図１は、実施形態１のプロジェクター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、を具備しており、光源装置１００が実施形態１の光源装置によって構成されている。
【００４０】
光源装置１００は、励起光源１０、コリメーターレンズアレイ１３、第１集光レンズ２０、第１平行化レンズ２１、ダイクロイックミラー２２、ピックアップ光学系（集光手段）４０、回転蛍光板３０、第２集光レンズ５０、ロッドインテグレーター６０、第２平行化レンズ７０及び励起光源駆動系８０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、第１集光レンズ２０、第１平行化レンズ２１、ダイクロイックミラー２２、ピックアップ光学系（集光手段）４０、回転蛍光板３０がこの順に配置され、回転蛍光板３０から射出される蛍光の光路上には、ピックアップ光学系４０、ダイクロイックミラー２２、第２集光レンズ５０、ロッドインテグレーター６０、第２平行化レンズ７０がこの順に配置されている。
【００４１】
図２は、励起光源１０の正面図である。
図２に示すように、励起光源１０は、基台１１上にレーザー光源１２が５個×５個の正方形状に２次元配列（合計２５個）で並べられているレーザー光源アレイである。
【００４２】
励起光源１０は、後述する回転蛍光板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：４５０ｎｍ付近）のレーザ光を射出する。
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、４５０ｎｍ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。
【００４３】
本明細書において、蛍光体層３２上において蛍光体層３２と励起光の光軸とが交わる位置を「光照射位置Ｓ」と言う。光照射位置Ｓにおいて蛍光体層３２に励起光が照射される。また、特定の時刻に蛍光体層３２の励起光が照射された領域を「被照射領域Ｔ」という。後で説明するように、被照射領域Ｔは光照射位置Ｓに対して相対的に移動する。
【００４４】
励起光源駆動系８０は、励起光源１０に駆動電流を供給する。本実施形態では、この励起光源駆動系８０が、光照射位置Ｓにおける蛍光体層３２の温度を推定し、この推定温度ｄ０が設定温度以上である場合に励起光源１０への電流供給をＯＦＦに切り替える過昇温防止機構を備えている点に特徴がある。この励起光源駆動系８０の構成については、後に詳述する。
【００４５】
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５個×５個の２次元配列（合計２５個）で並べら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。
【００４６】
第１集光レンズ２０は、例えば凸レンズからなる。第１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。
【００４７】
第１平行化レンズ２１は、例えば両凹レンズからなる。第１平行化レンズ２１は、第１集光レンズ２０と、第１集光レンズ２０における焦点位置との間に配置され、第１集光レンズ２０から入射する励起光を平行化する。
【００４８】
ダイクロイックミラー２２は、その表面が、励起光源１０の発光面及び蛍光体層３２の表面に対して約４５°の角度をなすように、これら各面と対峙して配置されている。ダイクロイックミラー２２は、第１平行化レンズ２１から入射する励起光（青色光成分）を９０°折り曲げてピックアップ光学系４０側に反射するとともに、後述するピックアップ光学系４０から入射する赤色光成分及び緑色光成分を透過させる。
【００４９】
ピックアップ光学系４０は、ダイクロイックミラー２２と回転蛍光板３０との間の光の光路上に配置されている。ピックアップ光学系４０は、回転蛍光板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、回転蛍光板３０側が平面状、これと反対側が凸の曲面状をなす平凸レンズからなり、第２レンズ４２は、例えば凸レンズからなる。ピックアップ光学系４０は、回転蛍光板３０からの光を略平行化した状態でダイクロイックプリズム２２に入射させる。また、ピックアップ光学系４０の第１レンズ４１及び第２レンズ４２は、ダイクロイックミラー２２から入射する励起光を集光する機能を兼ねており、この励起光を集光させた状態で回転蛍光板３０に入射させる。
【００５０】
図３は、回転蛍光板３０の斜視図である。
回転蛍光板３０はいわゆる反射型の回転蛍光板である。回転蛍光板３０は、図１及び図３に示すように、モーター（回転駆動機構）３３により回転駆動される回転板３１の上に、回転板３１の回転軸Ｏの回りに蛍光体層３２が形成されてなる。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。
【００５１】
この回転蛍光板３０には、第１レンズ４１及び第２レンズ４２によって集光された励起光（青色光）が、蛍光体層３２の表面から入射する。また、回転蛍光板３０は、励起光が入射する側と同じ側に向けて、蛍光体層３２が発した赤色光及び緑色光（蛍光）を射出する。また、この回転蛍光板３０では、回転板３１を回転軸Ｏの回りに回転させるため、被照射領域Ｔが回転軸Ｏの回りに円を描くように光照射位置Ｓに対して相対的に移動する。以下では、この被照射領域Ｔの移動経路を、「蛍光軌跡ｒ」と言う。
【００５２】
回転蛍光板３０は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板３０の直径は５０ｍｍであり、光照射位置Ｓが回転蛍光板３０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、回転蛍光板３０は、被照射領域Ｔ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。
【００５３】
回転板３１は、蛍光体層３２が発する蛍光を反射する材料よりなる。なお、本実施形態では回転板３１として円板を用いているが、その形状は円板に限られない。回転板３１の材料としては、例えば、Ａｌ等の熱伝導率の高い金属材料等を用いることができる。
【００５４】
蛍光体層３２は、蛍光を発する蛍光体粒子を有しており、励起光（青色光）を吸収し、概ね４９０〜７５０ｎｍ（発光強度のピーク：５７０ｎｍ、図４参照）の蛍光に変換する機能を有する。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。
【００５５】
蛍光体粒子は、図１に示す励起光源１０から射出される励起光を吸収し、蛍光を発する粒子状の蛍光物質である。例えば、蛍光体粒子には、波長が約４５０ｎｍの青色光によって励起されて蛍光を発する物質が含まれており、励起光の一部を、赤色の波長帯域から緑色の波長帯域まで含む光に変換して射出する。
【００５６】
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。
【００５７】
図１に示すように、回転蛍光板３０から射出された光は、前述のピックアップ光学系４０で平行化され、ダイクロイックミラー２２に入射する。
【００５８】
ダイクロイックミラー２２は、ピックアップ光学系４０から入射する光のうち、励起光（青色光）を反射して除去し、緑色光及び赤色光を透過させる。なお、ダイクロイックミラー２２には、ピックアップ光学系４０からの光が入射する入射面と反対側の表面に、図示しない他の光源装置から射出された青色光が入射し、ピックアップ光学系４０からの光の光線軸と平行な方向に反射される。
【００５９】
第２集光レンズ５０は、例えば凸レンズからなる。第２集光レンズ５０は、ダイクロイックミラー２２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。
【００６０】
第２集光レンズ５０を透過した光は、ロッドインテグレーター６０の一端側に入射する。ロッドインタグレーター６０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、第２集光レンズ５０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６０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。
【００６１】
ロッドインテグレーター６０の他端側から射出された光は、第２平行化レンズ７０により平行化され、光源装置１００から射出される。
【００６２】
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、光源装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、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、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。
【００６７】
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、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１００の照明対象となる。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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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上で画像を形成する。
【００７１】
（蛍光体層の温度測定方法、及び、励起光源駆動系）
次に、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法、及び、この蛍光体層の温度測定方法を適用した励起光源駆動系（実施形態１の光源装置が備える励起光源駆動系）について説明する。
図５は、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法を説明するための模式図、図６は、実施形態１の光源装置において、温度検出装置の配置位置を示す模式図、図７は、被照射領域Ｔの経時的な温度変化を示すグラフ、図８は、実施形態１の光源装置が備える励起光源駆動系の作動の流れを示すフローチャートである。
【００７２】
まず、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法について、回転蛍光板３０の光照射位置Ｓの温度を推定する場合を例にして説明する。
【００７３】
この実施形態の蛍光体層の温度測定方法は、励起光源１０から励起光を射出させつつ回転蛍光板３０を回転させることによって、被照射領域Ｔを光照射位置Ｓに対して相対的に移動させ、測定位置Ａ１で被照射領域Ｔの温度ｄｘを検出する第１工程を有する。さらに、この測定位置Ａ１において検出された被照射領域Ｔの温度ｄ１に基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を推定する第２工程を有する。ここで測定位置Ａ１は、蛍光軌跡ｒ上の光照射位置Ｓ以外の領域に設定される位置であり、本実施形態では１箇所とする。
【００７４】
光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度は、例えば次のようにして推定することができる。
すなわち、光照射位置Ｓにおいて蛍光体層３２に励起光が照射されると、励起光の一部は、前述の波長帯域の蛍光に変換されて蛍光体層３２から射出される。一方、蛍光に変換されなかった励起光のエネルギーの一部は、熱エネルギーとなって蛍光体層３２を発熱させる。そして、図５に示すように、蛍光体層３２の発熱部分（被照射領域Ｔ）は、回転蛍光板３０の回転によって、回転軸Ｏの回りに円を描くように光照射位置Ｓに対して相対的に移動する。図５では、被照射領域Ｔと測定位置Ａ１とを識別しやすいように、被照射領域Ｔが蛍光軌跡ｒ上の光照射位置Ｓと測定位置Ａ１との間に位置している状態を示している。
【００７５】
ここで、時刻ｔ０（ｔ０＝０）において、光照射位置Ｓにて被照射領域Ｔに励起光が照射されるとする。図７に示すように、光照射位置Ｓに対して相対的に移動する被照射領域Ｔの温度は時間と共に低下する。この温度変化は、一般的に式（１）で表される。
ｄｘ＝ｄ０ｅ−ｋｔｘ・・・（１）
ｄ０：光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度
ｄｘ：測定位置Ａ１で検出された蛍光体層３２（被照射領域Ｔ）の温度
ｔｘ：被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから測定位置Ａ１に到るまでの移動時間
ｋ ：減衰係数
ｅ ：自然対数の底
【００７６】
このうち、減衰係数ｋが一定の既知の値であると仮定すれば、測定位置Ａ１での蛍光体層３２の温度ｄｘを検出することにより、この検出温度ｄｘと移動時間ｔｘに基づき、前記式（１）によって、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を算出することが可能である。
【００７７】
このように算出された温度ｄ０は、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度と近似もしくは一致しており、これによって、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を高い精度で推定することが可能となる。
【００７８】
次に、実施形態１の光源装置が備える励起光源駆動系８０について説明する。
図１に示すように、この励起光源駆動系８０は、温度測定装置８１と、制御部８２と、ＬＤドライバー（駆動電流供給部）８３とを備えており、このうち温度測定装置８１と制御部８２とが、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０に基づいて、励起光源１０への電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える過昇温防止機構を構成する。
【００７９】
以下、各部の構成について説明する。
【００８０】
温度測定装置８１は、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法を用いて、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０を得るものであり、温度検出部８１１と演算部８１２とを有している。
【００８１】
温度検出部８１１は、測定位置Ａ１での被照射領域Ｔの温度ｄｘを検出し、この検出温度ｄｘを演算部８１２に出力する。
【００８２】
温度検出部８１１としては、特に限定されないが、放射温度計を用いるのが好ましい。放射温度計は、物体から放射される赤外線や可視光線の強度を測定して、物体の温度を測定する温度計であり、蛍光体層３２に接触することなく、非接触で短時間に温度ｄｘを測定できるという利点がある。
【００８３】
温度検出部８１１として放射温度計を用いる場合には、図６に示すように、温度検出部８１１は、測定位置Ａ１の直上に、その測定視野範囲に測定位置Ａ１が含まれるように配置される。温度検出部８１１が、このように配置されることにより、光照射位置Ｓの直上に配設すべき光学系（ピックアップ光学系４０）と温度検出部８１１とを接触させることなく、両者を並列して配置できるという効果が得られる。
【００８４】
なお、本実施形態では、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから回転軸Ｏの回りに約９０°回転移動した位置を測定位置Ａ１としているが、これに限るものではない。例えば光照射位置Ｓから１２０°回転移動した位置、もしくは、１８０°回転移動した位置等としても構わない。ただし、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度と実際の温度との誤差を小さくする点からは、ピックアップ光学系４０と温度検出部８１１とが接触しない範囲で、光照射位置Ｓからできるだけ近い領域を測定位置Ａ１とするのが好ましい。回転蛍光板３０の回転数、周囲温度、風量状態等による減衰係数ｋへの影響が小さく抑えられるからである。
【００８５】
演算部８１２は、温度検出部８１１から入力された検出温度ｄｘに基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を推定する。本実施形態では、演算部８１２のメモリに、減衰係数ｋ及び移動時間ｔｘが予め記憶されており、演算部８１２は、これら各値ｋ、ｔｘと、温度検出部８１１から入力された検出温度ｄｘに基づいて、前記式（１）によって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０を演算する。演算によって得られた推定温度ｄ０は制御部８２に出力される。
【００８６】
制御部８２は、演算部８１２から入力された推定温度ｄ０が、制御部８２のメモリに予め記憶された設定温度ｄｍａｘ以上であるか否かを判断し、推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上である場合にＬＤドライバー８３にシャットダウン信号を出力する。ここで、設定温度ｄｍａｘは、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の許容温度の上限であり、目的に応じて適宜設定される。例えば、蛍光体層３２に含まれるシリコーンの熱分解を抑える目的の場合には、シリコーンの分解温度（１４０℃）付近に設定される。
【００８７】
なお、減衰係数ｋ及び移動時間ｔｘ、設定温度ｄｍａｘは、図示しない操作部の操作によって、演算部８１２及び制御部８２にそれぞれ入力される。
【００８８】
ＬＤドライバー８３は、励起光源１０に駆動電流を供給する。本実施形態では、ＬＤドライバー８３は、制御部８２からシャットダウン信号を受信すると、駆動電流の供給を停止し、シャットダウン信号が解除されると駆動電流の供給を再開するように構成されている。
【００８９】
次に、この励起光源駆動系８０の作動について、図８を参照しながら説明する。
まず、ＬＤドライバー８３からの駆動電流の供給をＯＮにする（ステップＳ１）。これにより、励起光源１０から励起光が射出され、蛍光体層３２の光照射位置Ｓに対応する部分（被照射領域Ｔ）に励起光が照射され、当該部分が発熱する。光照射位置Ｓで発熱した部分（被照射領域Ｔ）は、回転蛍光板３０の回転によって、回転軸Ｏの回りに円を描くように光照射位置Ｓに対して相対的に移動する。そして、被照射領域Ｔは測定位置Ａ１を通過して光照射位置Ｓに戻るというサイクルを繰り返す。
【００９０】
ここで、測定位置Ａ１での被照射領域Ｔの温度ｄｘは、温度検出部８１１によって検出され（ステップＳ２、第１工程）、演算部８１２に出力される。演算部８１２は、温度検出部８１１から検出温度ｄｘが入力されると、この検出温度ｄｘに基づいて前記式（１）によって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０を演算する（ステップＳ３、第２工程）。演算によって得られた推定温度ｄ０は制御部８２に出力される。制御部８２は、演算部８１２から推定温度ｄ０が入力されると、これが設定温度ｄｍａｘ以上であるか否かを判断し（ステップＳ４）、推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上である場合にはＬＤドライバー８３にシャットダウン信号を出力する（ステップＳ５）。ＬＤドライバー８３は、制御部８２からシャットダウン信号が入力されると、駆動電流の供給をＯＦＦに切り替える（ステップＳ６）。これにより、励起光源１０からの励起光の射出が停止する。
【００９１】
このように構成された励起光源駆動系８０は、温度測定装置８１によって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度に近似もしくは一致した推定温度ｄ０を得ることができる。そして、制御部８２は、推定された温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上であるときに励起光源１０への電流供給をＯＦＦに切り替える。このため、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度が設定温度ｄｍａｘを超えるのを確実に抑止することが可能である。
【００９２】
したがって、このような励起光源駆動系８０を備える光源装置１００は、熱による蛍光体層３２の劣化が低減される。また、光照射位置Ｓの過熱による光源装置１００の故障が起こりにくい。
【００９３】
このため、このような光源装置１００を備えるプロジェクター１０００は、光源装置１００が長寿命であるため、光源装置１００の交換頻度が少なくて済み、メンテナンスコストを抑えることが可能である。
【００９４】
また、実施形態１の蛍光体層の温度測定方法では、光照射位置Ｓにおける蛍光体層３２の温度ではなく、蛍光軌跡ｒのうち光照射位置Ｓとは異なる測定位置Ａ１における被照射領域Ｔの温度を実測するため、温度測定装置８１を光照射位置Ｓの直上に配置する必要がない。このため、このような温度測定方法を用いる光源装置１００及びプロジェクター１０００では、温度測定装置８１と、光照射位置Ｓの直上に配置された光学系（ピックアップ光学系４０等）とが互いに邪魔し合うことがなく、各部の配置スペースを容易に確保することが可能となる。
【００９５】
＜実施形態２＞
次に、本発明の蛍光体層の温度測定方法、光源装置及びプロジェクターの実施形態２について説明する。
なお、実施形態２においては、前記実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９６】
実施形態２のプロジェクター及び光源装置は、励起光源駆動系８０で用いる蛍光体層の温度測定方法が異なる以外は、前記実施形態１と同様の構成とされている。
【００９７】
以下、この蛍光体層の温度測定方法（実施形態２の温度測定方法）と、この温度測定方法を適用した励起光源駆動系８０について説明する。
【００９８】
図９は、実施形態２の蛍光体層の温度測定方法を説明するための模式図、図１０は、実施形態２の光源装置において、温度検出装置の配置位置を示す模式図、図１１は、蛍光体層における被照射領域Ｔの経時的な温度変化を示すグラフである。
【００９９】
まず、実施形態２の蛍光体層の温度測定方法について、回転蛍光板３０の光照射位置Ｓの温度を推定する場合を例にして説明する。
【０１００】
図９は、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓに対して相対的に移動し、第２測定位置Ａ２に位置している状態を示している。この実施形態の蛍光体層の温度測定方法は、励起光源１０から励起光を射出させつつ回転蛍光板３０を回転させることによって、被照射領域Ｔを光照射位置Ｓに対して相対的に移動させ、被照射領域Ｔが第２測定位置Ａ２に移動したとき、第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２すなわち被照射領域Ｔの温度ｄ２を検出する。さらに、温度ｄ２を検出すると同時に、被照射領域Ｔの軌跡の上であって、光照射位置Ｓとは異なり且つ第２測定位置Ａ２とも異なる第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１を検出する。以上の工程が第１工程に相当する。さらに、温度ｄ１と温度ｄ２とに基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を推定する第２工程を有する。
【０１０１】
以下の説明では、第１測定位置Ａ１と第２測定位置Ａ２のうち、被照射領域Ｔの光照射位置Ｓからの移動距離が短い方を「第１測定位置Ａ１」と呼び、被照射領域Ｔの光照射位置Ｓからの移動距離が長い方を「第２測定位置Ａ２」と呼ぶ。また、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第１測定位置Ａ１まで移動するために要する時間を所要時間ｔ１とし、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第２測定位置Ａ２まで移動するために要する時間を所要時間ｔ２とする。
【０１０２】
光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度は、例えば次のようにして推定することができる。
すなわち、前述のように光照射位置Ｓで励起光が照射された被照射領域Ｔの経時的な温度変化は、前記一般式（１）で表される。したがって、図９に示すように、蛍光軌跡ｒ上に、２箇所の測定位置（第１測定位置Ａ１、第２測定位置Ａ２）を設定し、第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１と第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２の温度ｄ２とを検出すれば、温度ｄ１と温度ｄ２と所要時間ｔ１と所要時間ｔ２を前記一般式（１）に代入することによって下記式（２）、式（３）を得ることができる。この２式の変数は減衰係数ｋと推定温度ｄ０の２つであるため、この２式を解くことにより、これらの値ｋ、ｄ０を求めることができる（図１１参照）。
ｄ１＝ｄ０ｅ−ｋｔ１・・・（２）
ｄ２＝ｄ０ｅ−ｋｔ２・・・（３）
ｄ０：光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度
ｄ１：第１測定位置Ａ１での蛍光体層３２の温度
ｄ２：第２測定位置Ａ２での蛍光体層３２の温度
ｔ１：被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第１測定位置Ａ１に到るまでの移動時間
ｔ２：被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第２測定位置Ａ２に到るまでの移動時間
ｋ ：減衰係数
ｅ ：自然対数の底
【０１０３】
この実施形態２の蛍光体層の温度測定方法では、第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１と第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２の温度ｄ２とに基づいて、減衰係数ｋと光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を算出するため、回転蛍光板の回転数、周囲温度、風量状態等、実際の条件に即した減衰係数ｋを得ることができ、これによって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度により近似した推定温度ｄ０を得ることが可能である。
【０１０４】
次に、実施形態２の光源装置が備える励起光源駆動系８１について説明する。
この励起光源駆動系８０は、温度測定装置８１と、制御部８２と、ＬＤドライバー８３とを備えており、このうち温度測定装置８１と制御部８２とが、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０に基づいて、励起光源１０への電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える過昇温防止機構を構成する。以下、各部の構成について説明する。
【０１０５】
温度測定装置８１は、実施形態２の蛍光体層の温度測定方法を用いて、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を推定するものであり、第１温度検出部８１３及び第２温度検出部８１４と、演算部８１２とを備える。
各温度検出部８１３、８１４としては、それぞれ、前記実施形態１と同様の理由から放射温度計を用いるのが好ましい。
【０１０６】
図１０に示すように、温度検出部８１３、温度検出部８１４として放射温度計を用いる場合には、温度検出部８１３は、温度検出部８１３の測定視野範囲に第１測定位置Ａ１が含まれるように第１測定位置Ａ１の直上に配置され、温度検出部８１４は、温度検出部８１４の測定視野範囲に第２測定位置Ａ２が含まれるように第２測定位置Ａ２の直上に配置される。温度検出部８１３、温度検出部８１４が、このように配設されることにより、光照射位置Ｓの直上に配設すべき光学系（ピックアップ光学系４０）が温度検出部８１３および温度検出部８１４のいずれとも接触させることなく、両者を並列して配置できるという効果が得られる。
【０１０７】
なお、本実施形態では、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから回転軸Ｏの回りに約９０°回転移動した位置を第１測定位置Ａ１とし、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから回転軸Ｏの回りに約１８０°回転移動した位置を第２測定位置Ａ２としているが、これに限るものではない。ただし、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の推定温度ｄ０と実際の温度との誤差を小さくする点からは、ピックアップ光学系４０と各温度検出部８１３、８１４とが接触しない範囲で、光照射位置Ｓからできるだけ近い領域を第１測定位置Ａ１とするのが好ましく、第１測定位置Ａ１からできるだけ遠い領域を第２測定位置Ａ２とするのが好ましい。これにより、演算部８２において、回転蛍光板３０の回転数、周囲温度、風量状態等に即した減衰係数ｋが得られ、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度により近い推定温度ｄ０を得ることができるからである。
【０１０８】
演算部８１２は、各温度検出部８１３、８１４から入力された検出温度ｄ１、ｄ２に基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を推定し、この推定温度ｄ０を制御部８２に出力する。本実施形態では、演算部８１２のメモリに、移動時間ｔ１、ｔ２が予め記憶されており、演算部８１２は、これら各値ｔ１、ｔ２と、各温度検出部８１３、８１４から入力された各検出温度ｄ１、ｄ２を前記一般式（１）に代入し、得られた前記式（３）（４）によって光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度ｄ０を演算する。演算によって得られた温度の値は、推定温度ｄ０として制御部８２に出力される。
【０１０９】
制御部８２及びＬＤドライバー８３の構成は前記実施形態１と同様である。
すなわち、制御部８２は、演算部８１２から推定温度ｄ０が入力されると、これが設定温度ｄｍａｘ以上であるか否かを判断し、推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上である場合にはＬＤドライバー８３にシャットダウン信号を出力する。ＬＤドライバー８３は、制御部８２からシャットダウン信号が入力されると、駆動電流の供給をＯＦＦに切り替える。これにより、励起光源１０からの励起光の射出が停止する。
【０１１０】
実施形態２においても、前記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
また、実施形態２の励起光源駆動系８０では、特に、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の実際の温度により近似もしくは一致した推定温度ｄ０を得ることができるため、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度が設定温度ｄｍａｘ以上となるのを、より確実に抑止することが可能である。
【０１１１】
したがって、この励起光源駆動系８０を備える光源装置１００は、熱による蛍光体層３２の劣化が低減される。また、光照射位置Ｓの過熱による光源装置１００の故障が起こりにくい。
【０１１２】
このため、このような光源装置１００を備えるプロジェクター１０００は、光源装置１００が長寿命であるため、光源装置１００の交換頻度が少なくて済み、メンテナンスコストを抑えることが可能である。
【０１１３】
＜実施形態３＞
実施形態２では、第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１を検出すると同時に第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２の温度ｄ２を検出していたが、実施形態３では、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第１測定位置Ａ１へ移動したときに、第１測定位置Ａ１において被照射領域Ｔの温度ｄ１を検出し、被照射領域Ｔがさらに第２測定位置Ａ２へ移動したときに、第２測定位置Ａ２において被照射領域Ｔの温度ｄ２を検出してもよい。この場合も実施形態２と同様、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第１測定位置Ａ１まで移動するために要する時間を所要時間ｔ１とし、被照射領域Ｔが光照射位置Ｓから第２測定位置Ａ２まで移動するために要する時間を所要時間ｔ２とする。その他の構成は実施形態２と同様であるため、説明を省略する。
【０１１４】
実施形態２においては、第１測定位置Ａ１における蛍光体層３２の温度ｄ１と第２測定位置Ａ２における蛍光体層３２の温度ｄ２とを同時に検出するため、第１測定位置Ａ１における被検出物は第２測定位置Ａ２における被検出物とは異なるものである。つまり、第１測定位置Ａ１における被検出物は、第２測定位置Ａ２における被検出物すなわち被照射領域Ｔが光照射位置Ｓにおいて励起光が照射されてから所定の時間（ｔ２−ｔ１）経過した後に、光照射位置Ｓにおいて励起光が照射された領域である。光照射位置Ｓにおける蛍光体層３２の温度は一定とは限らない。そのため、光照射位置Ｓにおいて蛍光体層３２に励起光が照射された時刻を図１１に示したｔ０とすれば、第１測定位置Ａ１における被検出物の時刻ｔ０での温度が被照射領域Ｔの時刻ｔ０での温度とは異なる場合がある。
【０１１５】
これに対して、実施形態３においては、被照射領域Ｔが第１測定位置Ａ１に移動したときに被照射領域Ｔの温度ｄ１を検出し、被照射領域Ｔがさらに第２測定位置Ａ２に移動したときに被照射領域Ｔの温度ｄ２を検出するため、実施形態２において得られる効果の他に、非常に高い精度で光照射位置Ｓの温度ｄ０を推定することができるという効果が得られる。
【０１１６】
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能である。
【０１１７】
（変形例１）
前記実施形態２および実施形態３の光源装置１００では、温度測定装置８１が、蛍光軌跡ｒの２箇所の領域について温度を検出し、これに基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を推定するように構成されているが、温度を検出する領域は２箇所に限るものではなく、３箇所以上であっても構わない。例えば、３箇所以上の測定位置のうち、任意の２箇所の検出温度に基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度を算出し、他の２箇所の検出温度に基づいて算出された光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度との平均値をとれば、光照射位置Ｓでの実際の温度にさらに近似した推定温度ｄ０を得ることができる。この推定温度ｄ０に基づいて励起光源への電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、光照射位置Ｓでの過剰な温度上昇をより確実に抑えることが可能となる。
【０１１８】
（変形例２）
前記指数関数は、理想的な状態での関係式であるため、実際の温度変化とは異なる場合がある。特に、ピックアップ光学系４０の各レンズ４１、４２が風の流れを阻害したりすると、前記指数関数から求められた計算値と光照射位置Ｓでの実測値との差が比較的大きいこともあり得る。そのような場合には、上記の各実施例や変形例において、求められた計算値に適宜補正を加えたり、式を変形したりして光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度ｄ０を求めるようにしても構わない。
【０１１９】
（変形例３）
前記各実施形態あるいは前記各変形例では、制御部８２は、光照射位置Ｓでの推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上となったときに、駆動電流の供給がＯＦＦとなるようにＬＤドライバー８３を制御している。しかし、前記各実施形態あるいは前記各変形例において、駆動電流の供給量が低減（セーブ運転モード）するようにＬＤドライバー８３を制御するものであっても良い。これにより、励起光源１０への電流供給を連続して行いつつ、光照射位置Ｓでの過剰な温度上昇を抑えることが可能となる。
【０１２０】
（変形例４）
前記各実施形態あるいは前記各変形例において、制御部８２は、光照射位置Ｓでの推定温度ｄ０が設定温度ｄｍａｘ以上となったときに、回転板３１の回転数が上がるようにモーターを制御するものであっても良い。回転板３１の回転数が上がると周囲の風量が増大するため、励起光が照射された部分が効率良く冷却され、光照射位置Ｓでの蛍光体層３２の温度上昇を抑えることが可能となる。
【０１２１】
（変形例５）
前記各実施形態あるいは前記各変形例の光源装置１００は、回転蛍光板３０の回転板３１として反射型基板を用い、蛍光体層３２に対して、蛍光の出射側と同じ側から励起光を入射する反射型であった。しかし、前記各実施形態あるいは前記各変形例において、回転板３１として励起光を透過させる透過型基板を用いてもよい。この場合、蛍光体層に対して、蛍光の出射側と反対側（回転板３１側）から励起光を入射させる構成であり、励起光を集光させる集光手段を省略しても構わない。透過型の場合にも、反射型の場合と同様の作用・効果を得ることが可能である。
【０１２２】
（変形例６）
前記各実施形態あるいは前記各変形例の光源装置１００は、蛍光体層３２の被照射領域Ｔが回転軸Ｏの回りに円を描くように光照射位置Ｓに対して相対的に移動するように構成されているが、被照射領域Ｔの移動方法はこれに限るものではない。例えば被照射領域Ｔが光照射位置Ｓに対して往復移動するように構成されていても構わない。この場合にも、被照射領域Ｔを、光照射位置Ｓに対して相対的に移動させ、光照射位置Ｓとは異なる位置で、前記被照射領域Ｔの温度を検出する（第１工程）。その後、第１工程で検出された前記被照射領域Ｔの温度に基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度を推定する（第２工程）。そして、推定した光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度に応じて、励起光の強度を制御すればよい。あるいは、推定した光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度に応じて、被照射領域Ｔの光照射位置Ｓに対する移動速度を制御してもよい。
【０１２３】
本発明においては、温度検出部によって被照射領域Ｔの温度を検出する。しかし、温度検出部として放射温度計を用いる場合、実際には温度検出部は被照射領域Ｔから放射される赤外線を検出し、検出された赤外線の強度を温度に換算している。したがって、本発明において、物体の温度を測定するということは、物体から放射される赤外線の強度を測定するということと実質的に等価である。すなわち、被照射領域Ｔの温度に基づいて光照射位置Ｓでの蛍光体層の温度を推定する、ということは、被照射領域Ｔから放射される赤外線の強度に基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層から放射される赤外線の強度を推定する、ということと実質的に等価である。そこで、必ずしも赤外線の強度を温度に換算する必要は無く、被照射領域Ｔから放射される赤外線の強度に基づいて、光照射位置Ｓでの蛍光体層から放射される赤外線の強度を推定してもよい。この場合、放射赤外線強度と温度との間の既知の関係を用いて式（１）を適宜補正すればよい。
【０１２４】
また、前記各実施形態では、本発明の蛍光体層の温度検出方法をプロジェクター１０００に搭載された光源装置１００に適用しているが、製造工程において電子機器に搭載する前の光源装置や設計段階での光源装置に適用しても構わない。
【０１２５】
また、本発明は、次のような変形も可能である。
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。
【０１２６】
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、透過型プロジェクターと同様の効果を奏することができる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
上記各実施形態においては、本発明の照明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、本発明の照明装置を他の光学機器（例えば、光ディスク装置、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。
【符号の説明】
【０１２９】
１０…励起光源、３０…回転蛍光板、３１…回転板、３２…蛍光体層、３３…モーター（回転駆動機構）、４０…ピックアップ光学系（集光手段）、８０…励起光源駆動系、８１…温度測定装置、８１１…温度検出部、８１２…演算部、８２…制御部、８３…ＬＤドライバー（駆動電流供給部）、１００…光源装置、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、６００…投写光学系、１０００…プロジェクター、Ａ１…測定位置、Ａ２…測定位置、Ｓ…光照射位置、Ｔ…被照射領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光で照射された蛍光体層の被照射領域を、該励起光が照射される該蛍光体層の光照射位置に対して相対的に移動させ、該光照射位置とは異なる第１の測定位置で、前記被照射領域の温度を検出する第１工程と、
前記第１工程で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定する第２工程と、を有することを特徴とする蛍光体層の温度測定方法。
【請求項２】
前記第１工程において、前記被照射領域の移動経路上であって、前記光照射位置と異なり、かつ前記測定位置とも異なる第２の測定位置において、前記蛍光体層の温度を検出し、
前記第２工程において、前記第１の測定位置で検出された温度と前記第２の測定位置で検出された温度とに基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定することを特徴とする請求項１に記載の蛍光体層の温度測定方法。
【請求項３】
前記蛍光体層は、回転駆動される回転基板上に設けられ、前記被照射領域が前記回転基板の回転軸の回りに円を描くように移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蛍光体層の温度測定方法。
【請求項４】
下記式を用いて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の蛍光体層の温度測定方法。
ｄｘ＝ｄ０ｅ−ｋｔｘ
ｄ０：前記光照射位置での前記蛍光体層の温度
ｄｘ：前記光照射位置とは異なる測定位置での前記蛍光体層の温度
ｔｘ：前記励起光で照射された前記蛍光体層の被照射領域が、前記光照射位置から前記測定位置に到るまでの移動時間
ｋ ：減衰係数
ｅ ：自然対数の底
【請求項５】
励起光を射出する励起光源と、
前記励起光を受けて蛍光を放射するとともに、前記励起光が照射された被照射領域が、前記励起光が照射される光照射位置に対して相対的に移動可能な蛍光体層と、
前記光照射位置とは異なる第１の測定位置に設けられた温度検出部と、
前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて前記励起光の強度を制御する制御部と、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の推定温度を演算する演算部をさらに備え、
前記制御部は、前記推定温度に基づいて前記励起光の強度を制御することを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記制御部は、予め記憶された設定温度と、前記推定温度とを比較し、前記推定温度が前記設定温度以上である場合に、前記励起光源への駆動電流の供給を遮断することを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記制御部は、予め記憶された設定温度と、前記推定温度とを比較し、前記推定温度が前記設定温度以上である場合に、前記励起光源への駆動電流の供給量を低減することを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項９】
励起光を射出する励起光源と、
前記励起光を受けて蛍光を放射するとともに、前記励起光が照射された被照射領域が、前記励起光が照射される光照射位置に対して相対的に移動可能な蛍光体層と、
前記光照射位置とは異なる第１の測定位置に設けられた温度検出部と、
前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を制御する制御部と、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の推定温度を演算する演算部をさらに備え、
前記制御部は、前記推定温度に基づいて、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を制御することを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記温度検出部として、放射温度計を用い、前記温度検出部を、前記被照射領域の移動経路の直上に配置することを特徴とする請求項５〜請求項１０のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項５〜請求項１１のいずれかに記載の光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項１】
励起光で照射された蛍光体層の被照射領域を、該励起光が照射される該蛍光体層の光照射位置に対して相対的に移動させ、該光照射位置とは異なる第１の測定位置で、前記被照射領域の温度を検出する第１工程と、
前記第１工程で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定する第２工程と、を有することを特徴とする蛍光体層の温度測定方法。
【請求項２】
前記第１工程において、前記被照射領域の移動経路上であって、前記光照射位置と異なり、かつ前記測定位置とも異なる第２の測定位置において、前記蛍光体層の温度を検出し、
前記第２工程において、前記第１の測定位置で検出された温度と前記第２の測定位置で検出された温度とに基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定することを特徴とする請求項１に記載の蛍光体層の温度測定方法。
【請求項３】
前記蛍光体層は、回転駆動される回転基板上に設けられ、前記被照射領域が前記回転基板の回転軸の回りに円を描くように移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蛍光体層の温度測定方法。
【請求項４】
下記式を用いて、前記光照射位置での蛍光体層の温度を推定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の蛍光体層の温度測定方法。
ｄｘ＝ｄ０ｅ−ｋｔｘ
ｄ０：前記光照射位置での前記蛍光体層の温度
ｄｘ：前記光照射位置とは異なる測定位置での前記蛍光体層の温度
ｔｘ：前記励起光で照射された前記蛍光体層の被照射領域が、前記光照射位置から前記測定位置に到るまでの移動時間
ｋ ：減衰係数
ｅ ：自然対数の底
【請求項５】
励起光を射出する励起光源と、
前記励起光を受けて蛍光を放射するとともに、前記励起光が照射された被照射領域が、前記励起光が照射される光照射位置に対して相対的に移動可能な蛍光体層と、
前記光照射位置とは異なる第１の測定位置に設けられた温度検出部と、
前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて前記励起光の強度を制御する制御部と、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の推定温度を演算する演算部をさらに備え、
前記制御部は、前記推定温度に基づいて前記励起光の強度を制御することを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記制御部は、予め記憶された設定温度と、前記推定温度とを比較し、前記推定温度が前記設定温度以上である場合に、前記励起光源への駆動電流の供給を遮断することを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記制御部は、予め記憶された設定温度と、前記推定温度とを比較し、前記推定温度が前記設定温度以上である場合に、前記励起光源への駆動電流の供給量を低減することを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項９】
励起光を射出する励起光源と、
前記励起光を受けて蛍光を放射するとともに、前記励起光が照射された被照射領域が、前記励起光が照射される光照射位置に対して相対的に移動可能な蛍光体層と、
前記光照射位置とは異なる第１の測定位置に設けられた温度検出部と、
前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を制御する制御部と、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
前記温度検出部で検出された前記被照射領域の温度に基づいて、前記光照射位置での蛍光体層の推定温度を演算する演算部をさらに備え、
前記制御部は、前記推定温度に基づいて、前記被照射領域の前記光照射位置に対する移動速度を制御することを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記温度検出部として、放射温度計を用い、前記温度検出部を、前記被照射領域の移動経路の直上に配置することを特徴とする請求項５〜請求項１０のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項５〜請求項１１のいずれかに記載の光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２５２４８（Ｐ２０１３−２５２４８Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２０９５（Ｐ２０１１−１６２０９５）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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