JP2011191602A

JP2011191602A - プロジェクター

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Publication number: JP2011191602A
Application number: JP2010058834A
Authority: JP
Inventors: Akira Miyamae; 章宮前
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: JP5494053B2

Abstract

【課題】高効率で投写画像の明るいプロジェクターを実現する。
【解決手段】第１の色光と第２の色光とを含む第１の光(蛍光体光３０２）を射出する第１光源装置２０と、第１の光を時分割で色分離する色順次分離手段（カラーホイール５０）と、第３の色光を含む第２の光（青色光３０４）を射出する第２光源装置１２０と、色分離された第１の光と第２の光の光線進行方向とを略一致させる光学手段(色合成プリズム６２）と、光線進行方向が略一致した第１の光および第２の光を画像情報に応じて変調する光変調装置（ＤＭＤ素子７０）と、変調された光を投写画像として投写する投写光学系（投写レンズ８０）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクター特に色順次駆動方法を使用したプロジェクターに関する。

従来、白色光を射出する光源装置と、１つの光源装置からの光を赤色光、緑色光及び青色光に色順次に分離する色分離光学系と、色分離光学系からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、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プロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載されているプロジェクターによれば、光源からの白色光はカラーホイールにて時分割に色分割され、変調装置としてのＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）に色順次に照射される。ＤＭＤにて変調された光は投写光学系にてスクリーンに投写され、所望の画像を表示することができる。

特開２００８−１１６６０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているプロジェクターにおいては、光源から出力された白色光のうち、赤、緑、青色光成分しか使用できないため、光利用効率が１／３程度になってしまう。
また、カラーホイールのフィルターの境界での切り替え部分では、２つのフィルターでの混色が発生するため、光を使用することができない。
従って、プロジェクターとしての光利用効率が悪く、プロジェクターとしては消費電力が大きくなり、明るさが暗くなってしまうという問題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るプロジェクターは、第１の色光と第２の色光とを含む第１の光を射出する第１光源装置と、前記第１の光を時分割で色分離する色順次分離手段と、前記第１の色光および第２の色光のうちいずれかとは異なる第３の色光を含む第２の光を射出する第２光源装置と、前記色順次分離手段により色分離された前記第１の光と前記第２の光の光線進行方向とを略一致させる光学手段と、光線進行方向が略一致した前記第１の光および前記第２の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。

本適用例によれば、光変調装置で変調する３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）として、第１光源装置が射出する２つの色光（第１の色光及び第２の色光）及び第２光源装置が射出する１つの色光（第３の色光）を用いるため、１つの光源装置を備えるプロジェクターよりも投写画像を明るくすることが可能となる。

［適用例２］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記色順次分離手段は、複数の異なる波長フィルターを前記第１の光の光路上で時分割に切り替えるフィルター装置であり、前記フィルター装置の前記波長フィルターの切り替わり時に前記第１の光が消灯されることを特徴とする。

本適用例によれば、前記波長フィルターの切り替わり時に前記第１の光が消灯されるため、投写光として使われない波長フィルター切り替え時の光を出射することがなくなり、投入電力が少なくなるため、省エネルギーのプロジェクターを実現できる。

［適用例３］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記波長フィルターの切り替わり時に前記第２の光が点灯されることを特徴とする。

本適用例によれば、前記波長フィルターの切り替わり時には、前記第１の光が消灯されており、そのときに前記第２の光が点灯されるため、時間的に無駄なく変調装置を照明することができ、高効率で明るいプロジェクターを実現できる。

［適用例４］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記複数の波長フィルターは、前記第１の色光を選択する第１の波長フィルターと前記第２の色光を選択する第２の波長フィルターとを含むことを特徴とする。

本適用例によれば、第１の波長フィルターと第２の波長フィルターとを含むため、効率よく色分離を行なうことができる。

［適用例５］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記複数の波長フィルターは、前記第１の色光と前記第２の色光とをともに選択する第３の波長フィルターを含むことを特徴とする。

本適用例によれば、第１の色光と第２の色光とをともに選択する第３の波長フィルターを含むため、第１の色光と第２の色光との一方の光だけを選択することによる光の損失を防ぎ、投写画像の明るさの向上と消費電力のロスの低減を図ることができる。

［適用例６］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記第１の光が前記第３の波長フィルターに照射される時に、前記第２の光が点灯されることを特徴とする。

本適用例によれば、第１の光と第２の光との合成光が得られるため、投写画像の明るさ（輝度）の向上を図ることができる。

［適用例７］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記第１光源装置は、励起光源と蛍光体とを有し、前記第１の光は前記励起光源から射出された励起光により前記蛍光体が励起発光された光であることを特徴とする。

本適用例によれば、前記第１の光は蛍光体から発光する光であるため、蛍光体の種類を選ぶことにより、容易に所望の色の光を高効率で発光させることが可能となる。

［適用例８］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記第１の光は赤色光と緑色光を含む光であり、前記第２の光は、青色光であることを特徴とする。

本適用例によれば、赤色光、緑色光、青色光の３原色光を得ることができ、投写画像としてフルカラー表示が可能となる。また、赤色光と緑色光は青色励起の黄色蛍光体で容易に生成可能であり、簡単な構成で実現できる。

第１実施形態に係るプロジェクターの光学系の平面図。第１実施形態における第１光源装置及び第２光源装置を説明する図。第１実施形態における励起光源、蛍光層及び第２光源の相対発光強度を示すグラフ。第１実施形態におけるカラーホイールを示す図。第１実施形態におけるカラーホイールと、蛍光体光と青色光の発光状況を示す図。第１実施形態におけるカラーホイールの回転と、蛍光体光と青色光の発光状況とを示すタイミングチャート。第２実施形態におけるカラーホイールを示す図。第２実施形態におけるカラーホイールと、蛍光体光と青色光の発光状況を示す図。第２実施形態におけるカラーホイールの回転と、蛍光体光と青色光の発光状況とを示すタイミングチャート。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。本発明の技術範囲は下記の実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係るプロジェクター１の構成を説明する。

図１は、第１実施形態に係るプロジェクター１の光学系の平面図である。
図２は、第１実施形態に係るプロジェクター１における第１光源装置２０及び第２光源装置１２０を説明するために示す図である。図２（ａ）は第１光源装置２０の断面図であり、図２（ｂ）は第２光源装置１２０の断面図である。
図３は、第１実施形態に係るプロジェクター１における励起光源２４、蛍光層２６及び第２光源１２４の相対発光強度を示すグラフである。図３（ａ）は励起光源２４の相対発光強度を示すグラフであり、図３（ｂ）は蛍光層２６の相対発光強度を示すグラフであり、図３（ｃ）は第２光源１２４の相対発光強度を示すグラフである。相対発光強度とは、光源であれば電圧を印加したときに、蛍光層であれば励起光が入射したときに、どのような波長の光をどの位の強度で射出するのかという特性のことをいう。グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も強い波長における発光強度を１としている。グラフの横軸は、波長を表す。
図４は、第１実施形態に係るプロジェクター１におけるカラーホイール５０を示す図である。図４（ａ）はカラーホイール５０の回転面を示す図、図４（ｂ）はその側面図である。

第１実施形態に係るプロジェクター１は、図１に示すように、第１照明装置１０と、第２照明装置１１０と、色順次分離手段としてのカラーホイール５０と、照明光学系６０と、光変調装置としてのＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）素子７０と、投写光学系としての投写レンズ８０とを備える。

第１照明装置１０は、第１光源装置２０と、コリメート光学系３０と、励起光反射ミラー４０と集光レンズ４２とを備える。

第１光源装置２０は、図２（ａ）に示すように、基台２２、励起光源２４、蛍光層２６及び封止部材２８を有する発光ダイオードであり、赤色光、黄色光及び緑色光を含む光を射出する（後述する図３（ｂ）参照。）。なお、第１光源装置２０は、上記した構成要素の他にもリード線等を有するが、図示及び説明を省略する。

基台２２は、励起光源２４を搭載する基台である。
励起光源２４は、励起光として青色光（発光強度のピーク：約４６０ｎｍ、図３（ａ）参照。）を射出する。図３（ａ）において、符号Ｂで示すのは、励起光源２４が励起光（青色光）として射出する色光成分である。励起光源２４は、窒化ガリウムを主成分とし、ｐｎ結合型の構造を有する。なお、励起光源はｐｎ接合型の構造を有していなくてもよく、ダブルヘテロ接合型、量子井戸接合型等の構造を有してもよい。
励起光源２４と基台２２との間には反射層（図示せず。）が形成されており、励起光源２４から基台２２側へ射出された青色光は、反射層によって蛍光層２６側へ反射される。

蛍光層２６は、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅを含有する層からなり、励起光源２４の被照明領域側に配置されている。蛍光層２６は、波長が約４６０ｎｍの青色光によって最も効率的に励起され、図３（ｂ）に示すように、励起光源２４が射出する青色光を第１の色光としての赤色光（発光強度のピーク：約６１０ｎｍ）、黄色光（発光強度のピーク：約５８０ｎｍ）及び第２の色光としての緑色光（発光強度のピーク：約５５０ｎｍ）を含む光、すなわち蛍光体光に変換して射出する。なお、図３（ｂ）において、符号Ｒで示すのは、蛍光層２６が射出する光のうち赤色光として利用可能な色光成分である。また、符号Ｇで示すのは、蛍光層２６が射出する光のうち緑色光として利用可能な色光成分である。また、符号Ｙで示すのは、蛍光層２６が射出する光のうち黄色光として利用可能な色光成分である。

封止部材２８は透明なシリコーン樹脂からなり、励起光源２４及び蛍光層２６を保護する。

コリメート光学系３０は、図１に示すように、第１光源装置２０からの光の拡がりを抑える凸メニスカスレンズ３２と、凸メニスカスレンズ３２からの光を平行化する凸レンズ３４とを備え、全体として、第１光源装置２０からの光を平行化する機能を有する。

励起光反射ミラー４０は、図１に示すように、コリメート光学系３０からの光のうち、励起光を反射する。励起光反射ミラー４０で反射された励起光は第１光源装置２０に戻り、蛍光層２６を再び励起する。これによって効率よく蛍光体光を取り出すことができる。

集光レンズ４２は、図１に示すように、コリメート光学系３０からの光を色順次照明光学系６０に集光する機能を有する。

第２照明装置１１０は、第２光源装置１２０と、コリメート光学系１３０と、集光レンズ１４２とを備える。

第２光源装置１２０は、図２（ｂ）に示すように、基台１２２、第２光源１２４及び封止部材１２８を有する発光ダイオードであり、第３の色光としての青色光３０４を射出する（後述する図３（ｃ）参照。）。なお、第２光源装置１２０は、上記した構成要素の他にもリード線等を有するが、図示及び説明を省略する。
第２光源１２４は、図３（ｃ）に示すように、青色光（発光強度のピーク：約４６０ｎｍ）を射出する。図３（ｃ）において、符号Ｂで示すのは、第２光源１２４が青色光として射出する色光成分である。
基台１２２は基台２２と、第２光源１２４は励起光源２４と、封止部材１２８は封止部材２８と、それぞれ同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。

コリメート光学系１３０は、図１に示すように、第２光源装置１２０からの光の拡がりを抑える凸メニスカスレンズ１３２と、凸メニスカスレンズ１３２からの光を平行化する凸レンズ１３４とを備え、全体として、第２光源装置１２０からの光を平行化する機能を有する。

集光レンズ１４２は、図１に示すように、コリメート光学系１３０からの光を色順次照明光学系６０に集光する機能を有する。

第１照明装置１０から出射した第１の光としての蛍光体光３０２は、蛍光体光３０２の光路上に配置されたカラーホイール５０を通過して、時分割に色分離される。
カラーホイール５０は、図４に示すように、赤色光が透過する波長フィルターである第１の波長フィルターとしての赤色透過フィルター５３と、緑色光が透過する波長フィルターである第２の波長フィルターとしての緑色透過フィルター５２とが並べられて円盤状に組み合わされたフィルター装置である。
波長フィルターはガラス基板に所望の色光を透過するように誘電体多層膜の層が蒸着されている。カラーホイール５０は、略扇方形状の複数の波長フィルターが円盤状になるように張り合わされて形成されたり、円盤形状の基材を複数の領域に分けてそれぞれの領域に異なった誘電体多層膜が蒸着されたりして形成されている。図示しない金属や樹脂で形成された枠に略扇方形状の複数の波長フィルターがはめ込まれて形成されていても良い。赤色透過フィルター５３と緑色透過フィルター５２との間には境界５４が形成されている。境界５４は、具体的には、複数の波長フィルターが張り合わされている箇所だったり、異なる誘電体多層膜が蒸着される領域の境目だったり、複数の波長フィルターの間の枠であったりする。

カラーホイール５０は、軸５７を中心に、モーター５１により回転される。本実施形態では画像の１フレームでカラーホイール５０が１回転するように構成されている。カラーホイール５０が回転することにより、蛍光体光３０２の光路上の波長フィルターが切り替わり、透過する光が色分離される。即ち、緑色透過フィルター５２又は赤色透過フィルター５３の面に照射された蛍光体光３０２は、透過光が赤色光又は緑色光に限定され、モーター５１の回転に応じて時分割で切り替えられる。なお、カラーホイール５０は入射する蛍光体光３０２のうち、赤色光または緑色光を選択して反射するものであってもよい。

照明光学系６０は、光学手段としての色合成プリズム６２、ロッドレンズ６４、凸レンズ６６、反射ミラー６８を備える。色合成プリズム６２は２つの三角プリズムの斜面を張り合わせた構成となっており、張り合わせ面には赤色光と緑色光とを透過させ青色光を反射させるダイクロイックフイルムが配置されている。ここで、第１光源装置２０から射出され、カラーホイール５０を通過した赤色光と緑色光とは色合成プリズムの一つの入射面に入射し、ダイクロイックフイルムを透過し、光線進行方向は変わらず射出面から射出する。一方、第２光源装置１２０から射出された青色光は色合成プリズム６２の別の入射面に入射し、ダイクロイックフイルムで反射され、光線進行方向を９０度変えられ、赤色光と緑色光とが射出する面と同じ射出面から射出する。即ち、色合成プリズム６２は、第１光源装置２０から射出され、カラーホイール５０で色分離された光と、第２光源装置１２０から射出された光との光線進行方向とを一致させ、合成光３０６として射出する。ロッドレンズ６４には色合成プリズム６２からの合成光３０６が入射し、合成光３０６の光の空間分布を均一化させる。ロッドレンズ６４から射出された合成光３０６は、凸レンズ６６および反射ミラー６８を介してＤＭＤ素子７０に入射する。凸レンズ６６はロッドレンズ６４の射出面の像をＤＭＤ素子７０に結像させる。

ＤＭＤ素子７０は画素を形成する複数の小ミラーから構成され、画像の各画素の輝度に合わせて入射する各色の色光を変調する。
投写レンズ８０はＤＭＤ素子７０で変調された光をスクリーンＳＣＲに投写する。

制御部９０は第１光源装置２０、第２光源装置１２０、カラーホイール５０、ＤＭＤ素子７０などと電気的に接続され、接続されている各部の制御を行なう。たとえば、各光源装置（第１光源装置２０，第２光源装置１２０）の点灯消灯とカラーホイール５０の回転との同期をとったり、画像に合わせたＤＭＤ素子７０の各小ミラーの駆動を行なったりする。

次に、カラーホイール５０の回転と第１光源装置２０、第２光源装置１２０の点灯との関係について説明する。
図５は、第１実施形態におけるカラーホイール５０と、蛍光体光３０２と青色光３０４の発光状況を示す図である。
図６は、第１実施形態におけるカラーホイール５０の回転と、蛍光体光３０２と青色光３０４の発光状況とを示すタイミングチャートである。

カラーホイール５０には、図５に示すような大きさの蛍光体光３０２が照射されるとする。すると、カラーホイール５０の回転に伴い、蛍光体光３０２の全てが緑色透過フィルター５２に照射される場合と、蛍光体光３０２の全てが赤色透過フィルター５３に照射される場合と、の他に、蛍光体光３０２が２箇所の境界５４をまたいで、一部が緑色透過フィルター５２に照射され、残りの部分が赤色透過フィルター５３に照射される場合がある。
そこで、入射する蛍光体光３０２の全てが緑色透過フィルター５２または赤色透過フィルター５３に照射される場合に、蛍光体光３０２の中心が通過する範囲を、カラーホイール５０の蛍光体発光領域とする。また、入射する蛍光体光３０２が境界５４をまたいで、一部が緑色透過フィルター５２に照射され、残りの部分が赤色透過フィルター５３に照射される場合に、蛍光体光３０２の中心が通過する範囲を、カラーホイール５０の青色光発光領域とする。この青色光発光領域は蛍光体光３０２の光路上における波長フィルターの切り替わりに相当する領域ということができる。

カラーホイール５０が回転することによる蛍光体光３０２の光路上の波長フィルターの状態に対する、蛍光体光３０２や青色光３０４の発光状態は図６のようになっている。厳密には、カラーホイール５０の状態は、例えば蛍光体光３０２の中心の位置に対応する波長フィルターの状態で示されている。蛍光体光３０２の光路上に赤色透過フィルター５３がくる期間のうち、上述のように蛍光体光３０２の全体が赤色透過フィルター５３に照射される期間、即ち、蛍光体光３０２の中心がカラーホイール５０の蛍光体発光領域を通過する期間には、励起光源２４が点灯し、第１光源装置２０からの光である蛍光体光３０２が発光する。同様に、蛍光体光３０２の光路上に緑色透過フィルター５２がくる期間のうち、蛍光体光３０２の中心が蛍光体発光領域を通過する期間にも、第１光源装置２０からの蛍光体光３０２が発光する。これらの期間では、第２光源装置１２０は消灯しており、青色光３０４は非発光となる。

一方、蛍光体光３０２の中心が青色光発光領域を通過する期間には、励起光源２４は消灯し、蛍光体光３０２は非発光となる。この期間では、第２光源装置１２０が点灯しており、青色光３０４が発光状態となる。

これにより、合成光３０６の色は、第１光源装置２０から射出されカラーホイール５０を通過する赤色光と緑色光との期間の間に、第２光源装置１２０からの青色光３０４が入り、赤色、青色、緑色、青色の繰り返しとなる。

上記のカラーホイール５０の回転とそれに同期した第１光源装置２０や第２光源装置１２０の点灯消灯の制御は、制御部９０が行なう。

ＤＭＤ素子７０は合成光３０６がそれぞれの色を呈している期間をサブフレームとして、それぞれのサブフレーム内で各色の光の変調を行う。

上記のような第１実施形態によれば、光変調装置で変調する３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）として、第１光源装置２０が射出する２つの色光（赤色光及び緑色光）及び第２光源装置１２０が射出する１つの色光（青色光）を用いるため、１つの光源装置を備えるプロジェクターよりも投写画像を明るくすることが可能となる。

また、波長フィルターの切り替わり時に第１光源装置２０が消灯されるため、投写光として使われない波長フィルター切り替え時の光を出射することがなくなり、投入電力が少なくなるため、省エネルギーのプロジェクターを実現できる。その上、複数の色の光の混色がなくなり、投写画像の画質の向上が図れる。
さらに、波長フィルターの切り替わり時の第１光源装置２０が消灯される期間に第２光源装置１２０が点灯されるため、時間的に無駄なく変調装置を照明することができ、高効率で明るいプロジェクターを実現できる。

また、カラーホイール５０の波長フィルターは緑色透過フィルターと赤色透過フィルターとを含むため、効率よく色分離を行なうことができる。

また、第１光源装置２０からの光は蛍光体から発光する光であるため、蛍光体の種類を選ぶことにより、容易に所望の色の光を高効率で発光させることが可能となる。
さらに、第１光源装置２０は赤色光と緑色光とを含む光を発光するものであり、第２光源装置１２０は青色光を発光するものであるため、赤色光、緑色光、青色光の３原色光を得ることができ、投写画像としてフルカラー表示が可能となる。
その上、赤色光と緑色光は青色励起の黄色蛍光体から得る構成であるため、赤色光と緑色光を容易に生成可能であり、簡単な構成で実現できる。

なお、青色光発光領域を、入射する蛍光体光３０２が境界５４をまたいで、一部が緑色透過フィルター５２に照射され、残りの部分が赤色透過フィルター５３に照射される場合に、蛍光体光３０２の中心が通過する範囲としたが、この範囲を含んで、入射する蛍光体光３０２の全てが緑色透過フィルター５２または赤色透過フィルター５３に照射される範囲を含むように広がっていてもよい。
このような構成では、青色光３０４の発光が少なくとも波長フィルターの切り替わり時を含むので混色を防ぐことができ、さらに合成光における各色光の時間を調整できるため、投写画像の色再現性の向上も図れる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図面において上記の第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、カラーホイール５０における波長フィルターの配置と、それに伴う光源装置の点灯タイミングである。

図７は、第２実施形態におけるカラーホイール５０の回転面を示す図である。
図８は、第２実施形態におけるカラーホイール５０と、蛍光体光３０２と青色光３０４の発光状況を示す図である。
図９は、第２実施形態におけるカラーホイール５０の回転と、蛍光体光３０２と青色光３０４の発光状況とを示すタイミングチャートである。

第２実施形態におけるカラーホイール５０は、図７に示すように、波長フィルターとして、緑色透過フィルター５２と赤色透過フィルター５３とを含むとともに、第３の波長フィルターとしての透明部５５を含む。透明部５５は入射する蛍光体光３０２をそのまま透過させる。即ち、透明部５５は赤色光と緑色光とをともに選択して透過させる。

第２実施形態におけるカラーホイール５０の蛍光体発光領域と青色光発光領域とは、図８に示すように配置されている。第１実施形態と同様に、緑色透過フィルター５２と赤色透過フィルター５３の一部分が蛍光体発光領域とされ、緑色透過フィルター５２と赤色透過フィルター５３との間の境界５４をまたぐ領域が青色光発光領域とされている。
一方、透明部５５およびその周辺については、まず、入射する蛍光体光３０２の全てが透明部５５に照射される場合に、蛍光体光３０２の中心が通過する範囲を、蛍光体発光領域としている。
また、入射する蛍光体光３０２が、境界５４をまたいで一部が緑色透過フィルター５２に照射され、残りの部分が透明部５５に照射される場合、境界５４をまたいで一部が赤色透過フィルター５３に照射され、残りの部分が透明部５５に照射される場合、蛍光体光３０２の中心が通過する範囲を、青色光発光領域とする。さらに、入射する蛍光体光３０２の全てが透明部５５に照射される場合に、蛍光体光３０２の中心が通過する範囲も、青色光発光領域としている。

第２実施形態における、カラーホイール５０が回転することによる蛍光体光３０２の光路上の波長フィルターの状態に対する、蛍光体光３０２や青色光３０４の発光状態は図９のようになっている。厳密には、カラーホイール５０の状態は、例えば蛍光体光３０２の中心の位置に対応する波長フィルターの状態で示されている。蛍光体光３０２の光路上に赤色透過フィルター５３がくる期間のうち、上述のように蛍光体光３０２の全体が赤色透過フィルター５３に照射される期間、即ち、蛍光体光３０２の中心がカラーホイール５０の蛍光体発光領域を通過する期間には、励起光源２４が点灯し、第１光源装置２０からの光である蛍光体光３０２が発光する。同様に、カラーホイール５０の状態が蛍光体光３０２の光路上に緑色透過フィルター５２がくる期間のうちの蛍光体発光領域に相当する期間にも、第１光源装置２０からの蛍光体光３０２が発光する。さらに、カラーホイール５０の状態が蛍光体光３０２の光路上に透明部５５がくる期間のうちの蛍光体発光領域に相当する期間にも、第１光源装置２０からの蛍光体光３０２が発光する。

一方、カラーホイール５０の状態が青色光発光領域に相当する期間には、励起光源２４は消灯し、蛍光体光３０２は非発光となる。この期間では、第２光源装置１２０が点灯しており、青色光３０４が発光状態となる。

これにより、合成光３０６の色は、第１光源装置２０から射出されカラーホイール５０を通過する赤色光と緑色光との期間の間に、第２光源装置１２０からの青色光が入る。また、蛍光体光３０２の光路上のカラーホイール５０が透明の状態では、蛍光体光３０２の赤色及び緑色（黄色）と青色光３０４の両方が合成された白色の期間が存在し、その両側ではカラーホイールの切り替わり時の青色の期間が存在する。即ち、合成光３０６の色は、赤色、青色、緑色、青色、白色、青色、の繰り返しとなる。

ＤＭＤ素子７０は合成光３０６がそれぞれの色を呈している期間をサブフレームとして、それぞれのサブフレーム内で各色の光の変調を行う。合成光３０６が白色の期間では、画像信号の赤色、緑色、青色を組み合わせて検出された明るさ信号によって変調が行われる。

上記のような第２実施形態によれば、入射する赤色と緑色との両方を選択する透明部を含むため、一方の光だけを選択することによる光の損失を防ぎ、投写画像の明るさの向上と消費電力のロスの低減を図ることができる。

また、蛍光体光３０２が透明部５５を通過する際には、青色光３０４も発光しているため、白色光を得ることができ、この白色光を使用することにより、投写画像の明るさ（輝度）の向上を図ることができる。

上記の実施形態では、励起光源をＬＥＤとしたが、レーザー光源としてもよい。

上記の実施形態では、励起光源を青色としたが、紫外光としてもよく、蛍光体光の色や波長フィルターで選択される色が赤色と青色であり、第２の光が緑色であってもよい。また、蛍光体光の色や波長フィルターで選択される色が緑色と青色であり、第２の光が赤色であってもよい。

１…プロジェクター、１０…第１照明装置、２０…第１光源装置、２２…基台、２４…励起光源、２６…蛍光層、２８…封止部材、３０…コリメート光学系、３２…凸メニスカスレンズ、３４…凸レンズ、４０…励起光反射ミラー、４２…集光レンズ、５０…カラーホイール、５１…モーター、５２…緑色透過フィルター、５３…赤色透過フィルター、５４…境界、５５…透明部、５７…軸、６０…照明光学系、６２…色合成プリズム、６４…ロッドレンズ、６６…凸レンズ、６８…反射ミラー、７０…ＤＭＤ素子、８０…投写レンズ、１１０…第２照明装置、１２０…第２光源装置、１２２…基台、１２４…第２光源、１２８…封止部材、１３０…コリメート光学系、１３２…凸メニスカスレンズ、１３４…凸レンズ、１４２…集光レンズ、３０２…蛍光体光、３０４…青色光、３０６…合成光、ＳＣＲ…スクリーン。

Claims

第１の色光と第２の色光とを含む第１の光を射出する第１光源装置と、
前記第１の光を時分割で色分離する色順次分離手段と、
前記第１の色光および第２の色光のうちいずれかとは異なる第３の色光を含む第２の光を射出する第２光源装置と、
前記色順次分離手段により色分離された前記第１の光と前記第２の光の光線進行方向とを略一致させる光学手段と、
光線進行方向が略一致した前記第１の光および前記第２の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。
前記色順次分離手段は、複数の異なる波長フィルターを前記第１の光の光路上で時分割に切り替えるフィルター装置であり、
前記フィルター装置の前記波長フィルターの切り替わり時に前記第１の光が消灯されることを特徴とする、
請求項１に記載のプロジェクター。
前記波長フィルターの切り替わり時に前記第２の光が点灯されることを特徴とする、
請求項１又は２に記載のプロジェクター。
前記複数の波長フィルターは、前記第１の色光を選択する第１の波長フィルターと前記第２の色光を選択する第２の波長フィルターとを含むことを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記複数の波長フィルターは、前記第１の色光と前記第２の色光とをともに選択する第３の波長フィルターを含むことを特徴とする、
請求項４に記載のプロジェクター。
前記第１の光が前記第３の波長フィルターに照射される時に、前記第２の光が点灯されることを特徴とする、
請求項５に記載のプロジェクター。
前記第１光源装置は、励起光源と蛍光体とを有し、
前記第１の光は前記励起光源から射出された励起光により前記蛍光体が励起発光された光であることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記第１の光は赤色光と緑色光を含む光であり、
前記第２の光は、青色光であることを特徴とする、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のプロジェクター。