JP5791118B2 - プロジェクタおよび画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特に、３つの表示素子を備え、これら表示素子に表示された赤色、緑色および青色の画像を合成したカラー画像を投射する３板型プロジェクタに関する。

一般に、プロジェクタにおいて、光源の発光面積と発散角とで決まるエテンデューと呼ばれる制約があり、光源からの光をどれだけ投射光として利用できるかは、そのエテンデューにより制限される。

つまり、プロジェクタでは、光源の発光面積と発散角との積の値を、表示素子（例えば液晶パネル）の面積と投射レンズのＦナンバーで決まる取り込み角（立体角）との積の値以下にしないと、光源からの光を効率良く投射光として利用できない。このため、例えば、エテンデューの制約により決まる最大個数より多い数のＬＥＤをアレイ状に配列したり、あるいは、発光面積がエテンデューの制約により決まる最大発光面積より大きなＬＥＤを用いたりしても、投射画像の明るさを向上することはできない。

特許文献１には、エテンデューの制約による光利用効率の低下を生じることなく、色再現範囲を拡大することができる３板型プロジェクタが開示されている。

特許文献１に記載の３板型プロジェクタは、ピーク波長が異なる第１および第２の緑色ＬＥＤと、赤色ＬＥＤと、青色ＬＥＤを有する。

第１の緑色ＬＥＤの光軸は、第２の緑色ＬＥＤの光軸と直交しており、ダイクロイックミラーが、これら第１および第２の緑色ＬＥＤの光軸が交差する位置に設けられている。

第１の緑色ＬＥＤから出力された緑色の光ビームは、ダイクロイックミラーにて反射され、その反射光は緑用液晶パネルに照射される。第２の緑色ＬＥＤから出力された緑色の光ビームは、ダイクロイックミラーを透過し、その透過光は上記の緑用液晶パネルに照射される。第１および第２の緑色ＬＥＤはいずれも定格電流の２倍の電流で駆動される。

赤色ＬＥＤから出力された赤色の光ビームは、赤用液晶パネルに照射される。青色ＬＥＤから出力された青色の光ビームは、青用液晶パネルに照射される。赤色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤはいずれも定格電流で駆動される。

緑用液晶パネルを透過した光束は、赤用液晶パネルを透過した光束と直交し、さらに、その交点において、青用液晶パネルを透過した光束と直交している。クロスダイクロイックプリズムは、各光束が交差する位置に設けられている。

クロスダイクロイックプリズムは、赤用液晶パネルからの赤色画像光、緑用液晶パネルからの緑色画像光および青用液晶パネルからの青色画像光を合成する。クロスダイクロイックプリズムにて合成された画像光は、投射レンズによってスクリーン上に投射される。

上記の３板型プロジェクタでは、赤色ＬＥＤは１フレームの期間に渡って点灯され、赤色用輝度信号に基づく画像が赤用液晶パネルに表示される。これと同様に、青色ＬＥＤも１フレームの期間に渡って点灯され、青色用輝度信号に基づく画像が青用液晶パネルに表示される。

一方、第１の緑色ＬＥＤは、１フレームを構成する第１および第２のサブフレームのうち、第１のサブフレームの期間に渡って点灯され、第１の緑用輝度信号に基づく画像が緑用液晶パネルに表示される。また、第２の緑色ＬＥＤは、第２のサブフレームの期間に渡って点灯され、第２の緑用輝度信号に基づく画像が緑用液晶パネルに表示される。これにより、緑用液晶パネルでは、サブフレーム毎に、第１の緑用輝度信号に基づく第１の緑色画像と第２の緑用輝度信号に基づく第２の緑色画像が交互に表示される。

上記の制御によれば、１フレームの期間において、赤色、第１および第２の緑色、青色の４色の光により画像を表示させることができる。この場合の色再現範囲は、１フレームの期間に赤色、緑色、青色の３色の光により画像を表示させる場合よりも拡大する。

また、第１の緑色ＬＥＤは、定格電流の２倍の電流で駆動されるため、１フレームにおける第１のサブフレームと第２のサブフレームとの割合が５０：５０である場合、第１の緑色ＬＥＤを第１のサブフレームの期間に渡って点灯させた場合に得られる光量は、第１の緑色ＬＥＤを１フレームの期間に渡って定格電流で駆動させて点灯させた場合に得られる光量と概ね同じである。第２の緑色ＬＥＤについても、定格電流の２倍の電流で駆動されるので、第２の緑色ＬＥＤを１フレームの期間に渡って定格電流で駆動させて点灯させた場合に得られる光量と概ね同じ光量を得ることができる。よって、第１および第２の緑色ＬＥＤをサブフレーム毎に交互に点灯さることによる輝度の低下を招くことはない。

さらに、第１の緑色ＬＥＤから出力された第１の緑色の光ビームと第２の緑色ＬＥＤから出力された第２の緑色の光ビームとは、ダイクロイックミラーを介して、同一の光路で緑用液晶パネルに照射される。この構成によれば、第１および第２の緑色ＬＥＤのそれぞれの発光面積がエテンデューの制約により決まる面積範囲内であれば、第１および第２の緑色ＬＥＤから出力された第１および第２の緑色の光ビームのほとんどが投射光として利用される。

また、赤色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤについても、発光面積がエテンデューの制約決まる面積範囲内であれば、赤色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤから出力された赤色および青色の光ビームのほとんどが投射光として利用される。

特開２００４−３２５４７７号公報

一般に、ダイクロイックミラーのカットオフ波長は、透過率が５０％になる波長とされる。特許文献１に記載のプロジェクにおいて、第１の緑色ＬＥＤから出力された第１の緑色の光ビームを反射し、第２の緑色ＬＥＤから出力された第２の緑色の光ビームを透過するためには、ダイクロイックミラーのカットオフ波長は、第１の緑色ＬＥＤの発光波長以下の光を反射し、それ以外の光を透過するように設定される。

しかし、ダイクロイックミラーの分光透過特性を示す曲線の立ち上がり（カットオフを規定する部分）はある程度の傾きを有するため、カットオフ波長近傍の波長の光については、十分な透過率（または反射率）を得られない。例えば、第１の緑色ＬＥＤの発光波長とカットオフ波長の差が小さい場合は、第１の緑色ＬＥＤから出力された第１の緑色の光ビームの一部がダイクロイックミラーを透過するため、ダイクロイックミラーからの第１の緑色の光ビームの反射光量が低下する。また、第２の緑色ＬＥＤの発光波長とカットオフ波長の差が小さい場合は、第２の緑色ＬＥＤから出力された第２の緑色の光ビームの一部がダイクロイックミラーにより反射または吸収されてしまい、ダイクロイックミラーからの第２の緑色の光ビームの透過光量が低下する。

ダイクロイックミラーのカットオフ波長と第１および第２の緑色ＬＥＤの発光波長との差を大きくすることで、上記のダイクロイックミラーにおける光量低下の問題を回避することができる。しかし、この場合は、第１の緑色ＬＥＤの発光波長と第２の緑色ＬＥＤの発光波長との差が大きくなるので、投射画像に含まれる緑色の色純度が低下し、その結果、色再現性が低下する。

一方、第１の緑色ＬＥＤの発光波長と第２の緑色ＬＥＤの発光波長との差を小さくすることで、投射画像に含まれる緑色の色純度を高くすることができる。しかし、この場合は、上記のダイクロイックミラーにおける光量低下の問題を生じする。

上述のように、上記のダイクロイックミラーにおける光量低下の問題と、投射画像に含まれる緑色の色純度の低下の問題とは、トレードオフの関係にあり、特許文献１に記載のプロジェクでは、これらの問題を同時に解決することは困難である。

本発明の目的は、上記のダイクロイックミラーにおける光量低下の問題と投射画像に含まれる緑色の色純度の低下の問題を同時に解決することができ、色再現性に優れた高輝度の画像を表示することができるプロジェクタおよび画像表示方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一態様によるプロジェクタは、
それぞれが入射光を空間的に変調して画像を表示する第１乃至第３の表示素子と、
赤色の波長帯域にピーク波長を有する赤色光を出力する赤色光源を備え、該赤色光源から出力された前記赤色光が前記第１の表示素子に照射される第１の光源部と、
緑色の波長帯域にピーク波長を有する第１の緑色光を出力する第１の緑色光源を備え、該第１の緑色光源から出力された前記第１の緑色光が前記第２の表示素子に照射される第２の光源部と、
前記緑色の波長帯域にピーク波長を有する第２の緑色光を出力する第２の緑色光源と青色の波長帯域にピーク波長を有する青色光を出力する青色光源とを備え、該第２の緑色光源から出力された前記第２の緑色光と該青色光源から出力された前記青色光とが同一の光路で前記第３の表示素子に照射される第３の光源部と、
前記第１乃至第３の表示素子で表示された画像を合成する色合成手段と、
前記色合成手段で合成された画像を投射する投射レンズと、
入力映像信号に基づいて、前記第１乃至第３の表示素子の表示動作と、前記赤色光源、前記第１および第２の緑色光源および前記青色光源の点灯動作とを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
所定の期間において、前記赤色光源および第１の緑色光源を点灯させて、前記入力映像信号に基づく赤色画像を前記第１の表示素子に表示させるとともに前記入力映像信号に基づく緑色画像を前記第２の表示素子に表示させ、
前記所定の期間を所定の割合で分割した第１および第２の期間のうち、該第１の期間において、前記第２の緑色光源を点灯させて前記第３の表示素子に前記緑色画像を表示させ、前記第２の期間において、前記青色光源を点灯させて前記第３の表示素子に前記入力映像信号に基づく青色画像を表示させる。

本発明の別の態様によるプロジェクタは、
それぞれが入射光を空間的に変調して画像を表示する第１乃至第３の表示素子と、
青色の波長帯域にピーク波長を有する青色光を出力する青色光源を備え、該青色光源から出力された前記青色光が前記第１の表示素子に照射される第１の光源部と、
緑色の波長帯域にピーク波長を有する第１の緑色光を出力する第１の緑色光源を備え、該第１の緑色光源から出力された前記第１の緑色光が前記第２の表示素子に照射される第２の光源部と、
前記緑色の波長帯域にピーク波長を有する第２の緑色光を出力する第２の緑色光源および赤色の波長帯域にピーク波長を有する赤色光を出力する赤色光源を備え、該第２の緑色光源から出力された前記第２の緑色光と該赤色光源から出力された前記赤色光とが同一の光路で前記第３の表示素子に照射される第３の光源部と、
前記第１乃至第３の表示素子で表示された画像を合成する色合成手段と、
前記色合成手段で合成された画像を投射する投射レンズと、
入力映像信号に基づいて、前記第１乃至第３の表示素子の表示動作と、前記赤色光源、前記第１および第２の緑色光源および前記青色光源の点灯動作とを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
所定の期間において、前記青色光源および第１の緑色光源を点灯させて、前記入力映像信号に基づく青色画像を前記第１の表示素子に表示させるとともに前記入力映像信号に基づく緑色画像を前記第２の表示素子に表示させ、
前記所定の期間を所定の割合で分割した第１および第２の期間のうち、該第１の期間において、前記第２の緑色光源を点灯させて前記第３の表示素子に前記緑色画像を表示させ、前記第２の期間において、前記赤色光源を点灯させて前記第３の表示素子に前記入力映像信号に基づく赤色画像を表示させる。

本発明の一態様による画像表示方法は、
それぞれが入射光を空間的に変調して画像を表示する第１乃至第３の表示素子を備え、該第１乃至第３の表示素子に表示された画像が合成され、該合成した画像が投射されるプロジェクタにおいて行われる画像表示方法であって、
所定の期間に渡って赤色の波長帯域にピーク波長を有する赤色光を前記第１の表示素子に照射して、入力映像信号に基づく赤色画像を前記第１の表示素子に表示させ、
前記所定の期間に渡って緑色の波長帯域にピーク波長を有する第１の緑色光を前記第２の表示素子に照射して、前記入力映像信号に基づく緑色画像を前記第２の表示素子に表示させ、
前記所定の期間を所定の割合で分割した第１および第２の期間のうち、該第１の期間に渡って、前記緑色の波長帯域にピーク波長を有する第２の緑色光を前記第３の表示素子に照射して前記緑色画像を前記第３の表示素子に表示させるとともに、前記第２の期間に渡って、前記青色の波長帯域にピーク波長を有する青色光を前記第２の緑色光と同一の光路で前記第３の表示素子に照射して、前記入力映像信号に基づく青色画像を前記第３の表示素子に表示させる。

本発明の別の態様による画像表示方法は、
それぞれが入射光を空間的に変調して画像を表示する第１乃至第３の表示素子を備え、該第１乃至第３の表示素子に表示された画像が合成され、該合成した画像が投射されるプロジェクタにおいて行われる画像表示方法であって、
所定の期間に渡って青色の波長帯域にピーク波長を有する青色光を前記第１の表示素子に照射して、入力映像信号に基づく青色画像を前記第１の表示素子に表示させ、
前記所定の期間に渡って緑色の波長帯域にピーク波長を有する第１の緑色光を前記第２の表示素子に照射して、前記入力映像信号に基づく緑色画像を前記第２の表示素子に表示させ、
前記所定の期間を所定の割合で分割した第１および第２の期間のうち、該第１の期間に渡って、前記緑色の波長帯域にピーク波長を有する第２の緑色光を前記第３の表示素子に照射して前記緑色画像を前記第３の表示素子に表示させるとともに、前記第２の期間に渡って、前記赤色の波長帯域にピーク波長を有する赤色光を前記第２の緑色光と同一の光路で前記第３の表示素子に照射して、前記入力映像信号に基づく赤色画像を前記第３の表示素子に表示させる。

本発明の第１の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。 図２に示すプロジェクタのクロスダイクロイックプリズムの一例を示す模式図である。 図２に示すクロスダイクロイックプリズムの一方のダイクロイック膜のＰ偏光に対する分光反射特性を示す特性図である。 図２に示すクロスダイクロイックプリズムの一方のダイクロイック膜のＰ偏光に対する分光反射特性を示す特性図である。 図２に示すクロスダイクロイックプリズムの他方のダイクロイック膜のＰ偏光に対する分光反射特性を示す特性図である。 図２に示すクロスダイクロイックプリズムの他方のダイクロイック膜のＰ偏光に対する分光反射特性を示す特性図である。 図１に示すプロジェクタの制御系を含む構成を示すブロック図である。 図５に示す制御系による緑色光源および青色光源の点灯タイミングとそれら光源からの光が照射される液晶パネルの駆動タイミングを説明するための図である。 図５に示す制御系による赤色光源および別の緑色光源の点灯タイミングとそれら光源からの光が照射される液晶パネルの駆動タイミングを説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。 図８に示すプロジェクタのクロスダイクロイックプリズムの一例を示す模式図である。 図８に示すプロジェクタの制御系による緑色光源および赤色光源の点灯タイミングとそれら光源からの光が照射される液晶パネルの駆動タイミングを説明するための図である。 図８に示すプロジェクタの制御系による青色光源および別の緑色光源の点灯タイミングとそれら光源からの光が照射される液晶パネルの駆動タイミングを説明するための図である。 本発明の第３の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。 本発明の第４の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。 本発明の第５の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。 蛍光体を用いた光源の一例を示す模式図である。

１１〜１３ 照明光学系
１０１ 赤色光源
１０２、１０３ 緑色光源
１０４ 青色光源
１１１〜１１３ 液晶パネル
１１４ クロスダイクロイックプリズム
１１５ 投射レンズ

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。

図１を参照すると、本実施形態のプロジェクタは、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３、青色光源１０４、照明光学系１１〜１３、液晶パネル１１１〜１１３、クロスダイクロイックプリズム１１４および投射レンズ１１５を有する。

赤色光源１０１は、赤色の波長帯域にピーク波長を有する固体光源であり、例えば、発光色が赤色である、ＬＥＤや半導体レーザよりなる。青色光源１０４は、青色の波長帯域にピーク波長を有する固体光源であり、例えば、発光色が青色である、ＬＥＤや半導体レーザよりなる。

緑色光源１０２、１０３は、緑色の波長帯域にピーク波長を有する固体光源であり、例えば、発光色が緑色である、ＬＥＤや半導体レーザよりなる。緑色光源１０２、１０３のピーク波長は同じである。ただし、ＬＥＤなどでは、製造上の問題として、ピーク波長が±１０〜２０ｎｍ程度ばらつくことが知られているので、この製造上のばらつきの範囲内であれば、ピーク波長が実質的に同じものであるとする。以降の説明において、ピーク波長（または発光波長ともいう）が同じであるとは、ピーク波長が完全に一致すること、および、製造上のばらつきの範囲内のピーク波長が実質的に同じであることを含む。

赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４のそれぞれの発光面積は、エテンデューの制約を満たす面積範囲内の最大面積とする。

赤色光源１０１から出力された赤色光ビームは、照明光学系１１に入射する。照明光学系１１は、照明レンズ１０５、１０９、１１０と、フライアイインテグレータ１０６、１０７と、偏光変換素子１０８とを有する。赤色光源１０１からの赤色光ビームの進行方向に、照明レンズ１０５、フライアイインテグレータ１０６、１０７、偏光変換素子１０８、照明レンズ１０９、１１０がこの順番で配置されている。

フライアイインテグレータ１０６、１０７は、赤色光源１０１からの赤色光ビームで液晶パネル１１１を均一に照明するためのものであって、それぞれ複数のフライアイレンズから構成されている。フライアイインテグレータ１０６の各フライアイレンズは、フライアイレンズ１０７の各フライアイレンズと一対一で対応している。赤色光源１０１からの赤色光ビームは、フライアイインテグレータ１０６によって複数の光束に分割され、分割された複数の光束は、フライアイインテグレータ１０７によって１つの光束となるように重ねられる。

偏光変換素子１０８は、面内方向に複数の領域に区画されており、各領域に、フライアイインテグレータ１０７からの光束が入射する。各領域は、第１および第２のプリズムよりなる。第１および第２のプリズムのそれぞれは、２つの直角プリズムを貼り合わせた直方体形状のプリズムである。

第１のプリズムは、２つの直角プリズムの貼り合わせた面に、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光分離膜が形成されており、フライアイインテグレータ１０６、１０７からの分割された光束がその偏光分離膜に対して略４５度の入射角で入射するように構成されている。偏光分離膜を透過したＰ偏光の進行方向に位置する面が射出面であり、この射出面よりＰ偏光の光を出射する。

第２のプリズムは、２つの直角プリズムの貼り合わせた面に反射膜が形成されており、第１のプリズムの偏光分離膜で反射されたＳ偏光の光がその反射膜に略４５度の入射角で入射するように構成されている。反射膜で反射された光の進行方向に位置する面が射出面であり、この射出面に、Ｓ偏光をＰ偏光に変換するための位相差板が設けられている。

第１のプリズムから射出したＰ偏光の光と、第２のプリズムから射出したＰ偏光の光とは同じ方向に進行する。

偏光変換素子１０８からの偏光方向が全て揃った光束（Ｐ偏光）は、照明レンズ１０９、１１０を介して液晶パネル１１１に照射される。

緑色光源１０２から出力された緑色光ビームは、照明光学系１２に入射する。照明光学系１２も、照明光学系１１と同じ構成であり、照明レンズ１０５、１０９、１１０と、フライアイインテグレータ１０６、１０７と、偏光変換素子１０８とを有する。ただし、第１および第２のプリズムから射出する光束の偏光が照明光学系１２からＳ偏光の緑色光ビームが出射されるように設定されており、この点が、照明光学系１１と異なる。

緑色光源１０３から出力された緑色光ビームおよび青色光源１０４から出力された青色光ビームはそれぞれ異なる方向から照明光学系１３に入射する。

照明光学系１３は、緑色光源１０３からの緑色光ビームが入射する第１の光学系と、青色光源１０４からの青色光ビームが入射する第２の光学系と、ダイクロイックミラー１１６と、照明レンズ１１０とを有する。

第１および第２の光学系は、基本的に同じ構成であって、入射した光ビームの進行方向に、照明レンズ１０５、フライアイインテグレータ１０６、１０７、偏光変換素子１０８、照明レンズ１０９、１１０がこの順番で配置されている。ここでは、第１の光学系からＰ偏光の緑色光ビームが出射され、第２の光学系からもＰ偏光の青色光ビームが出射される。

第１の光学系の光軸は、第２の光学系の光軸と直交しており、ダイクロイックミラー１１６は、第１および第２の光学系の光軸が交差する位置に設けられている。ダイクロイックミラー１１６は、第１の光学系からのＰ偏光の緑色光ビームを反射し、第２の光学系からのＰ偏光の青色光ビームを透過する特性を有する。

ダイクロイックミラー１１６で反射されたＰ偏光の緑色光ビームとダイクロイックミラー１１６を透過したＰ偏光の青色光ビームは、同一の光路で、照明レンズ１１０に入射する。

照明光学系１１〜１３の各光軸は同一平面に平行である。照明光学系１２の光軸は、照明光学系１１の光軸と直交しており、その交点において、さらに、照明光学系１３の光軸と直交している。照明光学系１１〜１３の各光軸は、出力された光ビームの中心光線が通る経路に対応する。

クロスダイクロイックプリズム１１４は、照明光学系１１〜１３の各光軸が交差する位置に配置されている。

液晶パネル１１１は、前後に偏光板（不図示）を備えており照明光学系１１とクロスダイクロイックプリズム１１４の間に配置されており、入力された駆動信号に従って、照明光学系１１から出力されたＰ偏光の赤色光ビームを空間的に変調する。

液晶パネル１１２は、前後に偏光板（不図示）を備えており照明光学系１２とクロスダイクロイックプリズム１１４の間に配置されており、入力された駆動信号に従って、照明光学系１２から出力されたＳ偏光の緑色光ビームを空間的に変調する。

液晶パネル１１３は、前後に偏光板（不図示）を備えており照明光学系１３とクロスダイクロイックプリズム１１４の間に配置されており、入力された駆動信号に従って、照明光学系１３から出力されたＰ偏光の緑色または青色の光ビームを空間的に変調する。

クロスダイクロイックプリズム１１４は、液晶パネル１１１〜１１３からの各色の画像光を合成する色合成手段である。

クロスダイクロイックプリズム１１４は、図２に示すように、直角を成す面が互いに接合された４つの直角プリズム１１４ａ〜１１４ｄからなる。

直角プリズム１１４ａ、１１４ｂの接合面と直角プリズム１１４ｃ、１１４ｄの接合面により一様な第１の平面が形成されており、この第１の平面に、ダイクロイック膜１ａが形成されている。直角プリズム１１４ａ、１１４ｄの接合面と直角プリズム１１４ｂ、１１４ｃの接合面により、第１の平面と交差する一様な第２の平面が形成されており、この第２の平面に、ダイクロイック膜１ｂが形成される。

液晶パネル１１１を通過したＳ偏光の赤色光ビームは、ダイクロイック膜１ａの一方の面に略４５度の入射角で入射し、液晶パネル１１２を通過したＰ偏光の緑色光ビームは、ダイクロイック膜１ａの他方の面に略４５度の入射角で入射する。液晶パネル１１２を通過したＰ偏光の緑色光ビームは、ダイクロイック膜１ｂの一方の面に略４５度の入射角で入射し、液晶パネル１１３を通過したＳ偏光の緑色または青色の光ビームは、ダイクロイック膜１ｂの他方の面に略４５度の入射角で入射する。

ダイクロイック膜１ａは、液晶パネル１１１からのＳ偏光の赤色光ビームを反射し、液晶パネル１１２からのＰ偏光の緑色光ビームを透過する特性を有する。

図３Ａに、ダイクロイック膜１ａのＰ偏光に対する分光反射特性を示す。図３Ａにおいて、実線はＰ偏光に対する分光反射特性を示し、破線は緑色ＬＥＤ１０２、１０３の発光スペクトラムを示す。

カットオフ波長を透過率が５０％になる波長と定義する。Ｐ偏光で入射する光に対するダイクロイック膜１ａのカットオフ波長は、赤色の波長域以上の光を反射し、それ以外の波長域（緑色および青色の波長域を含む）の光を透過するように設定されている。

図３Ｂに、ダイクロイック膜１ａのＳ偏光に対する分光反射特性を示す。図３Ｂにおいて、実線はＳ偏光に対する分光反射特性を示し、破線は緑色ＬＥＤ１０２、１０３の発光スペクトラムを示す。

図３Ａに示した特性と同様、Ｓ偏光で入射する光に対するダイクロイック膜１ａのカットオフ波長も、赤色の波長域以上の光を反射し、それ以外の波長域（緑色および青色の波長域を含む）の光を透過するように設定されている。

ダイクロイック膜１ｂは、液晶パネル１１３からのＳ偏光の緑色または青色の光ビームを反射し、液晶パネル１１２からのＰ偏光の緑色光ビームを透過する特性を有する。

図４Ａに、ダイクロイック膜１ｂのＰ偏光に対する分光反射特性を示す。図４Ａにおいて、実線はＰ偏光に対する分光反射特性を示し、破線は緑色ＬＥＤ１０２、１０３の発光スペクトラムを示す。

Ｐ偏光で入射する光に対するダイクロイック膜１ｂのカットオフ波長は、青色の波長域以下の光を反射し、それ以外の波長域（緑色および赤色の波長域を含む）の光を透過するように設定されている。

図４Ｂに、ダイクロイック膜１ｂのＳ偏光に対する分光反射特性を示す。図４Ｂにおいて、実線はＳ偏光に対する分光反射特性を示し、破線は緑色ＬＥＤ１０２、１０３の発光スペクトラムを示す。

Ｓ偏光で入射する光に対するダイクロイック膜１ｂのカットオフ波長は、緑色の波長域以下の光を反射し、それ以外の波長域（赤色の波長域を含む）の光を透過するように設定されている。

図３Ａおよび図３Ｂに示した分光反射特性を有するダイクロイック膜１ａおよび図４Ａおよび図４Ｂに示した分光反射特性を有するダイクロイック膜１ｂはいずれも、誘電体多層膜より形成することができる。この場合、カットオフ波長の設定は、誘電体多層膜の材料、積層数、膜厚、屈折率などにより調整することができる。

図２に示したクロスダイクロイックプリズム１１４において、直角プリズム１１４ａの斜面が出射面である。液晶パネル１１１からの赤色の画像光はダイクロイック膜１ａで反射され、その反射された画像光は出射面より出射される。液晶パネル１１２からの緑色の画像光はダイクロイック膜１ａ、１ｂを透過し、その透過した画像光は出射面より出射される。液晶パネル１１３からの緑色または青色の画像光はダイクロイック膜１ｂで反射され、その反射された画像光は出射面より出射される。こうして、クロスダイクロイックプリズム１１４の出射面からは、赤色、青色、緑色の画像光を合成した画像光が出射される。

投射レンズ１１５は、クロスダイクロイックプリズム１１４の出射面と対向する位置に配置されている。投射レンズ１１５は、クロスダイクロイックプリズム１１４の出射面より出射された画像光を外部スクリーン上に投射する。外部スクリーンは、専用スクリーンであっても、壁などの構造体であってもよい。

次に、本実施形態のプロジェクタの制御系の構成について説明する。

図５に、その制御系の構成を示す。図５には、説明を簡略化するため、照明系を省いた概念的なブロック図が記載されている。

図５を参照すると、制御系は、光源駆動部２０１、制御部２０２、および液晶駆動部２０３を有する。

制御部２０２は、液晶パネル１１１〜１１３のそれぞれの駆動タイミングを示す駆動タイミング信号を液晶駆動部２０３に供給する。制御部２０２は、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４の点灯タイミングを示す点灯タイミング信号を光源駆動部２０１に供給する。

光源駆動部２０１は、制御部２０２からの点灯タイミング信号に従って、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４の点灯および消灯を個別に制御する。

液晶駆動部２０３は、外部映像供給装置から入力された映像信号と制御部２０２からの駆動タイミング信号に基づいて、３つの液晶パネル１１１〜１１３を個別に駆動する。外部映像供給装置は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。

図６に、緑色光源１０３および青色光源１０４の点灯タイミングと液晶パネル１１３の駆動タイミングを示す。

図６を参照すると、１フレームは第１および第２のサブフレームからなる。この例では、第１および第２のサブフレームは同じ長さである。例えば、フレーム周期は６０Ｈｚであり、サブフレーム周期は１２０Ｈｚである。

第１のサブフレームの期間において、光源駆動部２０１は、青色光源１０４を点灯状態とするとともに緑色光源１０３を消灯状態とし、液晶駆動部２０３は、入力映像信号から得られた青色映像信号に基づく画像を液晶パネル１１３に表示させる。この場合、液晶パネル１１３には、青色画像が表示される。

第２のサブフレームの期間において、光源駆動部２０１は、青色光源１０４を消灯状態とするとともに緑色光源１０３を点灯状態とし、液晶駆動部２０３は、入力映像信号から得られた緑色映像信号に基づく画像を液晶パネル１１３に表示させる。この場合、液晶パネル１１３には、緑色画像が表示される。

図６に示した動作によれば、液晶パネル１１３には、青色映像信号に基づく画像と緑色映像信号に基づく画像とが時分割で表示される。そして、青色映像信号に基づく画像が液晶パネル１１３に表示されている期間は、青色光源１０４のみが点灯し、緑色映像信号に基づく画像が液晶パネル１１３に表示されている期間は、緑色光源１０３のみが点灯する。このようにして、液晶パネル１１３は、サブフレーム毎に、青色画像と緑色画像を交互に表示する。

図７に、赤色光源１０１および緑色光源１０２の点灯タイミングと液晶パネル１１１、１１２の駆動タイミングを示す。

図７を参照すると、１フレームの期間において、光源駆動部２０１は、赤色光源１０１を点灯状態とし、液晶駆動部２０３は、入力映像信号から得られた赤色映像信号に基づく画像を液晶パネル１１１に表示させる。この場合、液晶パネル１１１には、赤色画像が表示される。

同様に、１フレームの期間において、光源駆動部２０１は、緑色光源１０２を点灯状態とし、液晶駆動部２０３は、入力映像信号から得られた緑色映像信号に基づく画像を液晶パネル１１２に表示させる。この場合、液晶パネル１１２には、緑色画像が表示される。

図７に示した動作によれば、赤色光源１０１および緑色光源１０２はともに、１フレームの期間に渡って点灯され、赤色映像信号に基づく赤色画像が液晶パネル１１１に表示され、緑色映像信号に基づく緑色画像が液晶パネル１１２に表示される。

本実施形態によれば、図６および図７に示したように、入力映像信号のｎ番目のフレームにおいて、液晶パネル１１３では、ｎ番目のフレームの映像信号から得られた青色画像および緑色画像が時分割で表示され、液晶パネル１１１では、ｎ番目のフレームの映像信号から得られた赤色画像が表示され、液晶パネル１１２では、ｎ番目のフレームの映像信号から得られた緑色画像が表示される。すなわち、ｎ番目のフレームにおける投射画像は、液晶パネル１１３にて時分割で表示された緑色画像および青色画像と、液晶パネル１１１にて表示された赤色画像と、液晶パネル１１２にて表示された緑色画像とを含む。

上述した本実施形態のプロジェクタによれば、望ましい混色比率で三原色を合成でき、ホワイトバランスに優れた白色光が得られるという効果を奏する。

以下、上記効果について具体的に説明する。

比較例として、図１に示した構成において、緑色光源１０３と、照明光学系１３の第１の光学系と、ダイクロイックミラー１１とを削除し、照明光学系１３からの青色の光ビームが液晶パネル１１３に照射される構成を考える。

上記の比較例において、赤色光源１０１、緑色光源１０２および青色光源１０４をそれぞれ定格電流で駆動した場合、クロスダイクロイックプリズム１１４で合成された画像光の色度は標準イルミナントＤ６５の白色色度から青紫色の方向に大きくずれることになる。この原因は、望ましい白色色度を得るための光量比率に対して、緑色光源１０２の光出力が相対的に弱く、青色光源１０４の光出力が相対的に強いことにある。

一方、上述した本実施形態のプロジェクタによれば、発光波長が緑色光源１０２と同じ緑色光源１０３を追加しているので、１フレームの期間において、投射画像に含まれる緑色の光量は、緑色光源１０３からの緑色の光の分だけ増大する。

緑色光源１０２は１フレームの期間に渡って点灯されるが、緑色光源１０３は、１フレームの半分であるサブフレームの期間に渡って点灯される。緑色光源１０２、１０３をともに定格電流で駆動した場合、１フレームの期間における投射画像に含まれる緑色光源１０３の光量は、緑色光源１０２の光量の約半分となる。よって、緑色光源１０３を追加したことによる緑色の光量の増大は、緑色光源１０２のみを１フレームの期間に渡って駆動した場合に比べて約１．５倍だけ増大する。

１．５倍に増大した緑色の光量を基準にして、最適なホワイトバランスとなるように、赤色光源１０１および青色光源１０４の光量を設定する。

上記の場合、赤色光源１０１は、緑色光源１０２のみを定格電流で駆動して最適なホワイトバランスとなるように設定した場合よりも大きな電流で駆動されることになる。

一方、青色光源１０４は、１フレームの半分であるサブフレームの期間に渡って点灯される。この場合の１フレームの期間における投射画像に含まれる青色光源１０４の光量は、青色光源１０４を１フレームの期間に渡って駆動した場合の光量の約半分となる。したがって、青色光源１０４は、より大きな電流（例えば定格電流の２倍の電流）で駆動することになる。

赤色光源１０１および青色光源１０４の駆動電流が増大すると、１フレームの期間における投射画像に含まれる赤色および青色の光量も増大する。

上記のように、本実施形態の照明装置によれば、１フレームの期間における投射画像に含まれる赤色、緑色および青色の各色の光量を増大することができるので、投射画像の輝度を高くすることができる。

また、緑色光源１０３の発光波長と青色光源１０４の発光波長の差は十分に大きいので、特許文献１に記載されたプロジェクタの課題として説明したような、ダイクロイックミラー１１６における光量低下の問題は生じない。

さらに、緑色光源１０２、１０３の発光波長は略同じであるので、特許文献１に記載されたプロジェクタの課題として説明した、投射画像に含まれる緑色の光の色純度が低下する問題は生じない。

さらに、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４の発光面積はいずれも、エテンデューの制約を満たす。よって、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４のそれぞれから出力された各色の光ビームのほとんどを投射光として利用することができる。

また、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４の駆動電流を適切に設定することで、投射画像に含まれる赤色、緑色および青色の各色の光量比率を最適なホワイトバランスとなるように設定することができる。赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４のうち、駆動電流が定格電流を超えるものにつては、光源の動作を安定させるために、ファン等の冷却手段を設けてもよい。

さらに、液晶パネル１１３では、青色画像と緑色画像が時分割で表示されるので、青色画像に緑色が混ざることがなく、投射画像における青色の色再現性が低下することもない。

以下、上記の緑色が混ざることによる青色の色再現性の問題およびその解決手法について、具体的に説明する。

比較例として、図１に示した構成において、緑色光源１０３および青色光源１０４をともに１フレームの期間に渡って点灯させて、青色映像信号に基づく画像を液晶パネル１１３に表示させるように制御することを考える。

上記の比較例によれば、緑色光源１０３を１フレームの期間に渡って点灯させるので、投射画像に含まれる緑色の光の光量を本実施形態のものよりも増大させることができる。

しかし、液晶パネル１１３は、緑色が混ざった青色画像を表示するので、投射画像における青色の色再現性が低下する。

これに対して、本実施形態のプロジェクタでは、液晶パネル１１３は、青色画像と緑色画像を時分割で表示するので、青色画像に緑色が混ざることはない。

また、本実施形態のプロジェクタは、以下に記載するような効果をさらに有する。

例えば、赤色ＬＥＤからの赤色光ビームが赤用液晶パネルに照射され、緑色ＬＥＤからの緑色光ビームが緑用液晶パネルに照射され、青色ＬＥＤからの青色光ビームが青用液晶パネルに照射されるプロジェクタにおいて、高輝度化を図るためには、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤをそれぞれ定格電流で駆動することが望ましい。

しかし、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤをそれぞれ定格電流で駆動した場合の明るさの比は、例えば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１６８ｌｍ：７３５ｌｍ：１６８ｌｍであり、これは、最適なホワイトバランスの光量比率であるＲ：Ｇ：Ｂ＝０．３５：１．０：０．０７の条件を満たさない。ここで、最適なホワイトバランスの光量比率とは、標準イルミナントＤ６５の白色色度を得られる光量比率である。

上記のことから、通常は、定格電流で駆動した緑色ＬＥＤの光量を基準にして、最適なホワイトバランスとなるように、青色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤの光量を設定する。この場合、光量比率は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２５７ｌｍ：７３５ｌｍ：５１ｍである。このような光量比率においては、青色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤは定格電流よりも小さい電流で駆動されるため、光出力性能を十分に発揮できず、その分、投射画像の輝度が低いものとなっている。

これに対して、本実施形態のプロジェクタによれば、２個の緑色光源１０２、１０３が用いられたことで、投射画像に含まれる緑色の光の光量は、１個の緑色光源が用いられた場合に比べて増大する。この場合、２個の緑色光源１０２、１０３をそれぞれ定格電流で駆動した場合の、投射画像に含まれる緑色の光量を基準にして、最適なホワイトバランスとなるように、赤色光源１０１および青色光源１０４のそれぞれの光量を設定すれば、赤色光源１０１および青色光源１０４はいずれも、１個の緑色光源を定格電流で駆動して最適なホワイトバランスとなるように設定した場合よりも大きな電流で駆動されることになる。したがって、赤色光源１０１および青色光源１０４については、駆動電流が増大したことにより、光出力性能をさらに発揮させることができ、その結果、投射画像の輝度を増大することができる。

本実施形態のプロジェクタにおいて、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４の点灯制御は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）またはＣＷ（Continuous Wave）変調により行われてもよい。

液晶パネル１１３は、倍速駆動方式による駆動が行われてもよい。

液晶パネル１１１〜１１３として、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）やＤＬＰ（Digital Light Processing）を用いてもよい。

ＬＣＯＳは、駆動回路と画素電極がシリコン基板と、これに対向する透明基板の間に液晶が挟み込まれた構造を有し、透明基板および液晶層を透過した光が画素電極にて反射される。ＤＬＰ（テキサス・インツルメンツ社の登録商標）は、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた映像表示システムである。

第１および第２のサブフレームの割合は５０：５０に限定されるものではなく、適宜に設定可能である。例えば、第１および第２のサブフレームの割合は、最適なホワイトバランス（Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．３５：１．０：０．０７）を得ることができ、かつ、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４のそれぞれを定格電流で駆動できるような条件を満たすように設定することが望ましい。赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４のそれぞれを定格電流で駆動できれば、冷却手段なしで、各光源の動作を安定させることができる。

図１に示した構成において、Ｓ偏光とＰ偏光の関係を逆にしてもよい。この場合は、クロスダイクロイックプリズム１１４のダイクロイック膜１ａ、１ｂ、ダイクロイックミラー１１６の分光透過特性、偏光変換素子１０８の偏光分離膜などを、Ｓ偏光とＰ偏光の関係に合わせて変更する必要がある。

（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。

本実施形態のプロジェクタは、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３、青色光源１０４、照明光学系７１〜７３、液晶パネル１１１〜１１３、クロスダイクロイックプリズム１１４および投射レンズ１１５を有する。

赤色光源１０１、緑色光源１０２、青色光源１０４、液晶パネル１１１〜１１３、クロスダイクロイックプリズム１１４および投射レンズ１１５は、第１の実施形態のものと同じである。

緑色光源１０３は、第１の実施形態のものと同じであるが、液晶パネル１１１の光源として用いられている。

赤色光源１０１から出力された赤色光ビームおよび緑色光源１０３から出力された緑色光ビームはそれぞれ異なる方向から照明光学系７１に入射する。

照明光学系７１は、赤色光源１０１から出力された赤色光ビームが入射する第１の光学系と、緑色光源１０３からの緑色光ビームが入射する第２の光学系と、ダイクロイックミラー７０１と、照明レンズ１１０とを有する。

第１および第２の光学系は、基本的に同じ構成であって、入射した光ビームの進行方向に、照明レンズ１０５、フライアイインテグレータ１０６、１０７、偏光変換素子１０８、照明レンズ１０９がこの順番で配置されている。フライアイインテグレータ１０６、１０７、偏光変換素子１０８および照明レンズ１０５、１０９、１１０は、第１の実施形態で説明した照明光学系１１のものと同じである。

第１の光学系の光軸は、第２の光学系の光軸と直交しており、ダイクロイックミラー７０１は、第１および第２の光学系の光軸が交差する位置に設けられている。ダイクロイックミラー７０１は、第１の光学系からのＰ偏光の赤色光ビームを透過し、第２の光学系からのＰ偏光の緑色光ビームを反射する特性を有する。

ダイクロイックミラー７０１を透過したＰ偏光の赤色光ビームとダイクロイックミラー７０１で反射されたＰ偏光の緑色光ビームは、同一の光路で、照明レンズ１１０に入射する。

緑色光源１０２から出力された緑色光ビームは、照明光学系７２に入射する。照明光学系１２は、入射した光ビームの進行方向に、照明レンズ１０５、フライアイインテグレータ１０６、１０７、偏光変換素子１０８、照明レンズ１０９、１１０がこの順番で配置されている。フライアイインテグレータ１０６、１０７、偏光変換素子１０８および照明レンズ１０５、１０９、１１０は、第１の実施形態で説明した照明光学系１２のものと同じである。

青色光源１０４から出力された青色光ビームは、照明光学系１３に入射する。照明光学系１２は、入射した光ビームの進行方向に、照明レンズ１０５、フライアイインテグレータ１０６、１０７、偏光変換素子１０８、照明レンズ１０９、１１０がこの順番で配置されている。フライアイインテグレータ１０６、１０７、偏光変換素子１０８および照明レンズ１０５、１０９、１１０は、第１の実施形態で説明した照明光学系１１のものと同じである。

照明光学系７１〜７３の各光軸は同一平面に平行である。照明光学系７２の光軸は、照明光学系７１の光軸と直交しており、その交点において、さらに、照明光学系７３の光軸と直交している。照明光学系７１〜７３の各光軸は、出力された光ビームの中心光線が通る経路に対応する。

クロスダイクロイックプリズム１１４は、照明光学系７１〜７３の各光軸が交差する位置に配置されている。クロスダイクロイックプリズム１１４は、図２に示した４つの直角プリズム１１４ａ〜１１４ｄからなるが、図９に示すように、ダイクロイック膜１ａ、１ｂの代わりにダイクロイック膜２ａ、２ｂを有する。

Ｐ偏光で入射する光に対するダイクロイック膜２ａのカットオフ波長は、赤色の波長域以上の光を反射し、それ以外の波長域（緑色および青色の波長域を含む）の光を透過するように設定されている。Ｓ偏光で入射する光に対するダイクロイック膜２ａのカットオフ波長は、緑色の波長域以上の光を反射し、それ以外の波長域（青色の波長域を含む）の光を透過するように設定されている。

Ｐ偏光で入射する光に対するダイクロイック膜２ｂのカットオフ波長は、青色の波長域以下の光を反射し、それ以外の波長域（緑色および赤色の波長域を含む）の光を透過するように設定されている。Ｓ偏光で入射する光に対するダイクロイック膜２ｂのカットオフ波長は、青色の波長域以下の光を反射し、それ以外の波長域（緑色および赤色の波長域を含む）の光を透過するように設定されている。

ダイクロイック膜２ａ、２ｂはいずれも、誘電体多層膜より形成することができる。この場合、カットオフ波長の設定は、誘電体多層膜の材料、積層数、膜厚、屈折率などにより調整することができる。

次に、本実施形態のプロジェクタの制御系の構成について説明する。

本実施形態のプロジェクタの制御系は、図５に示した制御系と同じ構成であるが、光源駆動部２０１および液晶駆動部２０３による制御が、第１の実施形態の場合と異なる。

図１０に、赤色光源１０１および緑色光源１０３の点灯タイミングと液晶パネル１１１の駆動タイミングを示す。

図１０を参照すると、１フレームは第１および第２のサブフレームからなる。この例では、第１および第２のサブフレームは同じ長さである。例えば、フレーム周期は６０Ｈｚであり、サブフレーム周期は１２０Ｈｚである。

第１のサブフレームの期間において、光源駆動部２０１は、赤色光源１０１を点灯状態とするとともに緑色光源１０３を消灯状態とし、液晶駆動部２０３は、入力映像信号から得られた赤色映像信号に基づく画像を液晶パネル１１１に表示させる。この場合、赤色画像が液晶パネル１１１に表示される。

第２のサブフレームの期間において、光源駆動部２０１は、赤色光源１０１を消灯状態とするとともに緑色光源１０３を点灯状態とし、液晶駆動部２０３は、入力映像信号から得られた緑色映像信号に基づく画像を液晶パネル１１１に表示させる。この場合、緑色画像が液晶パネル１１１に表示される。

図１０に示した動作によれば、液晶パネル１１１には、赤色映像信号に基づく画像と緑色映像信号に基づく画像とが時分割で表示される。そして、赤色映像信号に基づく画像が液晶パネル１１１に表示されている期間は、赤色光源１０１のみが点灯し、緑色映像信号に基づく画像が液晶パネル１１１に表示されている期間は、緑色光源１０３のみが点灯する。このようにして、液晶パネル１１１は、サブフレーム毎に、赤色画像と緑色画像を交互に表示する。

図１１に、緑色光源１０２および青色光源１０４の点灯タイミングと液晶パネル１１２、１１３の駆動タイミングを示す。

図１１を参照すると、１フレームの期間において、光源駆動部２０１は、緑色光源１０２を点灯状態とし、液晶駆動部２０３は、入力映像信号から得られた緑色映像信号に基づく画像を液晶パネル１１２に表示させる。この場合、緑色画像が液晶パネル１１２に表示される。

同様に、１フレームの期間において、光源駆動部２０１は、青色光源１０４を点灯状態とし、液晶駆動部２０３は、入力映像信号から得られた青色映像信号に基づく画像を液晶パネル１１３に表示させる。この場合、青色画像が液晶パネル１１３に表示される。

図１１に示した動作によれば、緑色光源１０２および青色光源１０４はともに、１フレームの期間に渡って点灯され、緑色映像信号に基づく緑色画像が液晶パネル１１２に表示され、青色映像信号に基づく青色画像が液晶パネル１１３に表示される。

本実施形態によれば、図１０および図１１に示したように、入力映像信号のｎ番目のフレームにおいて、液晶パネル１１１では、ｎ番目のフレームの映像信号から得られた赤色画像および緑色画像が時分割で表示され、液晶パネル１１２では、ｎ番目のフレームの映像信号から得られた緑色画像が表示され、液晶パネル１１３では、ｎ番目のフレームの映像信号から得られた青色画像が表示される。すなわち、ｎ番目のフレームにおける投射画像は、液晶パネル１１１にて時分割で表示された赤色画像および緑色画像と、液晶パネル１１２にて表示された緑色画像と、液晶パネル１１３にて表示された青色画像とを含む。

本実施形態のプロジェクタによれば、第１の実施形態の場合と同様、発光波長が緑色光源１０２と同じ緑色光源１０３を追加しているので、１フレームの期間における投射画像に含まれる緑色の光量は、緑色光源１０２のみを１フレームの期間に渡って駆動した場合に比べて約１．５倍だけ増大する。

１．５倍に増大した緑色の光量を基準にして、最適なホワイトバランスとなるように、赤色光源１０１および青色光源１０４の光量を設定する。

上記の場合、青色光源１０４は、緑色光源１０２のみを定格電流で駆動して最適なホワイトバランスとなるように設定した場合よりも大きな電流で駆動されることになる。

一方、赤色光源１０１は、１フレームの半分であるサブフレームの期間に渡って点灯される。この場合の１フレームの期間における投射画像に含まれる赤色光源１０１の光量は、赤色光源１０１を１フレームの期間に渡って駆動した場合の光量の約半分となる。したがって、赤色光源１０１は、より大きな電流（例えば定格電流の２倍の電流）で駆動することになる。

赤色光源１０１および青色光源１０４の駆動電流が増大すると、１フレームの期間における投射画像に含まれる赤色および青色の光量も増大する。

上記のように、本実施形態の照明装置においても、１フレームの期間における投射画像に含まれる赤色、緑色および青色の各色の光量を増大することができるので、投射画像の輝度を高くすることができる。

また、投射画像に含まれる赤色、緑色および青色の各色の光量比率も、最適なホワイトバランスとなるように設定される。さらに、液晶パネル１１１では、赤色画像と緑色画像が時分割で表示されるので、赤色画像に緑色が混ざることがなく、投射画像における赤色の色再現性が低下するもない。このように、各色の光源自体が持つ色純度の高い光を用いて、最適なホワイトバランスで画像が表示されるので、非常に明るく、色再現性の優れた画像を得ることができる。

その他の効果については、第１の実施形態で述べたとおりである。

本実施形態のプロジェクタにおいて、第１の実施形態で説明した変形を全て適用することができる。

（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。

本実施形態のプロジェクタは、光源８１〜８３、導光部８４ａ〜８４ｃ、照明レンズ８５ａ〜８５ｃ、８６ａ〜８６ｃ、液晶パネル１１１〜１１３、クロスダイクロイックプリズム１１４および投射レンズ１１５を有する。

液晶パネル１１１〜１１３、クロスダイクロイックプリズム１１４および投射レンズ１１５は、第１の実施形態のものと同じである。

光源８１〜８３は、複数の半導体チップからなるマルチチップタイプの固体光源である。マルチチップタイプの固体光源としては、ＬＥＤや半導体レーザがある。

光源８１は、４つのチップ部８１ａ〜８１ｄを有する。チップ部８１ａ〜８１ｄは、個別に制御可能なものであって、それぞれ赤色の光（Ｐ偏光）を出力する。チップ部８１ａ〜８１ｄの発光面（図１２に示す方形の領域）全体の面積は、エテンデューの制約を満たす面積範囲内の最大面積とされている。

光源８２は、４つのチップ部８２ａ〜８２ｄを有する。チップ部８２ａ〜８２ｄは、個別に制御可能なものであって、それぞれ緑色の光（Ｓ偏光）を出力する。チップ部８２ａ〜８２ｄの発光面（図１２に示す方形の領域）全体の面積も、エテンデューの制約を満たす面積範囲内の最大面積とされている。

光源８３は、４つのチップ部８３ａ〜８３ｄを有する。チップ部８３ａ、８３ｄは、個別に制御可能なものであって、それぞれ青色の光（Ｐ偏光）を出力する。チップ部８３ｂ、８３ｃは、個別に制御可能なものであって、それぞれ緑色の光（Ｐ偏光）を出力する。チップ部８３ａ〜８３ｄの発光面（図１２に示す方形の領域）全体の面積も、エテンデューの制約を満たす面積範囲内の最大面積とされている。

チップ部８１ａ〜８１ｄのピーク波長は同じである。チップ部８２ａ〜８２ｄ、８３ｂ、８３ｃのピーク波長は同じである。チップ部８３ａ、８３ｄのピーク波長は同じである。

導光部８４ａ〜８４ｃはいずれも直方体形状であって、ロッドインテグレータとして機能する。

導光部８４ａの一方の端面は、光源８１のチップ部８１ａ〜８１ｄが形成された面と対向する。導光部８４ａの一方の端面の大きさとチップ部８１ａ〜８１ｄの発光面全体の大きさは略同じである。

チップ部８１ａ〜８１ｄから出力された赤色光は、導光部８４ａの一方の端面に入射する。導光部８４ａでは、チップ部８１ａ〜８１ｄからの赤色光が内部を伝播して他方の端面より出射される。

導光部８４ｂの一方の端面は、光源８２のチップ部８２ａ〜８２ｄが形成された面と対向する。導光部８４ｂの一方の端面の大きさとチップ部８２ａ〜８２ｄの発光面全体の大きさは略同じである。

チップ部８２ａ〜８２ｄから出力された緑色光は、導光部８４ｂの一方の端面に入射する。導光部８４ｂでは、チップ部８２ａ〜８２ｄからの緑色光が内部を伝播して他方の端面より出射される。

導光部８４ｃの一方の端面は、光源８３のチップ部８３ａ〜８３ｄが形成された面と対向する。導光部８４ｃの一方の端面の大きさとチップ部８３ａ〜８３ｄの発光面全体の大きさは略同じである。

チップ部８３ａ、８３ｄから出力された青色光およびチップ部８３ｂ、８３ｃから出力された緑色光は、導光部８４ｃの一方の端面に入射する。導光部８４ｃでは、チップ部８３ａ、８３ｄからの青色光およびチップ部８３ｂ、８３ｃからの緑色光が内部を伝播して他方の端面より出射される。この場合、導光部８４ｃは、チップ部８３ａ、８３ｄからの青色光とチップ部８３ｂ、８３ｃからの緑色光とを同一の光路で出射する。

導光部８４ａの他方の端面より出射された赤色光（Ｐ偏光）は、照明レンズ８５ａ、８６ａを介して液晶パネル１１１に照射される。導光部８４ａの他方の端面（射出端面）では、輝度が均一化された矩形形状の２次的な光源が形成されるので、均一な赤色光を液晶パネル１１１に照射することができる。

導光部８４ｂの他方の端面より出射された緑色光（Ｓ偏光）は、照明レンズ８５ｂ、８６ｂを介して液晶パネル１１２に照射される。導光部８４ｂの他方の端面（射出端面）でも、輝度が均一化された矩形形状の２次的な光源が形成されるので、均一な緑色光を液晶パネル１１１に照射することができる。

導光部８４ｃの他方の端面より出射された緑色および青色の光（Ｐ偏光）は、照明レンズ８５ｃ、８６ｃを介して液晶パネル１１３に照射される。導光部８４ｃの他方の端面（射出端面）でも、輝度が均一化された矩形形状の２次的な光源が形成されるので、均一な緑色および青色の光を液晶パネル１１１に照射することができる。

次に、本実施形態のプロジェクタの制御系の構成について説明する。

本実施形態のプロジェクタの制御系は、図５に示した制御系と同じ構成である。ただし、図５において、赤色光源１０１はチップ部８２ａ〜８２ｄに対応し、緑色光源１０２はチップ部８２ａ〜８２ｄに対応し、緑色光源１０３はチップ部８３ｂ、８３ｃに対応し、青色光源１０４はチップ部８３ａ、８３ｄに対応する。

光源駆動部２０１による光源８１〜８３の点灯制御および液晶駆動部２０３による液晶パネル１１１〜１１３の駆動制御は、図６および図７に示したとおりである。ただし、図６および図７において、赤色光源１０１の点灯動作をチップ部８２ａ〜８２ｄの点灯動作に置き換え、緑色光源１０２の点灯動作をチップ部８２ａ〜８２ｄの点灯動作に置き換え、緑色光源１０３の点灯動作をチップ部８３ｂ、８３ｃの点灯動作に置き換え、青色光源１０４の点灯動作をチップ部８３ａ、８３ｄの点灯動作に置き換える。

本実施形態のプロジェクタも、第１の実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。

また、本実施形態のプロジェクタでは、チップ部８３ｂ、８３ｃからの緑色光とチップ部８３ａ、８３ｂからの青色光との合成は、ダイクロイックミラーでなく、導光部８４ｃにより行われるので、第１の実施形態のものに比べて、構成が簡略化し、部品点数が少なくてすむという効果がある。

本実施形態のプロジェクタにおいて、第１の実施形態で説明した変形を全て適用することができる。

なお、本実施形態では、光源８１のチップ部８１ａ〜８１ｄおよび光源８３のチップ部８３ａ〜８３ｄはそれぞれＳ偏光の光を出射し、光源８２のチップ部８２ａ〜８２ｄはそれぞれＰ偏光の光を出射するが、これらチップ部が無偏光の光を出力する場合には、偏光変換素子１０８のような偏光を揃えることができる手段を光路中に設ける必要がある。

また、本実施形態のプロジェクタにおいて、光源８３のチップ部８３ｂ、８３ｃをそれぞれ青色の光（Ｐ偏光）を出力するように構成し、光源８１のチップ部８１ｂ、８１ｃをそれぞれ緑色の光（Ｐ偏光）を出力するように構成し、クロスダイクロイック１１４を第２の実施形態と同様のものとしてもよい。この場合は、第２の実施形態で説明した動作が行われる。

さらに、本実施形態のプロジェクタにおいて、光源８１〜８３のチップ部の数は４つに限定されない。エテンデューの制約により決まる最大面積を超えない範囲において、チップ部の数を適宜に設定することができる。

追加する緑色のチップの数も２個に限定されない。ホワイトバランスやチップ部に供給される駆動電流等の条件を考慮して追加する緑色のチップの数を適宜に決定することができる。

なお、ロッドインテグレータを用いて複数の光源からの光を合波する場合、各光源の発光面全体の面積の大きさは、エテンデューの制約により決まる最大面積の範囲内とされる。言い換えると、各光源の発光面全体の面積がエテンデューの制約により決まる最大面積を超えた場合は、その超えた面積に対応する光の利用効率の低下を招く。よって、ロッドインテグレータを用いた構成において、光源の個数や発光面積はエテンデューの制約による制限を受ける。

本実施形態では、図１２に示したように、青色のチップ部の数を減らして、緑色のチップ部の数を多くする。これにより、エテンデューの制約を回避しつつ、緑色の光量を増大させることができる。なお、青色の光量は、チップ部の数が少ない分、減少することになるが、前述したように、緑色の光量を基準にして、最適なホワイトバランスを得る光量比率を設定した場合、青色の光源の光出力性能には余力がある。よって、その余力を光出力として発揮できるように駆動電流を増大することで、青色のチップ部の数を減少させても、望ましい混色比率で三原色を合成でき、ホワイトバランスに優れた白色光を得ることができる。

（第４の実施形態）
図１３は、本発明の第４の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。

本実施形態のプロジェクタは、光源９１〜９３、照明レンズ８０８ａ〜８０８ｃ、８０９ａ〜８０９ｃ、液晶パネル１１１〜１１３、クロスダイクロイックプリズム１１４および投射レンズ１１５を有する。

液晶パネル１１１〜１１３、クロスダイクロイックプリズム１１４および投射レンズ１１５は、第１の実施形態のものと同じである。

光源９１は、赤色光源８０１、８０２、導光部８０７ａ、８１０ａ、８１１ａ、および直角プリズム８１２ａ、８１３ａを有する。

赤色光源８０１、８０２は、赤色の波長帯域にピーク波長を有する固体光源であり、例えば、発光色が赤色である、ＬＥＤや半導体レーザよりなる。赤色光源８０１、８０２のピーク波長は同じである。

導光部８０７ａ、８１０ａ、８１１ａはいずれも直方体形状であって、ロッドインテグレータとして機能する。

直角プリズム８１２ａは、直角三角形の直角を成す辺を構成する第１および第２の面と、直角三角形の斜辺を構成する斜面と、第１および第２の面および斜面のそれぞれと直交する、対向する第１および第２の側面とを有する。直角プリズム８１３ａも、直角プリズム８１２ａと同じ構成である。

導光部８１０ａの一方の端面は、赤色光源８０１の発光面と対向するように配置されている。導光部８１０ａの一方の端面の大きさは、赤色光源８０１の発光面の大きさとほぼ同じである。

導光部８１０ａの他方の端面は、直角プリズム８１２ａの第１の面に接合されている。導光部８１０ａの他方の端面の大きさは、直角プリズム８１２ａの第１の面の大きさとほぼ同じである。直角プリズム８１２ａの第２の面は、導光部８０７ａの一方の端面に接合されている。

導光部８１１ａの一方の端面は、赤色光源８０２の発光面と対向するように配置されている。導光部８１１ａの一方の端面の大きさは、赤色光源８０２の発光面の大きさとほぼ同じである。

導光部８１１ａの他方の端面は、直角プリズム８１３ａの第１の面に接合されている。導光部８１１ａの他方の端面の大きさは、直角プリズム８１３ａの第１の面の大きさとほぼ同じである。直角プリズム８１３ａの第２の面は、導光部８０７ａの一方の端面に接合されている。

直角プリズム８１２ａの第２の面および直角プリズム８１３ａの第２の面の全体の大きさは、導光部８０７ａの一方の端面の大きさとほぼ同じである。

光源９２は、緑色光源８０３、８０４、導光部８０７ｂ、８１０ｂ、８１１ｂ、および直角プリズム８１２ｂ、８１３ｂを有する。

緑色光源８０３、８０４は、緑色の波長帯域にピーク波長を有する固体光源であり、例えば、発光色が緑色である、ＬＥＤや半導体レーザよりなる。緑色光源８０３、８０４のピーク波長は同じである。

導光部８０７ｂ、８１０ｂ、８１１ｂ、直角プリズム８１２ｂ、８１３ｂは、光源９１の導光部８０７ａ、８１０ａ、８１１ａ、直角プリズム８１２ａ、８１３ａと同じものである。導光部８１０ｂの一方の端面が緑色光源８０３の発光面と対向し、導光部８１１ｂの一方の端面が緑色光源８０４の発光面と対向する。導光部８０７ｂ、８１０ｂ、８１１ｂ、直角プリズム８１２ｂ、８１３ｂの接続構造や大きさは、光源９１の説明で記載したものと基本的に同じである。

光源９３は、緑色光源８０５、青色光源８０６、導光部８０７ｃ、８１０ｃ、８１１ｃ、および直角プリズム８１２ｃ、８１３ｃを有する。

緑色光源８０５は、緑色の波長帯域にピーク波長を有する固体光源であり、例えば、発光色が緑色である、ＬＥＤや半導体レーザよりなる。緑色光源８０５のピーク波長は、緑色光源８０３、８０４のピーク波長と同じである。

導光部８０７ｂ、８１０ｂ、８１１ｂ、直角プリズム８１２ｂ、８１３ｂは、光源９１の導光部８０７ａ、８１０ａ、８１１ａ、直角プリズム８１２ａ、８１３ａと同じものである。導光部８１０ｂの一方の端面が緑色光源８０３の発光面と対向し、導光部８１１ｂの一方の端面が緑色光源８０４の発光面と対向する。導光部８０７ｂ、８１０ｂ、８１１ｂ、直角プリズム８１２ｂ、８１３ｂの接続構造や大きさは、光源９１の説明で記載したものと基本的に同じである。

本実施形態では、赤色光源８０１から出射された赤色光（Ｐ偏光）は、導光部８１０ａ、直角プリズム８１２ａ、導光部８０７ａ、照明レンズ８０８ａ、８０９ａを介して液晶パネル１１１に照射される。赤色光源８０２から出射された赤色光（Ｐ偏光）は、導光部８１１ａ、直角プリズム８１３ａ、導光部８０７ａ、照明レンズ８０８ａ、８０９ａを介して液晶パネル１１１に照射される。導光部８０７ａの他方の端面（射出端面）では、輝度が均一化された矩形形状の２次的な光源が形成されるので、均一な赤色光を液晶パネル１１１に照射することができる。

緑色光源８０３から出射された緑色光（Ｓ偏光）は、導光部８１０ｂ、直角プリズム８１２ｂ、導光部８０７ｂ、照明レンズ８０８ｂ、８０９ｂを介して液晶パネル１１２に照射される。緑色光源８０４から出射された緑色光（Ｓ偏光）は、導光部８１１ｂ、直角プリズム８１３ｂ、導光部８０７ｂ、照明レンズ８０８ｂ、８０９ｂを介して液晶パネル１１２に照射される。導光部８０７ｂの他方の端面（射出端面）では、輝度が均一化された矩形形状の２次的な光源が形成されるので、均一な緑色光を液晶パネル１１２に照射することができる。

緑色光源８０５から出射された緑色光（Ｐ偏光）は、導光部８１０ｃ、直角プリズム８１２ｃ、導光部８０７ｃ、照明レンズ８０８ｃ、８０９ｃを介して液晶パネル１１３に照射される。青色光源８０６から出射された緑色光（Ｐ偏光）は、導光部８１１ｃ、直角プリズム８１３ｃ、導光部８０７ｃ、照明レンズ８０８ｃ、８０９ｃを介して液晶パネル１１３に照射される。導光部８０７ｃの他方の端面（射出端面）では、輝度が均一化された矩形形状の２次的な光源が形成されるので、均一な緑色および青色の光を液晶パネル１１３に照射することができる。

次に、本実施形態のプロジェクタの制御系の構成について説明する。

本実施形態のプロジェクタの制御系は、図５に示した制御系と同じ構成である。ただし、図５において、赤色光源１０１は赤色光源８０１、８０２に対応し、緑色光源１０２は緑色光源８０３、８０４に対応し、緑色光源１０３は緑色光源８０５に対応し、青色光源１０４は青色光源８０６に対応する。

光源駆動部２０１による光源９１〜９３の点灯制御および液晶駆動部２０３による液晶パネル１１１〜１１３の駆動制御は、図６および図７に示したとおりである。ただし、図６および図７において、赤色光源１０１の点灯動作を赤色光源８０１、８０２の点灯動作に置き換え、緑色光源１０２の点灯動作を緑色光源８０３、８０４の点灯動作に置き換え、緑色光源１０３の点灯動作を緑色光源８０５の点灯動作に置き換え、青色光源１０４の点灯動作を青色光源８０６の点灯動作に置き換える。

本実施形態のプロジェクタも、第３の実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。

また、本実施形態のプロジェクタにおいて、第１の実施形態で説明した変形を全て適用することができる。

本実施形態のプロジェクタにおいて、赤色光源８０２と緑色光源８０５を入れ替え、クロスダイクロイック１１４を第２の実施形態と同様のものとしてもよい。この場合は、第２の実施形態で説明した動作が行われる。

さらに、本実施形態のプロジェクタにおいて、各色の光源の数は、エテンデューの制約により決まる最大面積を超えない範囲において適宜に設定することができる。追加する緑色光源の数も１個に限定されない。ホワイトバランスや光源に供給される駆動電流等の条件を考慮して、追加する緑色光源の数を適宜に決定することができる。

（第５の実施形態）
図１４は、本発明の第５の実施の形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。

本実施形態のプロジェクタは、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３、青色光源１０４、照明光学系１１〜１３、ＬＣＯＳ１００１〜１００３、偏光ビームスプリッタ１００４ａ〜１００４ｃ、反射ミラー１００５、クロスダイクロイックプリズム１１４および投射レンズ１１５を有する。

ＬＣＯＳ１００１〜１００３は、いわゆるＬＣＯＳパネルである。一般に、ＬＣＯＳパネルは、画素電極に電圧が供給されていない状態では、偏光状態を保持したまま反射し、画素電極に電圧が供給された状態では、液晶の持つλ／４の位相差のために、偏光軸を９０°回転させて反射する特性を有する。

赤色光源１０１、緑色光源１０２、青色光源１０４、クロスダイクロイックプリズム１１４および投射レンズ１１５は、第１の実施形態のものと同じである。照明光学系１１〜１３も、第１の実施形態のものと基本的に同じであるが、偏光変換素子１０８の偏光分離膜の特性が異なる。本実施形態では、照明光学系１１、１３では、偏光変換素子１０８はＰ偏光の光を出射するように構成され、照明光学系１２では、偏光変換素子１０８はＳ偏光の光を出射するように構成されている。

照明光学系１１の光軸は、照明光学系１２の光軸と直交し、反射ミラー１００５は、それら光軸が交差する位置に設けられている。反射ミラー１００５の両面に全反射膜が形成されている。

照明光学系１１からの赤色光（Ｐ偏光）は、反射ミラー１００５の一方の全反射面に略４５度の入射角で入射する。偏光ビームスプリッタ１００４ａは、反射ミラー１００５の一方の全反射面にて反射された赤色光（Ｐ偏光）の進行方向に設けられている。

偏光ビームスプリッタ１００４ａは、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する特性を有する偏光分離膜を有し、反射ミラー１００５からの緑色光（Ｓ偏光）がその偏光分離膜の膜面に略４５度の入射角で入射するように設けられている。反射ミラー１００５からの赤色光（Ｓ偏光）は、偏光ビームスプリッタ１００４ａにて反射される。

ＬＣＯＳ１００１は、偏光ビームスプリッタ１００４ａを透過した赤色光（Ｐ偏光）の進行方向に設けられている。偏光ビームスプリッタ１００４ａからの赤色光（Ｐ偏光）は、ＬＣＯＳ１００１の基板面（透明基板側の面）に略垂直に入射する。

ＬＣＯＳ１００１は、偏光ビームスプリッタ１００４ａからの赤色光（Ｐ偏光）を偏光ビームスプリッタ１００４ａ側の方向に反射するが、その反射光の偏光状態は、画素電極への電圧の印加状態に応じて変化する。ＬＣＯＳ１００１から反射光のうち、Ｐ偏光の赤色光は偏光ビームスプリッタ１００４ａにて透過されるが、Ｓ偏光の赤色光は偏光ビームスプリッタ１００４ａを反射する。

偏光ビームスプリッタ１００４ａを透過したＳ偏光の赤色光の進行方向には、クロスダイクロイックプリズム１１４が配置されている。

照明光学系１２からの緑色光（Ｓ偏光）は、反射ミラー１００５の他方の全反射面に略４５度の入射角で入射する。偏光ビームスプリッタ１００４ｂは、反射ミラー１００５の他方の全反射面にて反射された緑色光（Ｓ偏光）の進行方向に設けられている。

偏光ビームスプリッタ１００４ｂは、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する特性を有する偏光分離膜を有し、反射ミラー１００５からの緑色光（Ｓ偏光）がその偏光分離膜の膜面に略４５度の入射角で入射するように設けられている。反射ミラー１００５からの緑色光（Ｓ偏光）は、偏光ビームスプリッタ１００４ｂにて反射される。

ＬＣＯＳ１００２は、偏光ビームスプリッタ１００４ａで反射された緑色光（Ｓ偏光）の進行方向に設けられている。偏光ビームスプリッタ１００４ｂからの緑色光（Ｓ偏光）は、ＬＣＯＳ１００２の基板面（透明基板側の面）に略垂直に入射する。

ＬＣＯＳ１００２は、偏光ビームスプリッタ１００４ｂからの緑色光（Ｓ偏光）を偏光ビームスプリッタ１００４ｂ側の方向に反射するが、その反射光の偏光状態は、画素電極への電圧の印加状態に応じて変化する。ＬＣＯＳ１００２から反射光のうち、Ｓ偏光の緑色光は偏光ビームスプリッタ１００４ｂにて反射されるが、Ｐ偏光の緑色光は偏光ビームスプリッタ１００４ｂを透過する。

偏光ビームスプリッタ１００４ｂを透過したＰ偏光の赤色光の進行方向には、クロスダイクロイックプリズム１１４が配置されている。

偏光ビームスプリッタ１００４ｃは、照明光学系１３から出射された緑色または青色の光（Ｐ偏光）の進行方向に設けられている。偏光ビームスプリッタ１００４ｃは、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する特性を有する偏光分離膜を有し、照明光学系１３からの緑色または青色の光（Ｐ偏光）がその偏光分離膜の膜面に略４５度の入射角で入射するように設けられている。照明光学系１３からの緑色または青色の光（Ｐ偏光）は、偏光ビームスプリッタ１００４ｃを透過する。

ＬＣＯＳ１００３は、偏光ビームスプリッタ１００４ｃで反射された緑色または青色の光（Ｐ偏光）の進行方向に設けられている。偏光ビームスプリッタ１００４ｃからの緑色または青色の光（Ｐ偏光）は、ＬＣＯＳ１００３の基板面（透明基板側の面）に略垂直に入射する。

ＬＣＯＳ１００３は、偏光ビームスプリッタ１００４ｃからの緑色または青色の（Ｐ偏光）を偏光ビームスプリッタ１００４ｃ側の方向に反射するが、その反射光の偏光状態は、画素電極への電圧の印加状態に応じて変化する。ＬＣＯＳ１００３から反射光のうち、Ｐ偏光の緑色または青色の光は偏光ビームスプリッタ１００４ｃにて透過するが、Ｓ偏光の緑色または青色の光は偏光ビームスプリッタ１００４ｃを反射する。

偏光ビームスプリッタ１００４ｃを反射したＳ偏光の緑色または青色の光の進行方向には、クロスダイクロイックプリズム１１４が配置されている。

クロスダイクロイックプリズム１１４は、ＬＣＯＳ１００１にて表示された赤色画像、ＬＣＯＳ１００２にて表示された緑色画像、およびＬＣＯＳ１００３にて時分割で表示された緑色画像および青色画像を色合成する。

次に、本実施形態のプロジェクタの制御系の構成について説明する。

本実施形態のプロジェクタの制御系は、図５に示した制御系と同じ構成である。ただし、図５において、液晶パネル１１１はＬＣＯＳ１００１に対応し、液晶パネル１１２はＬＣＯＳ１００２に対応し、液晶パネル１１３はＬＣＯＳ１００３に対応する。

光源駆動部２０１による光源９１〜９３の点灯制御および液晶駆動部２０３による液晶パネル１１１〜１１３の駆動制御は、図６および図７に示したとおりである。

本実施形態のプロジェクタも、第１の実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。

また、本実施形態のプロジェクタにおいて、第１の実施形態で説明した変形を全て適用することができる。

以上説明した各実施形態のプロジェクタは本発明の一例であり、その構成及び動作は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で当業者が理解し得る変形を加えることができる。

例えば、図１に示したプロジェクタにおいて、赤色光源１０１、緑色光源１０２、１０３および青色光源１０４として、蛍光を放出する蛍光体を用いた光源を用いてもよい。

図１５に、蛍光体を用いた緑色光源の一例を示す。

図１５を参照すると、緑色光源は、励起用レーザ１１０１、１１０２、集光レンズ１１０２、ダイクロイックミラー１１０３、ロッドインテグレータ１１０４、および蛍光体１１０５を有する。

励起用レーザ１１０１、１１０２の光軸は平行である。励起用レーザ１１０１、１１０２から出力される励起光の波長は同じであり、いずれも、蛍光体１１０５から放出される蛍光の波長より小さい。この例では、蛍光体１１０５から放出される蛍光の色は緑であるので、励起用レーザ１１０１、１１０２から出力される励起光は青色光または紫外光である。

ダイクロイックミラー１１０３は、励起用レーザ１１０１、１１０２から出力された励起光の進行方向に配置されている。ダイクロイックミラー１１０３は、蛍光体１１０５から放出される蛍光を透過し、励起用レーザ１１０１、１１０２から出力された励起光を反射する特性を有する。励起用レーザ１１０１、１１０２から出力された励起光は、ダイクロイックミラー１１０３にて反射される。

ロッドインテグレータ１１０４は、略直方体形状であるが、その断面が、一方の端面側から他方の端面側に向かって徐々に大きくなるように形成されている。ダイクロイックミラー１１０３で反射された励起光は、ロッドインテグレータ１１０４の他方の端面に入射する。ロッドインテグレータ１１０４では、他方の端面から入射した励起光は、反射を繰り返しながら内部を伝播し、一方の端面より出射される。

蛍光体１１０５は、ロッドインテグレータ１１０４の一方の端面に対向する位置に配置されている。ロッドインテグレータ１１０４の一方の端面より出射された励起光は、蛍光体１１０５に照射される。

蛍光体１１０５は、ロッドインテグレータ１１０４の一方の端面からの励起光により励起されることで、緑色の蛍光を放出する。蛍光体１１０５から放出された緑色の蛍光（拡散光）は、ロッドインテグレータ１１０４の一方の端面に入射する。ロッドインテグレータ１１０４では、一方の端面から入射した緑色の蛍光は、反射を繰り返しながら内部を伝播し、他方の端面より出射される。

ロッドインテグレータ１１０４の他方の端面より出射した緑色の蛍光は、ダイクロイックミラー１１０３を透過する。このダイクロイックミラー１１０３を透過した緑色の蛍光が、緑色光源の出力光である。

図１５に示した構成において、蛍光体１１０５として赤色や青色の蛍光を放出するものを用いれば、赤色光源や青色光源を実現することができる。

第２乃至第５の実施形態においても、各色の光源に、図１５に示したような蛍光体を用いた光源を適用することができる。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態であるプロジェクタは、それぞれが入射光を空間的に変調して画像を表示する第１乃至第３の表示素子と、赤色の波長帯域にピーク波長を有する赤色光を出力する赤色光源を備え、該赤色光源から出力された上記赤色光が上記第１の表示素子に照射される第１の光源部と、緑色の波長帯域にピーク波長を有する第１の緑色光を出力する第１の緑色光源を備え、該第１の緑色光源から出力された上記第１の緑色光が上記第２の表示素子に照射される第２の光源部と、上記緑色の波長帯域にピーク波長を有する第２の緑色光を出力する第２の緑色光源および青色の波長帯域にピーク波長を有する青色光を出力する青色光源を備え、該第２の緑色光源から出力された上記第２の緑色光と該青色光源から出力された上記青色光とが同一の光路で上記第３の表示素子に照射される第３の光源部と、上記第１乃至第３の表示素子で表示された画像を合成する色合成手段と、上記色合成手段で合成された画像を投射する投射レンズと、入力映像信号に基づいて、上記第１乃至第３の表示素子の表示動作と、上記赤色光源、上記第１および第２の緑色光源および上記青色光源の点灯動作とを、同期させて制御する制御手段と、を有する。

上記制御手段は、上記赤色光源を点灯させて、上記入力映像信号に基づく赤色画像を上記第１の表示素子に表示させ、上記第１の緑色光源を点灯させて、上記入力映像信号に基づく緑色画像を上記第２の表示素子に表示させ、上記第２の緑色光源および青色光源を交互に点灯させて、上記緑色画像と上記入力映像信号に基づく青色画像とを時分割で上記第３の表示素子に表示させる。

具体的には、上記制御手段は、所定の期間に渡って上記赤色光源および第１の緑色光源を点灯させて上記第１および第２の表示素子にそれぞれ上記赤色画像および緑色画像を表示させ、上記所定の期間を所定の割合で分割した第１および第２の期間のうち、該第１の期間に渡って上記第２の緑色光源を点灯させて上記第３の表示素子に上記緑色画像を表示させ、上記第２の期間に渡って上記青色光源を点灯させて上記第３の表示素子に上記青色画像を表示させる。

本発明の他の実施形態のプロジェクタにおいて、上記制御手段は、図５に示した光源駆動部２０１、制御部２０２および液晶駆動部２０３からなる制御系に対応する。所定の期間は、例えばフレームの期間に対応する。

また、第１の実施形態を例に説明すると、第１の光源部は、赤色光源１０１および照明光学系１１の部分に対応し、第２の光源部は、緑色光源１０２および照明光学系１２の部分に対応し、第３の光源部は、緑色光源１０３、青色光源１０４および照明光学系１３の部分に対応する。第１乃至第３の表示素子はそれぞれ液晶パネル１１１〜１１３に対応する。色合成手段は、クロスダイクロイックプリズム１１４に対応する。

第３乃至第５の実施形態においても、上記と同様な対応関係が成り立つ。

上述した本発明の他の実施形態のプロジェクタによれば、第２の緑色光源から出力された第２の緑色光と青色光源から出力された青色光とが合成される。この場合、第２の緑色光のピーク波長と青色光とのピーク波長の差は、特許文献１に記載されたものにおける第１および第２の緑色ＬＥＤの発光波長の差に比べて十分に大きい。したがって、第１および第２の緑色光のピーク波長を略同一とし、第２の緑色光と青色光とを例えばダイクロイックミラーにより合成した場合に、ダイクロイックミラーにおける光量低下の問題を回避することができる。

また、第１および第２の緑色光のピーク波長を略同一とすることにより投射画像に含まれる緑色についての色純度を高めることができるので、色再現性に優れた投射画像を得ることができる。

さらに、第２の緑色光と青色光とが同一の光路で第３の表示素子に照射される構成によれば、第２の緑色光と青色光のほとんどを投射光として利用することができるので、エテンデューの制約による光利用効率の低下を抑制することができる。

上述した本他の実施形態のプロジェクタにおいて、上記第３の光源部は、上記第２の緑色光源からの上記緑色光と上記青色光源からの上記青色光とを合成するダイクロイックミラーを有していてもよい。

また、上記第３の光源部は、上記第２の緑色光源からの上記緑色光と上記青色光源からの上記青色光を合波する光学素子を有していてもよい。

さらに、上記赤色光源、上記第１および第２の緑色光、および上記青色光源はそれぞれ半導体チップよりなり、上記第２の緑色光源の半導体チップと上記青色光源の半導体チップが同一基板上に設けられていてもよい。

本発明の別の他の実施形態であるプロジェクタは、それぞれが入射光を空間的に変調して画像を表示する第１乃至第３の表示素子と、青色の波長帯域にピーク波長を有する青色光を出力する青色光源を備え、該青色光源から出力された上記青色光が上記第１の表示素子に照射される第１の光源部と、緑色の波長帯域にピーク波長を有する第１の緑色光を出力する第１の緑色光源を備え、該第１の緑色光源から出力された上記第１の緑色光が上記第２の表示素子に照射される第２の光源部と、上記緑色の波長帯域にピーク波長を有する第２の緑色光を出力する第２の緑色光源および赤色の波長帯域にピーク波長を有する赤色光を出力する赤色光源を備え、該第２の緑色光源から出力された上記第２の緑色光と該赤色光源から出力された上記赤色光とが同一の光路で上記第３の表示素子に照射される第３の光源部と、上記第１乃至第３の表示素子で表示された画像を合成する色合成手段と、上記色合成手段で合成された画像を投射する投射レンズと、入力映像信号に基づいて、上記第１乃至第３の表示素子の表示動作と、上記赤色光源、上記第１および第２の緑色光源および上記青色光源の点灯動作とを、同期させて制御する制御手段と、を有する。

上記制御手段は、上記青色光源を点灯させて、上記入力映像信号に基づく青色画像を上記第１の表示素子に表示させ、上記第１の緑色光源を点灯させて、上記入力映像信号に基づく緑色画像を上記第２の表示素子に表示させ、上記第２の緑色光源および赤色光源を交互に点灯させて、上記緑色画像と上記入力映像信号に基づく赤色画像とを時分割で上記第３の表示素子に表示させる。

具体的には、上記制御手段は、所定の期間に渡って上記青色光源および第１の緑色光源を点灯させて上記第１および第２の表示素子にそれぞれ上記青色画像および緑色画像を表示させ、上記所定の期間を所定の割合で分割した第１および第２の期間のうち、該第１の期間に渡って上記第２の緑色光源を点灯させて上記第３の表示素子に上記緑色画像を表示させ、上記第２の期間に渡って上記赤色光源を点灯させて上記第３の表示素子に上記赤色画像を表示させる。

本発明の別の他の実施形態のプロジェクタにおいて、上記制御手段は、図５に示した光源駆動部２０１、制御部２０２および液晶駆動部２０３からなる制御系に対応する。所定の期間は、例えばフレームの期間に対応する。

また、第２の実施形態を例に説明すると、第１の光源部は、赤色光源１０１、緑色光源１０３、および照明光学系７１の部分に対応し、第２の光源部は、緑色光源１０２および照明光学系７２の部分に対応し、第３の光源部は、青色光源１０４および照明光学系７３の部分に対応する。第１乃至第３の表示素子はそれぞれ液晶パネル１１１〜１１３に対応する。色合成手段は、クロスダイクロイックプリズム１１４に対応する。

上述した本発明の別の他の実施形態のプロジェクタによれば、第２の緑色光源から出力された第２の緑色光と赤色光源から出力された赤色光とが合成される。この場合、第２の緑色光のピーク波長と赤色光とのピーク波長の差は、特許文献１に記載されたものにおける第１および第２の緑色ＬＥＤの発光波長の差に比べて十分に大きい。したがって、第１および第２の緑色光のピーク波長を略同一とし、第２の緑色光と赤色光とを例えばダイクロイックミラーにより合成した場合に、ダイクロイックミラーにおける光量低下の問題を回避することができる。

また、第１および第２の緑色光のピーク波長を略同一とすることにより投射画像に含まれる緑色についての色純度を高めることができるので、色再現性に優れた投射画像を得ることができる。

さらに、第２の緑色光と赤色光とが同一の光路で第３の表示素子に照射される構成によれば、第２の緑色光と赤色光のほとんどを投射光として利用することができるので、エテンデューの制約による光利用効率の低下を抑制することができる。

上述した本発明の別の他の実施形態のプロジェクタにおいて、上記第３の光源部は、上記第２の緑色光源からの上記緑色光と上記赤色光源からの上記赤色光とを合成するダイクロイックミラーを有していてもよい。

また、上記第３の光源部は、上記第２の緑色光源からの上記緑色光と上記赤色光源からの上記赤色光を合波する光学素子を有していてもよい。

さらに、上記赤色光源、上記第１および第２の緑色光源、および上記青色光源はそれぞれ半導体チップよりなり、上記第２の緑色光源の半導体チップと上記赤色光源の半導体チップが同一基板上に設けられていてもよい。

上述した他の実施形態のプロジェクタおよび別の他の実施形態のプロジェクタにおいて、上記赤色光源、上記第１および第２の緑色光源、および上記青色光源は固体光源であってもよい。

Claims (8)

1. それぞれが入射光を空間的に変調して画像を表示する第１乃至第３の表示素子と、
   赤色の波長帯域にピーク波長を有する赤色光を出力する赤色光源を備え、該赤色光源から出力された前記赤色光が前記第１の表示素子に照射される第１の光源部と、
   緑色の波長帯域にピーク波長を有する第１の緑色光を出力する第１の緑色光源を備え、該第１の緑色光源から出力された前記第１の緑色光が前記第２の表示素子に照射される第２の光源部と、
   前記緑色の波長帯域にピーク波長を有する第２の緑色光を出力する第２の緑色光源と青色の波長帯域にピーク波長を有する青色光を出力する青色光源とを備え、該第２の緑色光源から出力された前記第２の緑色光と該青色光源から出力された前記青色光とが同一の光路で前記第３の表示素子に照射される第３の光源部と、
   前記第１乃至第３の表示素子で表示された画像を合成する色合成手段と、
   前記色合成手段で合成された画像を投射する投射レンズと、
   入力映像信号に基づいて、前記第１乃至第３の表示素子の表示動作と、前記赤色光源、前記第１および第２の緑色光源および前記青色光源の点灯動作とを制御する制御手段と、を有し、
   前記第２の緑色光源が出力する前記第２の緑色光のピーク波長が前記第１の緑色光源が出力する前記第１の緑色光のピーク波長と同じであり、
   前記色合成手段は、第１の反射膜と、第２の反射膜と、を有し、前記第１の反射膜は前記赤色光および前記赤色帯域の光の波長よりも波長が長い光を反射し、前記第２の反射膜は、第１の偏光の光については前記青色光および前記青色帯域の光の波長よりも波長が短い光を反射し、前記第１の偏光と偏光状態が異なる第２の偏光の光については前記緑色の波長帯域の光および前記緑色の波長帯域の光の波長よりも波長が短い光を反射し、
   前記制御手段は、
   所定の期間において、前記赤色光源および第１の緑色光源を点灯させて、前記入力映像信号に基づく赤色画像を前記第１の表示素子に表示させるとともに前記入力映像信号に基づく緑色画像を前記第２の表示素子に表示させ、
   前記所定の期間を所定の割合で分割した第１および第２の期間のうち、該第１の期間において、前記第２の緑色光源を点灯させて前記第３の表示素子に前記緑色画像を表示させ、前記第２の期間において、前記青色光源を点灯させて前記第３の表示素子に前記入力映像信号に基づく青色画像を表示させる、プロジェクタ。
2. 前記第３の光源部は、前記第２の緑色光源からの前記緑色光と前記青色光源からの前記青色光とを合成するダイクロイックミラーを有する、請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記第３の光源部は、前記第２の緑色光源からの前記緑色光と前記青色光源からの前記青色光を合波する光学素子を有する、請求項１に記載のプロジェクタ。
4. それぞれが入射光を空間的に変調して画像を表示する第１乃至第３の表示素子と、
   青色の波長帯域にピーク波長を有する青色光を出力する青色光源を備え、該青色光源から出力された前記青色光が前記第１の表示素子に照射される第１の光源部と、
   緑色の波長帯域にピーク波長を有する第１の緑色光を出力する第１の緑色光源を備え、該第１の緑色光源から出力された前記第１の緑色光が前記第２の表示素子に照射される第２の光源部と、
   前記緑色の波長帯域にピーク波長を有する第２の緑色光を出力する第２の緑色光源および赤色の波長帯域にピーク波長を有する赤色光を出力する赤色光源を備え、該第２の緑色光源から出力された前記第２の緑色光と該赤色光源から出力された前記赤色光とが同一の光路で前記第３の表示素子に照射される第３の光源部と、
   前記第１乃至第３の表示素子で表示された画像を合成する色合成手段と、
   前記色合成手段で合成された画像を投射する投射レンズと、
   入力映像信号に基づいて、前記第１乃至第３の表示素子の表示動作と、前記赤色光源、前記第１および第２の緑色光源および前記青色光源の点灯動作とを制御する制御手段と、を有し、
   前記第２の緑色光源が出力する前記第２の緑色光のピーク波長が前記第１の緑色光源が出力する前記第１の緑色光のピーク波長と同じであり、
   前記色合成手段は、第１の反射膜と、第２の反射膜と、を有し、前記第１の反射膜は、前記青色光および前記青色帯域の光の波長よりも波長が短い光を反射し、前記第２の反射膜は、第１の偏光の光については前記赤色光および前記赤色帯域の光の波長よりも波長が長い光を反射し、前記第１の偏光と偏光状態が異なる第２の偏光の光については前記緑色の波長帯域の光および前記緑色の波長帯域の光よりも波長が長い光を反射し、
   前記制御手段は、
   所定の期間において、前記青色光源および第１の緑色光源を点灯させて、前記入力映像信号に基づく青色画像を前記第１の表示素子に表示させるとともに前記入力映像信号に基づく緑色画像を前記第２の表示素子に表示させ、
   前記所定の期間を所定の割合で分割した第１および第２の期間のうち、該第１の期間において、前記第２の緑色光源を点灯させて前記第３の表示素子に前記緑色画像を表示させ、前記第２の期間において、前記赤色光源を点灯させて前記第３の表示素子に前記入力映像信号に基づく赤色画像を表示させる、プロジェクタ。
5. 前記第３の光源部は、前記第２の緑色光源からの前記緑色光と前記赤色光源からの前記赤色光とを合成するダイクロイックミラーを有する、請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記第３の光源部は、前記第２の緑色光源からの前記緑色光と前記赤色光源からの前記赤色光を合波する光学素子を有する、請求項４に記載のプロジェクタ。
7. 前記赤色光源、前記第１および第２の緑色光源、および前記青色光源は固体光源である、請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
8. 前記第１および第２の緑色光源はそれぞれ、
   励起光を出力する励起光源と、
   前記励起光源からの励起光により励起されることで緑色の蛍光を放出する蛍光体と、を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクタ。

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