JP2013025249A - 照明装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】設置姿勢に関わらず、励起光の照射位置の局所的な温度上昇を低減し、回転蛍光板の光変換率の低下や経年的な性能劣化を低減することのできる照明装置とこれを備えたプロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明の照明装置は、励起光を射出する光源と、励起光を蛍光に変換する蛍光体層が設けられ、回転軸の回りに回転可能な回転蛍光板と、回転蛍光板の回転方向を切り替え可能な回転手段と、を備え、励起光が照射される回転蛍光板上の照射領域が回転軸の回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように回転蛍光板が回転することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置およびプロジェクターに関するものである。

従来、プロジェクターに用いるための照明装置として、励起光（青色光）を射出する光源装置と、モーターにより回転可能な円板（例えば、金属基材よりなる円板）に３つのセグメント領域が形成され、そのうち２つのセグメント領域にはそれぞれ異なる色光（赤色光または緑色光）を射出する２種類の蛍光層が形成され、残り１つのセグメント領域には、励起光（青色光）を拡散させる拡散層が形成されてなる回転蛍光板と、を備える照明装置が知られている（特許文献１、２）。
従来の照明装置によれば、モーターにより回転蛍光板を所定の回転速度で回転させることによって、蛍光層における励起光の照射位置の局所的な温度上昇が低減されるため、回転蛍光板（発光層）の光変換効率の低下や、経年的な性能劣化を低減できる。また、特許文献１では、金属基板よりなる円板上に発光層や拡散層を形成することによって照射位置の放熱性を高めている。

特開２０１１−７５６５７号公報 特開２００９−２７７５１６号公報

プロジェクターの使用形態としては、机などの上に設置する場合や天井などに設置する場合が考えられる。プロジェクターは、基本的に机上および天井のいずれか一方に設置した場合を基準にして設計されており、机上および天井のいずれか他方に設置した場合の回転蛍光板の放熱性は考慮されていない。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、設置姿勢に関わらず、励起光の照射位置の局所的な温度上昇を低減し、回転蛍光板の光変換率の低下や経年的な性能劣化を低減することのできる照明装置とこれを備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとしている。

本発明の照明装置は、励起光を射出する光源と、前記励起光を蛍光に変換する蛍光体層が基板の一面上に形成されてなり、回転軸を中心として回転可能とされた回転蛍光板と、前記回転軸を中心に前記回転蛍光板を正転方向および逆転方向のいずれにも回転させることが可能な回転手段と、を備え、前記回転蛍光板は、前記光源から射出された前記励起光で照射される前記蛍光体層の照射領域が前記蛍光体層に対する前記励起光の照射位置から離れるとき、前記励起光の照射位置から前記回転軸の回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように回転することを特徴とする。

本発明の照明装置は、回転蛍光板の回転方向を適宜切り換えることによって、光源から射出された励起光の照射を受けて発熱した蛍光体層の局所的な温度上昇を低減することができる。この結果、蛍光体層の過熱による蛍光体層の劣化及び発光効率（光変換効率）の低下を低減することが可能となる。また、蛍光体層の劣化が低減されることで回転蛍光板の長寿命化が図れる。よって、信頼性の高い照明装置が得られる。

また、回転方向制御手段をさらに備え、前記回転方向制御手段は、照明装置自身の設置姿勢に応じて前記回転蛍光板の回転方向を正転または逆転する方向に切り換える構成としてもよい。
これによれば、照明装置自身の設置姿勢に応じて回転蛍光板の回転方向を正転方向または逆転方向のいずれかに切り換えることにより、回転蛍光板の放熱時に排出される熱気を上方へと流動させることが可能となる。これにより、励起光の照射を受けて発熱した回転蛍光板の放熱性をより高めることが可能となる。なお、本発明において、上方とは鉛直方向における上方を意味し、下方とは鉛直方向における下方を意味する。また、鉛直方向上方側とは、鉛直方向における上方だけでなく、鉛直方向における斜め上方も含む。同様に、鉛直方向下方側とは、鉛直方向における下方だけでなく、鉛直方向における斜め下方も含む。

また、本体の設置姿勢を検出する姿勢検知手段を有し、前記回転方向制御手段は、前記姿勢検知手段による検出結果に応じて前記回転蛍光板の回転方向を正転または逆転する方向に切り換える構成としてもよい。
これによれば、姿勢検知手段によって検知された照明装置の設置姿勢に応じて回転蛍光板の回転方向を正転または逆転する方向に切り換えることで、放熱時に排出される熱気を上方へと流動させることが可能となる。その結果、回転蛍光板の放熱性をより高めることが可能となり、設置場所に応じて姿勢を異ならせて使用可能なプロジェクターの光源として有用なものとなる。

また、前記照射位置に向けて冷却気体を供給する冷却手段を備え、当該冷却手段は、前記照射位置に対して前記回転軸の反対側に位置し、前記冷却気体の送風方向が前記回転軸に交差するように配置されている構成としてもよい。
これによれば、冷却手段を照射位置に対して回転軸の反対側に配置することで照射位置の近傍に当該冷却手段が位置することになるため、蛍光体層の照射位置に向けて効率よく冷却気体を供給することができる。また、冷却気体の送風方向が回転軸に交差する姿勢で配置されていることによっても、照射位置に対して効率よく冷却気体が供給されることになる。この結果、蛍光体層における励起光の照射領域の温度上昇を効果的に抑えることが可能である。

また、前記回転蛍光板から射出された光を集光させるレンズと、該レンズを保持するレンズ保持部と、を含む集光光学系を備え、前記レンズ保持部の前記蛍光体層と対向する側面が前記蛍光体層の表面に対して傾斜しており、前記側面と前記表面との間に形成される隙間が前記照射位置から前記冷却手段側に向かって広がっている構成としてもよい。
これによれば、冷却手段から吹き出された冷却気体が隙間内により多く導入され、励起光の照射を受けて発熱した蛍光体層を短時間で冷却することができる。また、蛍光体層の表面に対向するレンズ保持部の側面が傾斜しているため、冷却気体がこの傾斜した側面に接触する。そのため、冷却気体が隙間内を直進して吹きぬけることが防止される。この結果、蛍光体層がより長い時間冷却気体に晒されることになり、蛍光体層の冷却効率が高められる。

また、鉛直方向において、前記照射位置が前記回転蛍光板の前記回転軸と同じ高さに設定されている構成としてもよい。
本発明における上記冷却手段から吹き出された冷却気体は、発熱した蛍光体層を冷却する際に蛍光体層の熱を吸収して熱風となり、上方へと流動する。回転蛍光板に対する励起光の照射位置が、鉛直方向において回転蛍光板の回転軸と同じ高さに設定されているので、照明装置の使用時の姿勢に関わらず、熱風が上方に向かって流動することになる。仮に、回転蛍光板に対する励起光の照射位置を回転軸の真下の領域に設定した場合、照明装置の上下の姿勢を反転させて使用すると照射位置が回転蛍光板の回転軸の真上にくるので、回転蛍光板の回転によって熱風が下方へと巻き込まれてしまう。その結果、蛍光体層に熱風が長い時間接触することになって蛍光体層に対する冷却効率が低下してしまう。
本発明のように、回転蛍光板に対する励起光の照射位置を回転蛍光板の回転軸の高さと鉛直方向で一致させることによって、プロジェクターの使用時の姿勢を上下反転させた場合でも、蛍光体層を冷却した後の熱風を上方に向かって効率よく流動させることが可能となる。これにより、回転蛍光板の放熱性をより高めることが可能である。

また、冷却手段が、前記回転蛍光板の前記回転軸と前記励起光の照射位置とを結ぶ延長線上に配置されている構成としてもよい。
これによれば、冷却手段を照射位置の近くに配置することができ、照射位置に対して冷却気体を効率よく供給することが可能となる。

本発明のプロジェクターは、上記の照明装置と、前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。
本発明のプロジェクターは、回転蛍光板の回転方向を切り換える機能を有する照明装置を備えているため、机上などに設置した基準姿勢（据置姿勢）の場合だけでなく、上下の姿勢を反転させて天井などに固定した姿勢（天吊姿勢）の場合においても、励起光が照射された回転蛍光板（蛍光体層）の照射領域の過熱を抑えて蛍光体層の劣化や発効効率（光変換効率）の低下を低減することができるため、回転蛍光板の長寿命化が図れて信頼性の高いプロジェクターが得られる。

本発明の第１実施形態であるプロジェクターの全体構成を模式的に表す概略図。 プロジェクターの設置姿勢（据置姿勢）を示す概略図。 プロジェクターに設けられる回転蛍光板の構成を表す図であって、同図（ａ）は回転蛍光板１３を蛍光体層側から見た正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面矢視図、（ｃ）は、光源側から見た回転蛍光板の裏面図。 プロジェクターに設けられる回転蛍光板の周辺の構成を示す図。 プロジェクターの動作を制御する制御系の機能構成を示すブロック図。 回転蛍光板をレーザー光源側から見た正面図。 プロジェクターの制御系が実行する処理の手順を表すフローチャート。 回転蛍光板に対する励起光の照射位置について説明するための図。 第２実施形態のプロジェクターに設けられる回転蛍光板の回転方向を示す図であって、（ａ）据置姿勢時の回転方向を示す図、（ｂ）天吊姿勢時の回転方向を示す図、（ｃ）据置姿勢時での好ましくない回転方向を示す図。 プロジェクターを起立姿勢で設置した状態を示す図。 冷却用ファンの配置位置の他の例を示す図であって、据置姿勢の場合の回転方向を示す図。

［第１実施形態］
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態であるプロジェクターの全体構成を模式的に表す概略図である。図２は、プロジェクターの設置姿勢を示す概略図である。
図１に示すように、プロジェクター１は、照明装置１０と、色分離導光光学系２０と、液晶ライトバルブ（光変調素子）３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム４０と、投射光学系５０とを備える。なお、以下において、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂをまとめて液晶ライトバルブ３０と記載することもある。
プロジェクター１は、外部から供給される画像信号に基づく画像光をスクリーンＳＣＲに向けて投射することにより、スクリーンＳＣＲ上に画像を表示する。

照明装置１０は、白色光を射出する。この白色光は、画像光の基となる光である。照明装置１０は、レーザー光源（光源）１１と、集光レンズ１２と、回転蛍光板１３と、回転蛍光板１３の回転手段であるモーター１４と、集光光学系１５と、第１レンズアレイ１６と、第２レンズアレイ１７と、偏光変換素子１８と、重畳レンズ１９と、冷却用ファン（冷却手段）５３と、を備える。図１においては、照明装置１０から射出される白色光の中心軸を光軸ＡＸとする。

レーザー光源１１は、例えば、励起光Ｌとして青色レーザー光（以下、単に青色光Ｂともいう。）を射出する。この青色レーザー光は、例えば、波長が約４４５ｎｍにおいて発光強度のピークが現れる特性を有するものである。なお、青色レーザー光の波長は４４５ｎｍに限らない。
レーザー光源１１としては、例えば単一の半導体レーザー素子を備えるもの、または面状に配列形成した複数の半導体レーザー素子を備えるものを用いる。

集光レンズ１２は、単一または複数のレンズ、例えば、第１レンズ１２ａと第２レンズ１２ｂとを備えており、レーザー光源１１と回転蛍光板１３との間の光路上に設けられる。集光レンズ１２は、レーザー光源１１が射出した青色光を回転蛍光板１３の所定位置に集光する。これら第１レンズ１２ａおよび第２レンズ１２ｂは凸レンズからなる。

回転蛍光板１３は、レーザー光源１１からの青色光が円板（基板）１３ａ側から回転蛍光板１３に入射するように、円板１３ａを貫く回転軸Ｏが光軸ＡＸと略平行する姿勢で配置されている。この回転蛍光板１３は、モーター１４によって回転自在に支持されている。回転蛍光板１３は集光レンズ１２が集光した青色光Ｂ（励起光Ｌ）の一部を赤色光と緑色光とを含む蛍光に変換し、励起光として吸収されなかった青色光の一部と赤色光と緑色光とを射出するものである。回転蛍光板１３の詳細については後述する。

モーター１４は、回転蛍光板１３を回転（正転あるいは逆転）させる電動機であって、プロジェクター１の設置姿勢に応じて回転蛍光板１３の回転方向を切り替える。本実施形態のプロジェクター１は、机上などに据え置きされた場合（据置姿勢）と、天井などの高所に固定用の治具を用いて固定された場合（天吊姿勢）とで、回転蛍光板１３の回転方向を切り替える構成となっている。ここで、図２（ａ）に示すようにプロジェクター本体１Ａの底面１ｂを下方に向けた状態で机上に設置した場合が据置姿勢であり、逆に、図２（ｂ）に示すように底面１ｂ側を上方（天井）に向けた状態で設置した場合が天吊姿勢である。
モーター１４は、後述するモーター駆動部６３（図５参照）から供給される回転指示信号を取り込み、この回転指示信号に応じた回転方向へ回転蛍光板１３の回転軸を回転させる。

集光光学系１５は、単一または複数のレンズ、例えば、第１レンズ１５ａと第２レンズ１５ｂとをレンズ保持部１５ｃ内に備えてなり、第１レンズ１５ａおよび第２レンズ１５ｂによって回転蛍光板１３から射出された光を略平行化する。

第１レンズアレイ１６は、二次元状に配列された複数のマイクロレンズ１６ａを有しており、集光光学系１５で略平行化された光を複数の部分光束に分割する。具体的には、第１レンズアレイ１６は、複数のマイクロレンズ１６ａが光軸ＡＸと直交する面内において二次元状に配列するように設けられる。
なお、第１レンズアレイ１６が有する複数のマイクロレンズ１６ａの外形形状は、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。

第２レンズアレイ１７は、第１レンズアレイ１６が有する複数のマイクロレンズ１６ａに対応する複数のマイクロレンズ１７ａを有する。つまり、第２レンズアレイ１７は、複数のマイクロレンズ１６ａに対応する複数のマイクロレンズ１７ａが光軸ＡＸと直交する面内において二次元状に配列するように設けられる。第２レンズアレイ１７は、重畳レンズ１９とともに、第１レンズアレイ１６が有する各マイクロレンズ１６ａによる像を液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域近傍に結像させる。

偏光変換素子１８は、偏光分離層と、反射層と、位相差板と（いずれも図示を省略する。）を有しており、第１レンズアレイ１６により分割された各部分光束を、偏光方向が揃った略一種類の直線偏光にして射出する。偏光分離層は、回転蛍光板１３から射出された光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過させ、他方の直線偏光成分を光軸ＡＸに垂直な方向に反射する。反射層は、偏光分離層で反射された前記他方の直線偏光成分を光軸ＡＸに平行な方向に反射する。位相差板は、反射層で反射された前記他方の直線偏光成分を前記一方の直線偏光成分に変換する。

重畳レンズ１９は、その光軸が照明装置１０の光軸ＡＸと一致するように配置されており、偏光変換素子１８から射出された各部分光束を集光して液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域近傍に重畳させる。上述した第１レンズアレイ１６と第２レンズアレイ１７と重畳レンズ１９とは、レーザー光源１１から射出された光を均一化するレンズインテグレーター光学系を構成している。

冷却用ファン５３は、外部から導入した冷却空気（冷却気体）を回転蛍光板１３に向けて送風することによって、レーザー光源１１から励起光Ｌが照射されて加熱された回転蛍光板１３を冷却する。

色分離導光光学系２０は、照明装置１０から射出された光を赤色光と緑色光と青色光とに分離し、各色光を液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにそれぞれ導光する。
色分離導光光学系２０は、ダイクロイックミラー２１，２２と、反射ミラー２３〜２５と、リレーレンズ２６，２７と、集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂとを備える。

ダイクロイックミラー２１，２２は、所定の波長領域の光を反射する一方、その所定の波長領域以外の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜を透明基板上に形成したミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー２１は、赤色光を通過させて緑色光と青色光とを反射させ、ダイクロイックミラー２２は、緑色光を反射させて青色光を通過させる。

リレーレンズ２６は、ダイクロイックミラー２２と反射ミラー２４との間に設けられ、リレーレンズ２７は、反射ミラー２４と反射ミラー２５との間に設けられる。これらリレーレンズ２６，２７は、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止および抑制するために設けられる。

集光レンズ２８Ｒは、反射ミラー２３で反射させた赤色光を液晶ライトバルブ３０Ｒの画像形成領域に集光する。集光レンズ２８Ｇは、ダイクロイックミラー２１，２２で反射させた緑色光を液晶ライトバルブ３０Ｇの画像形成領域に集光する。集光レンズ２８Ｂは、反射ミラー２４，２５で反射させた青色光を液晶ライトバルブ３０Ｂの画像形成領域に集光する。

ダイクロイックミラー２１を通過した赤色光は、反射ミラー２３で反射され、集光レンズ２８Ｒを通過して液晶ライトバルブ３０Ｒの画像形成領域に入射する。また、ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２で反射され、集光レンズ２８Ｇを通過して液晶ライトバルブ３０Ｇの画像形成領域に入射する。また、ダイクロイックミラー２１で反射され、ダイクロイックミラー２２を通過した青色光は、リレーレンズ２６と反射ミラー２４とリレーレンズ２７と反射ミラー２５と集光レンズ２８Ｂとを順に通過して液晶ライトバルブ３０Ｂの画像形成領域に入射する。

液晶ライトバルブ３０Ｒは、入射された赤色光を外部から供給される画像信号に基づいて変調し、赤色の画像光を生成する。液晶ライトバルブ３０Ｇは、入射された緑色光を外部から供給される画像信号に基づいて変調し、緑色の画像光を生成する。液晶ライトバルブ３０Ｂは、入射された青色光を外部から供給される画像信号に基づいて変調し、青色の画像光を生成する。

なお、図１では図示を省略しているが、集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂと液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂとの間には、入射側偏光板がそれぞれ配置され、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂとクロスダイクロイックプリズム４０との間には、射出側偏光板がそれぞれ配置されている。

液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、一対の透明なガラス基板の間に液晶を封入した透過型表示素子であり、例えば、ポリシリコンＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスター）をスイッチング素子として備えたものである。
液晶ライトバルブ３０Ｒは、上記の入射側偏光板を通過した赤色光（直線偏光）の偏光方向を、画像信号に基づくスイッチング素子のスイッチング動作によって変調することにより、赤色の画像光を生成する。液晶ライトバルブ３０Ｇは、上記の入射側偏光板を通過した緑色光（直線偏光）の偏光方向を、画像信号に基づくスイッチング素子のスイッチング動作によって変調することにより、緑色の画像光を生成する。液晶ライトバルブ３０Ｂは、上記の入射側偏光板を通過した青色光（直線偏光）の偏光方向を、画像信号に基づくスイッチング素子のスイッチング動作によって変調することにより、青色の画像光を生成する。

クロスダイクロイックプリズム４０は、上記の各射出側偏光板から射出された赤色の画像光と緑色の画像光と青色の画像光とを合成し、光の三原色によるカラー画像光を形成する。具体的には、クロスダイクロイックプリズム４０は、４つの直角プリズムを貼り合わせて立方体に形成した光学部材である。直角プリズム同士を貼り合わせたＸ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。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。クロスダイクロイックプリズム４０は、上記した誘電体多層膜によって進行方向を変更した赤色光および青色光と、誘電体多層膜を透過する緑色光との進行方向とを揃えることにより、赤色光、緑色光および青色光を合成する。

投射光学系５０は複数のレンズから構成されている。投射光学系５０は、クロスダイクロイックプリズム４０で合成されたカラー画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。

図３は、プロジェクター１に設けられる回転蛍光板１３の構成を表す図である。図３（ａ）は回転蛍光板１３を蛍光体層１３ｂ側から見た正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３（ｃ）は、固体光源側から見た回転蛍光板１３の裏面図である。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、回転蛍光板１３は、光透過性を有する円板（基板）１３ａの一面１３０（支持面）上に、単一の蛍光層としての蛍光体層１３ｂが円板１３ａの周方向に沿って連続して形成されたものである。

円板１３ａは、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等の青色光を透過する材料を用いて形成されたものである。円板１３ａの中心部には、モーター１４の回転軸が貫通する穴が形成されている。なお、ここでは基板として円板１３ａを用いる例について説明したが、基板の形状は円板に限定されず平板であればよい。

蛍光体層１３ｂは、レーザー光源１１から射出された青色光の一部を赤色光と緑色光とを含む蛍光に変換し、且つ青色光の一部を通過させる性質を有する。この蛍光体層１３ｂは、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体層である（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅを含有するものを用いることができる。図３（ｂ）に示すように、蛍光体層１３ｂは、青色光を透過する一方赤色光と緑色光とを反射するダイクロイック膜１３ｃを介して円板１３ａの一面（レーザー光源１１とは反対側の面）１３０に形成されている。

本明細書において、図３（ｃ）に示すように、回転蛍光板１３をレーザー光源１１から見たとき、時計回りの回転方向Ｂを正転方向と呼び、反時計回りの回転方向Ｃを逆転方向と呼ぶ。また、励起光Ｌの光軸と回転蛍光板１３との交点を励起光Ｌの照射位置Ｐと呼び、回転蛍光板１３のうちある瞬間に励起光Ｌが照射された領域を、照射領域Ｑと呼ぶ。照射位置Ｐは空間的に固定されており、照射位置Ｐには青色光Ｂが集光される。図３（ａ）において、二点鎖線で示した円は、回転蛍光板１３が回転したときに照射領域Ｑが描く軌跡ＴＲである。

図３（ｃ）に示すように、回転蛍光板１３は、使用時において、レーザー光源１１から見て時計回り方向（正転方向）Ｂ、あるいはレーザー光源１１から見て反時計回り方向（逆転方向）Ｃへ７５００ｒｐｍで回転する。回転蛍光板１３の直径は例えば５０ｍｍであり、回転蛍光板１３に入射する青色光の光軸が回転蛍光板１３の回転中心（回転軸Ｏ）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、照射領域Ｑは、励起光Ｌが照射された直後、約１８ｍ／秒の速度で照射位置Ｐから離れる。このとき、照射領域Ｑは、回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動する。これにより、励起光Ｌが回転蛍光板１３の蛍光体層１３ｂ上の同一の位置を照射し続けないため、照射位置Ｐでの蛍光体層１３ｂの熱劣化を低減し、さらに光変換効率や発光効率の低下を低減し、長寿命化が図れる。

図４は、プロジェクターに設けられる回転蛍光板の周辺の構成を示す図である。図４において、鉛直方向をＺ軸とする。
同図に示すように、回転蛍光板１３の近傍には集光光学系１５と冷却用ファン５３とが設けられている。また、集光光学系１５は回転蛍光板１３の蛍光体層１３ｂに対向するようにして配置されている。集光光学系１５は、箱型のレンズ保持部１５ｃ内に収容された２つのレンズ１５ａ，１５ｂによって回転蛍光板１３から射出された光を略平行にするものである。

レンズ保持部１５ｃの側面１５０は蛍光体層１３ｂの表面に対向している。側面１５０は、光軸ＡＸに交差する方向に対して、冷却用ファン５３側の端部が回転蛍光板１３から離れる方向へ所定の角度θで傾斜している。本実施形態では、２°以上の傾斜角度で傾斜させている。レンズ保持部１５ｃの側面１５０を２°以上の傾斜角度で傾斜させることにより、側面１５０と回転蛍光板１３との間の隙間Ｋが照射位置Ｐから冷却用ファン５３側に向かって拡がるように形成される。

冷却用ファン５３は、レーザー光源１１から励起光Ｌの照射を受けて発熱する蛍光体層１３ｂに向けて冷却空気を供給するべく、回転蛍光板１３の側方に配置されている。具体的には、冷却空気の送風方向、つまり、ファンの回転軸が回転蛍光板１３の回転軸及び鉛直方向（ｚ方向）に交差するような姿勢で設けられている。このため、冷却用ファン５３から吹き出された冷却空気は、回転蛍光板１３と集光光学系１５との間の隙間Ｋに供給されることになる。上述したように、回転蛍光板１３に対向するレンズ保持部１５ｃの側面１５０が傾斜しているため、上記隙間Ｋは冷却用ファン５３側に向かって広がるように形成される。このため、回転蛍光板１３と集光光学系１５との間の隙間Ｋに冷却用ファン５３からの冷却空気が導入されやすくなり、レーザー光源１１からの励起光Ｌの照射を受けて発熱した蛍光体層１３ｂがより多くの冷却空気に晒されて効率良く冷却されることになる。

次に、本実施形態のプロジェクターの制御系の構成を説明する。
図５は、プロジェクター１の動作を制御する制御系の機能構成を示すブロック図である。なお、同図では、図１に示した構成のうち、説明上で必要となる構成のみを抜き出して簡略化して図示している。
図５に示すように、プロジェクター１は、制御系として、制御部６１と、光源駆動部６２と、モーター駆動部６３と、設置姿勢検知センサー（姿勢検知手段）５１と、ファン駆動部６５と、を備える。

制御部６１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と（いずれも図示を省略する。）を含んで実現される。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを読み出してＲＡＭに展開しこのＲＡＭ上のプログラムのステップを実行する。このＣＰＵによるプログラム実行によって、制御部６１は、プロジェクター１の全体の動作を制御する。制御部６１は、画像信号変換部１０１と、画像信号処理部１０２と、回転方向制御部（回転方向制御手段）５２と、を備えている。

画像信号変換部１０１は、外部から入力された画像信号ＳＧ１（輝度−色差信号やアナログ信号など）を所定のワード長のデジタルＲＧＢ信号に変換して画像信号ＳＧ２Ｒ，ＳＧ２Ｇ，ＳＧ２Ｂを生成し、画像信号処理部１０２へ供給する。

画像信号処理部１０２は、画像信号変換部１０１から供給された３つの画像信号ＳＧ２Ｒ，ＳＧ２Ｇ，ＳＧ２Ｂに対してガンマ補正の画像処理を実行した後、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂをそれぞれ駆動するための駆動信号ＳＧ３Ｒ，ＳＧ３Ｇ，ＳＧ３Ｂを生成し、これら駆動信号ＳＧ３Ｒ，ＳＧ３Ｇ，ＳＧ３Ｂを液晶ライトバルブ３０（３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ）に供給する。また、画像信号処理部１０２は、画像信号変換部１０１から供給された画像信号ＳＧ２Ｒ，ＳＧ２Ｇ，ＳＧ２Ｂに基づいて、レーザー光源１１を駆動するための発光制御信号ＳＧ４を生成して光源駆動部６２へ供給するとともに、冷却用ファンを駆動するための回転制御信号ＳＧ５を生成してファン駆動部６５へと供給する。

ファン駆動部６５は、画像信号処理部１０２から供給された回転制御信号ＳＧ５に基づいて、所定の回転速度で冷却用ファン５３を回転させる。冷却用ファン５３の回転によって、外装筐体であるプロジェクター本体１Ａに形成された吸気口（不図示）から外部の空気を導入し、冷却空気を回転蛍光板１３の蛍光体層１３ｂに向けて送風する。なお、吸気口は、プロジェクター本体１Ａのいずれの面に形成されていてもよい。

光源駆動部６２は、制御部６１の画像信号処理部１０２から供給された発光制御信号ＳＧ４が示す制御信号に基づいてレーザー光源１１を発光あるいは消灯させる。
ファン駆動部６５は、画像信号処理部１０２から供給された回転制御信号ＳＧ５が示す制御信号に基づいて冷却用ファン５３を回転させる。

設置姿勢検知センサー５１は、プロジェクター本体１Ａの設置姿勢を検知するもので、本実施形態では、机上などに据え置きされた据置姿勢なのか、天井などの高所に固定用の治具を用いて固定設置された天吊姿勢なのかを検知する。そして、この検知結果に基づいて姿勢信号ＳＧ６（据置姿勢信号ＳＧ６１，天吊姿勢信号ＳＧ６２）を生成し、回転方向制御部５２に供給する。

また、制御部６１は、設置姿勢検知センサー５１によって検知された設置姿勢に基づいて、投影画像の表示方向を決定する表示切替処理部（不図示）を有する。本実施形態の場合、プロジェクター１から投射される投射画像のプロジェクター本体１Ａに対する位置関係は、基本的に据置姿勢を基準にして設計されている。そのため、設置姿勢検知センサー５１による検知結果に基づいて、表示切替処理部がスクリーンＳＣＲに投射される投射画像の上下を反転させることにより、正常な状態の投射画像をスクリーンＳＣＲ上に投写させることができる。

回転方向制御部５２は、設置姿勢検知センサー５１による検知結果に応じて回転蛍光板１３の回転方向を正転または逆転する方向に切り換えるものである。この回転方向制御部５２は、設置姿勢検知センサー５１から供給される姿勢信号ＳＧ６（据置姿勢信号ＳＧ６１，天吊姿勢信号ＳＧ６２）を取り込み、この姿勢信号ＳＧ６（据置姿勢信号ＳＧ６１，天吊姿勢信号ＳＧ６２）に基づいて回転蛍光板１３の回転方向を決定し、モーター駆動部６３に回転蛍光板１３の回転方向制御信号ＳＧ７（正転方向信号ＳＧ７１、逆転方向信号ＳＧ７２）を供給する。

ここで、照射領域Ｑが照射位置Ｐから離れるとき、照射領域Ｑが回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように、回転方向制御部５２は回転蛍光板１３の回転方向を決定し、回転方向制御信号ＳＧ７を生成する。具体的に、回転方向制御部５２に据置姿勢信号ＳＧ６１が入力された場合、回転方向制御部５２は正転方向信号ＳＧ７１を生成し、回転方向制御部５２に天吊姿勢信号ＳＧ６２が入力された場合、回転方向制御部５２は逆転方向信号ＳＧ７２を生成する。

モーター駆動部６３は、制御部６１の回転方向制御部５２から供給される回転方向制御信号ＳＧ７に基づいて回転指示信号ＳＧ８（正転方向回転指示信号ＳＧ８１、逆転方向回転指示信号ＳＧ８２）を生成する。そして、この回転指示信号ＳＧ８（正転方向回転指示信号ＳＧ８１、逆転方向回転指示信号ＳＧ８２）をモーター１４に供給して駆動する。

モーター１４は、モーター駆動部６３から供給された回転指示信号ＳＧ８（正転方向回転指示信号ＳＧ８１、逆転方向回転指示信号ＳＧ８２）に基づいて、回転蛍光板１３を正転方向あるいは逆転方向に回転させる。

次に、回転蛍光板の回転方向と冷却空気の対流との関係について説明する。
図６は、回転蛍光板１３をレーザー光源１１側から見た正面図であり、図６（ａ）は据置姿勢の場合の回転方向を示す図であり、図６（ｂ）は天吊姿勢の場合の回転方向を示す図である。二点鎖線で示した円は、回転蛍光板１３が回転したときに照射領域Ｑが描く軌跡ＴＲである。図６（ａ）では、照射領域Ｑが回転軸Ｏの回りに照射位置Ｐから時計回りに約４５°移動した状態を示している。また、図６（ｂ）では、照射領域Ｑが回転軸Ｏの回りに照射位置Ｐから反時計回りに約４５°移動した状態を示している。

図６（ａ）では、照射位置Ｐが回転蛍光板１３の回転軸Ｏの側方（冷却用ファン５３側の領域）に設定されており、鉛直方向において回転軸Ｏと照射位置Ｐとは互いに同じ高さである。本明細書において、高さとは、ｘｙ平面と平行な任意の平面からの高さを意味する。

本実施形態の冷却用ファン５３は、冷却空気の送風方向が回転蛍光板１３の回転軸Ｏに交差するように設けてある。また、冷却用ファン５３は、回転蛍光板１３に対する励起光Ｌの照射位置Ｐに対して当該回転蛍光板１３の回転軸Ｏとは反対側に位置する。つまり、冷却用ファン５３は、回転蛍光板１３の回転軸Ｏと照射位置Ｐとを結ぶ延長線上に配置されている。このため、冷却用ファン５３が回転蛍光板１３（蛍光体層１３ｂ）に対する励起光Ｌの照射位置Ｐに最も近くなり、励起光Ｌの照射位置Ｐに対して効率よく冷却空気が吹き付けられることになる。

そして、冷却用ファン５３から吹き出された冷却空気は照射位置Ｐを冷却した後、温度が上昇するため上方（部屋の天井側）へと流動する。そこで、プロジェクター１を据置姿勢で設置した場合には、回転蛍光板１３をレーザー光源１１側から見て正転方向（時計回り）Ｂに回転させる。これによれば、照射領域Ｑが照射位置Ｐから離れるとき、照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するため、上方へ向かう熱風の流れ（図６中の矢印Ｅで示す方向）が促進される。照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動することによって、回転蛍光板１３の表面上から外部へ素早く熱風が排出されて、常に冷たい空気が供給されることになる。

これとは逆に、据置姿勢時に逆転方向（反時計回り）へと回転蛍光板１３を回転させた場合、照射領域Ｑが照射位置Ｐから鉛直方向下方側に向かって移動するため、熱風が巻き込まれて下方へ流動する。そのため、蛍光体層１３ｂのうち励起光Ｌが照射される前の領域が熱風によって温められるおそれがある。さらに、下方へ流れた熱風は再び上昇するため回転蛍光板１３の外部へなかなか排出されず、蛍光体層１３ｂを効率よく冷却することができない。

このため、本実施形態では、プロジェクター１を据置姿勢で設置する場合には、照射領域Ｑが照射位置Ｐから離れるとき、照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように、回転蛍光板１３の回転方向を選択する。これによって、蛍光体層１３ｂのうち励起光Ｌが照射される前の領域が熱風に晒されることを防止できるようになっている。

一方、図６（ｂ）に示すようにプロジェクター１を天吊姿勢で設置した場合には、照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように、回転蛍光板１３をレーザー光源１１側から見て逆転方向（反時計回り）Ｃに回転させる。これによれば、天吊姿勢の場合も上方へ向かう熱風の流れが促進される。

これとは逆に、天吊姿勢時に正転方向（時計回り）へと回転させた場合、照射領域Ｑが照射位置Ｐから鉛直方向下方側に向かって移動するため、熱風が巻き込まれて下方へ流動する。そのため、蛍光体層１３ｂのうち励起光Ｌが照射される前の領域が熱風によって温められるおそれがある。さらに、下方へ流れた熱風は再び上昇するため回転蛍光板１３の外部へなかなか排出されず、蛍光体層１３ｂを効率よく冷却することができない。

つまり、プロジェクター１の設置姿勢に関わらず照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように、プロジェクター１の設置姿勢に応じて回転蛍光板１３の回転方向を切り換えることで、励起光Ｌが照射されて発熱した回転蛍光板１３の冷却効率が高められることになる。

次に、上述した構成の制御系により実行されるプロジェクターの制御について説明する。
図７は、本実施形態であるプロジェクター１の制御系が実行する処理の手順を表すフローチャートである。なお、以下の説明において図５を適宜参照する。
制御部６１が制御プログラムを起動し、外部から画像信号変換部１０１に画像信号が入力されると、同図のフローチャートによる処理が開始される。

まず、ステップＳ１では、設置姿勢検知センサー５１において、プロジェクター本体１Ａの設置姿勢が据置姿勢または天吊姿勢なのかを検知して、据置姿勢信号ＳＧ６１および天吊姿勢信号ＳＧ６２のいずれかを回転方向制御部５２に出力する。

次に、ステップＳ２では、回転方向制御部５２において、設置姿勢検知センサー５１から入力された姿勢信号に基づいて回転蛍光板１３の回転方向を決定する。入力された姿勢信号が据置姿勢信号ＳＧ６１であった場合にはモーター駆動部６３に正転方向信号ＳＧ７１を出力し、入力された姿勢信号が天吊姿勢信号ＳＧ６２であった場合にはモーター駆動部６３に逆転方向信号ＳＧ７２を出力する。

次に、ステップＳ３では、モーター駆動部６３に回転方向制御部５２から正転方向信号ＳＧ７１が入力された場合には、正転方向回転指示信号ＳＧ８１を生成してモーター１４に出力し、回転蛍光板１３を正転方向へと回転させる。あるいは、回転方向制御部５２から逆転方向信号ＳＧ７２が入力された場合には逆転方向回転指示信号ＳＧ８２を生成し、モーター１４に出力して回転蛍光板１３を逆転方向へ回転させる。

次に、ステップＳ４では、画像信号変換部１０１において、外部から入力された画像信号をＲＧＢ信号に変換して画像信号を生成して、画像信号処理部１０２へ出力する。

次に、ステップＳ５では、画像信号処理部１０２において、画像信号変換部１０１からの画像信号ＳＧ２Ｒ，ＳＧ２Ｇ，ＳＧ２Ｂに基づいてレーザー光源１１を駆動するための発光制御信号ＳＧ４と冷却用ファン５３を駆動するための回転制御信号ＳＧ５とを生成して、光源駆動部６２、ファン駆動部６５へとそれぞれ出力する。

次に、ステップＳ６では、光源駆動部６２において、画像信号処理部１０２からの発光制御信号ＳＧ４が示す制御信号に基づいてレーザー光源１１を発光させる。同時に、ファン駆動部６５において画像信号処理部１０２からの回転制御信号ＳＧ５に基づいて冷却用ファン５３を所定の回転速度で回転させる。

次に、ステップＳ７では、画像信号処理部１０２において、画像信号変換部１０１からの画像信号ＳＧ２Ｒ，ＳＧ２Ｇ，ＳＧ２Ｂを取り込んでガンマ補正を実行した後、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを駆動するための駆動信号を生成して、各液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに対してそれぞれ出力する。

このように、本実施形態のプロジェクター１では、回転蛍光板１３上における照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に移動するように、設置姿勢検知センサー５１によって検知された検知結果に応じて、回転蛍光板１３の回転方向を正転または逆転する方向に切り換える。これにより、プロジェクター１の設置姿勢に関わらず、冷却用ファン５３から供給されて回転蛍光板１３の冷却に寄与した空気（熱風）を鉛直方向上方側へと流動させることが可能である。

ここで、プロジェクター１が据置姿勢で設置される場合を基準にして回転蛍光板１３の回転方向を正転方向に固定してしまうと、プロジェクター１の上下を逆向きにして天井などに固定した天吊姿勢で設置した場合に、次のような問題が生じる。つまり、回転蛍光板１３の回転によって下方に巻き込まれた熱風が再び上方に流動することによって、蛍光体層１３ｂにおける、励起光Ｌが照射される前の冷却された領域が温められる虞がある。そのため、既に温度の高い領域に対して励起光Ｌが照射されることになってしまう。

照射領域Ｑによって温められた熱風は、プロジェクター１の設置姿勢に関わらず上方へと流動（対流）しようとする。このため、本実施形態では、照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように、プロジェクター１の設置姿勢に応じて回転蛍光板１３の回転方向を切り換えることで上方への熱風の流動（対流）を促進させることができる。そのため、据置姿勢の場合だけでなく、天吊姿勢の場合にも、励起光Ｌの照射による回転蛍光板１３（蛍光体層１３ｂ）の温度上昇を低減することができ、常に冷却された蛍光体層１３ｂに対して励起光Ｌが照射される。

この結果、回転蛍光板１３に対する冷却効率が向上して温度上昇に伴う蛍光体層１３ｂの劣化を極めて遅くすることが可能となる。これによって、蛍光体層１３ｂの発光効率（光変換効率）の低下が低減されて高輝度の蛍光を長期的に得ることができる。また、蛍光体層１３ｂの劣化が低減されたことで、光透過率の低下に伴って蛍光が暗くなるという問題も低減される。また、蛍光体層１３ｂの劣化が低減されたことで回転蛍光板１３の長寿命化が図れ、信頼性の高いプロジェクター１が得られる。

また、本実施形態の冷却用ファン５３は、冷却空気の送風方向（例えば、ファンの回転軸）が回転蛍光板１３の回転軸Ｏ及び鉛直方向に交差するように設けられている。さらに、冷却用ファン５３は、回転蛍光板１３の照射位置Ｐに対して回転軸Ｏとは反対側に配置されている。このため、冷却用ファン５３から照射位置Ｐに対して効率よく冷却空気を供給することができるとともに、蛍光体層１３ｂ（照射位置Ｐ）を冷却した後の熱風が回転蛍光板１３の外部（鉛直方向上方側）へと素早く移動する。そのため、熱風が蛍光体層１３ｂに接触する時間が短くて済み、蛍光体層１３ｂの冷却効率が高められる。

また、冷却用ファン５３は、回転蛍光板１３の回転軸Ｏと照射位置Ｐとを結ぶ延長線上に配置され、かつ、鉛直方向において冷却用ファン５３と回転軸Ｏと照射位置Ｐとは互いに同じ高さである。そのため、プロジェクターの設置姿勢が据置姿勢の時に得られる冷却効果とプロジェクターの設置姿勢が天吊姿勢の時に得られる冷却効果とが互いに略同等になる。

また、本実施形態では、集光光学系１５のレンズ保持部１５ｃの側面１５０が対向する回転蛍光板１３の表面に対して所定の角度で傾斜しているため、レンズ保持部１５ｃと回転蛍光板１３との間の隙間Ｋが照射位置Ｐから冷却用ファン５３に向けて拡がるように形成される。これにより、冷却用ファン５３から吹き出された冷却空気は隙間Ｋ内により多く導入されて蛍光体層１３ｂを短時間で冷却することができるようになる。また、レンズ保持部１５ｃの側面１５０が傾斜していることにより冷却空気が隙間Ｋ内を直進してそのまま吹き抜けてしまうのを防ぐことができる。これにより、冷却用ファン５３側の隙間Ｋの入り口を広げて隙間Ｋ内への冷却空気の導入量の増加を図りつつ、蛍光体層１３ｂに対する冷却効率を向上させることが可能である。つまり、冷却空気がレンズ保持部１５ｃの側面１５０や回転蛍光板１３に接触することで一時的に滞留現象が生じ、これによって蛍光体層１３ｂがより多くの冷却空気に晒されやすくなるため、結果的に蛍光体層１３ｂの冷却効率が高められることになる。

ここで、比較例として、照射位置Ｐを回転蛍光板１３（蛍光体層１３ｂ）の回転軸Ｏの真上に配置した例を説明する。
図８は、回転蛍光板１３に対する照射位置Ｐについて説明するための図である。図８（ａ）は据置姿勢を示す図であり、図８（ｂ）は天吊姿勢を示す図である。図８（ａ）では、照射領域Ｑが回転軸Ｏの回りに照射位置Ｐから時計回りに約４５°移動した状態を示している。また、図８（ｂ）では、照射領域Ｑが回転軸Ｏの回りに照射位置Ｐから反時計回りに約４５°移動した状態を示している。

図８（ａ）に示すように、照射位置Ｐを回転蛍光板１３（蛍光体層１３ｂ）の回転軸Ｏの真上に位置する第１領域Ｒ１に設定したとする。プロジェクター１が据置姿勢で設置された際に回転蛍光板１３が正転方向へ回転することで、照射位置Ｐにおいて熱せられた熱風が回転蛍光板１３の回転によって下方へ巻き込まれやすくなり、上方への流動（対流）が妨げられてしまう。一方、照射位置Ｐを回転軸Ｏの真下に位置する第２領域Ｒ２に設定した場合、据置姿勢時には問題なく熱風が鉛直方向上方側へと流動していく。しかし、図８（ｂ）に示すように、プロジェクター１を上下逆にして天吊姿勢で設置した場合には、今度はこの第２領域Ｒ２が回転軸Ｏの真上に位置することになるため、回転蛍光板１３の回転によって上述したような下方への熱風の巻き込み現象が生じてしまう。

このため、照射位置Ｐを冷却用ファン５３側となる第３領域Ｒ３に設定すれば、プロジェクター１の設置姿勢に関わらず熱風の流動を上方へと促すことができるため、蛍光体層１３ｂに対する冷却効率を高めることが可能となる。また、照射位置Ｐと冷却用ファン５３との間の距離を短くすることができるため、冷却用ファン５３から効率よく冷却空気が照射位置Ｐに供給される。

なお、回転軸Ｏよりも照射位置Ｐ側に冷却用ファン５３を配置することにより、照射位置Ｐの近くに配置された冷却用ファン５３から、照射位置Ｐへと効率よく冷却空気が供給されることになる。

また、照射位置Ｐと回転軸Ｏと冷却用ファン５３とを一直線上に配置すれば、プロジェクターの設置姿勢が据置姿勢の時の冷却効果とプロジェクターの設置姿勢が天吊姿勢の時の冷却効果とが互いに略同等になる。

［第２実施形態］
第１実施形態では、照射位置Ｐを回転軸Ｏと冷却用ファン５３との間に配置していたが、本実施形態では、回転軸Ｏが照射位置Ｐと冷却用ファン５３との間に位置するプロジェクターについて説明する。第１実施形態との違いは、照射位置Ｐの位置および回転蛍光板１３の回転方向だけであるので、第１実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。

図９は、回転蛍光板１３をレーザー光源から見た正面図であり、図９（ａ）は据置姿勢の場合の回転方向を示す図であり、図９（ｂ）は天吊姿勢の場合の回転方向を示す図である。また、図９（ｃ）は据置姿勢の場合の好ましくない回転方向を示す図である。
ここで、二点鎖線で示した円は、回転蛍光板１３が回転したときに照射領域Ｑが描く軌跡ＴＲである。図９（ａ）では、照射領域Ｑが回転軸Ｏの回りに照射位置Ｐから反時計回りに約４５°移動した状態を示している。また、図９（ｂ），（ｃ）では、照射領域Ｑが回転軸Ｏの回りに照射位置Ｐから時計回りに約４５°移動した状態を示している。

本実施形態では、回転蛍光板１３（蛍光体層１３ｂ）の第４領域Ｒ４に照射位置Ｐが設定され、鉛直方向において、回転蛍光板１３の回転軸Ｏと回転蛍光板１３に対する励起光の照射位置Ｐは互いに同じ高さである。また、回転軸Ｏが照射位置Ｐと冷却用ファン５３との間に存在するように、回転軸Ｏに対して照射位置Ｐとは反対側に冷却用ファン５３が配置されている。つまり、冷却用ファン５３は回転軸Ｏと照射位置Ｐとを結ぶ延長線上に配置されている。図９（ａ）および図９（ｂ）において、回転軸Ｏと照射位置Ｐとを通る直線をｘ軸とすれば、冷却空気は、冷却用ファン５３からｘ軸の正方向に向かって供給される。

初めに、本実施形態にかかるプロジェクターが据置姿勢の場合について説明する。
ここで仮に、図９（ｃ）に示すように、照射領域Ｑが照射位置Ｐから離れるとき、照射領域Ｑが照射位置Ｐから鉛直方向下方側に向かって移動するように、回転蛍光板１３を正転方向（時計回り）Ｂに回転させたとする。この場合、冷却空気の多くは回転軸Ｏよりも上方に向かって誘導されるが、照射領域Ｑは回転蛍光板１３の回転に伴って回転軸Ｏよりも下方に移動し、照射領域Ｑは回転軸Ｏよりも下方において放熱する。そのため、回転蛍光板１３のうち励起光Ｌが照射される直前の領域Ｑ’には、冷却空気だけでなく、回転軸Ｏの下方に移動した照射領域Ｑによって温められた空気も供給される。

しかし、図９（ａ）に示すように、照射領域Ｑが照射位置Ｐから離れるとき、照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように、回転蛍光板１３を逆転方向（反時計回り）Ｃに回転させたならば、照射領域Ｑは回転蛍光板１３の回転に伴って回転軸Ｏよりも上方に移動し、回転軸Ｏよりも上方において放熱する。そのため、回転蛍光板１３励起光Ｌが照射される直前の領域Ｑ’には、回転軸Ｏよりも上方における照射領域Ｑの熱の影響を受けにくい。回転蛍光板１３の回転方向の違いによる冷却効果の差は、冷却空気を供給しないと仮定すると容易に理解できる。

従って、本実施形態にかかるプロジェクターが据置姿勢の場合、照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように、回転蛍光板１３を逆転方向Ｃに回転させることによって、回転蛍光板１３を効果的に冷却することができる。

次に、本実施形態にかかるプロジェクターが天吊姿勢の場合について説明する。
図９（ｂ）に示すように、天吊姿勢の場合も据置姿勢の場合と同様に、照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように、回転蛍光板１３の回転方向を選択する。具体的には、回転蛍光板１３を正転方向Ｂに回転させればよい。その理由は据置姿勢の場合と同じである。本実施形態においても、プロジェクターの設置姿勢に関わらず、回転蛍光板１３に対して同様な冷却効果を得ることができる。

本実施形態では、冷却用ファン５３は回転軸Ｏと照射位置Ｐとを結ぶ延長線上に配置されているが、これは必須ではない。照射位置Ｐは、図９（ａ），（ｂ）における領域Ｒ４の内部であればよい。しかし、冷却用ファン５３を回転軸Ｏと照射位置Ｐとを結ぶ延長線上に配置した方が、プロジェクターの設置姿勢が据置姿勢の時に得られる冷却効果とプロジェクターの設置姿勢が天吊姿勢の時に得られる冷却効果とが互いに略同等になるので、好ましい。

［変形例１］
次に、本実施形態のプロジェクターを起立姿勢で設置した例について述べる。
図１０はプロジェクターを起立姿勢で設置した状態を示す図である。
先の実施形態では、プロジェクター１を据置姿勢あるいは天吊姿勢にした場合について述べたが、これに限られることなく、図１０に示すように、プロジェクター本体１Ａの側面１ｃを下方に向けて起立姿勢とした状態で机上に設置しても良い。このような姿勢で配置した場合には、冷却用ファン５３からその上方に位置する回転蛍光板１３に向けて冷却空気が吹き出されるため、回転蛍光板１３を冷却することで温められた空気はそのまま上方へと流動することになる。熱風の上昇は冷却用ファン５３の作用によって促進されて素早く上方へと移動して回転蛍光板１３の表面上から外部へと排出される。また、照射位置Ｐが冷却用ファン５３の鉛直上方に位置することから、回転蛍光板１３の回転方向が正転、逆転のいずれの方向であっても熱風は鉛直方向上方へと向かうことになる。このため、起立姿勢でプロジェクター１を設置した場合には回転蛍光板１３を正転および逆転のいずれの方向に回転させても同様の冷却効果を得ることができる。よって、前回の設置姿勢時における回転方向を引き継いで回転蛍光板１３を回転させることが可能になり、制御が容易である。

また、側面１ｃには複数の脚部４２が設けられている。側面１ｄには設けず、側面１ｃ側にのみ脚部４２を設けておくことで、ユーザーが間違えてプロジェクター本体１Ａの側面１ｄを下方に向けて設置してしまうことを防止している。側面１ｄを下に向けてプロジェクター１を設置してしまうと、回転蛍光板１３よりも冷却用ファン５３の方が上方に位置することになり、冷却用ファン５３から下方に向かって冷却空気が吹き出される。冷却用ファン５３から下方に向けて吹き出された冷却空気は回転蛍光板１３によって温められて上昇するため、照射位置Ｐでは暖かい空気と冷却空気とが常に混合した状態となり、照射位置Ｐに対する冷却効果が大幅に低下してしまう。そのため、プロジェクター本体１Ａの側面１ｃ側にのみ脚部４２を設けて、ユーザーに対して、側面１ｃ側を下方に向けて設置するように促す構成としておくことにより、照射位置Ｐが冷却用ファン５３からの冷却空気に常に晒されることになるため十分な冷却効果が得られる。

［変形例２］
図１１は、冷却用ファンの配置位置の他の例を示す図であって、（ａ）は据置姿勢、（ｂ）は天吊姿勢で設置した場合を示す図である。
先の実施形態では、回転蛍光板１３の側方であって、冷却用ファン５３による冷却空気の送風方向が鉛直方向と回転蛍光板１３の回転軸Ｏとに交差するように冷却用ファン５３が配置された構成となっていたが、必ずしもこれに限られることはない。

例えば、図１１（ａ）に示すように、据置姿勢時において、回転蛍光板１３の回転軸Ｏよりも下方（プロジェクター本体１Ａの底面側）に冷却用ファン５３を配置してもよい。この場合、冷却空気の送風方向が回転軸Ｏの周りに所定の角度で傾斜するように冷却用ファン５３を設ける。この場合、回転軸Ｏに交差する鉛直方向上に位置する領域Ｒ２を除いた他の領域（図中の矢印Ｆで示す範囲内）に照射位置Ｐが位置していることが好ましい。この場合は、回転蛍光板１３を正転方向Ｂへ回転させることによって、蛍光体層１３ｂを冷却した後の熱風が上方へと促される。また、回転蛍光板１３の照射位置Ｐに対して冷却空気を斜め下方から吹き付けることになるので、蛍光体層１３ｂを冷却した後の熱風が上方へと流動しやすくなる。また、図１１（ｂ）に示すような天吊姿勢時には回転蛍光板１３を逆転方向Ｃへと回転させる。これにより、熱風が回転蛍光板１３の回転に沿って上方へと流動しやすくなる。このとき、回転蛍光板１３の回転に伴って熱風が上方へと流動しやすいように冷却用ファン５３の回転数を制御するようにしてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

先の実施形態では、プロジェクター１の設置姿勢を内部センサーによって自動的に検知する機能を有する構成としたが、例えば、ユーザーが任意に操作することのできるモード切換スイッチを設けておき、プロジェクター１の設置姿勢に応じてこのスイッチを切り換えることにより、回転蛍光板１３の回転方向を所定の方向へ切り換える処理を行う機能を有する構成としてもよい。この場合、図５に示した回転方向制御部５２は、スイッチからの姿勢信号ＳＧ６（据置姿勢信号ＳＧ６１，天吊姿勢信号ＳＧ６２）に基づいて回転蛍光板１３の回転方向を決定し、モーター駆動部６３に回転蛍光板１３の回転方向制御信号ＳＧ７（正転方向信号ＳＧ７１、逆転方向信号ＳＧ７２）を供給する。

また、先の実施形態では、一面１３０が鉛直方向と平行な場合について説明したが、これに限られない。一面１３０が鉛直方向に対して傾いている場合も、照射領域Ｑが照射位置Ｐから離れるとき、照射領域Ｑが回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように、回転蛍光板１３の回転方向を決定すればよい。

また、先の実施形態では冷却用ファン５３を用いて蛍光体層１３ｂの過熱を効率よく抑える構成となっていたが、冷却用ファン５３を必ずしも設ける必要はない。本発明の構成によれば、プロジェクター１の設置姿勢にかかわらず、照射領域Ｑが照射位置Ｐから回転軸Ｏの回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動する。そのため、蛍光体層１３ｂのうち励起光Ｌが照射される前の領域が照射領域Ｑの熱から受ける影響を低減することができる。

また、先の実施形態の冷却用ファン５３は、冷却空気の送風方向と、照射位置Ｐと回転軸Ｏとを結ぶ直線とが略一致するような姿勢で配置された構成となっているが、必ずしもこれに限定されるものではない。

また、先の実施形態では、レンズ保持部１５ｃと回転蛍光板１３との間の隙間Ｋが照射位置Ｐから冷却用ファン５３に向けて拡がる構成を示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。

１…プロジェクター、Ｋ…隙間、ＡＸ…光軸、Ｏ…回転軸、Ｐ…照射位置、Ｑ…照射領域、１０…照明装置、１１…レーザー光源（光源）、１２…集光レンズ、１３…回転蛍光板、１３ａ…円板（基板）、１３ｂ…蛍光体層、１４…モーター、１５…集光光学系、１５ａ，１５ｂ…レンズ、１５ｃ…レンズ保持部、３０（３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ）…液晶ライトバルブ（光変調素子）、５０…投射光学系、５１…設置姿勢検知センサー（姿勢検知手段）、５２…回転方向制御部（回転方向制御手段）、５３…冷却用ファン（冷却手段）、Ｒ１…第１領域（回転軸の鉛直上に位置する領域）、Ｒ２…第２領域（回転軸の鉛直上に位置する領域）、Ｒ３…第３領域（回転軸の鉛直上の位置を除く領域）、Ｒ４…第４領域（回転軸の鉛直上の位置を除く領域）、１３０…支持面（一面）、１５０…側面

Claims (8)

1. 励起光を射出する光源と、
   前記励起光を蛍光に変換する蛍光体層が基板の一面上に形成されてなり、回転軸を中心として回転可能とされた回転蛍光板と、
   前記回転軸を中心に前記回転蛍光板を正転方向および逆転方向のいずれにも回転させることが可能な回転手段と、を備え、
   前記回転蛍光板は、前記光源から射出された前記励起光で照射される前記蛍光体層の照射領域が前記蛍光体層に対する前記励起光の照射位置から離れるとき、前記励起光の照射位置から前記回転軸の回りにかつ鉛直方向上方側に向かって移動するように回転する
   ことを特徴とする照明装置。
2. 回転方向制御手段をさらに備え、
   前記回転方向制御手段は、照明装置自身の設置姿勢に応じて前記回転蛍光板の回転方向を正転または逆転する方向に切り換える
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 本体の設置姿勢を検出する姿勢検知手段を有し、
   前記回転方向制御手段は、前記姿勢検知手段による検出結果に応じて前記回転蛍光板の回転方向を正転または逆転する方向に切り換える
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記照射位置に向けて冷却気体を供給する冷却手段を備え、当該冷却手段は、前記照射位置に対して前記回転軸の反対側に位置し、前記冷却気体の送風方向が前記回転軸に交差するように配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記回転蛍光板から射出された光を集光させるレンズと、該レンズを保持するレンズ保持部と、を含む集光光学系を備え、
   前記レンズ保持部の前記蛍光体層と対向する側面が前記蛍光体層の表面に対して傾斜しており、前記側面と前記表面との間に形成される隙間が前記照射位置から前記冷却手段側に向かって広がっている
   ことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 鉛直方向において、前記照射位置が前記回転蛍光板の前記回転軸と同じ高さに設定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記冷却手段が、前記回転蛍光板の前記回転軸と前記照射位置とを結ぶ延長線上に配置されている
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の照明装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の照明装置と、
   前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する光変調素子と、
   前記光変調素子によって変調された光を投射する投射光学系と、を備える
   ことを特徴とするプロジェクター。

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