JP5796272B2 - 光源装置、投影装置及び投影方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばプロジェクタ装置等に好適な光源装置、投影装置及び投影方法に関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更にメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）（登録商標）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、または液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、寿命、大きさ、コストなどの諸問題から、近年、光源として発光ダイオードやレーザダイオード、あるいは有機ＥＬ等の半導体発光素子を用いる開発や提案が多々なされている。

例えば下記特許文献１には、光源に紫外光を発光する発光ダイオードあるいは半導体レーザを使用し、当該発光ダイオードあるいは半導体レーザからの紫外光が照射されるカラーホイールの光源側の表面に紫外光を透過して可視光を反射する特性を有する可視光反射膜を形成し、該カラーホイールの裏面側に紫外光照射によりＲ，Ｇ，Ｂに対応した可視光をそれぞれ発光する蛍光体層を形成するようにした技術が考えられている。（特許文献１）

特開２００４−３４１１０５号公報

上記特許文献のように、励起光を用いて蛍光体を発光させる場合、蛍光体の特性上、励起光の出力がある値を超えると蛍光体が飽和状態となってしまうことにより、蛍光体の発光効率が急激に悪くなってしまう場合がある。

しかしながら、上記特許文献においては励起光の出力及び蛍光体の飽和状態については言及されておらず、このままでは、蛍光体を飽和させないように低出力で励起光を発光させると絶対光量が不足し、逆に絶対光量を充分に得るためには高出力で励起光を発光させるため蛍光体の発光効率が低下してしまうことになり、これらの問題を依然として解決できていない。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発光素子と蛍光体との組合せにより各色毎に異なる発光効率を考慮して、できる限り明るく且つ色再現性の高い画像を投影することが可能な光源装置、投影装置及び投影方法を提供することにある。

本発明は、第１の波長帯域の光を発光する第１の光源素子と、上記第１の光源素子の発光を用い、上記第１の波長帯域の光をそのまま使用する第１の領域と、上記第１の波長帯域の光を励起光として上記第１の波長帯域とは異なる波長帯域の光を発生する第２の領域と、を含み、時分割で異なる複数色の光源光を発生する光源光発生手段と、上記複数色の光源光中、上記第１の領域では、光源光の発生時間を上記第２の領域で発生する光の発生時間より短く設定するととともに、
当該発生時間を短く設定した上記第１の波長帯域の光の光源光発生時の上記第１の光源素子の駆動電力を、上記第２の領域で発生する光の光源光発生時の上記第１の光源素子の駆動電力より大きく設定し、上記光源光発生手段で発生する上記複数色の光源光が循環的に発生するように上記第１の光源素子と上記光源光発生手段の駆動タイミングを制御する光源制御手段と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明は、第１の波長帯域で発光する光源素子、上記光源素子の発光を用い、上記第１の波長帯域の光をそのまま使用する第１の領域と、上記第１の波長帯域の光を励起光として上記第１の波長帯域とは異なる波長帯域の光を発生する第２の領域と、を含み、時分割で異なる複数色の光源光を発生する光源光発生部、画像信号を入力する入力部、及び光源光を用い、上記入力部で入力する画像信号に対応したカラーの光像を形成して投影する投影部、を備えた投影装置での投影方法であって、上記複数色の光源光中、上記第１の領域では、光源光の発生時間を上記第２の領域で発生する光の発生時間より短く設定するととともに、当該発生時間を短く設定した上記第１の波長帯域の光の光源光発生時の上記光源素子の駆動電力を、上記第２の領域で発生する光の光源光発生時の上記光源素子の駆動電力より大きく設定し、上記光源光発生部で発生する複数色の光源光が循環的に発生するように上記光源素子と上記光源光発生部の駆動タイミングを制御する光源制御工程を有したことを特徴とする。

本発明によれば、発光素子と蛍光体との組合せにより各色毎に異なる発光効率を考慮して、できる限り明るく且つ色再現性の高い画像を投影することが可能となる。

本発明の実施形態に係るデータプロジェクタ装置全体の機能回路構成を示すブロック図。 同実施形態に係る主に光源系の具体的な光学構成を示す図。 同実施形態に係るカラーホイールの構成を示す平面図。 同実施形態に係る光源系の駆動タイミングを示す図。 同実施形態に係る半導体レーザに与える駆動電流と発熱変化を例示する図。 同実施形態の他の動作例に係るカラーホイールの構成を示す平面図。 同実施形態の他の動作例に係る光源系の駆動タイミングを示す図。

以下本発明をＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るデータプロジェクタ装置１０′が備える電子回路の概略機能構成を示すブロック図である。
１１は入出力コネクタ部であり、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタを含む。

入出力コネクタ部１１より入力される各種規格の画像信号は、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２、システムバスＳＢを介し、一般にスケーラとも称される画像変換部１３に入力される。

画像変換部１３は、入力された画像信号を投影に適した所定のフォーマットの画像信号に統一し、適宜表示用のバッファメモリであるビデオＲＡＭ１４に書込んだ後に、書込んだ画像信号を読出して投影画像処理部１５へ送る。

この際、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用の各種動作状態を示すシンボル等のデータも必要に応じてビデオＲＡＭ１４で画像信号に重畳加工され、加工後の画像信号が読出されて投影画像処理部１５へ送られる。

投影画像処理部１５は、送られてきた画像信号に応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば１２０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、空間的光変調素子（ＳＬＭ）であるマイクロミラー素子１６を表示駆動する。

このマイクロミラー素子１６は、アレイ状に配列された複数、例えばＸＧＡ（横１０２４画素×縦７６８画素）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作することでその反射光により光像を形成する。

光源部１７′は、２種類の光源、すなわち青色のレーザ光を発する半導体レーザ４１と、赤色光を発するＬＥＤ４２とを有する。

半導体レーザ４１の発する青色のレーザ光は、ミラー４３で全反射された後、ダイクロイックミラー４４を透過して、カラーホイール４５の周上の１点に照射される。このカラーホイール４５は、モータ４６により回転される。レーザ光が照射されるカラーホイール４５の周上には、後述する無蛍光体部４５Ｎと、緑色蛍光反射部４５Ｇ、及び青色用拡散部４５Ｂが合わせてリング状となるように形成されている。

カラーホイール４５の緑色蛍光反射部４５Ｇがレーザ光の照射位置にある場合、レーザ光の照射により緑色光が励起され、励起された緑色光がカラーホイール４５で反射された後、上記ダイクロイックミラー４４でも反射される。その後、この緑色光は、さらにダイクロイックミラー４７で反射され、インテグレータ４８で輝度分布が略均一な光束とされた後にミラー４９で全反射されて、上記ミラー１８へ送られる。

また、図１に示すようにカラーホイール４５の青色用拡散部４５Ｂがレーザ光の照射位置にある場合、レーザ光は該拡散部４５Ｂで拡散されながらカラーホイール４５を透過した後、ミラー５０，５１でそれぞれ全反射される。その後、この青色光は、上記ダイクロイックミラー４７を透過し、インテグレータ４８で輝度分布が略均一な光束とされた後にミラー４９で全反射されて、上記ミラー１８へ送られる。

さらに、上記ＬＥＤ４２の発した赤色光は、上記ダイクロイックミラー４４を透過した後にダイクロイックミラー４７で反射され、インテグレータ４８で輝度分布が略均一な光束とされた後にミラー４９で全反射されて、上記ミラー１８へ送られる。

以上の如く、ダイクロイックミラー４４は、青色光及び赤色光を透過する一方で、緑色光を反射する分光特性を有する。

また、ダイクロイックミラー４７は、青色光を透過する一方で、赤色光及び緑色光を反射する分光特性を有する。

光源部１７′の半導体レーザ４１とＬＥＤ４２の各発光タイミング、及びモータ４６によるカラーホイール４５の回転を投影光処理部３１′が統括して制御する。投影光処理部３１′は、投影画像処理部１５から与えられる画像データのタイミングに応じて半導体レーザ４１、ＬＥＤ４２の各発光タイミングとカラーホイール４５の回転を制御する。
上記各回路の動作すべてをＣＰＵ３２′が制御する。このＣＰＵ３２′は、ＤＲＡＭで構成されたメインメモリ３３、及び動作プログラムや各種定型データ等を記憶した電気的書換可能な不揮発性メモリで構成されたプログラムメモリ３４を用いて、このデータプロジェクタ装置１０′内の制御動作を実行する。
上記ＣＰＵ３２′は、操作部３５からのキー操作信号に応じて各種投影動作を実行する。
この操作部３５は、データプロジェクタ装置１０′の本体に設けられるキー操作部と、このデータプロジェクタ装置１０′専用の図示しないリモートコントローラの間で赤外光を受光するレーザ受光部とを含み、ユーザが本体のキー操作部またはリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ３２′へ直接出力する。
操作部３５は、上記キー操作部、及びリモートコントローラ共に、例えばフォーカス調整キー、ズーム調整キー、入力切換キー、メニューキー、カーソル（←，→，↑，↓）キー、セットキー、キャンセルキー等を備える。
上記ＣＰＵ３２′はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部３６とも接続される。音声処理部３６は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、スピーカ部３７を駆動して拡声放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。

次に、図２により主として光源部１７′の具体的な光学系の構成例を示す。同図は、上記光源部１７′周辺の構成を平面的なレイアウトで表現したものである。

ここでは、同一の発光特性を有する複数、例えば３つの半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃを設け、これら半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃはいずれも青色、例えば波長約４５０［ｎｍ］のレーザ光を発振する。

これら半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃの発振した青色光は、レンズ６１Ａ〜６１Ｃを介してミラー４３Ａ〜４３Ｃで全反射され、さらにレンズ６２，６３を介した後に上記ダイクロイックミラー４４を透過し、レンズ群６４を介してカラーホイール４５に照射される。

カラーホイール４５上では、上述した如く青色用拡散部４５Ｂと緑色蛍光体反射部４５Ｇとが同一円周上でリングを構成するように位置する。

カラーホイール４５の緑色蛍光体反射部４５Ｇが青色光の照射位置にある場合、その照射により例えば波長約５３０［ｎｍ］を中心とした波長帯の緑色光が励起され、励起された緑色光がカラーホイール４５で反射された後、レンズ群６４を介してダイクロイックミラー４４でも反射される。

ダイクロイックミラー４４で反射した緑色光は、レンズ６５を介してさらにダイクロイックミラー４７で反射され、レンズ６６を介してインテグレータ４８で輝度分布が略均一な光束とされた後にレンズ６７を介し、ミラー４９で全反射されて、レンズ６８を介して上記ミラー１８へ送られる。

ミラー１８で全反射した緑色光は、レンズ６９を介してマイクロミラー素子１６に照射される。そして、その緑色光の反射光で緑色成分の光像が形成され、レンズ６９、上記投影レンズユニット１９を介して外部へ投射される。

また、カラーホイール４５の青色用拡散部４５Ｂが青色光の照射位置にある場合、青色光は該拡散部４５Ｂで拡散されながらカラーホイール４５を透過し、背面側にあるレンズ７０を介してミラー５０で全反射される。

さらに青色光は、レンズ７１を介してミラー５１で全反射され、レンズ７２を介した後に上記ダイクロイックミラー４７を透過し、レンズ６６を介してインテグレータ４８で輝度分布が略均一な光束とされた後にレンズ６７を介し、ミラー４９で全反射されて、レンズ６８を介して上記ミラー１８へ送られる。

一方、上記ＬＥＤ４２は、例えば波長６２０［ｎｍ］の赤色光を発生する。ＬＥＤ４２の発した赤色光は、レンズ群７３を介し、上記ダイクロイックミラー４４を透過した後にレンズ６５を介して上記ダイクロイックミラー４７で反射され、さらにレンズ６６を介してインテグレータ４８で輝度分布が略均一な光束とされた後にレンズ６７を介し、ミラー４９で全反射されて、レンズ６８を介して上記ミラー１８へ送られる。

図３は、カラーホイール４５の平面構成を例示するもので、平円盤の周面に、無蛍光体部４５Ｎ、緑色蛍光体反射部４５Ｇ、及び青色拡散透過部４５Ｂを１つのリングを形成するように配設している。
無蛍光体部４５Ｎは、上記ＬＥＤ４２の発光期間に相当する部分であり、蛍光体の塗布や透過板等の配設は行なっていない。緑色蛍光体反射部４５Ｇは、カラーホイール４５の平板上に例えば酸化物蛍光体を円弧状に塗布して構成される。青色拡散透過部４５Ｂは、カラーホイール４５の平板状に、円弧状半透明の拡散部を埋設して構成される。

この図３では、投影する画像フレームの切換タイミングに相当する、カラーホイール４５の基準位置を０°とし、カラーホイール４５の回転により、半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃからの青色光が照射される位置が、図中の矢印ＭＶで示すように無蛍光体部４５Ｎ、緑色蛍光体反射部４５Ｇ、及び青色拡散透過部４５Ｂの順で周上を循環的に移動することを表している。

無蛍光体部４５Ｎは、画像フレームに対応した回転位相で０°乃至約１４４°の位置に１４４°の中心角をもって配置する。緑色蛍光体反射部４５Ｇは、画像フレームに対応した回転位相で１４４°乃至２９５°の位置に１５１°の中心角をもって配置する。そして、青色拡散透過部４５Ｂを同回転位相で２９５°乃至３６０°（０°）の位置に約６５°の中心角をもって配置する。

次に上記実施形態の動作について説明する。
図４は、ＣＰＵ３２′の制御の下に、投影光処理部３１′が光源部１７′を駆動する内容を示す図である。
図４（Ａ）は、マイクロミラー素子１６に照射される光源光の色を示す。図４（Ｂ）はＬＥＤ４２の駆動電流を、図４（Ｃ）は半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃ０の駆動電流を示している。

フレーム当初のＲフィールドでは、ＬＥＤ４２に赤色画像用の駆動電流Ｉｒが与えられる。この駆動電流Ｉｒは、ＬＥＤ４２の発光特性に鑑み、発熱による輝度低下を抑えた電流値が選定される。

ＬＥＤ４２から赤色光が出射される間、半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃは駆動されないので、カラーホイール４５にはレーザ光が照射されない。このカラーホイール４５の中心角で１４４°に相当する時間中、ＬＥＤ４２の出射した赤色光がレンズ群７３、ダイクロイックミラー４４、レンズ６５を介してダイクロイックミラー４７で反射され、レンズ６６、インテグレータ４８、レンズ６７、ミラー４９、及びレンズ６８を介してミラー１８で反射されて、マイクロミラー素子１６に照射される。このときマイクロミラー素子１６では投影画像処理部１５の駆動により赤色に対応した画像表示がなされる。

そのため、マイクロミラー素子１６での反射光により赤色の光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット１９より投影対象の図示しないスクリーン等に投射される。

続くＧフィールドでは、ＬＥＤ４２に代えて半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃに緑色画像用の駆動電流Ｉｇが与えられる。この駆動電流Ｉｇは、カラーホイール４５の緑色蛍光体反射部４５Ｇを構成する蛍光体、例えば酸化物蛍光体の発光特性に鑑み、飽和が生じて発光効率が低下しない程度に抑えた電流値が選定される。

緑色蛍光体反射部４５Ｇに対して半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃからの青色光が照射される、カラーホイール４５の中心角で１５１°に相当する時間中、その励起により生じた緑色光が緑色蛍光体反射部４５Ｇからレンズ群６４を介してダイクロイックミラー４４で反射され、レンズ６５を介してさらにダイクロイックミラー４７で反射された後に、レンズ６６、インテグレータ４８、レンズ６７を介してミラー４９で反射され、レンズ６８を介してミラー１８で反射されて、マイクロミラー素子１６に照射される。このときマイクロミラー素子１６では投影画像処理部１５の駆動により緑色に対応した画像表示がなされる。

そのため、マイクロミラー素子１６での反射光により緑色の光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット１９より投影対象の図示しないスクリーン等に投射される。

そして、続くＢフィールドでは、半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃに青色画像用の駆動電流Ｉｂが与えられる。この駆動電流Ｉｂは、図４（Ｃ）に示す如く、蛍光体による励起を考慮する必要がないために、上記電流Ｉｇに比して充分に高い値を設定することができる。

青色拡散透過部４５Ｂに対して半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃからの青色光が照射される、カラーホイール４５の中心角で６５°に相当する時間中、青色拡散透過部４５Ｂで拡散されながら透過した青色光がレンズ７０を介してミラー５０で反射され、レンズ７１を介してミラー５１で反射された後にレンズ７２を介してダイクロイックミラー４７を透過する。さらにこの青色光は、レンズ６６、インテグレータ４８、レンズ６７を介してミラー４９で反射され、レンズ６８を介してミラー１８で反射されて、マイクロミラー素子１６に照射される。このときマイクロミラー素子１６では投影画像処理部１５の駆動により青に対応した画像表示がなされる。

そのため、マイクロミラー素子１６での反射光により青色の光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット１９より投影対象の図示しないスクリーン等に投射される。

すなわち、上述のように赤色光を蛍光体発光からＬＥＤ４２からの発光としたことにより、ＲＧＢ蛍光体において最も発光効率の悪い赤色蛍光体を使わずに、高い輝度の赤色光を得ることができる。

また、光源光としてＬＥＤ４２を利用するＲフィールト゛は、ＬＥＤ４２を発熱による発光効率を考慮した電流値で発光させるとともに、その発光期間を調整することで総発光光量が低下しないようにする。

そして、光源光としてレーザ光を励起光として照射する蛍光体からの光を利用するＧフィールドは、蛍光体の発光特性に鑑み、飽和が生じない程度に抑えた低電流で発光させるとともに、低電流で発光させる分低下する総発光光量を補うように、その発光期間を充分に長いものとすることで、発光効率の低さを補って充分な明るさの光像を得る。

これに対して、光源光として、蛍光体を使用せず、光源となる発光素子である半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃの出射する色の光をそのまま使用するＢフィールドでは、期間の短さを補うように大きな電流値で高い輝度の光像を形成するものとする。

以上詳記した如く本実施形態によれば、複数の発光素子と蛍光体の有無との組合せにより各色毎に異なる発光効率を考慮して、できる限り明るく且つ色再現性の高い画像を投影することが可能となる。

なお、上記実施形態では、図３のカラーホイール４５の構成、及び図４の光源部の動作タイミングでも示した如く、Ｇフィールドの後にＢフィールドを配置し、且つＧフィールドでの半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃの駆動電流Ｉｇよりも、Ｂフィールドでの半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃの駆動電流Ｉｂの方をより大きく設定した場合について説明した。

ところで、半導体レーザの駆動方法として異なる駆動電流で時間的に連続して駆動させる際、図５（Ａ）に示すように小さい電流から大きい電流に移行する場合と、図５（Ｂ）に示すように大きい電流から小さい電流に移行する場合とでは、半導体レーザに生じる温度変化が、後者の方がより小さいことがわかっている。

すなわち、光源の発光素子として半導体レーザを用いる場合には、発光輝度の低下や半導体レーザ４１の寿命の点で、上記後者による駆動方法を採った方が望ましい。
以下、そのような半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃの素子温度を考慮した場合についても、本実施形態の他の動作例として説明する。
（他の動作例）
図６は、上記カラーホイール４５に代わるカラーホイール４５′の平面構成を例示するもので、平円盤の周面に、無蛍光体部４５Ｎ、青色拡散透過部４５Ｂ、及び緑色蛍光体反射部４５Ｇを１つのリングを形成するように配設している。
この図６では、投影する画像フレームの切換タイミングに相当する、カラーホイール４５′の基準位置を０°とし、カラーホイール４５′の回転により、半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃからの青色光が照射される位置が、図中の矢印ＭＶで示すように無蛍光体部４５Ｎ、青色拡散透過部４５Ｂ、及び緑色蛍光体反射部４５Ｇの順で周上を循環的に移動することを表している。

無蛍光体部４５Ｎは、画像フレームに対応した回転位相で０°乃至約１４４°の位置に１４４°の中心角をもって配置する。青色拡散透過部４５Ｂは、画像フレームに対応した回転位相で１４４°乃至２０９°の位置に６５°の中心角をもって配置する。そして、緑色蛍光体反射部４５Ｇを同回転位相で２０９°乃至３６０°（０°）の位置に約１５１°の中心角をもって配置する。

次に上記実施形態の動作について説明する。
図７は、ＣＰＵ３２′の制御の下に、投影光処理部３１′が光源部１７′を駆動する内容を示す図である。
図７（Ａ）は、マイクロミラー素子１６に照射される光源光の色を示す。図７（Ｂ）はＬＥＤ４２の駆動電流を、図７（Ｃ）は半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃの駆動電流を示している。

フレーム当初のＲフィールドでは、ＬＥＤ４２に赤色画像用の駆動電流Ｉｒが与えられる。この駆動電流Ｉｒは、ＬＥＤ４２の発光特性に鑑み、発熱による輝度低下を抑えた電流値が選定される。

ＬＥＤ４２から赤色光が出射される間、半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃは駆動されないので、カラーホイール４５にはレーザ光が照射されない。このカラーホイール４５の中心角で１４４°に相当する時間中、ＬＥＤ４２の出射した赤色光がレンズ群７３、ダイクロイックミラー４４、レンズ６５を介してダイクロイックミラー４７で反射され、レンズ６６、インテグレータ４８、レンズ６７、ミラー４９、及びレンズ６８を介してミラー１８で反射されて、マイクロミラー素子１６に照射される。このときマイクロミラー素子１６では投影画像処理部１５の駆動により赤色に対応した画像表示がなされる。

そのため、マイクロミラー素子１６での反射光により赤色の光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット１９より投影対象の図示しないスクリーン等に投射される。

続くＢフィールドでは、ＬＥＤ４２に代えて半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃに青色画像用の駆動電流Ｉｂが与えられる。この駆動電流Ｉｂは、図７（Ｃ）に示す如く、蛍光体による励起を考慮する必要がないために、次のＧフィールドで用いる電流Ｉｇに比して充分に高い値を設定することができる。

青色拡散透過部４５Ｂに対して半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃからの青色光が照射される、カラーホイール４５の中心角で６５°に相当する時間中、青色拡散透過部４５Ｂで拡散されながら透過した青色光がレンズ７０を介してミラー５０で反射され、レンズ７１を介してミラー５１で反射された後にレンズ７２を介してダイクロイックミラー４７を透過する。さらにこの青色光は、レンズ６６、インテグレータ４８、レンズ６７を介してミラー４９で反射され、レンズ６８を介してミラー１８で反射されて、マイクロミラー素子１６に照射される。このときマイクロミラー素子１６では投影画像処理部１５の駆動により青に対応した画像表示がなされる。

そのため、マイクロミラー素子１６での反射光により青色の光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット１９より投影対象の図示しないスクリーン等に投射される。

そして、次のＧフィールドでは、半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃに上記電流Ｉｂより低い緑色画像用の駆動電流Ｉｇが与えられる。この駆動電流Ｉｇは、カラーホイール４５の緑色蛍光体反射部４５Ｇを構成する蛍光体、例えば酸化物蛍光体の発光特性に鑑みた電流値が選定される。

緑色蛍光体反射部４５Ｇに対して半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃからの青色光が照射される、カラーホイール４５の中心角で１５１°に相当する時間中、その励起により生じた緑色光が緑色蛍光体反射部４５Ｇからレンズ群６４を介してダイクロイックミラー４４で反射され、レンズ６５を介してさらにダイクロイックミラー４７で反射された後に、レンズ６６、インテグレータ４８、レンズ６７を介してミラー４９で反射され、レンズ６８を介してミラー１８で反射されて、マイクロミラー素子１６に照射される。このときマイクロミラー素子１６では投影画像処理部１５の駆動により緑色に対応した画像表示がなされる。

そのため、マイクロミラー素子１６での反射光により緑色の光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット１９より投影対象の図示しないスクリーン等に投射される。

すなわち、光源光としてＬＥＤ４２を利用するＲフィールド、レーザ光を照射する蛍光体からの励起光を利用するＧフィールドの期間を充分に長いものとすることで、総発光光量の低さを補って充分な明るさの光像を得る。

これに対して、光源光として、蛍光体を使用せず、光源となる発光素子である半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃの出射する色の光をそのまま使用するＢフィールドでは、期間の短さを補うように大きな電流値で高い輝度の光像を形成するものとする。

加えて上記実施形態では、同じく半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃを時間的に連続して駆動するＢフィールドとＧフィールドとで、上述した如く、より大きい電流値での駆動となるＢフィールドをＧフィールドより先に配置するものとした。

これにより、上記図５でも示した如く、半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃでの温度上昇をより低く抑えることができ、半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃでの発光輝度の低下を小さくすると共に、半導体レーザ４１Ａ〜４１Ｃの長寿命確認も寄与することができる。

なお、上記第１及び第２の実施形態はいずれも、半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｃ（４１Ａ〜４１Ｃ）で青色のレーザ光を発振してカラーホイール２４（４５，４５′）により青色光及び緑色光を発生させる一方で、ＬＥＤ２１（４２）で赤色光を発生するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、１つの光源で発生しうる原色光の輝度バランスが実用に適さない場合に、他の光源を用いてそれを補償するような、複数種類の光源を用いる光源部、及びそのような光源部を用いる投影装置であれば同様に適用可能である。

また、上記各実施形態は共に本発明をＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合について説明したものであるが、例えば透過型のモノクロ液晶パネルを用いて光像を形成する液晶プロジェクタ等にも同様に本発明を適用することができる。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１０′…データプロジェクタ装置、１１…入出力コネクタ部、１２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、１３…画像変換部（スケーラ）、１４…ビデオＲＡＭ、１５…投影画像処理部、１６…マイクロミラー素子（ＳＬＭ）、１７′…光源部、１８…ミラー、１９…投影レンズユニット、２０…（Ｂ発光）半導体レーザ、２１…ダイクロイックミラー、２２…レンズ、２３…レンズ群、２４…カラーホイール、２４Ｂ…青色用拡散部、２４Ｇ…緑色蛍光体反射部、２４Ｒ…赤色蛍光体反射部、２５…モータ、２６…レンズ、２７…インテグレータ、２８…レンズ、３１′…投影光処理部、３２，３２′…ＣＰＵ、３３…メインメモリ、３４…プログラムメモリ、３５…操作部、３６…音声処理部、３７…スピーカ部、４１…半導体レーザ、４１Ａ〜４１Ｃ…半導体レーザ、４２…ＬＥＤ、４３Ａ〜４３Ｃ…ミラー、４４…ダイクロイックミラー、４５，４５′…カラーホイール、４５Ｂ…青色用拡散部、４５Ｎ…無蛍光体部、４５Ｇ…緑色蛍光体反射部、４６…モータ、４７…ダイクロイックミラー、４８…インテグレータ、４９〜５１…ミラー、６１Ａ〜６１Ｃ，６２，６３…レンズ、６４…レンズ群、６５〜７２…レンズ、７３…レンズ群、ＳＢ…システムバス。

Claims (10)

1. 第１の波長帯域の光を発光する第１の光源素子と、
   上記第１の光源素子の発光を用い、上記第１の波長帯域の光をそのまま使用する第１の領域と、上記第１の波長帯域の光を励起光として上記第１の波長帯域とは異なる波長帯域の光を発生する第２の領域と、を含み、時分割で異なる複数色の光源光を発生する光源光発生手段と、
   上記複数色の光源光中、上記第１の領域では、光源光の発生時間を上記第２の領域で発生する光の発生時間より短く設定するととともに、
   当該発生時間を短く設定した上記第１の波長帯域の光の光源光発生時の上記第１の光源素子の駆動電力を、上記第２の領域で発生する光の光源光発生時の上記第１の光源素子の駆動電力より大きく設定し、
   上記光源光発生手段で発生する上記複数色の光源光が循環的に発生するように上記第１の光源素子と上記光源光発生手段の駆動タイミングを制御する光源制御手段と、
   を具備したことを特徴とする光源装置。
2. 上記第１の光源素子と上記光源光発生手段との間に配置され、上記第１の光源素子から照射される光を透過し、上記光源光発生手段の上記第２の領域により発生する複数色の光源光を反射するダイクロイックミラーを具備することを特徴する請求項１記載の光源装置。
3. 上記第１の波長帯域及び上記光源光発生手段の上記第２の領域で発生する光とは異なる第２の波長帯域の光を発光する第２の光源素子を具備し、
   上記光源制御手段は、
   上記複数色の光源光中、上記第１の領域では、光源光の発生時間を上記第２の波長帯域の光の発生時間より短く設定するととともに、
   当該発生時間を短く設定した上記第１の波長帯域の光の光源光発生時の上記第１の光源素子の駆動電力を、上記第２の波長帯域の光の光源光発生時の上記第１の光源素子の駆動電力より大きく設定し、
   上記光源光発生手段で発生する複数色の光源光が循環的に発生するように上記第１の光源素子と上記光源光発生手段の駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 上記光源光発生手段は回転駆動可能なカラーホイールであり、上記第２の領域は所定の波長帯域光を発光する蛍光体が塗布された領域であり、上記第１の領域は上記第１の光源素子からの光を拡散透過する拡散領域であることを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の光源装置。
5. 上記第２の光源素子は、赤色の波長帯域光を発することを特徴とする請求項３記載の光源装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の光源装置と、
   画像信号を入力する入力手段と、
   上記光源制御手段での制御に基づいて出射される光源光を用い、上記入力手段で入力する画像信号に対応したカラーの光像を形成して投影する投影手段と、
   を具備したことを特徴とする投影装置。
7. 上記第１の光源素子は、青色の波長帯域光を発することを特徴とする請求項６記載の投影装置。
8. 上記光源光発生手段は、循環周期中で発生時間を短く設定した色の光源光を他の色の光源光より先に発生させることを特徴とする請求項６記載の投影装置。
9. 第１の波長帯域で発光する光源素子、
   上記光源素子の発光を用い、上記第１の波長帯域の光をそのまま使用する第１の領域と、上記第１の波長帯域の光を励起光として上記第１の波長帯域とは異なる波長帯域の光を発生する第２の領域と、を含み、時分割で異なる複数色の光源光を発生する光源光発生部、
   画像信号を入力する入力部、
   及び光源光を用い、上記入力部で入力する画像信号に対応したカラーの光像を形成して投影する投影部、
   を備えた投影装置での投影方法であって、
   上記複数色の光源光中、上記第１の領域では、光源光の発生時間を上記第２の領域で発生する光の発生時間より短く設定するととともに、
   当該発生時間を短く設定した上記第１の波長帯域の光の光源光発生時の上記光源素子の駆動電力を、上記第２の領域で発生する光の光源光発生時の上記光源素子の駆動電力より大きく設定し、
   上記光源光発生部で発生する複数色の光源光が循環的に発生するように上記光源素子と上記光源光発生部の駆動タイミングを制御する光源制御工程
   を有したことを特徴とする投影方法。
10. 第１の波長帯域で発光する第１の光源素子、
    上記第１の光源素子の発光を用い、上記第１の波長帯域の光をそのまま使用する第１の領域と、上記第１の波長帯域の光を励起光として上記第１の波長帯域とは異なる波長帯域の光を発生する第２の領域と、を含み、時分割で異なる複数色の光源光を発生する光源光発生部、
    上記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域で発光する第２の光源素子、
    画像信号を入力する入力部、
    及び光源光を用い、上記入力部で入力する画像信号に対応したカラーの光像を形成して投影する投影部、
    を備えた投影装置での投影方法であって、
    上記複数色の光源光中、上記第１の領域では、光源光の発生時間を上記第２の領域で発生する光の発生時間より短く設定するととともに、
    当該発生時間を短く設定した上記第１の波長帯域の光の光源光発生時の上記第１の光源素子の駆動電力を、上記第２の領域で発生する光の光源光発生時の上記第１の光源素子の駆動電力より大きく設定し、
    上記光源光発生部で発生する複数色の光源光が循環的に発生するように上記第１及び上記第２の光源素子と上記光源光発生部の駆動タイミングを制御する光源制御工程
    を有したことを特徴とする投影方法。

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