照明装置、轮劣化检测方法和投影仪与流程

本发明涉及一种通过激发光生成照明光的照明装置和使用该照明装置的投影仪。

背景技术：

专利文献1公开了使用荧光体作为光源的照明装置。图1示出了用于照明装置的光源单元的配置。

参考图1，激发光源116包括多个蓝色激光二极管(ld)。从激发光源116输出的蓝色激发光通过准直透镜阵列106变换为平行光通量，然后进入分色镜115。激发光源116被布置为输出s偏振光以入射在分色镜115上。分色镜115被布置为使得蓝色激发光形成45°的入射角。这里，入射角是在入射光束与入射点处的法线之间形成的角度。

图2示出了分色镜115的光谱透射特性。垂直轴表示透射率，水平轴表示波长(nm)。实线表示s偏振的光谱透射特性，而虚线表示p偏振的光谱透射特性。s偏振的截止波长为456nm，并且p偏振的截止波长为434nm。这里，截止波长是透射率变为50％的波长。

分色镜115对于s偏振光具有以下特性：透射波长大于456nm的光并反射波长小于456nm的光，并且对于p偏振光具有以下特性，透射波长大于434nm的光并反射波长小于434nm的光。蓝色激发光的波长例如为445nm。来自激发光源116的蓝色激发光(s偏振)被分色镜115反射。

由分色镜115反射的蓝色激发光(s偏振)在其穿过四分之一波片108时被转换成圆偏振。已经穿过四分之一波片108的蓝色激发光(圆偏振)通过两个聚光透镜109a和109b被聚焦在荧光体层103上。

荧光体层103形成在圆形轮基板上。轮基板相对于圆周方向被分成第一至第三段。荧光体层103包括形成在第一段中的红色荧光体区域和形成在第二段中的绿色荧光体区域。第三段由反射镜形成。当轮基底旋转时，蓝色激发光(圆偏振)相继地照射在第一至第三段上。

在第一段中，由蓝色激发光激发的荧光体发射红色荧光。在第二段中，由蓝色激发光激发的荧光体发射绿色荧光。在第三段中，蓝色激发光(圆偏振)被反射镜反射。

来自第一段的红色荧光、来自第二段的绿色激发光和由第三段的反射镜反射的蓝色光(圆偏振)相继地穿过聚光透镜109a、109b和四分之一波片108。在该过程中，来自第三段的蓝色光(圆偏振)在其穿过四分之一波片108时被转换为p偏振。红色荧光、绿色荧光和蓝色光(p偏振)各自穿过分色镜115。穿过分色镜115的光(红色光、绿色光和蓝色光)用作照明装置的输出光(照明光)。

通常，使用金属板作为轮基板。通过使用粘合剂将荧光体层103和反射镜结合到金属板。

图3是示出使用粘合剂将荧光体层和反射镜结合在金属板上的荧光体轮的一个示例的示意图。图4是图3所示的荧光体轮的展开立体图。

如图3和图4所示，荧光体层103和反射镜104具有弧形配置，并且形成在作为轮基板的金属板105上。荧光体层103和反射镜104通过粘合剂结合到金属板105。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：jp2012-108486a

技术实现要素：

由于粘合剂的老化，荧光体层103和反射镜104的一部分可能从金属板105剥离。此外，当激发光照射在荧光体层103上时，荧光体层103的被照射部分生成热，这可能劣化粘合剂并且可能导致荧光体层103从金属板105剥离。

由于即使照射激发光，剥离或缺陷部分也不能发射用于光源装置的输出光，这将导致闪烁并改变包含在一周荧光体轮的输出光中的光(红、绿和蓝)的颜色分量之间的比率。荧光体轮的缺陷意味着荧光体轮的劣化，并且缺陷部位是劣化部位。

此外，由于光的影响、热生成等，荧光体层103和反射镜104的一部分可能随时间改变质量。在该退化部位中，由于激发光穿过退化部位，因此不能为光源装置提供相关的输出光。因此，与上述缺陷部位类似，退化部位引起闪烁和颜色比率的变化。荧光体轮的退化意味着荧光体轮的劣化，并且退化部位是劣化部位。

因为由于属于荧光体轮以外的其它部件的各种原因，导致通常出现闪烁和颜色比率的变化，所以难以识别闪烁的原因和颜色比率的变化。如果可以检测到荧光体层103和反射镜104的缺陷部位和/或退化部位，则可以识别闪烁和颜色比率的变化的原因。

在根据专利文献1的照明装置中，因为不能检测荧光体层103和反射镜中的缺陷部位，所以难以识别闪烁和/或颜色比率的变化的原因。

这里，通过由光学传感器检测来自荧光体层103和反射镜104的朝向聚光透镜109a和109b的光、穿过聚光透镜109a和109b(有效光)的光，可以检测荧光体层103和反射镜104中的缺陷部位或退化部位。然而，该方法存在来自光源装置的输出光的亮度变低以及光利用效率也变低的问题。

或者，通过由光学传感器检测来自荧光体层103和反射镜104的朝向聚光透镜109a和109b的光、除了有效光(非有效光)之外的光，可以检测荧光体层103和反射镜104中的缺陷部位或退化部位。由于无效光的亮度与有效光的亮度相比明显较低，因此需要将光学传感器设置在荧光体轮附近，以便精确地检测缺陷部位或退化部位。然而，由于聚光透镜109被布置为靠近荧光体轮，因此难以将光学传感器设置在荧光体轮附近。

本发明的目的是提供一种能够检测诸如荧光体层、反射镜等的照明光生成元件的劣化的照明装置以及检测轮劣化的方法。

本发明的另一个目的是提供一种配备有上述照明装置的投影仪。

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种照明装置，包括：

发射激发光的光源；

轮，其包括激发光被透射的轮基板和设置在轮基板的第一表面上用于通过激发光生成照明光的照明光生成构件；

光检测器，其设置在与轮基板的第一表面相反的第二表面侧，以检测穿过轮的光；和，

控制单元，其基于由光检测器检测到的光来确定在照明光生成构件中是否已经出现了缺陷或退化。

本发明的另一方面提供一种检测轮的劣化的轮劣化检测方法，所述轮包括：轮基板，其透射激发光；以及照明光生成构件，其设置在轮基板的第一表面上，以通过激发光生成照明光，所述方法包括：

使用光检测器，以检测穿过轮的光，所述光检测器布置在与轮基板的第一表面相反的第二表面侧；和

基于由光检测器检测到的光来确定在照明光生成构件中是否已经出现缺陷或退化。

为了实现上述其它目的，本发明的一个方面提供一种投影仪，包括：

上述照明装置；

图像形成单元，其基于输入视频信号调制来自照明装置的照明光以形成图像；和

投影光学器件，其投影由图像形成单元形成的图像。

附图说明

图1是示出根据专利文献1的照明装置的光源单元的配置的示意图。

图2是示出图1所示的照明装置的分色镜的光谱透射特性的特性图。

图3是示出荧光体轮的一个示例的示意图。

图4是示出图3所示的荧光体轮的展开立体图。

图5是示出作为本发明的第一示例性实施例的照明装置的配置的框图。

图6是示出作为本发明的第一示例性实施例的照明装置的光源单元的一个示例的示意图。

图7是示出图6所示的光源单元的荧光体轮的一个示例的示意图。

图8是示出图6所示的光源单元的色轮的一个示例的示意图。

图9a是用于说明检测图7所示的荧光体轮上的黄色荧光体元件的缺陷部位的操作的图。

图9b是用于说明检测图7所示的荧光体轮上的黄色荧光体元件的缺陷部位的操作的图。

图9c是用于说明检测图7所示的荧光体轮上的黄色荧光体元件的缺陷部位的操作的图。

图10是示出当设置阈值时来自颜色传感器的输出信号的一个示例的波形图。

图11是示出作为本发明的第二示例性实施例的照明装置的配置的框图。

图12a是从侧面观察的图11所示的照明装置的定时检测器的示意图。

图12b是从前面观察的图11所示的照明装置的定时检测器的示意图。

图13是示出来自光传感器和颜色传感器的输出信号的一个示例的波形图。

图14是用于说明光源驱动控制的一个示例的时序图。

图15是用于说明光源驱动控制的另一个示例的时序图。

图16是用于说明光源驱动控制的又一个示例的时序图。

图17a是用于说明作为本发明的第三示例性实施例的照明装置的示意图。

图17b是用于说明作为本发明的第三示例性实施例的照明装置的示意图。

图18是示出配备有本发明的照明装置的投影仪的示意图。

具体实施方式

接下来，将参考附图描述本发明的示例性实施例。

(第一示例性实施例)

图5是示出作为本发明的第一示例性实施例的照明装置的配置的框图。图6是示出照明装置的光源单元的一个示例的示意图。

首先参考图6，将对照明装置的光源单元的配置进行说明。

参考图6，照明装置1的光源单元包括光源1a、准直透镜1b、透镜1c至1e、1i、1k、1m、偏振分束器1f、漫射器1g、分色镜1h、四分之一波片1j、荧光体单元1l、滤色器单元1n和颜色传感器24。

光源1a由发射具有在蓝色波长范围内的峰值波长的蓝色光的蓝色激光二极管(ld)形成。例如，光源1a由排列成6×4网格的蓝色ld构成。这里，蓝色ld的数量不限于24。蓝色ld的数量可以根据需要增加或减少。

为每个蓝色ld设置准直透镜1b并将从蓝色ld发射的蓝色光转换为平行光束。

透镜1c至1e将从光源1a通过准直透镜1b进入这些透镜1c至1e的蓝色光(入射光束)转换为具有减小的直径的平行光通量。减小出射光通量的直径而不是入射光通量的直径使得可以使布置在透镜1c至1e的下游的元件尺寸更小。虽然在这种情况下使用三个透镜1c至1e，但是透镜的数量不限于三个。透镜的数量可以根据需要增加或减少。

从透镜1c至1e出射的蓝色光通过偏振分束器1f进入分色镜1h。在偏振分束器1f和分色镜1h之间的光路上布置有漫射器1g。漫射器1g漫射来自偏振分束器1f的蓝色光。漫射角度例如高达3度。这里，漫射角是穿过光通量的中心(中心光线)的光线与穿过光通量的最外面的光线之间形成的角度。

偏振分束器1f具有将光分成s偏振和p偏振的特性。这里，偏振分束器1f具有反射s偏振光和透射p偏振光的特性，而光源1a被布置成使得输出光(蓝色光)以s偏振状态进入分束器1f。偏振板或分色镜可以用作偏振分束器1f。

在偏振分束器1f上反射的蓝色光(s偏振)进入分色镜1h。分色镜1h具有以下特性：对于以s偏振状态入射的光，透射具有等于或大于比光源1a的波长(蓝色光的波长)长的第一波长的光，并且反射波长短于第一波长的光。分色镜1h还具有以下特性：对于以p偏振状态入射的光，透射具有等于或大于比光源1a的波长(蓝色光的波长)短的第二波长的波长的光，并且反射波长短于第二波长的光。特性的示例是图2所示的特性。分色镜1h可以通过电介质多层膜来实现。

分色镜1h将蓝色光(阶跃偏振)从分色镜1h传导到荧光体单元1l。在分色镜1h和荧光体单元1l之间的光路上布置四分之一波片1j和透镜1i和1k。

荧光体单元1l包括荧光体轮和使荧光体轮旋转的驱动器(电动机)。图7示出了荧光体轮的一个示例。

参考图7，荧光体轮包括使包含光源1a的波长的预定波长范围的光透过的轮基板10a。黄色荧光体元件10y和反射元件10b形成在轮基板10a的圆周表面上。黄色荧光体元件10y和反射元件10b是照明光生成构件，其利用粘合剂结合在轮基板10a上。轮基板10a至少对激发光的波长是透明的，优选由导热性良好的材料形成。例如，轮基板10a可以由石英、玻璃等形成。荧光体轮包括将轮基板10a与驱动器(电动机)的旋转轴连接的转子杯单元。

反射元件10b反射来自光源1a的蓝色光。反射的蓝色光是照明光。黄色荧光体元件10y包含当被激发光激发时发射黄色荧光的荧光体。黄色荧光体可以被来自光源1a的蓝色光激发。黄色荧光包含从绿色到红色的波长范围。黄色荧光是照明光。

荧光体单元1l相对于荧光体轮向布置有黄色荧光体元件10y和反射元件10b的一侧发射照明光。

黄色荧光体元件10y和反射元件10b之间在圆周方向上的面积比(圆周方向上的分割比)取决于包含在光源单元的输出光中的红色光、绿色光和蓝色光的亮度平衡适当地确定。

透镜1i和1k形成聚光透镜组，其将来自分色镜1h的蓝色光聚集到荧光体单元1l的荧光体轮上。尽管在该示例性实施例中，聚光透镜组由两个透镜1i和1k构成，但是透镜组不限于此。聚光透镜组可以由三个或更多个透镜构成。

四分之一波片1j相对于入射光生成相移。四分之一波片1j布置在透镜1i和分色镜1h之间。通过穿过四分之一波片1j，来自分色镜1h的蓝色光(阶跃偏振)被转换为圆偏振。穿过四分之一波片1j的蓝色光(圆偏振)经由透镜1i和1k照射在荧光体轮上。

通过旋转荧光体轮，来自透镜1k的蓝色光(圆偏振)相继地照射黄色荧光体元件10y和反射元件10b。在黄色荧光体元件10y中，由蓝色光激发的黄色荧光体发射黄色荧光。在反射元件10b中，来自透镜1k的蓝色光朝向透镜1k反射。

来自黄色荧光体元件10y的黄色荧光(非偏振光)和作为来自反射元件10b的反射光的蓝色荧光(圆偏振光)分别相继地穿过透镜1k、1i、四分之一波片1j进入分色镜1h。在该过程中，来自反射元件10b的蓝色光(圆偏振光)在穿过四分之一波片1j时被转换为p偏振光。该蓝色光(p偏振)进入分色镜1h。

黄色荧光(非偏振光)和蓝色光(p偏振)穿过分色镜1h。穿过分色镜1h的黄色荧光和蓝色光通过透镜1m会聚在未示出的光学元件(例如，诸如光隧道、棒集光器等的均匀化光学元件)的一个端面上。

滤色器单元1n包括色轮、使色轮旋转的驱动器(电动机)和检测色轮的旋转定时的检测器。该色轮相对于透镜1m的焦点布置在透镜1m侧。

图8示出色轮的一个示例。参考图8，色轮包括红通滤色器11r、绿通滤色器11g和漫射器11b。红通滤色器11r、绿通滤色器11g和漫射器11b沿着圆周方向并排布置。

红通滤色器11r和绿通滤色器11g的区域对应于图7所示的荧光体轮的黄色荧光体元件10y，而漫射器11b对应于图7所示的荧光体轮的反射元件10b。红通滤色器11r和绿通滤色器11g的面积与漫射器11b的面积之间的圆周方向上的面积比与黄色荧光体元件10y和反射元件10b之间的圆周方向上的面积比相同。

滤色器单元1n和荧光体单元1l被配置为彼此同步地旋转。来自黄色荧光体元件10y的黄色荧光包含从绿色到红色的波长范围内的光。红色光穿过红通滤色器11r，并且绿色光穿过绿通滤色器11g。来自反射元件10b的蓝色光穿过漫射器11b。漫射蓝色光从漫射器11b发射。漫射角例如为约10°，但是可以根据需要适当改变。

穿过滤色器单元1n的红色光、绿色光和蓝色光形成照明装置的光单元的输出光(照明光)。

颜色传感器24布置在从透镜1k穿过荧光体轮的相对侧。颜色传感器24检测透过荧光体轮的光。

接下来参考图5，对与荧光体轮劣化的检测有关的配置进行说明。

参考图5，照明装置包括控制单元20、荧光体轮驱动器21、色轮驱动器22、光源驱动器23、颜色传感器24和信息输出单元25。

荧光体轮驱动器21包括使荧光体单元1l的荧光体轮旋转的驱动器(电动机)。色轮驱动器22包括使滤色器单元1n的色轮旋转的驱动器(电动机)。这些荧光体轮驱动器21和色轮驱动器22根据来自控制单元20的指令操作。

光源驱动器23根据来自控制单元20的指令驱动光源1a。具体地，光源驱动器23向光源1a提供预定电压或预定电流。颜色传感器24检测穿过荧光体轮的光，并输出表示检测结果(例如，光强度)的信号。来自颜色传感器24的输出信号被提供给控制单元20。

信息输出单元25输出表示荧光体轮的劣化的劣化信息。劣化信息可以包括例如指示已经出现了荧光体轮的劣化的信息、与劣化的位置相对应的信息等。荧光体轮的劣化意味着在黄色荧光体元件10y或反射元件10b中已经出现缺陷或退化的状态。信息输出单元25可以是任何形式，只要其能够输出劣化信息等。例如，可以使用诸如液晶显示器、扬声器，诸如led(发光二极管)的发光器件的显示装置作为信息输出单元25。当通过网络给出劣化信息等时，连接到网络的通信单元可以用作信息输出单元25。当本示例性实施例的照明装置应用于诸如投影仪等的显示设备时，信息输出单元25输出劣化信息等，以便具有显示设备自身的显示功能的图像形成单元形成图像。在这种情况下，显示设备的图像形成单元形成与劣化信息相对应的图像。

控制单元20控制光源单元23，以及控制荧光体轮驱动器21和色轮驱动器22，使得色轮和荧光体轮彼此同步旋转。

控制单元20还基于来自颜色传感器24的输出信号检测荧光体轮的劣化。具体地，控制单元20检测图7所示的轮基板10a上的黄色荧光体元件10y或反射元件10b中的缺陷部位或退化部位。

图9a至9c是用于示出检测黄色荧光体元件10y中的缺陷部位的操作的图。

如图9a所示，当来自光源1a的激发光照射在反射元件10b上时，激发光被反射元件10b反射。在这种情况下，没有激发光被提供给颜色传感器24。

如图9b所示，当来自光源1a的激发光照射在黄色荧光体元件10y上时，荧光体被激发光激发以发射黄色荧光。黄色荧光朝向光源1a侧(透镜1k侧)和颜色传感器24侧照射。此外，激发光的一部分(没有用于荧光体的激发的激发光)穿过荧光体轮，以被提供给颜色传感器24。颜色传感器24接收黄色荧光和激发光的一部分。接收光的强度取决于荧光体轮的特性、荧光体和其它因素等加以确定。

如图9c所示，当来自光源1a的激发光照射在缺陷部位10d上时，激发光穿过荧光体轮，并被提供给颜色传感器24。在这种情况下，入射到颜色传感器24上的激发光的亮度与在图9b所示的条件下入射到颜色传感器24上的激发光的亮度相比较足够高。

如果在图9c所示的条件下入射到颜色传感器24上的激发光可以与在其它状态下入射到颜色传感器24上的光区分开，则可以基于来自颜色传感器24的输出信号来检测缺陷部位10d的尺寸。例如，具有透射蓝色的波长范围的光和吸收其它波长范围的光的特性的滤色器被布置在颜色传感器24的光接收表面上。这种布置使得颜色传感器24仅接收激发光(蓝色光)。另外，对于颜色传感器24的输出设置阈值。该阈值是比在图9b所示的条件下入射到颜色传感器24上的激发光的亮度高并且比在图9c所示的状态下在颜色传感器24上的激发光的亮度小的值。利用这种布置，可以基于来自颜色传感器24的输出信号来检测缺陷部位10d。

图10示出当设置上述阈值时来自颜色传感器24的输出信号的一个示例。在图10中，时间段t1是荧光体轮旋转一周的持续时间。在该时间段t1中，信号电平等于或高于阈值的持续时间t1对应于图9c所示的条件。在对应于图9a和图9b所示的条件的持续时间中，当激发光照射在反射元件10b上时，并且当激发光照射在黄色荧光体元件10y上时，如图9a和图9b所示，来自颜色传感器24的输出信号变化。然而，由于变化小于阈值，所以为方便起见该变化在图1中未示出。因此，控制单元20可以基于由颜色传感器24检测到的光的信号电平来确定是否已经出现了缺陷。此外，控制单元20可以基于检测到的时间t1确定缺陷部位10d的尺寸。

类似于缺陷部位10d，退化部位也具有如图9a和图9c所示的条件。因此，控制单元20可以基于来自图10所示的颜色传感器24的输出信号来检测退化部位。

检测缺陷部位10d或退化部位时，控制单元20使信息输出单元25输出指示荧光体轮的劣化的劣化信息。

如上所述，根据本示例性实施例的照明装置，可以检测荧光体轮的劣化(缺陷或退化)。此外，由于颜色传感器24位于荧光体轮的后侧，因此颜色传感器24不会阻挡有效光。

此外，因为信息输出单元25在检测到荧光体轮的劣化(缺陷或退化)时输出劣化信息，因此能够向使用者或修理者通知荧光体轮的劣化。

本示例性实施例的照明装置是本发明的一个示例，并且可以适当地改变配置。

接下来，将描述变化示例。

当缺陷部位或退化部位小时，因为对图像质量的影响小，所以存在不必输出劣化信息的情况。考虑到这一点，只有当缺陷部位或退化部位的尺寸大于预定尺寸时，才可以输出劣化信息。具体地，控制单元20确定来自图10所示的颜色传感器24的输出信号的持续时间t1是否等于或长于预定时间。如果持续时间t1等于或大于预定时间，则控制单元20确定缺陷部位或退化部位已经出现，并且使得信息输出单元25发出劣化信息。当持续时间t1短于预定时间时，信息输出单元25将不输出任何劣化信息。

由于缺陷部位和退化部位即使在其上照射激发光也不会给出有效光(照明光)，因此可以通过不用激发光照射缺陷部位和退化部位来防止浪费的功率消耗并提高光使用效率。考虑到这一点，控制单元20可以适于检测来自图10所示的颜色传感器24的输出信号的持续时间t1和控制光源驱动器23，以便在持续时间t1中关闭光源1a，并且以便在除持续时间t1之外的时段中开启光源1a。这里，光源1a关闭的时间可以通过在持续时间t1之前和/或之后增加预定的时间裕度来获得。换句话说，设定光源1a关闭的时间范围是包括荧光体轮基板上的劣化部位的预定时间范围。

代替图6所示的光源单元，图1所示的配置也可以被使用。在这种情况下，颜色传感器24布置在具有荧光体层103的荧光体轮的背面侧(与荧光体层103侧相反的一侧)。同样在这种情况下，荧光体轮的轮基板使用透射包含激发光的波长的波长范围内的光的材料。控制单元20获得来自颜色传感器24的图10所示的信号，并基于该信号检测荧光体层103的缺陷部位或退化部位。

在图7所示的荧光体轮中，代替黄色荧光体元件10y和反射元件10b，可以使用红色荧光体元件、绿色荧光体元件、蓝色荧光体元件。红色荧光体元件包含被激发光激发而发出红色荧光的荧光体。绿色荧光体元件包含被激发光激发而发出绿色荧光的荧光体。蓝色荧光体元件包含被激发光激发以发射蓝色荧光的荧光体。在这种情况下，控制单元20可以适于确定红色荧光体元件、绿色荧光体元件和蓝色荧光体元件的哪一个中已经出现缺陷部位，并且控制光源1a的光输出，以便降低照射在除涉及缺陷部位的荧光体元件之外的荧光体元件上的激发光的亮度。

(第二示例性实施例)

图11是示出作为本发明的第二示例性实施例的照明装置的配置的框图。除了在第一示例性实施例中示出的部件之外，本示例性实施例的照明装置还包括定时检测器26。定时检测器26以外的部件与第一示例性实施例中描述的部件相同，因此省略对这些部件的详细描述。

定时检测器26检测荧光体轮的旋转定时。控制单元20基于表示从定时检测器26发出的荧光体轮的旋转定时的信号和来自颜色传感器24的输出信号，识别荧光体轮上的劣化部位(缺陷部位或退化部位)的位置。

图12a和12b示出了定时检测器26的一个示例。参考图12a和12b，定时检测器26包括光传感器26a、发光元件26b和反射标记26c。反射标记26c是检测标记的一个示例。反射标记26c用于检测轮基板10a的旋转定时。

反射标记26c布置在能够检测荧光体轮的旋转定时的位置处。为荧光体轮设置反射标记26c，并根据荧光体轮的旋转在预定轨道上移动。例如，反射标记26c设置在转子杯部上。转子杯部可以由具有高光反射率的反射材料形成，而反射标记26c可以通过在转子杯部的预定位置(参考位置)处应用低光反射带等作为指示标记来形成。此外，转子杯部可以由具有低光反射率的反射材料形成，而反射标记26c可以通过应用高光反射带等作为指示标记形成。反射标记26c也可以形成在轮基板10a上。为用于使荧光体轮转动的驱动器(电动机)的旋转轴设置的反射标记26c可以被视为荧光体轮的一部分。

发光元件26b用光照射反射标记26c的轨道。发光元件26b例如由led等形成。光传感器26a检测来自反射标记26c的反射光。来自光传感器26a的输出信号被提供给控制单元20。

控制单元20基于来自光传感器26a的输出信号和来自颜色传感器24的输出信号，识别轮基板10a上的黄色荧光体元件10y和反射元件10b中的缺陷部位和/或退化部位的位置。

图13示出作为一个示例的来自光传感器26a和颜色传感器24的输出。从光传感器26a的输出信号的上升定时到下一个上升定时的时间段t1是轮基板10a旋转一周的时段。轮基板10a以预定旋转速率旋转，并且控制单元20预先存储关于轮基板10a的旋转速度的信息。

在颜色传感器24的输出中，在从来自光传感器26a的输出信号的上升定时开始经过时间t10之后的时间t11，表示第一缺陷部位的波形d1出现。

这意味着，在反射标记26c的参考位置穿过光传感器26a的检测点之后，第一缺陷部位穿过光传感器26a的检测点。因此，控制单元20能够基于轮基板10a的旋转速度和时间t10、t11，识别轮基板10a上的第一缺陷部位的位置(第一缺陷部位相对于反射标记26c的参考位置的相对位置)。这里，波形d1可以是表示第一退化部位的波形。

在颜色传感器24的输出中，在从来自光传感器26a的输出信号的上升定时经过时间t20之后的时间t21，表示第二缺陷部位的波形d2出现。这意味着在反射标记26c的参考位置经过光传感器26a的检测点之后的时间t20之后，第二缺陷部位经过光传感器26a的检测点。因此，控制单元20能够基于轮基板10a的旋转速度和时间t20、t21，识别轮基板10a上的第二缺陷部位的位置(第二缺陷部位相对于反射标记26c的参考位置的相对位置)。这里，波形d2可以是表示第二退化部位的波形。

当识别轮基板10a上的黄色荧光体元件10y和反射元件10b中的缺陷部位或退化部位的位置时，控制单元20使信息输出单元25输出指示缺陷部位或退化部位的位置的劣化信息。

此外，在本示例性实施例的照明装置中，可以获得在第一示例性实施例中描述的操作和效果。另外，由于能够识别缺陷部位或退化部位的位置，因此能够提供作为荧光体轮的劣化信息的更详细的信息。

此外，根据本示例性实施例的照明装置，控制单元20可以通过识别缺陷部位或退化部位的位置来执行各种光源驱动控制。

接下来，将描述光源驱动控制的示例。

(光源驱动控制的第一示例)

基于来自颜色传感器24的输出和来自光传感器26a的输出，可以检测反射元件10b或黄色荧光体元件10y的已经出现了缺陷部位或退化部位的部分。当在反射元件10b中已经出现缺陷部位或退化部位时，控制单元20可以适于执行光源1a的驱动控制，以便降低照射在黄色荧光体元件10y上的激发光的亮度或者缩短用激发光照射黄色荧光体元件10y的时间。相反，当在黄色荧光体元件10y中已经出现缺陷部位或退化部位时，控制单元20可以适于执行光源1a的驱动控制，以便降低照射在反射元件10b上的激发光的亮度或者缩短用激发光照射反射元件10b的时间。通过进行该控制，能够将包含在光源的输出光(照明光)中的红色光、绿色光和蓝色光之间的亮度平衡保持在优选的状态下。

另外，根据本示例性实施例的照明装置，控制单元20可以通过检测从颜色传感器24输出的波形d1和d2的占空比来测量在圆周方向上的缺陷部位和/或退化部位的宽度。因此，在光源1a的驱动控制中，控制单元20可以适于根据缺陷部位或退化部位的宽度来调整激发光的亮度或照射时间。

(光源驱动控制的第二示例)

图14是用于说明光源驱动控制的一个示例的时序图。在图14中，为了说明这些轮的旋转定时，示出了荧光体轮的反射元件10b和黄色荧光体元件10y、色轮的漫射器11b、绿通滤色器11g和红通滤色器11r。光传感器26a和颜色传感器24的输出与图13所示的相同。

在来自传感器24的输出中，波形d1和波形d2分别对应于在黄色荧光体元件10y中形成的第一和第二缺陷部位(退化部位)。在绿通滤色器11g的持续时间g中波形d1和波形d2的一部分上升。也就是说，绿通滤色器11g的持续时间g包含对应于波形d1的持续时间g'和对应于波形d2的一部分的持续时间g”。波形d2的剩余部分驻留在红通滤色器11r的持续时间r中。也就是说，红通滤色器11r的持续时间r包含对应于波形d2的剩余部分的持续时间r'。

由于黄色荧光体元件10y的第一和第二缺陷部位(退化部位)如果被激发光照射则不发射黄色荧光，因此在持续时间g'、持续时间g”和持续时间r'中保持光源1a开启浪费电力使用。此外，用激发光照射第一和第二缺陷部位(退化部位)可能产生来自第一和第二缺陷部位(退化部位)的杂散光。因此，优选地，光源1a在持续时间g'、g”和r'中关闭。

控制单元20通过使荧光体轮旋转一周来基于来自光传感器26a和颜色传感器24的输出来检测持续时间g'、g”和r'，并且保持表示每个持续时间g'、g”和r'的开始定时和结束定时的定时信息。这里，开始定时和结束定时是根据从光传感器26a的上升定时起的经过时间给出的。控制单元20通过参考光传感器26a的上升定时和保持的定时信息，在持续时间g'、持续时间g”和持续时间r'中关闭光源1a。

在图14所示的示例中，持续时间g'、持续时间g”和持续时间r'中的每一个的开始定时和结束定时包含裕度。由于包括裕度，所以在开始定时和结束定时之间指定的间隔变得比原始持续时间长。例如，在持续时间g'的情况下，将开始定时设置在早于持续时间g'的开始点的预定时间的时间点，而结束定时设置在晚于持续时间g'的结束点的预定时间的时间点。在已经生成黄色荧光体元件10y中的第一缺陷部位(退化部位)的区域中，黄色荧光体元件的边缘部分(具有第一缺陷部位(退化部位)的边界)从激发光的照射生成散射光。这种散射光在一些情况下将降低图像质量。提供上述裕度可以防止激发光照射黄色荧光体元件的边缘部分(具有第一缺陷部位(退化部位)的边界)。这里，可以适当地设置该裕度。如果不考虑散射光，则不需要给出裕度。

(光源驱动控制的第三示例)

在图14所示的示例中，由于在持续时间g'和持续时间g”中没有从黄色荧光体元件10y发射黄色荧光，因此在持续时间g中穿过绿通滤色器11g的光(绿色光)的亮度降低。类似地，由于在持续时间r'中没有从黄色荧光体元件10y发射黄色荧光，因此在持续时间r中穿过红通滤色器11r的光(红色光)的亮度降低。因为绿色光和红色光的亮度降低，所以包含在光源的输出光(照明光)中的红色光、绿色光和蓝色光之间的亮度平衡不再处于最佳状态。

例如，假设在没有缺陷和退化的荧光体轮的旋转的一个周期中对应于红色、绿色和蓝色的持续时间的亮度值之间的比率(相对于时间的积分值，以下简称为亮度)给定为r：g：b，在图14所示的示例中的比率给定为r2(＝r-r')：g2(＝g-g'-g”)：b2(＝b)。现在，假设绿色光的亮度降得最多。在这种情况下，r和b分量变得比g分量高，因此包含在光源的输出光(照明光)中的红色光、绿色光和蓝色光之间的亮度平衡被破坏(颜色劣化)。

为了进行颜色校正以提高色阶，控制单元20降低照射反射元件10b的激发光的亮度，使得比率r2：g2：b2与作为最佳条件的r：g：b一致。具体地，控制单元20通过降低其它颜色的透射光的亮度，基于穿过漫射器11b、绿通滤色器11g和红通滤色器11r的光的三种颜色中亮度降得最多的颜色的透射光进行光源驱动控制。由于在图14所示的示例中，通过绿通滤色器11g的透射光的亮度降得最多，因此控制单元20执行光源驱动控制，以便通过漫射器11b和红通滤色器11r降低光分量的亮度。

虽然假设在图14中的持续时间g'、持续时间g”和持续时间r'中没有发出黄色荧光，但是如果激发光被照射，则可能产生少量的照明光。此外，在这种情况下，通过确定红色、绿色和蓝色的比率以在荧光体轮上的劣化部位中不生成照明光的假设下进行颜色校正，与颜色劣化没有被校正时相比，可以改善色阶。

图15示出了当通过绿通滤色器11g的透射光的亮度降得最多时的光源驱动控制的一个示例。在图15中，黄色荧光体元件10y包括第一和第二缺陷部位(退化部位)，如图14所示。来自光传感器26a和颜色传感器24的输出与图14所示的相同，在图15中未示出。波形d1和d2分别对应于第一和第二缺陷部位(退化部位)。这里，在该示例中，假设r：g：b等于1：1：1是最优状态。在下面的描述中，第一缺陷部位(退化部位)表示为劣化部位d1，第二缺陷部位(退化部位)表示为劣化部位d2。

控制单元20基于来自光传感器26a和颜色传感器24的输出，获取黄色荧光体元件10y中的劣化部位d1和d2的位置和宽度。控制单元20基于劣化部位d1和d2的位置，确定透过绿通滤色器11g的光的亮度降得最多。

控制单元20在包括劣化部位d1的第一持续时间和包括劣化部位d2的第二持续时间中关闭光源1a。此外，在对应于漫射器11b的持续时间b中，控制单元20在从开始点起的预定时间w1中关闭光源1a，并在剩余时间开启光源1a。另外，在与红通滤色器11r对应的持续时间r中，控制单元20在包含劣化部位d2的第二持续时间的终点起的规定时间w2中关闭光源1a，在剩余时间开启光源1a。预定时间w1和w2基于最佳r：g：b比率和劣化部位d1和d2的尺寸(时间长度)来确定。

在此，当控制单元20在将r：g：b设定为1：1：1以外的另一比率时，根据劣化部位d1和d2的比率和尺寸(时间长度)确定预定时间w1和w2。

图16示出了当通过绿通滤色器11g的透射光的亮度降得最多时的光源驱动控制的另一示例。在图16中，黄色荧光体元件10y包括第一和第二缺陷部位(退化部位)，如图14所示。来自光传感器26a和颜色传感器24的输出与图14所示的相同，在图16中未示出。波形d1和d2分别对应于第一和第二缺陷部位(退化部位)。这里，在该示例中，也假设r：g：b等于1：1：1是最优状态。在下面的描述中，第一缺陷部位(退化部位)表示为退化部位d1，并且第二缺陷部位(退化部位)表示为劣化部位d2。

控制单元20基于来自光传感器26a和颜色传感器24的输出，获取黄色荧光体元件10y中的劣化部位d1和d2的位置和宽度。控制单元20基于劣化部位d1和d2的位置，确定透过绿通滤色器11g的光的亮度降得最多。

控制单元20在包括劣化部位d1的第一持续时间中和包括劣化部位d2的第二持续时间中关闭光源1a。在对应于绿通滤色器11g的持续时间g中，控制单元20以亮度b2(b0>b1>b2)开启光源1a。在除了对应于漫射器11b的持续时间b中的第一和第二持续时间之外的时间中，控制单元20以亮度b0开启光源1a。在除了对应于红通滤色器11r的持续时间r中的第二持续时间之外的时间中，控制单元20以亮度b1开启光源1a。这里，根据最佳r：g：b比率和劣化部位d1和d2的尺寸(时间长度)来确定亮度水平b0至b2。

此外，在本示例性实施例的照明装置中，可以应用第一示例性实施例中所示的变化示例。

在本示例性实施例的照明装置中，控制单元20可以在未示出的存储器中存储劣化信息。在这种情况下，负责修理的人可以参考存储器来确认荧光体轮的劣化状态。

劣化信息不仅可以包括关于荧光体轮的劣化的出现的信息和关于劣化位置的信息，而且还包括关于颜色校正之后的最大亮度的信息和关于是否可以执行颜色校正的信息。这里，如果颜色校正之后的最大亮度小于预定值，则可以确定颜色校正是不可行的。

(第三示例性实施例)

本发明的第三示例性实施例的照明装置与第一或第二示例性实施例中解释的照明装置相同，除了图7所示的荧光体轮的轮基板10a被由分色镜形成的荧光体轮代替之外。

图17a示出了来自光源1a的激发光照射在黄色荧光体元件10y上的状态。在图17中，实线所示的箭头指示激发光，而虚线所示的箭头指示黄色荧光。

如图17a所示，在黄色荧光体元件10y中，荧光体被入射的激发光激发以发射黄色荧光。分色镜10具有透射蓝色波长范围内的光并反射其它波长范围内的光的特性。因此，对于黄色荧光，向分色镜10c侧传播的黄色荧光朝向透镜1c反射出分色镜10c。在入射到黄色荧光体元件10y上的激发光中，没有用于激发荧光体的激发光直接穿过分色镜10c，并且进入颜色传感器24。

图17b示出来自光源1c的激发光照射在缺陷部位10d上的状态。在这种情况下，激发光穿过缺陷部位10d和分色镜10c进入颜色传感器24。进入颜色传感器24的激发光的亮度与在图17a所示的状态下进入颜色传感器24的激发光的亮度相比足够高。因此，控制单元20可以基于来自颜色传感器24的输出信号准确地检测缺陷部位10d。

(投影仪)

接下来，对包括本发明的照明装置的投影仪进行说明。

图18是示出配备有本发明的照明装置的投影仪的配置的示意图。

参考图18，投影仪包括光源单元1、照明光学器件2、投影光学器件3和图像形成单元4。光源单元1使用第一至第三示例性实施例的照明装置的光源单元中的任一个。这里，光源单元1和照明光学器件2构成照明装置。

照明光学器件2将来自光源单元1的输出光传导到图像形成单元4的显示装置，并且向显示装置提供矩形均匀照明。照明光学器件2包括光通道2a、透镜2b、2c、2e和镜2d。

光通道2a具有立方体配置。来自光源单元1的输出光进入光通道2a的一端，并且已经通过光通道2a传播的光从光通道2a的另一端出射。光通道2a的一端的表面(入射表面)被布置在光源单元1的透镜1m的焦点位置处。荧光体单元1l的荧光体轮的照射表面和光通道2a的入射表面具有其间的成像关系。

从光通道2a的另一端射出的光穿过透镜2b、2c、镜2d和透镜2e以照射显示装置4。透镜2b、2c和2e是聚光透镜。

图像形成单元4根据视频信号对来自照明光学器件2的光通量进行空间调制以形成图像。设置在图像形成单元4中的显示装置可以是例如数字微镜装置(dmd)。dmd包括多个微镜，每个微镜被形成为根据驱动电压改变其角度。当提供开启状态驱动电压时来自微镜的光的反射角与当提供关闭状态驱动电压时微镜的反射角不同。通过根据视频信号执行每个微镜的开启和关闭控制来对入射光的通量进行空间调制以形成图像。为照明装置设置的控制单元基于图15或图16所示的光源的驱动时间、定时和输出亮度，通过图像形成单元4控制显示装置。这里，显示装置4可以使用除dmd之外的液晶面板等。

投影光学器件3将形成在图像形成单元4上的图像放大并投影到投影表面上。投影表面可以是诸如屏幕、墙壁等的任何形式，只要可以在其上投影图像。

根据第一至第三示例性实施例的这样描述的照明装置和投影仪仅仅是本发明的示例，并且可以适当地改变配置和操作。

本发明可以采用在以下补充注释1至17中描述的配置，但不应限于这些配置。

[补充注释1]一种照明装置，包括：

发射激发光的光源；

轮，其包括激发光被透射穿过的轮基板和设置在轮基板的第一表面上用于通过激发光生成照明光的照明光生成构件；

光检测器，其设置在与轮基板的第一表面相反的第二表面侧，以检测穿过轮的光；和

控制单元，其基于由光检测器检测到的光来确定在照明光生成构件中是否已经出现了缺陷或退化。

[补充注释2]根据补充注释1所述的照明装置，还包括使轮旋转的旋转机构，其中

控制单元基于表示来自光检测器的光强度的信号来检测已经出现了缺陷或退化的劣化部位的尺寸。

[补充注释3]根据补充注释2所述的照明装置，还包括检测轮的旋转定时的定时检测器，其中，

控制单元基于指示来自定时检测器的轮基板的旋转定时的信号输出和指示来自光检测器的光强度的变化的信号，来识别轮基板上的劣化部位的位置。

[补充注释4]根据补充注释3所述的照明装置，其中

所述定时检测器包括：

设置在轮中的检测标记；

朝向轮照射光的发光元件；和

检测来自检测标记的反射光的光传感器，其中

控制单元基于来自于光传感器的并且指示检测标记的检测定时的信号和指示来自光检测器的光强度的变化的信号，识别轮基板上的劣化部位的位置。

[补充注释5]根据补充注释3或4所述的照明装置，其中

所述控制单元控制从光源输出的光，使得至少劣化部位不被激发光照射。

[补充注释6]根据补充注释3或4所述的照明装置，其中

所述照明光生成构件包括：

荧光体生成元件，其包括被激发光激发的荧光体；和

反射激发光的反射元件，其中

所述控制单元确定发光元件和反射元件的哪一个中已经出现了劣化部位。

[补充注释7]根据补充注释6所述的照明装置，其中

当确定在荧光体生成元件中已经出现劣化部位时，控制单元控制从光源输出的光，以便降低照射在反射元件上的激发光的亮度。

[补充注释8]根据补充注释6所述的照明装置，其中

当确定在反射元件中已经出现劣化部位时，控制单元控制从光源输出的光，以降低照射在荧光体生成元件上的激发光的亮度。

[补充注释9]根据补充注释3或4所述的照明装置，其中

所述照明光生成构件包括：

荧光体生成元件，其包括被激发光激发的黄色荧光体；和

反射激发光的反射元件，其中

所述照明装置还包括：

光学器件，其将从荧光体生成元件发射的黄色荧光和作为来自反射元件的反射光的蓝色光传导到同一光路中；和

色轮，其经由光学器件被黄色荧光和蓝色光照射，其中，

色轮包括绿通滤色器、红通滤色器和蓝通滤色器，并且被构造为使得黄色荧光相继地照射在绿通滤色器和红通滤色器上，并且使得蓝色光照射在蓝通滤色器上，

控制单元基于劣化部位的位置来控制从光源输出的光，使得在预定时间段内在作为透射通过绿通滤色器的光的绿色光、作为透射通过红通滤色器的光的红色光、作为透射通过蓝通滤色器的光的蓝色光之间的比率将具有预定比率。

[补充注释10]根据补充注释3或4所述的照明装置，其中

所述照明光生成构件包括：

红色荧光体元件，其包括被激发光激发以发射红色荧光的红色荧光体；

绿色荧光体元件，其包括被激发光激发而发出绿色荧光的绿色荧光体；和

蓝色荧光体元件，其包括被激发光激发而发出蓝色荧光的蓝色荧光体，其中

控制单元确定红色荧光体元件、绿色荧光体元件、和蓝色荧光体元件的哪一个中已经出现了劣化部位，并且控制从光源输出的光以降低照射在除了出现劣化部位的荧光体生成元件以外的荧光体生成元件上的激发光的亮度。

[补充注释11]根据补充注释2所述的照明装置，其中

所述控制单元基于指示来自光检测器的光强度的信号来控制来自光源的输出光，使得激发光不照射在劣化部位上。

[补充注释12]根据补充注释1至11中任一项所述的照明装置，其中

激发光是蓝色光，并且轮基板是透射可见光的透明基板。

[补充注释13]根据补充注释1至11中任一项所述的照明装置，其中

激发光是蓝色光，并且轮基板是透射蓝色波长范围内的光并反射除蓝色波长范围之外的波长范围中的光的分色镜。

[补充注释14]根据补充注释1至13中任一项所述的照明装置，还包括输出信息的信息输出单元，其中

当在照明光生成构件中已经出现了缺陷或退化时，控制单元使信息输出单元发出指示缺陷或退化的劣化信息。

[补充注释15]根据补充注释1至13中任一项所述的照明装置，还包括存储信息的存储器，其中

当在照明光生成构件中已经出现了缺陷或退化时，控制单元将指示缺陷或退化的劣化信息存储在存储器中。

[补充注释16]一种检测轮的劣化的轮劣化检测方法，所述轮包括：轮基板，其透射激发光；以及照明光生成构件，其设置在轮基板的第一表面上，以通过激发光生成照明光，所述方法包括：

使用光检测器，以检测穿过轮的光，所述光检测器布置在与轮基板的第一表面相反的第二表面侧；和，

基于由光检测器检测到的光来确定在照明光生成构件中是否已经出现缺陷或退化。

[补充注释17]一种投影仪，包括：

根据补充注释1至15中任一项所述的照明装置；

图像形成单元，其基于输入视频信号调制来自照明装置的照明光以形成图像；和

投影光学器件，其投影由图像形成单元形成的图像。

附图标记的描述：

1a光源

1b准直透镜

1f偏振分束器

1g漫射器

1h分色镜

1j四分之一波片

1l荧光体单元

1n滤色器单元

20控制单元

21荧光体轮驱动器

22色轮驱动器

23光源驱动器

24颜色传感器

25信息输出单元