JP2013054332A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体の局所的な劣化を抑制可能な投写型映像表示装置を簡易な構成で提供する。
【解決手段】光源装置１０は、励起光を発光する励起光源１１と、励起光源１０からの励起光により励起されて可視光を発光する蛍光体２０とを含む。蛍光体２０は、励起光源１１の駆動に同期して回転駆動されることにより、その回転方向に沿って励起光の照射位置が移動するように構成される。プロジェクタは、１制御周期における励起光源１１の発光期間を示すデューティを制御する駆動部と、蛍光体２０における励起光の照射位置が、励起光源１１の少なくとも１制御周期ごとにずれるように、該１制御周期における励起光源１１の発光タイミングを制御する制御部とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、投写型映像表示装置に関し、より特定的には、蛍光体を光源として用いた投写型映像表示装置に関する。

この種の投写型映像表示装置（以下、プロジェクタという）として、たとえば特開２０１１−９５３９１号公報（特許文献１）は、励起光を出射する励起光照射装置と、この励起光照射装置からの出射光を励起光として蛍光光を発光する蛍光体とを含んで構成された光源ユニットを備えたプロジェクタを開示する。

この特許文献１において、光源ユニットは、少なくとも励起光が通過する周方向全域に敷設された蛍光ホイールと、蛍光ホイールから出射される波長帯域とは異なる波長帯域の光を出射する二種類の光源装置と、励起光照射装置と二種類の光源装置とを時分割制御するとともに、蛍光ホイールの回転を制御する光源制御手段とを有する。そして、光源制御手段は、励起光照射装置および二種類の光源装置が順次一度ずつ点灯した場合に要する時間が、蛍光ホイールが１回転するように要する時間の整数倍とならないように、各光源を時分割制御するとともに、蛍光ホイールの回転速度を制御する。

また、特開２０１１−９５３９２号公報（特許文献２）には、上記の特許文献１に記載される光源ユニットと同様の構成からなる光源ユニットを搭載したプロジェクタにおいて、励起光照射装置の点灯期間における蛍光ホイールの回転数が１となるように蛍光ホイールの回転速度を制御する光源制御手段が開示される。

特開２０１１−９５３９１号公報 特開２０１１−９５３９２号公報

上記の特許文献１および２に記載されるプロジェクタにおいては、光源制御手段は、励起光照射装置の点灯期間の変化に対応して、蛍光ホイールの回転速度を変化させる制御を実行する。これにより、蛍光ホイールの同じ位置に常時励起光が照射されることによって、励起光が照射される領域に位置する蛍光体が劣化するのを防止している。

しかしながら、その一方で、光源制御手段は、プロジェクタにおける画像の色合いや明るさを調整するための各種の投影モードの変化に応じて、その都度、蛍光ホイールの回転速度を制御する必要がある。そのため、表示すべき画像に同期して各光源の時分割周期（１フレームに要する時間）が短くなるに従って、当該時分割周期の変化に対応して蛍光ホイールの回転速度を高速に切替えることが困難となっていた。

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蛍光体の局所的な劣化を抑制可能な投写型映像表示装置を簡易な構成で提供することである。

この発明のある局面に従えば、投写型映像表示装置は、励起光を発光する励起光源と、励起光源からの励起光により励起されて可視光を発光する蛍光体とを備える。蛍光体は、回転駆動されることにより、その回転方向に沿って励起光の照射位置が移動するように構成される。投写型映像表示装置は、蛍光体における励起光の照射位置を、定期的にずらすための照射位置変更手段をさらに備える。

好ましくは、投写型映像表示装置は、１制御周期における励起光源の発光期間を示すデューティを制御する光源駆動部をさらに備える。蛍光体は、励起光源の駆動に同期して回転駆動されることにより、その回転方向に沿って励起光の照射位置が移動するように構成される。照射位置変更手段は、蛍光体における励起光の照射位置が、励起光源の特定制御周期ごとにずれるように、１制御周期における励起光源の発光タイミングを制御する光源制御部を含む。

好ましくは、光源制御部は、先の制御周期における励起光の照射位置の終点を記憶するとともに、その記憶した終点が、次の制御周期における励起光の照射位置の始点となるように、励起光源の発光タイミングを制御する。

好ましくは、光源駆動部は、入力される画像信号の明るさに応じてデューティを可変に設定可能に構成される。光源制御部は、設定されたデューティにより規定される励起光源の発光期間に応じて励起光源の発光タイミングを制御する。

好ましくは、投写型映像表示装置は、入力される画像信号に応じてオンオフ制御されることにより、蛍光体から出射される可視光を変調する光変調素子と、蛍光体が発光しているときに光変調素子がオン状態となるように、光変調素子をオンオフ制御する素子制御部とをさらに備える。

好ましくは、投写型映像表示装置は、蛍光体が発光する可視光とは異なる波長の可視光を発光するように構成された光源をさらに備える。蛍光体および光源は、１フレーム期間内で時分割で切替えて発光するように構成される。制御部は、少なくとも１フレーム期間ごとに蛍光体および光源が発光する順番を入れ替えるように、該１フレーム期間における励起光源の発光タイミングを制御する。

好ましくは、照射位置変更手段は、蛍光体の回転駆動中に、蛍光体の回転軸を動径方向に移動させるための移動機構を含む。

好ましくは、蛍光体は、回転軸を中心として同心円状に配置された複数の蛍光部を含む。移動機構は、蛍光体における励起光の照射位置が、複数の蛍光部の間で定期的に切り替わるように、蛍光体の回転軸を動径方向に移動させる。

好ましくは、蛍光体は、動径方向の幅が蛍光体における励起光の光径の２倍以上となるように構成された蛍光部を含む。移動機構は、励起光の照射位置が蛍光体上を連続的に移動するように、蛍光体の回転軸を動径方向に移動させる。

好ましくは、励起光源と、励起光源からの励起光を蛍光体に導くための光学部材とが、投写型映像表示装置の光源系を構成する。照射位置変更手段は、蛍光体の回転駆動中に、光源系の構成部材の少なくとも１つを振動させるための振動発生器を含む。

好ましくは、振動発生器は、光源系の構成部材の少なくとも１つを、蛍光体の動径方向に振動させる。

この発明によれば、簡易な構成で、蛍光体の局所的な劣化を抑制することができる。

実施の形態１に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。 実施の形態１によるプロジェクタの制御構造を説明する機能ブロック図である。 図２に示した光源駆動部の構成をさらに説明する機能ブロック図である。 実施の形態１による光源駆動部における光源装置の制御を説明する概念図である。 実施の形態１の変更例によるプロジェクタにおける光源駆動部の構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１による光源駆動部の制御処理手順を示したフローチャートである。 実施の形態２に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。 実施の形態２によるプロジェクタの制御構造を説明する機能ブロック図である。 実施の形態２に係る光源駆動部による光源装置の制御および表示制御部によるＤＭＤの制御を説明する概念図である。 実施の形態２によるプロジェクタにおける光源駆動部の構成を説明する機能ブロック図である。 実施の形態２による光源駆動部および表示制御部の制御処理手順を示したフローチャートである。 実施の形態３に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。 実施の形態３によるプロジェクタの制御構造を説明する機能ブロック図である。 実施の形態３による光源駆動部における各単色光源の駆動制御を説明する概念図である。 実施の形態４に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。 図１５に示した回転体および移動機構の構成をさらに説明する図である。 実施の形態４による蛍光体における励起光の照射位置の切替え処理手順を示したフローチャートである。 実施の形態４の変更例によるプロジェクタにおける回転体および移動機構の構成を説明する図である。 実施の形態４の変更例による蛍光体における励起光の照射位置の変更処理手順を示したフローチャートである。 実施の形態５に係るプロジェクタに適用される光源装置の構成を模式的に示す図である。 回転体の構成をさらに説明する図である。 蛍光体における励起光の照射位置の移動の様子を模式的に示す図である。 実施の形態５による光源装置の他の構成を示す図である。 実施の形態５による光源装置の他の構成を示す図である。 実施の形態５の第１の変更例に係るプロジェクタが備える光源装置の構成を説明する図である。 実施の形態５の第２の変更例に係るプロジェクタが備える光源装置の構成を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。

図１を参照して、プロジェクタは、液晶デバイスを利用して映像を投影する液晶プロジェクタであって、光学エンジン１００と、投写レンズ４０とを備える。なお、プロジェクタは、スピーカ等の音声を出力するための構成要素や、光学エンジン１００の構成要素および音声出力手段を電気的に接続するための回路基板なども搭載されているが、図１では、これを含む一部の構成要素の図示は省略されている。

光学エンジン１００は、赤色波長域の光（以下、「Ｒ光」という）を発光する赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）３６と、青色波長域の光（以下、「Ｂ光」という）を発光する青色ＬＥＤ３８と、緑色波長域の光（以下、「Ｇ光」という）を発光する光源装置１０とを備える。

赤色ＬＥＤ３６は、たとえばＧａＰ系、ＡｌＧａＡｓ混色系等の材料を用いて構成され、Ｒ光を発光する。赤色ＬＥＤ３６からのＲ光は、図示しない集光レンズおよび入射側偏光板を介して液晶パネル３０に入射される。液晶パネル３０は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。液晶パネル３０によって変調されたＲ光は、図示しない出射側偏光板を介して、ダイクロイックプリズム３４に入射される。

青色ＬＥＤ３８は、たとえばＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系または酸化亜鉛系等の材料を用いて構成され、Ｂ光を発光する。青色ＬＥＤ３８からのＢ光は、図示しない集光レンズおよび入射側偏光板を介して液晶パネル３２に入射される。液晶パネル３２は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。液晶パネル３２によって変調されたＢ光は、図示しない出射側偏光板を介して、ダイクロイックプリズム３４に入射される。

光源装置１０は、蛍光体の励起光を発光する励起光源としてのレーザ光源１１と、集光レンズ１２，１５と、ダイクロイックミラー１４と、回転体１６とを含む。

レーザ光源１１は、励起光としてのＢ光を含むレーザ光を出射する。レーザ光源１１から出射された励起光は、集光レンズ１２により集光される。集光レンズ１２により集光された励起光は、ダイクロイックミラー１４を透過して回転体１６に入射される。

回転体１６は、レーザ光源（励起光源）１１の光軸に平行な回転軸１８と、回転軸１８を中心に回転可能な蛍光体２０とを含む。

回転軸１８は、図示しないモータに接続される。当該モータを回転駆動することにより、蛍光体２０が回転軸１８を中心として回転する。

蛍光体２０は、耐熱性ガラス等を基材として円盤状に形成されており、その表面にレーザ光源１１から出射された光を受ける。蛍光体２０は、レーザ光源１１が出射した特定の波長域の光により励起されて可視光を発光する。本実施の形態では、蛍光体２０は、レーザ光源１１が出射したＢ光を吸収してＧ光を発光するように構成される。

回転体１６を回転させることにより、蛍光体２０に入射する励起光の入射位置は、回転軸１８を中心とする円周上を時間的に移動することとなる。なお、本実施の形態では、簡単のため、回転体１６の回転周期（１サイクルに要する時間）および励起光源１１の制御周期（オンオフ周期）はいずれも、フレーム周期（１フレームあたりの時間）に等しいものとする。

蛍光体２０が発光した光は、集光レンズ１５を介して、ダイクロイックミラー１４に入射される。ダイクロイックミラー１４は、レーザ光源１１から出射される励起光を透過させる一方、当該励起光から波長変換されたＧ光を反射させる。ダイクロイックミラー１４によって反射されたＧ光は、集光レンズ２２によって集光された後、ロッドインテグレータ２４の一方の端部に入射する。Ｇ光は、ロッドインテグレータ２４の内部を伝搬してロッドインテグレータ２４の他方の端部から出射される。ロッドインテグレータ２４は、不均一な強度分布を有する光束を略均一な強度分布を有する光束に変換するインテグレータ光学系の機能を有している。

リレー光学系２６は、入射側レンズと、リレーレンズと、出射側レンズとを含む。ロッドインテグレータ２４から出射された光束は、リレー光学系２６および図示しない入射側偏光板を介して、液晶パネル２８に導かれる。液晶パネル２８は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。液晶パネル２８によって変調されたＧ光は、図示しない出射側偏光板を介して、ダイクロイックプリズム３４に入射される。

ダイクロイックプリズム３４は、液晶パネル３０，２８，３２によって変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を色合成し、投写レンズ４０へと入射させる。投写レンズ４０は、投写光を投写面（スクリーン）ＳＣ上に結像させるためのレンズ群と、これらレンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズーム状態およびフォーカス状態を調整するためのアクチュエータとを備えている。ダイクロイックプリズム３４によって色合成された光は、投写レンズ４０によってスクリーンＳＣに拡大投写される。

次に、図２を参照して、本発明の実施の形態１によるプロジェクタの制御構造を説明する。

図２を参照して、プロジェクタは、画像供給部２００と、画像処理部２１０と、表示制御部２２０と、光源駆動部２３０と、制御部３００と、操作受付部３１０とを備える。

画像供給部２００は、画像データを画像処理部２１０に供給する。具体的には、画像処理部２１０の入力端子（図示せず）には、映像再生装置等の画像供給装置からのケーブルが接続されている。画像供給部２００は、入力端子から入力された画像信号を、画像処理部２１０で処理可能な形式の画像データに変換し、画像処理部２１０に出力する。

画像処理部２１０は、制御部３００からの指示に基づいて、画像供給部２００から供給された画像データに対し、解像度を液晶パネル２８，３０，３２の解像度（画素数）に合わせる解像度変換や、輝度調整、コントラスト調整、シャープネス調整などの各種画質調整処理を施し、画像信号（ＲＧＢ信号）を表示制御部２２０および光源駆動部２３０に出力する。なお、画像処理部２１０から出力される画像信号は、液晶パネル２８，３０，３２のすべての画素に対応する複数の画素値によって構成されている。画素値とは、対応する画素の光透過率を定めるものである。

画像処理部２１０は、同期信号生成部２１２を含む。同期信号生成部２１２は、各単色光源（赤色ＬＥＤ３６、青色ＬＥＤ３８、光源装置１０）の駆動と、液晶パネル２８，３０，３２の駆動とを同期させるための同期信号を生成する。生成された同期信号は、光源駆動部２３０に出力される。

表示制御部２２０は、画像処理部２１０から出力されたＲＧＢ信号に従い、光学エンジン１００による画像の表示動作を制御するための駆動信号を生成して光学エンジン１００に出力する。具体的には、表示制御部２２０は、液晶パネル２８，３０，３２のそれぞれに駆動信号を出力する。液晶パネル２８，３０，３２の各々は、液晶の画素が行列状に配列されてなるパネルと、与えられる駆動信号に基づく当該パネルの液晶素子を水平および垂直の各方向に従い駆動するためのパネルドライバとを含む。

光源駆動部２３０は、画像処理部２１０から出力されたＲＧＢ信号に基づいて、赤色ＬＥＤ３６、青色ＬＥＤ３８および励起光源１１を駆動する。具体的には、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式により駆動信号を生成し、その生成した駆動信号（駆動電流）を赤色ＬＥＤ３６、青色ＬＥＤ３８および励起光源１１に出力する。

すなわち、光源駆動部２３０は、パルス波のデューティを調整することにより、各単色光源から出射される光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）から出射される光量を調整する。なお、本明細書において、デューティは、励起光源１１の制御周期（オンオフ周期）における励起光源１１の発光期間（オン期間）の比率をいう。

本実施の形態によるプロジェクタにおいては、各単色光源から出射される光量をユーザにより設定することができる。具体的には、プロジェクタは、通常動作に対応する「通常モード」と、通常モードに比べて省電力を重視した「エコモード」とのいずれかを選択して実行可能に構成される。ユーザは、所定の操作を行なうことにより、これらのモードのいずれかを選択することができる。

ここで、エコモードでは、各単色光源からの発光量が通常モードと比べて小さくなるように設定されている。たとえば、光源駆動部２３０は、通常モードが選択された場合には、駆動信号のデューティを１００％に設定する一方で、エコモードが選択された場合には、駆動信号のデューティを１００％よりも小さい値（たとえば８０％とする）に設定する。このような構成とすることにより、エコモード時における各単色光源の発光量は、通常モード時における単色光源の発光量の約８０％に低下する。

制御部３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶部と、入出力インターフェイスとを含むマイクロコンピュータを主体として構成される。制御部３００は、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、プロジェクタの動作を統括制御する。

操作受付部３１０は、外部から与えられる情報を受付けて制御部３００に対して出力する。外部から与えられる情報には、ユーザがプロジェクタに対して各種指示を行なうための操作パネルもしくは遠隔操作が可能なリモコンから送信される、ユーザの操作内容に応じた操作信号などが含まれる。

図３には、光源駆動部２３０（図２）のさらに詳細な構成が示される。
図３を参照して、光源駆動部２３０は、制御部３００からの指示に基づいて、赤色ＬＥＤ３６、青色ＬＥＤ３８および光源装置１０を駆動制御する。具体的には、光源駆動部２３０は、モード切替部２３２と、発光位置制御部２３４とを含む。

ユーザが操作パネルなどを操作することにより通常モードおよびエコモードのいずれかを選択すると、操作受付部３１０を介してモード切替を指示するための操作信号がモード切替部２３２に入力される。モード切替部２３２は、操作信号によって指定されたモードを実現するためのデューティの指令値を生成し、発光位置制御部２３４に出力する。具体的には、モード切替部２３２は、通常モードが選択された場合にはデューティの指令値を１００％に設定する。一方、エコモードが選択された場合には、モード切替部２３２は、デューティの指令値を８０％に設定する。

図４は、光源駆動部２３０による光源装置１０の制御を説明する概念図である。同図において、上述したように、回転体１６の回転周期および励起光源１１の制御周期はいずれも、フレーム周期に等しいものとする。

図４を参照して、励起光源１１の駆動信号のデューティを１００％に設定した場合には、励起光源１１の発光期間は、回転体１６の１サイクルに要する期間に等しくなる。したがって、蛍光体２０における励起光の照射位置の移動範囲である照射範囲は、蛍光体２０の全周に及ぶ。

これに対して、励起光源１１の駆動信号のデューティを８０％に設定した場合には、励起光源１１の発光期間は、回転体１６の１サイクルに要する期間の８０％となる。したがって、蛍光体２０における励起光の照射範囲は、蛍光体２０の全周の８０％となる。すなわち、回転体１６の１サイクルに要する期間の２０％が励起光源１１の発光停止期間となるため、蛍光体２０の全周の２０％には励起光が照射されない。そのため、連続する複数のフレーム間で励起光源１１の発光タイミングを同じとすると、蛍光体２０においては、フレームごとに繰り返し励起光が照射される部分と、ほとんど励起光が照射されない部分とが生じてしまう。このように、蛍光体２０における励起光の照射位置（蛍光体２０の発光位置に相当）が固定されてしまうことによって、蛍光体２０の一部分の温度が上昇して、その部分の劣化が進行する虞がある。蛍光体には、高温になると発光効率が低下するという温度依存性が存在することが一般に知られている。したがって、蛍光体２０における励起光の照射位置が固定されると、その部分の発光効率の低下を引き起こす虞がある。

そこで、本実施の形態１によるプロジェクタでは、エコモードが選択された場合には、蛍光体２０における励起光の照射位置（すなわち、蛍光体２０の発光位置）が、１フレームごとにずれるように、励起光源１１を駆動制御する。

具体的には、発光位置制御部２３４は、先のフレーム期間（図４では第ｎフレーム期間）における蛍光体２０の発光位置と、次のフレーム期間（図４では第（ｎ＋１）フレーム期間）における蛍光体２０の発光位置とが、励起光の照射位置の移動方向（すなわち、回転体１６の回転方向）にずれるように、１フレームごとの励起光源１１の発光タイミングを制御する。

発光位置制御部２３４は、蛍光体２０における励起光の照射位置を検出するためのカウンタ２３６を有している。カウンタ２３６は、同期信号生成部２１２（図２）からの同期信号に基づいて、回転体１６の１サイクル（３６０°）ごとにカウント値がリセットされ、回転周期の計時を再開する。発光位置制御部２３４は、先のフレーム期間における励起光の照射位置の終点に対応するカウント値を記憶部（図示せず）に記憶する。そして、次のフレーム期間では、その記憶した終点を始点として励起光の照射位置が蛍光体２０上を移動するように、励起光源１１の発光タイミングを制御する。

ここで、図４において、励起光源１１の駆動信号のデューティを８０％とした場合、第ｎフレーム期間における励起光の照射範囲は、蛍光体２０の全周（３６０°）に対して０°〜２８８°の角度範囲となる。そして、第（ｎ＋１）フレーム期間における励起光の照射範囲は、２８８°〜２１６°（＝５７６°−３６０°）の角度範囲となる。さらに、第（ｎ＋２）フレーム期間における励起光の照射範囲は、２１６°〜１４４°（＝５０４°−３６０°）の角度範囲となる。

発光位置制御部２３４は、フレームごとの励起光の照射範囲（すなわち、蛍光体２０における角度範囲）が決まると、１フレームごとの励起光源１１の発光タイミングを制御する。たとえば、第ｎフレーム期間では、カウンタ２３６のカウント値が０°〜２８８°を示す期間において、励起光源１１を発光させる。そして、第（ｎ＋１）フレーム期間では、カウント値が０°〜２１６°を示す期間と２８８°〜３６０°を示す期間とにおいて、励起光源１１を発光させる。さらに、第（ｎ＋２）フレーム期間では、カウント値が０°〜１４４°を示す期間と２１６°〜３６０°を示す期間とにおいて、励起光源１１を発光させる。

このような構成とすることにより、蛍光体２０においては、先のフレーム期間における励起光の照射位置の終点が、次のフレーム期間における励起光の照射位置の始点となる。これにより、蛍光体２０において、あるフレーム期間における励起光の照射範囲は、隣り合うフレーム期間の照射範囲と連続することとなる。したがって、蛍光体２０の全周にわたって満遍なく励起光を照射することができる。その結果、蛍光体２０における励起光の照射むらを低減できるため、蛍光体２０の局所的な劣化が進行するのを抑制できる。

なお、上述した実施の形態１では、１フレームごとに蛍光体２０における励起光の照射位置をずらす構成について例示したが、励起光の照射位置をずらす周期は、複数のフレームごと（たとえば、１秒ごとまたは１時間ごと）としても同様の効果を得ることができる。すなわち、励起光源１１の特定制御周期ごとに励起光の照射位置をずらすことによって、蛍光体２０の局所的な劣化を抑制することができる。

（変更例）
上述した実施の形態１では、エコモードが選択された場合に、発光位置制御部２３４が蛍光体２０における励起光の照射位置をずらす構成について説明したが、入力される映像信号の明るさに応じて、各単色光源の発光量を調整可能に構成されたプロジェクタにおいても、本発明を適用することが可能である。

図５は、実施の形態１の変更例によるプロジェクタにおける光源駆動部２３０の構成を示す機能ブロック図である。

図５を参照して、本変更例による光源駆動部２３０は、図３に示した実施の形態１による光源駆動部２３０と比較して、モード切替部２３２に代えて、画像解析部２４０および発光量算出部２４２を備える点で異なる。

画像解析部２４０は、画像処理部２１０（図２）により生成された画像信号（ＲＧＢ信号）を受けると、ＲＧＢ信号により表わされる画像の明るさに応じて、各単色光源（赤色ＬＥＤ３６、青色ＬＥＤ３８および光源装置１０の発光量を調整する。具体的には、画像解析部２４０は、ＲＧＢ信号に基づき、表示すべき画像の平均輝度を算出する。そして、画像解析部２４０は、その算出した平均輝度に基づいて液晶パネル２８，３０，３２に入射される光量の目標値を算出すると、当該入射される光量の目標値に基づいて、各単色光源の発光量の目標値を決定する。画像解析部２４０は、Ｇ光の入射光量の目標値に応じて決定された光源装置１０の発光量の目標値に基づいて、励起光源１１のデューティの指令値を生成する。画像解析部２４０は、生成したデューティの指令値を発光位置制御部２３４に出力する。なお、画像解析部２４０による各液晶パネルに入射される光量の目標値の算出は、表示すべき映像の最高輝度に基づいて算出してもよい。

発光位置制御部２３４は、与えられたデューティの指令値に従って、蛍光体２０における励起光の照射位置が、１フレームごとにずれるように、１制御周期ごとに励起光源１１の発光タイミングを制御する。

このとき、上記のように、発光位置制御部２３４は、内部のカウンタ２３６のカウント値に基づいて先のフレーム期間における励起光の照射位置の終点を記憶すると、次のフレーム期間においては、その記憶した終点を始点として励起光の照射位置が蛍光体２０上を移動するように、励起光源１１の発光タイミングを制御する。これにより、蛍光体２０の全周にわたって満遍なく励起光を照射することができる。

（処理フロー）
図６は、この発明の実施の形態１による光源駆動部の制御処理手順を示したフローチャートである。図６に示す各ステップの処理は、光源駆動部２３０が図３または図５に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。

図６を参照して、光源駆動部２３０は、ステップＳ０１において、励起光源１１のデューティを設定する。デューティは、ユーザによりエコモードが選択された場合には、所定値（たとえば８０％）に設定される。あるいは、ＲＧＢ信号の明るさに応じて励起光源１１の発光量を調整する場合には、当該発光量の目標値に基づいてデューティが設定される。

次に、光源駆動部２３０は、ステップＳ０２により、記憶部に記憶されている先のフレーム期間における励起光の照射位置の終点に対応するカウント値を読み出すと、ステップＳ０３では、その読み出したカウント値に基づいて、次のフレーム期間における励起光の照射範囲を設定する。このとき、光源駆動部２３０は、先のフレーム期間における励起光の照射位置の終点が、次のフレーム期間における励起光の照射位置の始点となるように、励起光の照射範囲を設定する。そして、光源駆動部２３０は、次のフレーム期間における励起光の照射位置の終点に対応するカウント値を記憶部に記憶させる。

次のフレーム期間において、光源駆動部２３０は、ステップＳ０２で設定した照射範囲に従って蛍光体２０に励起光が照射されるように、励起光源１１の発光タイミングを制御する。

具体的には、光源駆動部２３０は、ステップＳ０４において、カウンタ２３６のカウント値が３６０°よりも小さいか否かを判定する。カウント値が３６０°以上、すなわち、カウント値が３６０°に達したときには（ステップＳ０４においてＮＯ）、処理はメインルーチンに戻される。

一方、カウント値が３６０°よりも小さいとき（ステップＳ０４においてＹＥＳ）には、光源駆動部２３０は、続いてステップＳ０５により、カウント値がステップＳ０３で設定された照射範囲内に含まれるか否かを判定する。カウント値が照射範囲内に含まれると判定された場合（ステップＳ０５においてＹＥＳ）には、光源駆動部２３０は、ステップＳ０６により、励起光を発光するように励起光源１１を駆動する。一方、カウント値が照射範囲内に含まれないと判定された場合（ステップＳ０５においてＮＯ）には、光源駆動部２３０は、ステップＳ０７により、励起光源１１の発光を停止させる。

ステップＳ０６またはＳ０７の処理が実行されると、ステップＳ０８において、カウント値に１が加算される。

このように、本実施の形態１によるプロジェクタによれば、蛍光体における励起光の照射位置を、励起光源の特定制御周期ごとにずらすことにより、蛍光体２０の局所的な劣化が進行するのを抑制することができる。

また、本実施の形態１によるプロジェクタによれば、先のフレーム期間における励起光の照射位置の終点を記憶し、その記憶した終点を次のフレーム期間における励起光の照射位置の始点となるように、蛍光体の発光タイミングを制御することによって、蛍光体における励起光の照射位置を容易にずらすことができる。したがって、光源装置の点灯時間の変化に応じて蛍光体の回転速度を変化させる制御を実行する従来のプロジェクタと比較して、高速な蛍光体の回転速度の制御を必要としないため、簡易な構成で蛍光体の局所的な劣化を抑制することが可能となる。

［実施の形態２］
実施の形態２では、各単色光源から出射された光を変調して画像光を形成する光変調素子として、３枚のＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を備えるプロジェクタに対する本発明の適用について説明する。

図７は、この発明の実施の形態２に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。図７では、３枚のＤＭＤのうちの光源装置１０から出射されるＧ光を変調するように構成されたＤＭＤについて抽出して示す。

図７を参照して、実施の形態２によるプロジェクタは、光学エンジン１１０と、投写レンズ４０とを備える。実施の形態２による光学エンジン１１０は、図１に示した実施の形態１による光学エンジン１００と比較して、液晶パネル２８，３０，３２に代えて、ＤＭＤ６０を含む点で異なる。

光源装置１０から出射されたＧ光は、集光レンズ２２によって集光された後、ロッドインテグレータ２４の一方の端部に入射する。Ｇ光は、ロッドインテグレータ２４の内部を伝搬してロッドインテグレータ２４の他方の端部から出射されると、リレー光学系２６を介して、ＤＭＤ６０に導かれる。なお、リレー光学系２６は、ロッドインテグレータ２４から出射された不均一な光束をＤＭＤ６０に結像させる機能を有する。

ＤＭＤ６０は、行列状に配列された複数の微小ミラーによって構成されている。複数の微小ミラーは可動式であり、各微小ミラーが１画素に相当する。ＤＭＤ６０は、表示制御部２２０（図８）により制御されて各微小ミラーの角度を変更することによって、リレー光学系２６から受けた光を投写レンズ４０側に反射するか否かを切替える。具体的には、ある画素の微小ミラーがオフ状態のときには、この微小ミラーによる反射光は投写レンズ４０には入射しない。一方、微小ミラーがオン状態のときには、この微小ミラーによる反射光は投写レンズ４０に入射する。単色光源の発光期間に占める微小ミラーがオン状態となる期間の比率を調整することにより、１画素ごとに画像の階調が調整される。

ＤＭＤ６０で変調されたＧ光は、投写レンズ４０を経てスクリーンＳＣに投写される。なお、スクリーンＳＣには、Ｒ光による画像およびＢ光による画像がＧ光による画像に重ね合わせて投写される。

図７に示す構成において、ＤＭＤ６０は、Ｇ光が照射されるタイミングに同期して、各微小ミラーのオンオフが制御される。したがって、各微小ミラーによる反射光をＲＧＢ信号に従って正常に投写レンズ４０に入射させるためには、光源装置１０がＧ光を出射するタイミングと、ＤＭＤ６０の各微小ミラーがオン状態となるタイミングとを同期させる必要がある。

そこで、本実施の形態２によるプロジェクタでは、実施の形態１で示した励起光源１１の発光タイミングの制御を実行するとともに、光源装置１０内部の蛍光体２０がＧ光を出射するタイミングと各微小ミラーがオン状態となるタイミングとが同期するように、ＤＭＤ６０の駆動を制御する。

図８は、本発明の実施の形態２によるプロジェクタの制御構造を説明する機能ブロック図である。

図８を参照して、実施の形態２による制御構造は、図２に示した実施の形態１による制御構造と比較して、表示制御部２２０が、画像処理部２１０からのＲＧＢ信号に基づいて、ＤＭＤ６０の駆動信号（オンオフ信号）を生成する点で異なる。表示制御部２２０は、生成したＤＭＤ駆動信号を、同期信号に従って、１フレームごとにＤＭＤ６０に出力する。

図９は、本発明の実施の形態２に係る光源駆動部２３０による光源装置１０の制御および表示制御部２２０によるＤＭＤ６０の制御を説明する概念図である。図９において、回転体１６の回転周期および励起光源１１の制御周期はいずれも、フレーム周期に等しいものとする。

図９を参照して、励起光源１１の駆動信号のデューティを所定値（たとえばｘ％とする）に設定した場合には、励起光源１１の発光期間は、回転体１６の１サイクルに要する期間のｘ％となる。これにより、蛍光体２０における励起光の照射範囲は、蛍光体２０の全周のｘ％となる。

光源駆動部２３０は、先のフレーム期間における励起光の照射位置と、次のフレーム期間における励起光の照射位置とが、励起光の照射位置の移動方向にずれるように、１フレームごとの励起光源１１の発光タイミングを制御する。具体的には、実施の形態１に示したように、先のフレーム期間における蛍光体２０の発光位置の終点が、次のフレーム期間における蛍光体２０の発光位置の始点となるように、１フレームごとの励起光源１１の発光タイミングを設定する。

表示制御部２２０は、フレームごとに設定された励起光源１１の発光期間内で、ＤＭＤ６０を構成する微小ミラーがオンされるように、ＤＭＤ駆動信号を生成する。したがって、図９に示すように、１フレーム期間におけるＤＭＤ６０のオン期間は、励起光源１１の発光位置が１フレームごとにずれるのに伴なって、１フレームごとにずれることとなる。

なお、各フレームにおけるＤＭＤ６０のオン期間は、各微小ミラーのオン期間の論理和に相当する。図９では、励起光源１１の発光期間とＤＭＤ６０のオン期間とが等しい場合が示されているが、励起光源１１の発光期間は、ＤＭＤ６０のオン期間（各微小ミラーのオン期間の論理和相当）以上であればよく、ＤＭＤ６０のオン期間よりも長い期間としてもよい。たとえば、光源装置１０から出射されるＧ光の光量が、表示すべき画像の色情報に適した光量となるように、ＲＧＢ信号に応じて励起光源１１の発光期間を設定してもよい。

このように、光源装置１０からＧ光が出射されている期間に、Ｇ光に対応するＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ６０に出力されることにより、投写画像の色再現性を損なうことなく、局所的に蛍光体２０の劣化が進行するのを抑制することができる。

図１０は、実施の形態２によるプロジェクタにおける光源駆動部２３０の構成を説明する機能ブロック図である。

図１０を参照して、実施の形態２による光源駆動部２３０は、図３に示した実施の形態１による光源駆動部２３０と比較して、モード切替部２３２に代えて、画像解析部２４０および発光量算出部２４２を備える点で異なる。

画像解析部２４０は、画像処理部２１０（図８）により生成された画像信号（ＲＧＢ信号）を受けると、ＲＧＢ信号により表わされる画像の明るさに応じて、各単色光源の発光量を調整する。具体的には、画像解析部２４０は、ＲＧＢ信号に基づき、表示すべき画像の平均輝度を算出する。そして、画像解析部２４０は、その算出した平均輝度に基づいて液晶パネル２８，３０，３２に入射される光量の目標値を算出すると、当該入射される光量の目標値に基づいて、各単色光源の発光量の目標値を決定する。画像解析部２４０は、Ｇ光の入射光量の目標値に応じて決定された光源装置１０の発光量の目標値に基づいて、励起光源１１のデューティの指令値を生成する。画像解析部２４０は、生成したデューティの指令値を発光位置制御部２３４に出力する。

発光位置制御部２３４は、デューティの指令値に従って、蛍光体２０における励起光の照射位置が、１フレームごとにずれるように、１フレーム期間における励起光源１１の発光タイミングを制御する。このとき、発光位置制御部２３４は、内部のカウンタ２３６のカウント値に基づいて先のフレーム期間における励起光の照射位置の終点を記憶すると、次のフレーム期間においては、その記憶した終点を始点として励起光の照射位置が蛍光体２０上を移動するように、励起光源１１の発光タイミングを制御する。これにより、蛍光体２０の全周にわたって満遍なく励起光を照射することができる。

表示制御部２２０は、発光位置制御部２３４内部のカウンタ２３６のカウント値に基づいて、１フレーム期間においてＤＭＤ６０をオン状態とするタイミングを制御する。表示制御部２２０は、カウンタ２３６のカウント値に基づいて先のフレーム期間における励起光の照射位置の終点を記憶すると、次のフレーム期間においては、その記憶した終点を始点としてＤＭＤ６０がオン状態に駆動されるように、ＤＭＤ駆動信号を生成する。

図１１は、この発明の実施の形態２による光源駆動部２３０および表示制御部２２０の制御処理手順を示したフローチャートである。図１１に示す各ステップの処理は、光源駆動部２３０および表示制御部２２０が図１０に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。

図１１を参照して、光源駆動部２３０は、図６と同様のステップＳ０１〜Ｓ０８により、励起光源１１を駆動する。

さらに、表示制御部２２０は、ステップＳ０３により設定された、次のフレーム期間における励起光の照射範囲を取得すると、ステップＳ０９において、その取得した励起光の照射範囲に基づいて、次のフレーム期間におけるＤＭＤ６０のオン期間を設定する。

次のフレーム期間において、表示制御部２２０は、ステップＳ０９で設定したオン期間に従ってＤＭＤ６０の各微小ミラーがオン状態とされるように、微小ミラーごとのオンタイミングを制御する。表示制御部２２０は、ステップＳ１０において、カウンタ２３６のカウント値が設定されたオン期間内に含まれるか否かを判定する。カウント値がオン期間内に含まれると判定された場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）には、表示制御部２２０は、ステップＳ１１により、画素単位のＲＧＢ信号値に基づいて、各微小ミラーをオン状態に駆動するタイミングを設定する。そして、その設定したタイミングに従って、各微小ミラーをオン状態に駆動する。一方、カウント値がオン期間内に含まれないと判定された場合（ステップＳ１０においてＮＯ）には、表示制御部２２０は、ステップＳ１２により、ＤＭＤ６０の全ての微小ミラーをオフ状態とする。

このように、実施の形態２によるプロジェクタによれば、蛍光体の発光期間内に、光変調素子であるＤＭＤのオンオフ制御を実行することにより、投写画像の色再現性を損なうことなく、蛍光体の局所的な劣化の進行を抑制することができる。

［実施の形態３］
実施の形態３では、複数の単色光源を時分割で順次発光させるフィールドシーケンシャル駆動方式のプロジェクタに対する本発明の適用について説明する。

図１２は、この発明の実施の形態３に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。

図１２を参照して、実施の形態３によるプロジェクタは、光学エンジン１２０と、投写レンズ４０とを備える。実施の形態３による光学エンジン１２０は、図１に示した実施の形態１による光学エンジン１００と比較して、液晶パネル２８，３０，３２およびダイクロイックプリズム３４に代えて、ダイクロイックミラー２５、集光レンズ２３およびＤＭＤ６０を含む点で異なる。

光源装置１０から出射されたＧ光は、集光レンズ２２によって集光された後、ダイクロイックミラー２５および集光レンズ２３を透過してロッドインテグレータ２４の一方の端部に入射する。赤色ＬＥＤ３６から出射されたＲ光は、ダイクロイックミラー１４および２５と集光レンズ２２および２３を透過した後に、ロッドインテグレータ２４の一方の端部に入射される。青色ＬＥＤ３８から出射されたＢ光は、ダイクロイックミラー２５で反射されると、集光レンズ２３で集光された後、ロッドインテグレータ２４の一方の端部に入射される。

図１３は、本発明の実施の形態３によるプロジェクタの制御構造を説明する機能ブロック図である。

図１３を参照して、実施の形態３による制御構造は、図２に示した実施の形態１による制御構造と比較して、表示制御部２２０が画像処理部２１０からのＲＧＢ信号に基づいて、ＤＭＤ６０の駆動信号（オンオフ信号）を生成する点、および光源駆動部２３０がＲＧＢ信号に基づいて赤色ＬＥＤ３６、青色ＬＥＤ３８および光源装置１０を時分割で切替えて駆動する点で異なる。

表示制御部２２０は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光にそれぞれ対応するＤＭＤ駆動信号を生成すると、その生成した各色光に対応するＤＭＤ駆動信号を、同期信号に従って、１フレームごとに時分割にてＤＭＤ６０に出力する。

光源駆動部２３０は、赤色ＬＥＤ３６、青色ＬＥＤ３８および光源装置１０を時分割で切替えて駆動する。これにより、図１２におけるロッドインテグレータ２４には、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が時分割で入射される。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光は、ロッドインテグレータ２４の内部を伝搬してロッドインテグレータ２４の他方の端部から出射されると、リレー光学系２６を介して、ＤＭＤ６０に導かれる。ＤＭＤ６０は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が順に照射されるタイミングに同期して、各微小ミラーのオンオフが制御される。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光の発光タイミングと、それぞれの色光に対応するＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ６０に出力されるタイミングとは、同期している。

ＤＭＤ６０で変調された色光は、投写レンズ４０を経てスクリーンＳＣに投写される。スクリーンＳＣには、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光による画像が順に投写される。スクリーンＳＣ上に順に投写される各色光による画像は、人間の目には、それらの色光による画像が重ね合わされて生成されるカラー画像として認識される。

図１２に示したようなフィールドシーケンシャル駆動方式のプロジェクタにおいては、１フレーム期間内に、赤色ＬＥＤ３６を発光させる期間（以下、「赤色発光期間」という）と、青色ＬＥＤ３８を発光させる期間（以下、「青色発光期間」という）と、光源装置１０を発光させる期間（以下、「緑色発光期間」という）とが設けられる。したがって、光源装置１０では、この緑色発光期間に励起光源１１を発光させることにより、蛍光体２０に励起光が照射される。

ここで、赤色発光期間、青色発光期間および緑色発光期間を互いに等しい長さに設定した場合には、緑色発光期間は１フレーム期間の１／３となる。回転体１６の回転周期がフレーム周期に等しいものとすると、励起光源１１の発光期間は、回転体１６の１サイクルに要する期間の１／３となる。したがって、蛍光体２０における励起光の照射範囲は、蛍光体２０の全周の１／３となる。そのため、連続する複数のフレーム間で励起光源１１の発光タイミングを同じとすると、蛍光体２０における励起光の照射位置が、この全周の１／３の領域に固定されてしまうため、当該領域の劣化が進行してしまう虞がある。

そこで、本実施の形態３によるプロジェクタにおいては、１フレーム期間における赤色発光期間、緑色発光期間および青色発光期間の順番を入れ替えるように、各単色光源を駆動制御する。

図１４は、本発明の実施の形態３による光源駆動部２３０における各単色光源の駆動制御を説明する概念図である。図１４では、回転体１６の回転周期はフレーム周期に等しいものとして説明するが、回転体１６の回転周期がフレーム周期の整数倍であれば、本実施の形態に係る単色光源の駆動制御は適用可能である。

図１４（ａ）を参照して、１フレーム期間内で赤色発光期間、緑色発光期間、青色発光期間の順番となるように各単色光源を駆動すると、光源装置１０においては、蛍光体２０の全周の中間の１／３に位置する領域に励起光が照射される。

光源駆動部２３０は、所定数のフレームごとに、各色発光期間の順番を入れ替える。具体的には、第１フレームから第３フレームまでの期間は、第３図１４（ｂ）に示すように、緑色発光期間、赤色発光期間、青色発光期間の順番となるように各単色光源を駆動する。この結果、蛍光体２０における励起光の照射位置は、所定数のフレームごとにずれていく。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、複数の単色光源を時分割で発光させる構成のプロジェクタにおいて、当該複数の単色光源の発光期間の順番を入れ替えることによって、単色光を発光する蛍光体の特定の領域に励起光が繰り返し照射されるのを防止できる。この結果、蛍光体の局所的な劣化が進行するのを抑制することができる。

なお、実施の形態３では、３個の単色光源のうちの１つに本発明による光源装置を適用する構成について例示したが、残りの単色光源についても本発明による光源装置を適用することが可能である。

［実施の形態４］
上記の実施の形態１〜３では、励起光源の発光タイミングを制御することにより、蛍光体における励起光の照射位置を、励起光の照射位置の移動方向（すなわち、回転体１６の回転方向）に定期的にずらす構成について例示した。

本実施の形態４では、励起光の照射位置を定期的にずらすための別の実施態様として、励起光の照射位置を回転体の動径方向に沿ってずらすための構成について説明する。

図１５は、この発明の実施の形態４に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。

図１５を参照して、実施の形態４によるプロジェクタは、光学エンジン１３０と、投写レンズ４０とを備える。実施の形態４による光学エンジン１３０は、図１２に示した実施の形態３による光学エンジン１２０と比較して、移動機構２００と、ミラー５０，５４，５６と、光量センサ５２とをさらに含む点で異なる。

光源装置１０は、蛍光体の励起光を発光する励起光源（レーザ光源）１１と、集光レンズ１２，１５と、ダイクロイックミラー１４と、回転体１６とを含む。回転体１６の回転軸は図示しないモータに接続される。当該モータを回転駆動することにより、蛍光体（図示せず）が回転軸を中心として回転する。

移動機構２００は、回転体１６に接続され、回転体１６を動径方向（図中の矢印方向に相当）に移動可能に構成される。

すなわち、回転体１６を回転させることにより、回転体１６上の蛍光体に入射する励起光の入射位置は、回転軸を中心とする円周上を時間的に移動する。さらに、移動機構２００が回転体１６を動径方向に移動させることにより、蛍光体における励起光の入射位置は、動径方向に移動する。

図１５に示す構成において、光源装置１０から出射されたＧ光は、集光レンズ２２によって集光された後、ダイクロイックミラー２５および集光レンズ２３を透過してロッドインテグレータ２４の一方の端部に入射する。赤色ＬＥＤ３６から出射されたＲ光は、ダイクロイックミラー１４および２５と集光レンズ２２および２３を透過した後に、ロッドインテグレータ２４の一方の端部に入射される。青色ＬＥＤ３８から出射されたＢ光は、ダイクロイックミラー２５で反射されると、集光レンズ２３で集光された後、ロッドインテグレータ２４の一方の端部に入射される。

Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光は、ロッドインテグレータ２４の内部を伝搬してロッドインテグレータ２４の他方の端部から出射されると、リレー光学系２６およびミラー５０，５４，５６を介して、ＤＭＤ６０に導かれる。ＤＭＤ６０は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が順に照射されるタイミングに同期して、各微小ミラーのオンオフが制御される。ＤＭＤ６０で変調された色光は、投写レンズ４０を経てスクリーンＳＣに投写される。

ミラー５０の透過方向には、光量センサ５２が設けられている。光量センサ５２は、内部にＧ光のみを透過可能なフィルタを有しており、ミラー５０を透過したＧ光の光量を検出する。なお、光源装置１０が出射したＧ光の光量を検出可能な限りにおいて、光量センサ５２を図１５に示す位置とは異なる位置（たとえばミラー５４の透過方向）に配置することも可能である。

図１６には、回転体１６および移動機構２００（図１５）のさらに詳細な構成が示される。

図１６（ａ）を参照して、回転体１６は、励起光源１１の光軸に平行な回転軸１８と、回転軸１８を中心に回転可能な蛍光体とを含む。蛍光体は、回転軸１８を中心として同心円状に配置された複数の蛍光部を含む。以下の説明では、蛍光体が２個の蛍光部２００，２１０を有する構成について例示する。また、２個の蛍光部のうちの内周側に位置する蛍光部２００を「内側蛍光部」とも称し、外周側に位置する蛍光部２１０を「外側蛍光部」とも称する。

蛍光部２００，２１０は、耐熱性ガラス等を基材として円盤状に形成されており、その表面に励起光源１１から出射された光を受ける。蛍光部２００，２１０は、励起光源１１が出射したＢ光を吸収してＧ光を発光するように構成される。

移動機構２００は、動力駆動源としてのモータ２０４と、歯車機構などの動力伝達機構２０２とを組み合わせて構成される。モータ２０４の回転力が、動力伝達機構２０２によって動径方向の直線移動力に変換されることにより、回転体１６を動径方向に移動させることができる。回転体１６の動径方向の移動量は、図示しない制御部により制御される。このようにして、蛍光体における励起光の照射位置を動径方向に移動させることができる。

具体的には、図１６（ａ）では、励起光の照射位置（図中の点Ｐ）は外側蛍光体２１０となっている。すなわち、回転体１６を回転させることにより、励起光の照射位置Ｐは、外側蛍光体２１０の円周上を時間的に移動する。

そして、図１６（ａ）に示す状態において移動機構２００が回転体１６を動径方向に所定量だけ移動させることにより、図１６（ｂ）に示す状態に切替わる。図１６（ｂ）では、励起光の照射位置Ｐは内側蛍光体２００となっている。すなわち、回転体１６を回転させることにより、励起光の照射位置Ｐは、内側蛍光体２００の円周上を時間的に移動する。

本実施の形態４では、移動機構２００は、図１６（ａ）に示される回転体１６の位置と、図１６（ｂ）に示される回転体１６の位置とを定期的に変更する。これにより、蛍光体における励起光の照射位置は、外側蛍光部２１０と内側蛍光部２００との間で、定期的に切替わる。このような構成とすることにより、蛍光体における励起光の照射位置を動径方向に定期的にずらすことができる。これにより、蛍光体の局所的な劣化の進行を抑制することができる。

蛍光体における励起光の照射位置を切替えるタイミングについては、たとえば、ユーザ操作によりプロジェクタの電源がオンされたタイミングとすることができる。この場合、電源がオンされるごとに、励起光の照射位置は、外側蛍光部２１０と内側蛍光部２００との間で切替わる。あるいは、ユーザ操作によりプロジェクタの電源がオフされたタイミングとしてもよい。これによれば、次回にプロジェクタの電源がオンされた後は、前回のプロジェクタの動作時に用いられていた蛍光部とは異なる蛍光部に対して励起光が照射されることとなる。

あるいは、光量センサ５２（図１５）により検出されるＧ光の光量に応じて、励起光の照射位置を切替える構成としてもよい。図１７は、本実施の形態４による蛍光体における励起光の照射位置の切替え処理手順を示したフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに実行される。

図１７を参照して、ステップＳ１１では、制御部は、移動機構２００により図１６（ａ）に示す位置に回転体１６を移動させることにより、励起光源１１からの励起光を外側蛍光部２１０に照射する。ステップＳ１２において、外側蛍光部２１０が発光したＧ光の光量Ｇ１は、光量センサ５２により検出される。制御部は、光量センサ５２が検出したＧ光の光量Ｇ１を取得する。

次に、ステップＳ１３により、制御部は、移動機構２００により図１６（ｂ）に示す位置に回転体１６を移動させることにより、励起光源１１からの励起光を内側蛍光部２００に照射する。ステップＳ１４において、内側蛍光部２００が発光したＧ光の光量Ｇ２は、光量センサ５２により検出される。制御部は、光量センサ５２により検出されたＧ光の光量Ｇ２を取得する。

ステップＳ１５において、制御部は、ステップＳ１２で取得したＧ光の光量Ｇ１とステップＳ１４で取得したＧ光の光量Ｇ２とを比較する。Ｇ光の光量Ｇ１がＧ光の光量Ｇ２よりも大きいとき（ステップＳ１５においてＹＥＳ）には、励起光の照射位置に外側蛍光部２１０を選択する。一方、Ｇ光の光量Ｇ２がＧ光の光量Ｇ１以上となるとき（ステップＳ１５においてＮＯ）には、制御部は、励起光の照射位置に内側蛍光部２００を選択する。

図１７に示すフローチャートの処理は、外側蛍光部２１０および内側蛍光部２００のうち、照射するＧ光の光量が大きい方の蛍光部を励起光の照射位置に選択する。蛍光部の劣化が進行すると、蛍光部が発光するＧ光の光量が減少する。したがって、外側蛍光部２１０および内側蛍光部２２０の一方のみに励起光を照射し続けることにより、該一方の蛍光部の劣化が進行し、蛍光部２００，２００の間で発光量にばらつきが生じる。そのため、図１７では、光量センサ５２の検出値の比較結果に基づいて一方の蛍光部が他方の蛍光部よりも劣化が進んでいると判断された場合には、励起光の照射位置を該他方の蛍光部に切替える。これにより、該一方の蛍光部の劣化が進行するのを抑制することができる。

（変更例）
図１８は、本実施の形態４の変更例に係るプロジェクタが備える回転体１６および移動機構２００の構成を説明する図である。

図１８を参照して、本変更例に係る回転体１６は、図１６に示す回転体１６と比較して、２個の蛍光部２００，２１０に代えて、単一の蛍光部２２０を備える点で異なる。

蛍光部２２０は、耐熱性ガラス等を基材として円盤状に形成されており、その表面に励起光源１１から出射された光を受ける。蛍光部２２０は、励起光源１１が出射したＢ光を吸収してＧ光を発光する。

蛍光部２２０は、動径方向に所定の幅を有する。この所定の幅は、蛍光部２２０における励起光の光径（スポットサイズ）の２倍以上となるように設定されている。なお、光径とは、蛍光体における励起光のピークの半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）に相当する。

本変更例では、移動機構２００は、回転体１６を動径方向に沿って連続的に移動可能に構成される。これにより、蛍光部２２０における励起光の照射位置（図中の点Ｐ）を、動径方向に連続的に変更することができる。

蛍光部２２０における励起光の照射位置を変更するタイミングについては、上記の実施の形態４と同様に、ユーザ操作によりプロジェクタの電源がオン（またはオフ）されたタイミングとすることができる。あるいは、光量センサ５２（図１５）により検出されるＧ光の光量に応じて、励起光の照射位置を切替える構成としてもよい。図１９は、本実施の形態４の変更例による蛍光体における励起光の照射位置の切替え処理手順を示したフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに実行される。

図１８および図１９を参照して、蛍光部２２０における励起光の照射位置をｒ（ｉ）とすると、制御部は、ステップＳ２１により、光量センサ５２により検出される照射位置ｒ（ｉ）でのＧ光の光量を取得する。

ステップＳ２２において、制御部は、今回の検出タイミングで検出されたＧ光の光量が、前回の検出タイミングで検出されたＧ光の光量よりも小さいか否かを判定する。そして、今回の検出タイミングの検出値が前回の検出タイミングの検出値よりも小さいとき（ステップＳ２３においてＹＥＳ）には、ステップ２３により、制御部は、励起光の照射位置を、現在の照射位置ｒ（ｉ）から動径方向に所定量Δｒだけ変位させた位置ｒ（ｉ＋１）に変更する。一方、今回の検出タイミングの検出値が前回の検出タイミングの検出値以上となるとき（ステップＳ２３においてＮＯ）には、ステップＳ２４により、制御部は、励起光の照射位置を、現在の照射位置ｒ（ｉ）に維持する。

図１９に示すフローチャートの処理は、光量センサ５２の検出値を監視し、該検出値が低下したと判定されたときに励起光の照射位置を所定量Δｒだけ変更するものである。これにより、励起光の照射位置は、蛍光部２２０上を動径方向に連続的に移動する。その結果、蛍光部２２０の局所的な劣化を抑制することが可能となる。

［実施の形態５］
本実施の形態５では、励起光の照射位置を回転体の動径方向に沿ってずらすための他の構成について説明する。

図２０は、この発明の実施の形態５に係るプロジェクタに適用される光源装置１０の構成を模式的に示す図である。

図２０を参照して、光源装置１０は、蛍光体２０の励起光を発光する励起光源（レーザ光源）１１と、集光レンズ１２，１５と、ダイクロイックミラー１４と、回転体１６と、振動発生器１２４０とを含む。本実施の形態５においては、集光レンズ１２およびダイクロイックミラー１４は、励起光源１１からの励起光を蛍光体２０に導くための光学部材を構成する。そして、これらの光学部材および励起光源１１は、プロジェクタの「光源系」を構成する。

実施の形態５による光源装置１０は、図１に示した実施の形態１による光源装置１０と比較して、振動発生器１２４０をさらに含む点で異なる。

振動発生器１２４０は、集光レンズ１２を構成する複数のレンズ１２００，１２２０のうちの１つに接続される。振動発生器１２４０としては、たとえば圧電素子（ピエゾ素子）を利用したピエゾアクチュエータが適用される。本実施の形態５では、ピエゾアクチュエータは、圧電素子の伸縮方向が回転体１６の動径方向に一致するように、レンズ１２００に接続される。したがって、圧電素子が逆圧電効果によって伸縮すると、レンズ１２００は、圧電素子の伸縮量に応じた分だけ回転体１６の動径方向（図中の矢印方向に相当）に変位する。

このように振動発生器１２４０がレンズ１２００を回転体１６の動径方向に振動させることにより、レンズ１２００における励起光の入射位置は、回転体１６の動径方向に変化する。そして、励起光の入射位置が回転体１６の動径方向に変化すると、レンズ１２００から出射される励起光の出射方向も回転体１６の動径方向に変化する。

レンズ１２００から出射された励起光は、レンズ１２２０、ダイクロイックミラー１４および集光レンズ１５を透過して回転体１６に入射される。回転体１６上の蛍光体２０に入射する励起光の入射位置は、回転体１６の回転に応じて回転軸１８を中心とする円周上を時間的に移動する。さらに、レンズ１２００を回転体１６の動径方向に振動させたことにより、蛍光体２０における励起光の照射位置は動径方向に変化する。

蛍光体２０が発光したＧ光は、集光レンズ１５を介してダイクロイックミラー１４に入射される。Ｇ光は、ダイクロイックミラー１４によって反射されると、集光レンズ２２（図１）に入射される。

なお、図２０では、レンズ１２００を回転体１６の動径方向に振動させる構成について例示したが、レンズ１２００における励起光の入射位置を時間的に移動させることが可能であれば、蛍光体２０における励起光の照射位置をずらすことができる。したがって、レンズ１２００の振動方向は回転体１６の動径方向に限られることはない。たとえば、レンズ１２００の光軸を励起光源１１の光軸から平行にずらすようにレンズ１２００を配置した状態で、レンズ１２００の光軸を励起光源１１の光軸を中心として回転させる構成としてもよい。この場合、レンズ１２００における励起光の入射位置はレンズ１２００の光軸を中心とする円周上を移動する。

ただし、蛍光体２０における励起光の照射むらを低減するためには、励起光の照射位置の移動方向である回転体１６の回転方向に垂直な方向、すなわち回転体１６の動径方向にレンズ１２０を振動させるのが最も効果的である。

図２１には、回転体１６のさらに詳細な構成が示される。
図２１を参照して、回転体１６は、励起光源１１の光軸に平行な回転軸１８と、回転軸１８を中心に回転可能な蛍光体２０とを含む。回転軸１８に接続されたモータ（図示せず）を回転駆動することにより、蛍光体２０が回転軸１８を中心として回転する。これにより、励起光の照射位置（図中の点Ｐ）は、蛍光体２０の円周上を時間的に移動する。

そして、振動発生器１２４０（図２０）が集光レンズ１２のレンズ１２００を回転体１６の動径方向に振動させることにより、励起光の照射位置Ｐは動径方向に移動する。図２１では、励起光の照射位置Ｐは、回転軸１８から半径方向の距離がｒ１となる位置と、回転軸１８から半径方向の距離がｒ２（＞ｒ１）となる位置との間を移動する。したがって、蛍光体２０が回転軸１８を中心として回転することにより、励起光の照射位置Ｐは、半径の異なる２つの同心円で囲まれた範囲内を時間的に移動することになる。

図２２は、蛍光体２０における励起光の照射位置Ｐの移動の様子を模式的に示す図である。図２２中の横軸は蛍光体２０の周方向を示し、縦軸は蛍光体２０の径方向を示す。

図２２を参照して、励起光の照射位置Ｐは、径方向の移動量の変化により、正弦波を描くように移動する。この正弦波の振幅は、レンズ１２００の曲率、レンズ１２００から回転体１６までの光路長、および振動発生器１２４０によるレンズ１２００の移動量（振動量）などによって決まる。したがって、振動発生器１２４０によるレンズ１２００の移動量を調整することにより、正弦波の振幅を変更することができる。具体的には、振動発生器１２４０を構成するピエゾアクチュエータの伸縮量を変更することによって、正弦波の振幅を変更することができる。

あるいは、たとえば図２３に示すように、レンズ１２００に代えて、レンズ１２００とは異なる曲率を有するレンズ１２２０を振動させることによっても、正弦波の振幅を変更することができる。レンズ１２２０の曲率がレンズ１２００の曲率よりも小さい場合、正弦波の振幅はより小さくなる。

または、図２４に示すように、複数のレンズ１２００，１２２０をそれぞれ振動させる構成とすれば、正弦波の振幅の調整可能な範囲をさらに広げることが可能となる。たとえば図２４に示すように、振動発生器１２４０によりレンズ１２００を回転体１６の動径方向に振動させるとともに、振動発生器１２６０によりレンズ１２２０を回転体１６の動径方向に振動させる。そして、レンズ１２００とレンズ１２２０との間で、振動量および振動周期などを異ならせることにより、正弦波の振幅を調整することができる。

なお、正弦波の振幅を一定とした場合、図２４に示す複数のレンズ１２００，１２２０を振動させる構成とすれば、レンズ１２００および１２２０のいずれか一方のみを振動させる構成と比較して、レンズ１枚あたりの振動量を小さくすることが可能となる。これによれば、振動発生器１２４０，１２６０のサイズを小型化することができる。

あるいは、図２４に示す構成において、複数のレンズ１２００，１２２０を切換えて振動させる構成としてもよい。図２１に示したように、蛍光体２０における励起光の照射位置は正弦波状に変化するため、蛍光体２０においては、回転体１６の径方向に沿って励起光の照射密度が高くなる部分と励起光の照射密度が低くなる部分とが生じる。したがって、励起光の照射位置の振幅が固定されると、励起光の照射密度が高くなる部分の温度が上昇する可能性がある。レンズ１２００とレンズ１２２０とでは、蛍光体２０における励起光の照射位置の振幅が異なるため、これらのレンズを切換えて振動させることにより励起光の照射密度が高くなる部分が蛍光体２０の特定の領域に集中するのを抑制することができる。

（変更例１）
図２５は、本実施の形態５の第１の変更例に係るプロジェクタが備える光源装置１０の構成を説明する図である。

図２５を参照して、本変更例１に係る光源装置１０は、図２０に示した光源装置１０と比較して、振動発生器１２４０に代えて、ミラー１３００および振動発生器１３２０を備える点で異なる。

ミラー１３００は、励起光源１１と集光レンズ１２との間に設けられる。ミラー１３００は、励起光源１１から出射された励起光を、ほぼ平行光で集光レンズ１２へと入射させる。ミラー１３００は、中心部に設けられた軸１３１０を回動中心として回動可能に構成される。

振動発生器１３２０は、ミラー１３００の軸１３１０に接続される。振動発生器１３２０は、一例として、ピエゾアクチュエータで構成される。ピエゾアクチュエータの圧電素子が逆圧電効果によって伸縮すると、ミラー１３００は、図中の矢印方向に回動する。これにより、ミラー１３００の反射面に対する励起光の入射角が変化する。励起光の入射角が変化することにより、ミラー１３００から出射される励起光の出射方向も変化する。

本変更例１では、集光レンズ１２における励起光の入射位置が回転体１６の動径方向に変化するように、ミラー１３００を回動させる。集光レンズ１２における励起光の入射位置が回転体１６の動径方向に変化することにより、蛍光体２０における励起光の照射位置が動径方向に変化する。その結果、図２２で説明したのと同様の態様で、蛍光体２０における励起光の照射位置が移動することとなり、蛍光体２０の局所的な劣化を抑制することができる。

（変更例２）
図２６は、本実施の形態５の第２の変更例に係るプロジェクタが備える光源装置１０の構成を説明する図である。

図２６を参照して、本変更例２に係る光源装置１０は、図２０に示した光源装置１０と比較して、振動発生器１２４０に代えて、振動発生器１１００を備える点で異なる。

振動発生器１１００は、励起光源１１に接続される。振動発生器１１００は、一例として、ピエゾアクチュエータで構成される。ピエゾアクチュエータは、圧電素子の伸縮方向が回転体１６の動径方向に一致するように、励起光源１１に接続される。したがって、圧電素子が逆圧電効果によって伸縮すると、励起光源１１は、圧電素子の伸縮量に応じた分だけ回転体１６の動径方向（図中の矢印方向に相当）に変位する。

このように振動発生器１２４０が励起光源１１を回転体１６の動径方向に振動させることにより、集光レンズ１２における励起光の入射位置は、回転体１６の動径方向に変化する。そして、集光レンズ１２における励起光の入射位置が回転体１６の動径方向に変化すると、蛍光体２０における励起光の照射位置も動径方向に変化する。その結果、図２２で説明したのと同様の態様で、蛍光体２０における励起光の照射位置が移動することとなり、蛍光体２０の局所的な劣化を抑制することができる。

このように、本実施の形態５によるプロジェクタにおいては、励起光源および励起光源からの励起光を蛍光体に導くための光学部材からなる光源系の少なくとも１つの構成部材を振動させることにより、蛍光体における励起光の照射位置をずらすことができる。これにより、蛍光体の局所的な劣化の進行を抑制することができる。

なお、上記の実施の形態５では、集光レンズ１２０を構成する複数のレンズ１２０，１２２を振動させる構成を例示したが、複数のレンズ１２０，１２２の少なくとも１つと、励起光源１１およびミラー１３０の少なくとも１つとを同時（または切換えて）振動させる構成としても同様の効果を得ることができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 光源装置、１１ 励起光源（レーザ光源）、１２，１５，２２，２３ 集光レンズ、１４，２５ ダイクロイックミラー、１６ 回転体、１８ 回転軸、２０ 蛍光体、２４ ロッドインテグレータ、２６ リレー光学系、２８，３０，３２ 液晶パネル、３４ ダイクロイックプリズム、４０ 投写レンズ、１００，１１０，１２０，１３０ 光学エンジン、２００ 画像供給部、２１０ 画像処理部、２１２ 同期信号生成部、２２０ 表示制御部、２３０ 光源駆動部、２３２ モード切替部、２３４ 発光位置制御部、２３６ カウンタ、２４０ 画像解析部、２４２ 発光量算出部、３００ 制御部、３１０ 操作受付部、３６ 赤色ＬＥＤ、３８ 青色ＬＥＤ、１２００，１２２０ レンズ、１１００，１２４０，１２６０，１３２０ 振動発生器、１３００ ミラー。

Claims (11)

1. 励起光を発光する励起光源と、
   前記励起光源からの励起光により励起されて可視光を発光する蛍光体とを備え、
   前記蛍光体は、回転駆動されることにより、その回転方向に沿って前記励起光の照射位置が移動するように構成され、
   前記蛍光体における前記励起光の照射位置を、定期的にずらすための照射位置変更手段をさらに備える、投写型映像表示装置。
2. １制御周期における前記励起光源の発光期間を示すデューティを制御する光源駆動部をさらに備え、
   前記蛍光体は、前記励起光源の駆動に同期して回転駆動されることにより、その回転方向に沿って前記励起光の照射位置が移動するように構成され、
   前記照射位置変更手段は、前記蛍光体における前記励起光の照射位置が、前記励起光源の特定制御周期ごとにずれるように、１制御周期における前記励起光源の発光タイミングを制御する光源制御部を含む、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記光源制御部は、先の制御周期における前記励起光の照射位置の終点を記憶するとともに、その記憶した終点が、次の制御周期における前記励起光の照射位置の始点となるように、前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項２に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記光源駆動部は、入力される画像信号の明るさに応じて前記デューティを可変に設定可能に構成され、
   前記光源制御部は、前記設定されたデューティにより規定される前記励起光源の発光期間に応じて前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項２または３に記載の投写型映像表示装置。
5. 入力される画像信号に応じてオンオフ制御されることにより、前記蛍光体から出射される可視光を変調する光変調素子と、
   前記蛍光体が発光しているときに前記光変調素子がオン状態となるように、前記光変調素子をオンオフ制御する素子制御部とをさらに備える、請求項２に記載の投写型映像表示装置。
6. 前記蛍光体が発光する可視光とは異なる波長の可視光を発光するように構成された光源をさらに備え、
   前記蛍光体および前記光源は、１フレーム期間内で時分割で切替えて発光するように構成され、
   前記制御部は、少なくとも１フレーム期間ごとに前記蛍光体および前記光源が発光する順番を入れ替えるように、該１フレーム期間における前記励起光源の発光タイミングを制御する、請求項２に記載の投写型映像表示装置。
7. 前記照射位置変更手段は、前記蛍光体の回転駆動中に、前記蛍光体の回転軸を動径方向に移動させるための移動機構を含む、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
8. 前記蛍光体は、前記回転軸を中心として同心円状に配置された複数の蛍光部を含み、
   前記移動機構は、前記蛍光体における前記励起光の照射位置が、前記複数の蛍光部の間で定期的に切り替わるように、前記蛍光体の回転軸を動径方向に移動させる、請求項７に記載の投写型映像表示装置。
9. 前記蛍光体は、動径方向の幅が前記蛍光体における前記励起光の光径の２倍以上となるように構成された蛍光部を含み、
   前記移動機構は、前記励起光の照射位置が前記蛍光体上を連続的に移動するように、前記蛍光体の回転軸を動径方向に移動させる、請求項７に記載の投写型映像表示装置。
10. 前記励起光源と、前記励起光源からの励起光を前記蛍光体に導くための光学部材とが、前記投写型映像表示装置の光源系を構成し、
    前記照射位置変更手段は、前記蛍光体の回転駆動中に、前記光源系の構成部材の少なくとも１つを振動させるための振動発生器を含む、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
11. 前記振動発生器は、前記光源系の構成部材の少なくとも１つを、前記蛍光体の動径方向に振動させる、請求項１０に記載の投写型映像表示装置。

Images