JPWO2005073952A1 - 発光方法、発光装置、投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

発光ダイオードのような固体光源に代表される単色光を出射する光源において、色再現性を保ちつつ、光出力を高める。 一画像の表示期間において、第１の発光期間に赤色発光ダイオード１（ａ）を発光させる第１の発光工程と、第２の発光期間に緑色発光ダイオード１（ｂ）を発光させる第２の発光工程と、第３の発光期間に青色発光ダイオード１（ｃ）を発光させる第３の発光工程と、第４の発光期間に赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）および青色発光ダイオード１（ｃ）を同時に発光させる第４の発光工程とが実行されるように、赤色発光ダイオード１（ａ）〜青色発光ダイオード１（ｃ）の発光を制御する。

Description

本発明は、光源としての光発生手段、および光変調素子、投写手段としての投写レンズ等を用いて大画面映像をスクリーン上に投影する投写型表示装置に用いられる光源の発光方法、発光装置等に関するものである。

近年、大画面表示が可能な投写型の映像機器として、各種の光変調素子を用いた投写型表示装置（プロジェクタ）が注目されている。これらの投写型表示装置は、光発生手段である光源から放射された光により、透過型、反射型の液晶や、アレイ状に配置された微小ミラーによって反射方向を変化できるＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）などによって光変調が行える光変調素子を照明し、外部から供給される映像信号に応じた光学像を光変調素子上に形成し、光変調素子により変調された照明光である光学像を投写レンズによってスクリーン上に拡大投影するものである。

この投影された大画面の重要な光学的特性として、投写レンズから出射される明るさと、明るさの均一性や、赤色、緑色、青色等の単色、および３色を色合成して得られる白色などの色をより忠実に再現する性能である色再現性などがあげられる。

また最近では、投写型表示装置として、スクリーン上に表示される画像の明るさが電力投入から最大の明るさに到達する迄の時間を短くするといった瞬時点灯性能や、設置の容易さや、持ち運びなどの可搬性といった一般的な画像表示装置として求められる総合的機能も重要な項目として注目されている。

図８に、超高圧水銀ランプなどの白色ランプ４０１を用いた光源ユニット４０３と、均一照明を可能にする光学手段を用いて構成された照明ユニット３５と、光変調素子としての反射型表示素子４１と、投写レンズ５１を用いた従来の投写型表示装置を示す。

なお、均一照明を可能にする光学手段として、ガラス柱や、ミラーの貼りあわせで構成された中空筒状のロッドインテグレータ３２を用いている。このロッドインテグレータ３２は、入射側開口から入射した光が、ロッドインテグレータ３２内で全反射やミラー面での反射を繰り返すことで、ロッド内部を伝搬し、出射側開口から均一な光束が出射される。また、レンズ３３やミラーやプリズム３６といった光学手段を組み合わせた照明ユニット３５を用いることで、反射型表示素子４１上に均一性の高い光束を照明することが可能となる。

なお、均一照明を可能にする光学手段として、複数のレンズを２次元状に配置したレンズアレイを用いることでも、表示素子上に均一照明が可能となることが知られている。

ここでは、ロッドインテグレータ３２による照明ユニット３５を用いた光学系を図示し、投写型表示装置の光学系全体について説明する。

光発生手段であるランプ４０１から出射された光は、集光手段であるリフレクタ４０２で集光される。このときリフレクタ４０２の開口から出射された光束は、光束の中央付近と周辺部での輝度差が大きい明るさむらのある光束である。そこで上述のロッドインテグレータ３２によって、出射側開口から均一な光束が出射される。また、ロッドインテグレータ３２から出射された光束は、レンズ３３やミラー、プリズム３６などの照明ユニット３５によって、光変調によって画像を形成することができる反射型表示素子４１が配置されている位置へ、反射型表示素子４１の有効領域に適切な大きさの光束となるように光を伝搬させている。

また、従来、一般的な光源として用いる白色ランプ４０１は白色光を発光するが、白色光が反射型表示素子４１を照明し、反射型表示素子４１で光変調された光束を投写レンズ５１を介してスクリーン上に投写したのでは、白黒、つまりグレースケールの画像しか出力されない。そこで、カラー画像を表示する場合は、白色光を赤、緑、青の３原色に分離し、３色の光束を、再度色合成することが必要となる。

そこで、白色ランプ４０１から出射される白色光を、図９のような、カラーホイール４１１と呼ばれる色分離フィルターを、一画像の表示期間内に所定の周期で回転させることで、表示素子を照明する色を赤色、緑色、青色の時系列で着色することにより光の三原色に分割させ、各色の光で照明されている期間に、１つの反射型表示素子４１で形成された各色の画像を、スクリーン上に投写することでカラー画像を実現させている。なお、図８においては、カラーホイール４１１は、色分離フィルター２１として、レンズ３１およびロッドインテグレータ３２の間に挿入されている。

この投写型表示装置では、１画面を形成する期間（ＮＴＳＣの映像表示では約１７ミリ秒）内に表示された画像は、異なる色で表示された画像であっても、目に入った光が一定時間認識されているので、まるで異なる色の画像が同時に光っているように錯覚を起こし、カラー画像を表示することが可能となっている。

このようにして、スクリーン上に、反射型表示素子４１で形成されたカラー画像を、大画面で、明るく、均一性の高い映像を実現させている。

近年、上記従来の光学系において、超高圧水銀ランプを主に用いる白色ランプ４０１の代わりに、図１０のように、発光ダイオード１のような固体光源と呼ばれる単色光を出射する光源を用いて構成された投写型表示装置なども知られている（例えば″Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ ＬＥＤ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒｓ ｉｎ Ｃｏｌｏｒ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙｓ″．；Ｇｅｒａｒｄ Ｈａｒｂｅｒｓ，ｅｔ ａｔ ａｌ．ＩＤＷ’０３ ｐｐ１５８５−１５８８、を参照）。図１０に示す投写型表示装置は、赤色発光ダイオード１（ａ）、およびその光源から出射される光束を集光する為のレンズ２（ａ）と、緑色発光ダイオード１（ｂ）、およびその光源から出射される光束を集光する為のレンズ２（ｂ）と、青色発光ダイオード１（ｃ）、その光源から出射される光束を集光する為のレンズ２（ｃ）と、各光源から出射された光束を合成する為のクロスプリズム３とを備えた光源ユニット４と、照明領域に合わせた光束の成形および均一化を可能とするレンズ３１、３３、３４、および均一性の高い照明を可能とするロッドインテグレータ３２、レンズ３４を透過した光を反射型表示素子４１へ導くプリズム３６を用いた照明ユニット３５と、照明光を変調する光変調素子としての反射型表示素子４１と、投写レンズ５１から構成される。

この単色光を放つ発光ダイオード１（ａ）〜１（ｃ）などの固体光源は、電力供給されてから、その電力に対応するほぼ全ての光出力が出射されるまでの立ち上がり時間や、電力供給を停止させてから光出力がほぼ無くなるまでの立ち下がり時間が、１マイクロ秒以下と、従来の白色ランプ４０１に比しても非常に短いことが知られている。すなわち、発光ダイオードは瞬時に点灯、消灯を切り替えることができる利点がある。

また、発光ダイオードは単色光を出射できることから、発光した光を改めて色分離する必要がない。したがって、図１０に示す発光ダイオード１（ａ）〜１（ｃ）のように、それぞれ赤色光（波長約６００〜７００ｎｍ）、緑色光（波長約５００〜５７０ｎｍ）、青色光（波長約４３０〜４９０ｎｍ）を発光する発光ダイオードを光源として用い、図示しない制御手段からの制御により各ダイオードの点灯、消灯を所定周期で繰り返して行わせることにより、図８の投写型表示装置と同様にカラー画像を表示させることができる。この投写型表示装置においては、従来の白色ランプ４０１を光源とする光学系で用いていた色分離のためのカラーホイール４１１等の色分離フィルター２１が必要なくなり、さらに簡素な光学系を有する投写型表示装置を構成することが出来ることが知られている。

上述した、発光ダイオード１（ａ）〜１（ｃ）などの固体光源を光源とする投写型表示装置には、以下のような課題があった。

すなわち、図１０に示す投写型表示装置においては、赤色、緑色、青色の３色を合成してなる白色は、黒体輻射の色温度５０００〜１００００Ｋの軌跡上、または、ほぼその付近の白色となる光が得られるように、調整されていることが望まれており、この範囲から大きくずれた白色は、投写された画像の画質を大きく劣化させてしまう。
このように、黒体輻射の色温度５０００〜１００００Ｋの軌跡上、または、ほぼその付近の白色となる光は、使用する光源の主波長やスペクトルの幅によっても多少異なるが、赤色、緑色、青色の放射量の比がほぼ１：１：１となっていることが多い。しかし、赤色、緑色、青色の各色光はそれぞれ、肉眼が感じる明るさが異なる。一般に、等しい放射強度の赤色、緑色、青色の各色光を人間が感じる明るさ（以下、光量という）の比であらわすと、例えば赤：緑：青＝３：７：１程度となることが多い。したがって、白色のバランスをとる場合、光量比が例えば赤：緑：青＝３：７：１程度となるようにするのが好ましい。

これに対し、以下のような課題があった。

現在最大出力が可能な発光ダイオードのメーカーの１つである米国ルミレッズ社から商品化されている、ほぼ同サイズの発光部分から出射される発光ダイオードの光量は、赤色が約４４ルーメン、緑色が約８０ルーメン、青色が約１８ルーメンであって、その比率は、およそ赤：緑：青＝２：４：１程度と赤色や緑色が低く、上記の配分比とは一致しない。

そこで、かかる発光ダイオードの発光に関しては、色合成においてほぼ一意的な、光量調整が必要となり、以下のように調整することにより、適切な白色が得られるようにしている。

第１の制御方法は、図１１のように、各色の発光ダイオードの光強度（瞬間の光量をいう。以下同じ。）を調整するものである。具体的には、緑色の発光ダイオードを最大光強度で発光させながら、赤色の発光ダイオードおよび青色の発光ダイオードの光強度はそれぞれの最大光強度より低い光強度となるよう制御している。また、図１１中の赤色、緑色、青色の発光ダイオードの発光期間は一画像の表示期間Ｔ（ＮＴＳＣの映像表示では約１７ミリ秒）を３等分してそれぞれ同一となるようにしている。この条件で、各光の光量は、赤色発光ダイオード１（ａ）の領域５０１、緑色発光ダイオード１（ｂ）の領域５０２、青色発光ダイオード１（ｃ）の領域５０３の面積（光強度と発光期間との積）で表され、この比が、肉眼の比視感度を考慮した配分比を与えている。

しかしながら、この図１１に示す、発光期間一定、光強度を可変する調整においては、緑色発光ダイオード１（ｂ）を最大光強度として、これを基準に他の発光ダイオードの光強度を定めている。したがって、緑色発光ダイオード１（ｂ）の最大光強度が全体の制約となっており、一旦白色光の高い色再現性を確保した状態では、それ以上光量を高めることが困難であった。

なお、各色の最大光強度の値は、発光素子の発光部が破壊されない程度の電流量、製品の仕様、寿命を長くさせるために守るべき温度条件や電流量等の条件下で得られる最大の発光強度である。

そこで、次のような第２の制御方法も行われている。図１２に示すように、赤色、緑色、青色のいずれの発光ダイオードも最大光強度で発光させつつ、それぞれの発光期間を異ならせ、光量が少ない緑色発光ダイオードの発光期間をより長くとるよう制御する。具体的には、一画像の表示期間Ｔにおいて、緑色の発光ダイオードの発光期間Ｇｔを一画像の表示期間のＴ／３よりも長く、他の発光ダイオードの発光期間Ｒｔ、Ｂｔをそれよりも短く（青色のほうが赤色よりも短くなるように）制御する。図１１の場合と同様に、肉眼で感じられる各光の光量は、赤色発光ダイオードの領域５１１、緑色発光ダイオードの領域５１２、青色発光ダイオードの領域５１３の面積で表され、この比が、肉眼の比視感度を考慮した配分比（例えば、３：７：１）を与えている。

図１１に示す例と図１２に示す例とでは、赤色、緑色、青色の面積（光量）比はそれぞれ同一であるが、絶対値、すなわち各領域の面積（光量）は図１２のほうが大きくなっている。したがって、各色の配分比を保ちつつ、より高い光量を得ることができている。

しかしながら、上記図１２に示す、発光期間可変、光強度を一定にする調整においては、上述したように、赤色、緑色、青色の中で、光量が最も大きいのが緑色であるため、投写型表示装置として、出射される光の明るさを大きくするために緑色の量を増やそうと、緑色の発光ダイオードの点灯期間を長くすると、白色が緑色っぽい白色となってしまう。すなわち、明るくするために所定の点灯期間以上の点灯は、白色の色再現性を劣化させてしまうという課題があった。

以上のように、発光ダイオードのような単色光を発光可能な固体光源を用いた光源においては、光量を高めることと、色再現性を保つこととを両立させることが困難となっていた。

本発明は、上記の課題を鑑みて成されたものであり、色再現性を保ちつつ、光量を高めることが可能な光源の発光方法、発光装置およびそれを用いた投写型表示装置等を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の本発明は、赤色光を発光する第１の光発生手段と、緑色光を発光する第２の光発生手段と、青色光を発光する第３の光発生手段とを用い、映像用光源となる光を発光させる、映像用光源の発光方法であって、
一画像の表示期間において、
第１の発光期間に前記第１の光発生手段を発光させる第１の発光工程と、
第２の発光期間に前記第２の光発生手段を発光させる第２の発光工程と、
第３の発光期間に前記第３の光発生手段を発光させる第３の発光工程と、
第４の発光期間に前記第１の光発生手段、前記第２の光発生手段および前記第３の光発生手段を同時に発光させる第４の発光工程と、
を備え、
前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の長さの少なくともいずれか一つを、他と異ならせる、発光方法である。

また、第２の本発明は、前記第１の光発生手段の光強度を、前記第１の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、
前記第２の光発生手段の光強度を、前記第２の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、および
前記第３の光発生手段の光強度を、前記第３の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御の３つの制御のうち、
少なくともいずれか一つの制御を行う、第１の本発明の発光方法である。

また、第３の本発明は、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比と、
前記第４の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比とを、
実質上同一にする、第２の本発明の発光方法である。

また、第４の本発明は、前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間、前記第３の発光期間および前記第４の発光期間を、それぞれ連続的または不連続的に割り当てる、第１の本発明の発光方法である。

また、第５の本発明は、前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間を、この順番または順不同で連続または不連続となるように割り当て、
前記第４の発光期間を、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間が一巡した後の期間に挿入されるように割り当てる、第４の本発明の発光方法である。

また、第６の本発明は、前記一画像の表示期間に、前記第４の発光期間を分割して、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の少なくともいずれか１組の発光期間の間に挿入されるように割り当てる、第４の本発明の発光方法である。

また、第７の本発明は、映像用光源となる光を発光させる発光装置であって、
赤色光を発光する第１の光発生手段と、
緑色光を発光する第２の光発生手段と、
青色光を発光する第３の光発生手段と、
一画像の表示期間において、
第１の発光期間に前記第１の光発生手段を発光させる第１の発光工程と、
第２の発光期間に前記第２の光発生手段を発光させる第２の発光工程と、
第３の発光期間に前記第３の光発生手段を発光させる第３の発光工程と、
第４の発光期間に前記第１の光発生手段、第２の光発生手段および第３の光発生手段を同時に発光させる第４の発光工程と、
が実行されるように、前記第１〜第３の光発生手段の発光を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の長さの少なくともいずれか一つを他と異ならせる制御を行う、発光装置である。

また、第８の本発明は、前記制御手段は、
前記第１の光発生手段の光強度を、前記第１の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、
前記第２の光発生手段の光強度を、前記第２の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、および
前記第３の光発生手段の光強度を、前記第３の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御の３つの制御のうち、
少なくともいずれか一つの制御を行う、第７の本発明の発光装置である。

また、第９の本発明は、前記制御手段は、
前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比と、
前記第４の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比とを、
実質上同一にする制御を行う、第７の本発明の発光装置である。

また、第１０の本発明は、前記制御手段は、
前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間、前記第３の発光期間および前記第４の発光期間を、それぞれ連続的または不連続的に割り当てる制御を行う、第７の本発明の発光装置である。

また、第１１の本発明は、前記制御手段は、
前記位置画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間を、この順番または順不同で連続または不連続となるように割り当て、
前記第４の発光期間を、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間が一巡した後の期間に挿入されるように割り当てる制御を行う、第１０の本発明の発光装置である。

また、第１２の本発明は、前記制御手段は、
前記一画像の表示期間に、前記第４の発光期間を分割して、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の少なくともいずれか１組の発光期間の間に挿入されるように割り当てる制御を行う、第１０の本発明の発光装置である。

また、第１３の本発明は、光源と、
前記光源からの光を集光させる集光系と、
前記集光系により集光された光を変調させる光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光を投写する投写手段とを備え、
前記光源として、第７の本発明の発光装置を有する、投写型表示装置である。

また、第１４の本発明は、第８の本発明の発光装置の、
一画像の表示期間において、
第１の発光期間に前記第１の光発生手段を発光させる第１の発光工程と、
第２の発光期間に前記第２の光発生手段を発光させる第２の発光工程と、
第３の発光期間に前記第３の光発生手段を発光させる第３の発光工程と、
第４の発光期間に前記第１の光発生手段、第２の光発生手段および第３の光発生手段を同時に発光させる第４の発光工程と、が実行されるように、前記第１〜第３の光発生手段の発光を制御する制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、第１５の本発明は、第１４の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

本発明によれば、発光ダイオードのような固体光源に代表される単色光を出射する光源において、色再現性を保ちつつ、光量を高めることを可能とすることができる。

［図１］本発明の実施の形態にかかる発光装置およびそれを内蔵する投写型表示装置の概略構成の第一の例を示す図
［図２］本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第一の例を示す図
［図３］本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第二の例を示す図
［図４］本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第三の例を示す図
［図５］本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第四の例を示す図
［図６］本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第五の例を示す図
［図７］本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置の概略構成の第二の例を示す図
［図８］従来の投写型表示装置の概略構成の第一の例を示す図
［図９］従来の投写型表示装置に使用されるカラーホイールの概略構成の一例を示す図
［図１０］従来の投写型表示装置の概略構成の第二の例を示す図
［図１１］従来の投写型表示装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第一の例を示す図
［図１２］従来の投写型表示装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第二の例を示す図

符号の説明

１（ａ） 赤色発光ダイオード
１（ｂ） 緑色発光ダイオード
１（ｃ） 青色発光ダイオード
２（ａ） レンズ
２（ｂ） レンズ
２（ｃ） レンズ
３ クロスプリズム
４ 光源ユニット
１０ 制御手段
２１ 色分離フィルター
３１ レンズ
３２ ロッドインテグレータ
３３ レンズ
３４ レンズ
３５ 照明ユニット
３６ プリズム
４１ 表示素子
５１ 投写レンズ
１０１ 赤色発光ダイオード１（ａ）の単色発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０２ 緑色発光ダイオード１（ｂ）の単色発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０３ 青色発光ダイオード１（ｃ）の単色発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０４ 赤色発光ダイオード１（ａ）の３色同時発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０５ 緑色発光ダイオード１（ｂ）の３色同時発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０６ 青色発光ダイオード１（ｃ）の３色同時発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域

本発明の実施の形態について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態）
図１に、本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置の概略構成を示す。

図１は、赤色光源としての赤色発光ダイオード１（ａ）、およびその赤色発光ダイオード１（ａ）から出射される光束を集光する為の赤色光用レンズ２（ａ）と、緑色光源としての緑色発光ダイオード１（ｂ）、およびその緑色発光ダイオード１（ｂ）から出射される光束を集光する為の緑色光用レンズ２（ｂ）と、青色光源としての青色発光ダイオード１（ｃ）、その青色発光ダイオード１（ｃ）から出射される光束を集光する為の青色光用レンズ２（ｃ）と、各発光ダイオード１（ａ）、１（ｂ）、１（ｃ）から出射された光束を合成する為のクロスプリズム３と、赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）、青色発光ダイオード１（ｃ）それぞれの点灯期間および点灯時の光強度を制御する制御手段１０、を備えた光源ユニット４と、照明領域に合わせた光束の成形および均一化を可能とするレンズ３１、３３、３４、および均一性の高い照明を可能とするロッドインテグレータ３２、レンズ３４を透過した光を反射型表示素子４１へ導くプリズム３６を用いた照明ユニット３５と、照明光を変調する光変調素子としての反射型表示素子４１と、投写レンズ５１から構成される。

光源ユニット４においては、各発光ダイオード１（ａ）、１（ｂ）、１（ｃ）の３色の光源を時分割で点灯させて、１画面を形成する期間（ＮＴＳＣなどの映像表示では約１７ミリ秒）内に表示された画像の重ね合わせがカラー画像となり、また３色を合成した光、または重ね合わせてなる光が白色となるような組み合わせとなっている。

なお、３つの発光ダイオード１（ａ）、１（ｂ）、１（ｃ）の代わりに、半導体レーザや、Ｎｄ：ＹＡＧレーザなどの固体レーザ、Ａｒレーザーなどのガスレーザなど、単色光を出射し、立ち上がり、立ち下がり時間が短い光源を用いても良い。同様に、立ち上がり、立ち下がり時間が短く、１画面を形成する期間（約１７ミリ秒）内に瞬時に点灯、消灯が可能である固体光源や、他の光源を用いても良い。

図１は、反射型表示素子４１の照明に３原色の発光ダイオード１（ａ）、１（ｂ）、１（ｃ）から出射される光束を用いる場合を示しており、同時発光すれば、各色用レンズ２（ａ）、２（ｂ）、２（ｃ）を用いてそれぞれ集光された３色の光束は、クロスプリズム３で色合成された白色光として、照明ユニット３５へ入射される。

照明ユニット３５に入射された光束は、レンズ３１で集光され、ガラス柱や、ミラーの貼りあわせで構成された中空筒状のロッドインテグレータ３２等の均一化照明手段、レンズ３３などの光学手段を介して、プリズム３６にて直交反射されて反射型表示素子４１を照明する。反射型表示素子４１において光は光変調された状態で反射され、プリズム３６を透過して通過して投写レンズ５１を介して、図示しないスクリーン上に投写される。これにより、拡大されたカラー画像が表示される。

なお、上記の構成において、光源ユニット４および制御手段１０は本発明の光源かつ発光装置を含む構成、に相当し、赤色発光ダイオード１（ａ）は本発明の第１の光発生手段に相当し、緑色発光ダイオード１（ｂ）は本発明の第２の光発生手段に相当し、青色発光ダイオード１（ｃ）は本発明の第３の光発生手段に相当し、制御手段１０は本発明の制御手段に相当する。また、各色用レンズ２（ａ）、２（ｂ）、２（ｃ）、クロスプリズム３，およびレンズ３１，３３，３４，プリズム３６、ロッドインテグレータ３２は本発明の集光系を構成し、反射型表示素子４１は本発明の光変調素子に相当し、投写レンズ５１は本発明の投写手段に相当する。

以上のような構成を有する、本発明の実施の形態の投写型画像表示装置の光源ユニット４の、赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）、青色発光ダイオード１（ｃ）の光強度および点灯期間の制御手段１０による制御動作を、図２を参照して説明するとともに、これにより、本発明の発光方法の一実施の形態を説明する。なお、図２は、制御手段１０の制御による、投写型表示装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第一の例である。

図２に示すように、制御手段１０は、一画像の表示期間ＴをＴ／４ずつ四等分して、４等分された最初の３つの期間の総計を、３原色の赤色発光ダイオード１（ａ）、青色発光ダイオード１１（ｂ）、緑色発光ダイオード１（ｃ）をそれぞれを単独に時分割で発光させるための期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔに割り当て、最後の一つの期間を３原色の赤色発光ダイオード１（ａ）、青色発光ダイオード１１（ｂ）、緑色発光ダイオード１（ｃ）を同時に点灯させる期間Ｗｔに割り当てるようにしている。

このとき、最初の３つの期間は全体として一つの期間として扱い、単色それぞれを同一の期間で点灯させる必要はない。図２に示すように、図１２の従来例と同様、単色光の単独発光期間は、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間ＧｔがＴ／４以上と一番長く、次いで赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間Ｒｔ、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間Ｂｔの順になっている。なお、図２において、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間Ｒｔは、本発明の第１の発光期間に相当し、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間Ｇｔは、本発明の第２の発光期間に相当し、青色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間Ｂｔは、本発明の第３の発光期間に相当する。この対応関係は、以下の実施例でも共通である。

次に、最後の一つの期間Ｗｔは３原色の赤色発光ダイオード１（ａ）、青色発光ダイオード１１（ｂ）、緑色発光ダイオード１（ｃ）を同時に発光させるため、光源ユニット４からは混合白色光が出射されることになる。したがって、一画面表示期間全体としては、赤色、緑色、青色の単色光と、白色光とがそれぞれ時分割で投写されることになる。なお、この赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）および青色発光ダイオード１（ｂ）の同時発光期間Ｗｔは、本発明の第４の発光期間に相当する。この対応も、以下の実施例で共通である。

図１２の従来例にて説明したように、時分割で発光する３原色の単色光を重ね合わせてなる白色光においては、高い色再現性を確保するために各単色の光の単独発光期間を変化させ、緑色発光ダイオードの単独発光期間を最も長くとるようにしていたが、さらに高い光量を得るために、適切な白色が得られる所定の緑色発光ダイオード発光期間以上の発光期間で発光すると、白色光において緑色の影響が大きくなり、色再現性が劣化してしまう不具合があった。

これに対し、本実施の形態によれば、混合白色光を重ね合わせる同時発光期間Ｗｔを設けている。これにより、一画像の表示期間Ｔにおける光量の合計（図２においては領域１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６）を実質的に増やすことができ、かつ各色のバランスを大きく崩すことなく色再現性を保つことが可能となる。

さらに、本実施の形態においては、各発光ダイオードを単独で発光させる場合と、３色同時に発光する場合とで、各発光ダイオードの光強度を異ならせている。この作用によって初めて、緑色の発光ダイオードの点灯期間を長くしても、高い色再現性の白色を維持させたまま、明るくすることが可能となる。以下、説明する。

上述の光出力を有する発光ダイオードを用いた場合を考える。

一画像の表示期間Ｔを基準として単色で発光させた場合の光量が、赤色発光ダイオード１（ａ）につき４４ルーメン、緑色発光ダイオード１（ｂ）につき８０ルーメン、青色発光ダイオード１（ｃ）につき１８ルーメンとすると、個々の発光ダイオードの点灯期間を仮に等しくＴ／４とすると、各色の明るさは赤が１１ルーメン、緑が２０ルーメン、青が４．５ルーメンとなる。

このとき、この投写型表示装置で出力する高い色再現性の白色の３色のバランスが、３色の光量比で、例えば赤：緑：青＝３：７：１とするためには、各単色光の発光期間を、赤色発光ダイオード１（ａ）の発光期間ではＴ／４からさらにその９７％に縮小、緑色発光ダイオード１（ｂ）の発光期間ではＴ／４からさらにその１２４％に拡大、青色発光ダイオード１（ｃ）の発光期間ではＴ／４からさらにその７９％となるようにする。これにより、各単色での光量が、赤色が１０．６ルーメン、緑色が２４．９ルーメン、青色が３．６ルーメンとなり、３色の光量比がほぼ赤：緑：青＝３：７：１となることが分かる。この光量比は、図中では領域１０１，１０２および１０３の面積比として示される。

このようにして、単独発光期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔでの光量は、各単色の光強度が最大となる状態で出射させ、各単色の発光ダイオードが発光している期間を調整することで、所望の色バランスでかつ最大の明るさが得られる。これは図１２の従来例の場合と同様の制御である。

一方、引き続いて実行される、３色同時に発光させる期間Ｗｔにおいては、各単色発光ダイオードの期間は同一である必要がある。したがって、各単色発光ダイオードをすべて最大光強度で発光させてしまうと、混合白色光における３色の光量比は、各単色での最大出力である、赤色が４４ルーメン、緑色が８０ルーメン、青色が１８ルーメンと同じ比率である、赤：緑：青＝２．４：４．４：１となってしまい、この投写型表示装置で出力する混合白色光における３色の光量比である赤：緑：青＝３：７：１が崩れてしまう。

そこで、緑色発光ダイオード１（ｂ）の光強度は最大光強度で利用したまま、赤色と青色の発光ダイオードの光強度を、赤色発光ダイオード１（ａ）の光強度を最大光強度の７７．９％へ低下、青色発光ダイオード１（ｃ）の光強度を最大光強度の６３．５％へ低下させると、３色の光量比は、赤：緑：青＝４４×０．７７９：８０×１．０：１８×０．６３５≒３：７：１となる。したがって、各発光ダイオードの同時発光期間Ｗｔでの光量比と、各発光ダイオードの単独発光期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔでの光量比とは、実質上同一の値が得られ、高い色再現性の混合白色光を得ることができる。なお、この同時発光期間Ｗｔでの光量比は、図中では領域１０４，１０５および１０６の面積比として示される。

これにより、一画像の表示期間Ｔの前半３Ｔ／４期間における赤色光、緑色光および青色光の単独時分割発光による白色光、後半Ｔ／４期間における混合白色光のいずれにおいても、色再現性が高く保たれているため、一画像の表示期間Ｔ全体に渡って色再現性を高く保ったまま、より光量のある白色光を得ることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、一画像の表示期間Ｔ内に赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）および青色発光ダイオード１（ｃ）をそれぞれ単色で発光させる期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔと３色同時に発光させる期間Ｗｔとを割り当て、さらに、単色で発光する期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔと、３色同時に発光する期間Ｗｔで、光量比が実質上同一となるように、単色単独発光の期間ではそれぞれの発光期間を調整し、同時発光期間ではそれぞれの光強度を調整するようにしたことで、高い色再現性の白色を維持させたまま、明るくすることが出来るという効果が得られる。

なお、上記の説明においては、一画像の表示期間Ｔを四等分して、最初の３Ｔ／４を各単色光のための発光期間に割り当て、残りのＴ／４を３色同時に発光させる期間に割り当てるものとしたが、特にこの配分である必要はなく、単色光での発光期間と３色同時発光期間との時間の配分は、任意に変更してもよい。

図３は、混合白色光を投写するための３色同時発光期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔを一画像の表示期間Ｔの１／２に増加させ、残りの１／２の期間を単色光表示のための発光期間Ｗｔに割り当てた例である。この場合でも、図中では領域１１１，１１２および１１３の面積比で示される各単色光の光量比と、領域１１４，１１５および１１６の面積比で示される混合白色光における各単色光の光量比とは実質上同一であり、高い色再現性を維持しつつ、極めて大きな白色のピーク出力を持った画像を投写することが可能な投写型表示装置を提供することができるという効果が得られる。

次に、図４は、単色光表示のための発光期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔを一画像の表示期間Ｔの７／８に増加させ、残りのＴ／８の期間を３色同時発光期間Ｗｔに割り当てた例である。この場合でも、図中では領域１２１，１２２および１２３の面積比で示される各単色光の光量比と、領域１２４，１２５および１２６の面積比で示される混合白色光における各単色光の光量比とは実質上同一であり、高い色再現性を維持しつつ、白色のピーク出力は小さくなるものの、単色での表示光量が増加し、単色での表示部が極めて輝きを持った画像を投写することが可能な投写型表示装置を提供することができるという効果が得られる。

さらに、上記の図２〜４を参照した説明においては、一画像の表示期間Ｔ内における各発光ダイオードの発光の順番を、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光、３色同時発光の順であるとしたが、発光順はこれに限定されるものではない。一画像の表示期間Ｔ内に上記４種類の発光ダイオード点灯制御が、上記説明のように調整された発光期間、光強度にてそれぞれ実行される限り、順不同で点灯しても良い。

さらに、上記の説明においては、一画像の表示期間Ｔにおいて、各単色光での単独発光は、それぞれ連続して実行され、また３色同時発光もまた連続して実行するものとしたが、各発光は不連続的に行ってもよい。例えば、図５に示すように、３色同時発光期間を３等分して、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間と緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間との間、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間と青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間との間、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間と赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間との間にそれぞれ挿入されるようにした。この場合でも、図中では領域１３１，１３２および１３３の面積比で示される各単色光の光量比と、領域（（１３４ａ＋１３４ｂ＋１３４ｃ），（１３５ａ＋１３５ｂ＋１３５ｃ）および（１３６ａ＋１３６ｂ＋１３６ｃ）の面積比で示される混合白色光における各単色光の光量比とは実質上同一であり、高い色再現性を維持しつつ、有意な色情報を持たないグレースケール画面を表示する混合白色光の表示期間を、一画像の表示期間Ｔ内に均等に分散させて、画質の優れた画像を投写することが可能な投写型表示装置を提供することができるという効果が得られる。

さらに３色同時発光期間は、４等分以上に分割してもよい。また、赤色発光ダイオー１（ａ）の単独発光期間、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間を２つ以上に分割してもよい。図６は３分割した例であり、一画像の表示期間Ｔを３分割した表示期間Ｔ／３内において、赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間および３色同時発光期間が完結しており、この完結したサイクル６００が一画面の表示期間Ｔ内に３回繰り返されるようになっている。この場合でも、図中では領域（１０１ａ＋１０１ｂ＋１０１ｃ），（１０２ａ＋１０２ｂ＋１０２ｃ）および（１０３ａ＋１０３ｂ＋１０３ｃ）の面積比で示される一画像の表示期間Ｔ内における単独発光期間の各単色光の光量比と、領域（１０４ａ＋１０４ｂ＋１０４ｃ），（１０５ａ＋１０５ｂ＋１０５ｃ）および（１０６ａ＋１０６ｂ＋１０６ｃ）の面積比で示される一画像の表示期間Ｔ内における３色同時発光期間の単色光の光量比とは実質上同一に保たれている。さらに、各サイクル６００内における単独発光期間の各単色光の光量比と、各サイクル６００内における３色同時発光期間の各単色光の光量比とがそれぞれ実質上同一になっていることが好ましい。図６中では、領域１０１ａ、１０２ａ、１０３ａの面積比と、領域１０４ａ、１０５ａ、１０６ａの面積比とが実質同一であり、領域１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂの面積比と、領域１０４ｂ、１０５ｂ、１０６ｂの面積比とが実質同一であり、領域１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃの面積比と、領域１０４ｃ、１０５ｃ、１０６ｃの面積比とが実質同一であることが好ましい。

また、さらに、一画像の表示期間Ｔ内における全てのサイクル６００内における単独発光期間の各単色光の光量比と、一画像の表示期間Ｔ内における全てのサイクル６００内における３色同時発光期間の各単色光の光量比とがそれぞれ実質上同一になっていることが好ましい。図６中では、領域１０１ａ、１０２ａ、１０３ａの面積比、領域１０４ａ、１０５ａ、１０６ａの面積比、領域１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂの面積比、領域１０４ｂ、１０５ｂ、１０６ｂの面積比、領域１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃの面積比、領域１０４ｃ、１０５ｃ、１０６ｃの面積比が全て実質上同一であることが好ましい。

さらに、各単色光の単独発光期間の分割、３色同時発光期間の分割、各サイクルへの分割は等分割でなく、不均等に分割し、分割されたそれぞれの期間長は異なっていてもよい。

要するに、一画像の表示期間Ｔ内において、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間、および３つの発光ダイオードの同時発光期間が実行されている状態にあればよく、個々の発光期間は、連続的でも不連続的（等分割、または不均等分割）に割り当てられるようにすればよい。

さらに、上記図２〜図５を用いた説明においては、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間と、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間と、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間の間の各光量比と、各発光ダイオードの同時発光による混合白色光における各単色光の光量比とは実質上同一にするものとして説明を行ったが、本発明は、これに限定するものではない。すなわち、本発明は、赤色、緑色、青色の単色光を時分割で発光させた場合において、時分割表示される単色光の光量不足を、混合白色光で補うことができればその目的はある程度達せられるので、混合白色光の光量比と、各発光ダイオード単独発光期間の間の光量比とは、異なっていてもよい。例えば、各発光ダイオード単独発光期間における光量比を赤：緑：青＝３：７：１に保ちながら、混合白色光における光量比は、各発光ダイオードを最大光強度で発光した場合の赤：緑：青＝２．４：４．４：１としてもよい。要するに、色合成時に高い色再現性を実現するには明るさが不十分な色の発光ダイオードの光量を、他の色の発光ダイオードの光量より多くなるような光量比にとればよい。

さらに、図２〜図５に示す例においては、一画像の表示期間Ｔ内における各発光ダイオード単独発光期間における各光量の光量比が赤：緑：青＝３：７：１であるから、少なくとも一画像の表示期間全体における各光量の光量比において、緑色発光ダイオード１（ｂ）の光量が最も大きく保たれる程度まで、混合白色光における単色光の光量比を任意に変化させてもよい。このとき、各発光ダイオードの同時発光による混合白色光における光量比を赤：緑：青＝３：７：１で固定しておいて、各発光ダイオード単独発光期間における光量比を変化させるようにしてもよい。

また、上記の説明においては、各発光ダイオード単独発光期間内に、全ての発光ダイオードを最大光強度で発光させるものとして説明を行ったが、本発明は、各発光ダイオード単独発光期間では、それぞれの光強度を変化させるようにしてもよい。このとき、各発光ダイオード単独発光期間における光量比と、混合白色光における光量比とは、任意にとるようにしてもよい。

以上のように、本発明は、一画像の表示期間内に割り当てた、各発光ダイオード単独点灯期間において、赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）および青色発光ダイオード１（ｃ）の発光期間の少なくともいずれか一つを他と異ならせ、さらにこれに赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）および緑色発光ダイオード１（ｃ）の同時発光期間を割り当てるようにすればよい。なお、各発光ダイオード単独発光期間における、発光期間の調整と、光強度の調整とは、択一的でなく、両方同時に行ってもよい。

また、上記の説明では、米国ルミレッズ社の発光ダイオードの光量を参考にした場合、適切な白色を得るバランスの良い赤色、緑色、青色、の比率に対して、緑色の光出力が少ない状況での発光制御方法を示したが、発光効率や投入可能電力が異なる製品や、米国ルミレッズ社以外の製品などを用いる場合においては、赤色や青色の光量が、適切な白色を得るバランスの良い赤色、緑色、青色、の比率に対して小さくなるため、緑色以外の光源を最大光強度で発光しても良い。

また、図１では、照明ユニット３５として、３枚のレンズ３１，３３および３４とロッドインテグレータ３２とプリズム３６を記しているが、照明ユニット３５内に示した照明ユニット３５内に入射した光を照明すべき反射型表示素子４１側へ照明すべき大きさに合わせた形状および均一性をもつ照明光に変換する光学手段として光路中にレンズを、光路折り曲げのためのプリズムを図示したが、レンズが無いものや、複数個の単レンズを組み合わせたもの、また図に示されていないがミラー等の光学手段が含まれた光学系を本発明の集光系として実施してもよい。

また、図１では、３色の発光ダイオード１（ａ）〜１（ｃ）から出射されレンズ２（ａ）〜２（ｃ）で集光された光をクロスプリズム３で色合成する光源ユニット４を記しているが、本発明の発光装置は、ダイクロイックミラーなどの色フィルターによって各色の光束を合成する構成であっても良い。

また、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光、および各発光ダイオードの同時発光の周期が割り当てられる一画像の表示期間は、ＮＴＳＣ映像表示の１画面表示期間の約１７ミリ秒としたが、ＰＡＬや他の映像信号の一画像の表示期間を対象としてもよい。すなわち反射型表示素子４１が１画面を表示する期間内に上記各周期を割り当てられすれば、一画像の表示期間の長さはいくらであっても良い。

また、上記の構成においては、単色光を発光する光発生手段として発光ダイオードを用い、白色光を得るには、赤色、緑色、青色の３種類の発光ダイオードから出射された光を合成しているが、白色光は、紫外線に近い、またはその範囲の波長の光を出射し、その波長の光が入射すると赤色、緑色、青色に蛍光する蛍光体から出射された発光であっても良い。また、赤色、黄色、緑色、青緑色、青色、等、赤色、緑色、青色の３色だけではなく、４色以上の光を合成する構成であっても良い。

さらに、図１では照明ユニット３５部の均一照明を可能にする光学手段としてロッドインテグレータ３２を用いた構成であるが、図７のように、複数のレンズを２次元状に配置させた第１レンズアレイ３０１，第２レンズアレイ３０２を用いた構成であっても良い。

さらに、上記の投写型表示装置では、画像表示素子として、反射型表示素子４１を用いたが、透過型表示素子や、アレイ状に配置された微小ミラーによって反射方向を変化できるＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）や、液晶のような表示素子を本発明の光変調素子として有する投写型表示装置であってもよい。

さらに、上記の投写型表示装置では、図１のように固体光源としての発光ダイオード１を各単色で１個、と最小の個数で記載したが、特に各単色で１個と限定するものではなく、光発生手段は、複数個の発光ダイオードを用いて構成されたものであってもよい。

なお、本発明にかかるプログラムは、上述した本発明の発光装置の制御手段１０の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムであってもよい。

また、本発明は、上述した本発明の制御手段１０の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体であってもよい。

また、本発明のプログラムを記録した、コンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれる。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。

また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送機構、光・電波・音波等が含まれる。

また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

本発明にかかる発光装置、投写型表示装置は、発光ダイオードのような固体光源に代表される単色光を出射する光源を用い、高い光利用効率を得るという効果が必要な投写型表示装置など、画像を投写することが可能な表示装置に適応できる。

本発明は、光源としての光発生手段、および光変調素子、投写手段としての投写レンズ等を用いて大画面映像をスクリーン上に投影する投写型表示装置に用いられる光源の発光方法、発光装置等に関するものである。

近年、大画面表示が可能な投写型の映像機器として、各種の光変調素子を用いた投写型表示装置（プロジェクタ）が注目されている。これらの投写型表示装置は、光発生手段である光源から放射された光により、透過型、反射型の液晶や、アレイ状に配置された微小ミラーによって反射方向を変化できるＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）などによって光変調が行える光変調素子を照明し、外部から供給される映像信号に応じた光学像を光変調素子上に形成し、光変調素子により変調された照明光である光学像を投写レンズによってスクリーン上に拡大投影するものである。

この投影された大画面の重要な光学的特性として、投写レンズから出射される明るさと、明るさの均一性や、赤色、緑色、青色等の単色、および３色を色合成して得られる白色などの色をより忠実に再現する性能である色再現性などがあげられる。

また最近では、投写型表示装置として、スクリーン上に表示される画像の明るさが電力投入から最大の明るさに到達する迄の時間を短くするといった瞬時点灯性能や、設置の容易さや、持ち運びなどの可搬性といった一般的な画像表示装置として求められる総合的機能も重要な項目として注目されている。

図８に、超高圧水銀ランプなどの白色ランプ４０１を用いた光源ユニット４０３と、均一照明を可能にする光学手段を用いて構成された照明ユニット３５と、光変調素子としての反射型表示素子４１と、投写レンズ５１を用いた従来の投写型表示装置を示す。

なお、均一照明を可能にする光学手段として、ガラス柱や、ミラーの貼りあわせで構成された中空筒状のロッドインテグレータ３２を用いている。このロッドインテグレータ３２は、入射側開口から入射した光が、ロッドインテグレータ３２内で全反射やミラー面での反射を繰り返すことで、ロッド内部を伝搬し、出射側開口から均一な光束が出射される。また、レンズ３３やミラーやプリズム３６といった光学手段を組み合わせた照明ユニット３５を用いることで、反射型表示素子４１上に均一性の高い光束を照明することが可能となる。

なお、均一照明を可能にする光学手段として、複数のレンズを２次元状に配置したレンズアレイを用いることでも、表示素子上に均一照明が可能となることが知られている。

ここでは、ロッドインテグレータ３２による照明ユニット３５を用いた光学系を図示し、投写型表示装置の光学系全体について説明する。

光発生手段であるランプ４０１から出射された光は、集光手段であるリフレクタ４０２で集光される。このときリフレクタ４０２の開口から出射された光束は、光束の中央付近と周辺部での輝度差が大きい明るさむらのある光束である。そこで上述のロッドインテグレータ３２によって、出射側開口から均一な光束が出射される。また、ロッドインテグレータ３２から出射された光束は、レンズ３３やミラー、プリズム３６などの照明ユニット３５によって、光変調によって画像を形成することができる反射型表示素子４１が配置されている位置へ、反射型表示素子４１の有効領域に適切な大きさの光束となるように光を伝搬させている。

また、従来、一般的な光源として用いる白色ランプ４０１は白色光を発光するが、白色光が反射型表示素子４１を照明し、反射型表示素子４１で光変調された光束を投写レンズ５１を介してスクリーン上に投写したのでは、白黒、つまりグレースケールの画像しか出力されない。そこで、カラー画像を表示する場合は、白色光を赤、緑、青の３原色に分離し、３色の光束を、再度色合成することが必要となる。

そこで、白色ランプ４０１から出射される白色光を、図９のような、カラーホイール４１１と呼ばれる色分離フィルターを、一画像の表示期間内に所定の周期で回転させることで、表示素子を照明する色を赤色、緑色、青色の時系列で着色することにより光の三原色に分割させ、各色の光で照明されている期間に、１つの反射型表示素子４１で形成された各色の画像を、スクリーン上に投写することでカラー画像を実現させている。なお、図８においては、カラーホイール４１１は、色分離フィルター２１として、レンズ３１およびロッドインテグレータ３２の間に挿入されている。

この投写型表示装置では、１画面を形成する期間（ＮＴＳＣの映像表示では約１７ミリ秒）内に表示された画像は、異なる色で表示された画像であっても、目に入った光が一定時間認識されているので、まるで異なる色の画像が同時に光っているように錯覚を起こし、カラー画像を表示することが可能となっている。

このようにして、スクリーン上に、反射型表示素子４１で形成されたカラー画像を、大画面で、明るく、均一性の高い映像を実現させている。

近年、上記従来の光学系において、超高圧水銀ランプを主に用いる白色ランプ４０１の代わりに、図１０のように、発光ダイオード１のような固体光源と呼ばれる単色光を出射する光源を用いて構成された投写型表示装置なども知られている（例えば"Performance of High Power LED Illuminators in Color Sequential Projection Displays" .; Gerard Harbers, et at al. IDW'03 pp1585-1588、を参照）。図１０に示す投写型表示装置は、赤色発光ダイオード１（ａ）、およびその光源から出射される光束を集光する為のレンズ２（ａ）と、緑色発光ダイオード１（ｂ）、およびその光源から出射される光束を集光する為のレンズ２（ｂ）と、青色発光ダイオード１（ｃ）、その光源から出射される光束を集光する為のレンズ２（ｃ）と、各光源から出射された光束を合成する為のクロスプリズム３とを備えた光源ユニット４と、照明領域に合わせた光束の成形および均一化を可能とするレンズ３１、３３、３４、および均一性の高い照明を可能とするロッドインテグレータ３２、レンズ３４を透過した光を反射型表示素子４１へ導くプリズム３６を用いた照明ユニット３５と、照明光を変調する光変調素子としての反射型表示素子４１と、投写レンズ５１から構成される。

この単色光を放つ発光ダイオード１（ａ）〜１（ｃ）などの固体光源は、電力供給されてから、その電力に対応するほぼ全ての光出力が出射されるまでの立ち上がり時間や、電力供給を停止させてから光出力がほぼ無くなるまでの立ち下がり時間が、１マイクロ秒以下と、従来の白色ランプ４０１に比しても非常に短いことが知られている。すなわち、発光ダイオードは瞬時に点灯、消灯を切り替えることができる利点がある。

また、発光ダイオードは単色光を出射できることから、発光した光を改めて色分離する必要がない。したがって、図１０に示す発光ダイオード１（ａ）〜１（ｃ）のように、それぞれ赤色光（波長約６００〜７００ｎｍ）、緑色光（波長約５００〜５７０ｎｍ）、青色光（波長約４３０〜４９０ｎｍ）を発光する発光ダイオードを光源として用い、図示しない制御手段からの制御により各ダイオードの点灯、消灯を所定周期で繰り返して行わせることにより、図８の投写型表示装置と同様にカラー画像を表示させることができる。この投写型表示装置においては、従来の白色ランプ４０１を光源とする光学系で用いていた色分離のためのカラーホイール４１１等の色分離フィルター２１が必要なくなり、さらに簡素な光学系を有する投写型表示装置を構成することが出来ることが知られている。

上述した、発光ダイオード１（ａ）〜１（ｃ）などの固体光源を光源とする投写型表示装置には、以下のような課題があった。

すなわち、図１０に示す投写型表示装置においては、赤色、緑色、青色の３色を合成してなる白色は、黒体輻射の色温度５０００〜１００００Ｋの軌跡上、または、ほぼその付近の白色となる光が得られるように、調整されていることが望まれており、この範囲から大きくずれた白色は、投写された画像の画質を大きく劣化させてしまう。

このように、黒体輻射の色温度５０００〜１００００Ｋの軌跡上、または、ほぼその付近の白色となる光は、使用する光源の主波長やスペクトルの幅によっても多少異なるが、赤色、緑色、青色の放射量の比がほぼ１：１：１となっていることが多い。しかし、赤色、緑色、青色の各色光はそれぞれ、肉眼が感じる明るさが異なる。一般に、等しい放射強度の赤色、緑色、青色の各色光を人間が感じる明るさ（以下、光量という）の比であらわすと、例えば赤：緑：青＝３：７：１程度となることが多い。したがって、白色のバランスをとる場合、光量比が例えば赤：緑：青＝３：７：１程度となるようにするのが好ましい。

これに対し、以下のような課題があった。

現在最大出力が可能な発光ダイオードのメーカーの１つである米国ルミレッズ社から商品化されている、ほぼ同サイズの発光部分から出射される発光ダイオードの光量は、赤色が約４４ルーメン、緑色が約８０ルーメン、青色が約１８ルーメンであって、その比率は、およそ赤：緑：青＝２：４：１程度と赤色や緑色が低く、上記の配分比とは一致しない。

そこで、かかる発光ダイオードの発光に関しては、色合成においてほぼ一意的な、光量調整が必要となり、以下のように調整することにより、適切な白色が得られるようにしている。

第１の制御方法は、図１１のように、各色の発光ダイオードの光強度（瞬間の光量をいう。以下同じ。）を調整するものである。具体的には、緑色の発光ダイオードを最大光強度で発光させながら、赤色の発光ダイオードおよび青色の発光ダイオードの光強度はそれぞれの最大光強度より低い光強度となるよう制御している。また、図１１中の赤色、緑色、青色の発光ダイオードの発光期間は一画像の表示期間Ｔ（ＮＴＳＣの映像表示では約１７ミリ秒）を３等分してそれぞれ同一となるようにしている。この条件で、各光の光量は、赤色発光ダイオード１（ａ）の領域５０１、緑色発光ダイオード１（ｂ）の領域５０２、青色発光ダイオード１（ｃ）の領域５０３の面積（光強度と発光期間との積）で表され、この比が、肉眼の比視感度を考慮した配分比を与えている。

しかしながら、この図１１に示す、発光期間一定、光強度を可変する調整においては、緑色発光ダイオード１（ｂ）を最大光強度として、これを基準に他の発光ダイオードの光強度を定めている。したがって、緑色発光ダイオード１（ｂ）の最大光強度が全体の制約となっており、一旦白色光の高い色再現性を確保した状態では、それ以上光量を高めることが困難であった。

なお、各色の最大光強度の値は、発光素子の発光部が破壊されない程度の電流量、製品の仕様、寿命を長くさせるために守るべき温度条件や電流量等の条件下で得られる最大の発光強度である。

そこで、次のような第２の制御方法も行われている。図１２に示すように、赤色、緑色、青色のいずれの発光ダイオードも最大光強度で発光させつつ、それぞれの発光期間を異ならせ、光量が少ない緑色発光ダイオードの発光期間をより長くとるよう制御する。具体的には、一画像の表示期間Ｔにおいて、緑色の発光ダイオードの発光期間Ｇｔを一画像の表示期間のＴ／３よりも長く、他の発光ダイオードの発光期間Ｒｔ、Ｂｔをそれよりも短く（青色のほうが赤色よりも短くなるように）制御する。図１１の場合と同様に、肉眼で感じられる各光の光量は、赤色発光ダイオードの領域５１１、緑色発光ダイオードの領域５１２、青色発光ダイオードの領域５１３の面積で表され、この比が、肉眼の比視感度を考慮した配分比（例えば、３：７：１）を与えている。

図１１に示す例と図１２に示す例とでは、赤色、緑色、青色の面積（光量）比はそれぞれ同一であるが、絶対値、すなわち各領域の面積（光量）は図１２のほうが大きくなっている。したがって、各色の配分比を保ちつつ、より高い光量を得ることができている。

しかしながら、上記図１２に示す、発光期間可変、光強度を一定にする調整においては、上述したように、赤色、緑色、青色の中で、光量が最も大きいのが緑色であるため、投写型表示装置として、出射される光の明るさを大きくするために緑色の量を増やそうと、緑色の発光ダイオードの点灯期間を長くすると、白色が緑色っぽい白色となってしまう。すなわち、明るくするために所定の点灯期間以上の点灯は、白色の色再現性を劣化させてしまうという課題があった。

以上のように、発光ダイオードのような単色光を発光可能な固体光源を用いた光源においては、光量を高めることと、色再現性を保つこととを両立させることが困難となっていた。

本発明は、上記の課題を鑑みて成されたものであり、色再現性を保ちつつ、光量を高めることが可能な光源の発光方法、発光装置およびそれを用いた投写型表示装置等を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の本発明は、赤色光を発光する第１の光発生手段と、緑色光を発光する第２の光発生手段と、青色光を発光する第３の光発生手段とを用い、映像用光源となる光を発光させる、映像用光源の発光方法であって、
一画像の表示期間において、
第１の発光期間に前記第１の光発生手段を発光させる第１の発光工程と、
第２の発光期間に前記第２の光発生手段を発光させる第２の発光工程と、
第３の発光期間に前記第３の光発生手段を発光させる第３の発光工程と、
第４の発光期間に前記第１の光発生手段、前記第２の光発生手段および前記第３の光発生手段を同時に発光させる第４の発光工程と、
を備え、
前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の長さの少なくともいずれか一つを、他と異ならせる、発光方法である。

また、第２の本発明は、前記第１の光発生手段の光強度を、前記第１の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、
前記第２の光発生手段の光強度を、前記第２の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、および
前記第３の光発生手段の光強度を、前記第３の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御の３つの制御のうち、
少なくともいずれか一つの制御を行う、第１の本発明の発光方法である。

また、第３の本発明は、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比と、
前記第４の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比とを、
実質上同一にする、第２の本発明の発光方法である。

また、第４の本発明は、前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間、前記第３の発光期間および前記第４の発光期間を、それぞれ連続的または不連続的に割り当てる、第１の本発明の発光方法である。

また、第５の本発明は、前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間を、この順番または順不同で連続または不連続となるように割り当て、
前記第４の発光期間を、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間が一巡した後の期間に挿入されるように割り当てる、第４の本発明の発光方法である。

また、第６の本発明は、前記一画像の表示期間に、前記第４の発光期間を分割して、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の少なくともいずれか１組の発光期間の間に挿入されるように割り当てる、第４の本発明の発光方法である。

また、第７の本発明は、映像用光源となる光を発光させる発光装置であって、
赤色光を発光する第１の光発生手段と、
緑色光を発光する第２の光発生手段と、
青色光を発光する第３の光発生手段と、
一画像の表示期間において、
第１の発光期間に前記第１の光発生手段を発光させる第１の発光工程と、
第２の発光期間に前記第２の光発生手段を発光させる第２の発光工程と、
第３の発光期間に前記第３の光発生手段を発光させる第３の発光工程と、
第４の発光期間に前記第１の光発生手段、第２の光発生手段および第３の光発生手段を同時に発光させる第４の発光工程と、
が実行されるように、前記第１〜第３の光発生手段の発光を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の長さの少なくともいずれか一つを他と異ならせる制御を行う、発光装置である。

また、第８の本発明は、前記制御手段は、
前記第１の光発生手段の光強度を、前記第１の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、
前記第２の光発生手段の光強度を、前記第２の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、および
前記第３の光発生手段の光強度を、前記第３の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御の３つの制御のうち、
少なくともいずれか一つの制御を行う、第７の本発明の発光装置である。

また、第９の本発明は、前記制御手段は、
前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比と、
前記第４の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比とを、
実質上同一にする制御を行う、第７の本発明の発光装置である。

また、第１０の本発明は、前記制御手段は、
前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間、前記第３の発光期間および前記第４の発光期間を、それぞれ連続的または不連続的に割り当てる制御を行う、第７の本発明の発光装置である。

また、第１１の本発明は、前記制御手段は、
前記位置画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間を、この順番または順不同で連続または不連続となるように割り当て、
前記第４の発光期間を、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間が一巡した後の期間に挿入されるように割り当てる制御を行う、第１０の本発明の発光装置である。

また、第１２の本発明は、前記制御手段は、
前記一画像の表示期間に、前記第４の発光期間を分割して、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の少なくともいずれか１組の発光期間の間に挿入されるように割り当てる制御を行う、第１０の本発明の発光装置である。

また、第１３の本発明は、光源と、
前記光源からの光を集光させる集光系と、
前記集光系により集光された光を変調させる光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光を投写する投写手段とを備え、
前記光源として、第７の本発明の発光装置を有する、投写型表示装置である。

また、第１４の本発明は、第８の本発明の発光装置の、
一画像の表示期間において、
第１の発光期間に前記第１の光発生手段を発光させる第１の発光工程と、
第２の発光期間に前記第２の光発生手段を発光させる第２の発光工程と、
第３の発光期間に前記第３の光発生手段を発光させる第３の発光工程と、
第４の発光期間に前記第１の光発生手段、第２の光発生手段および第３の光発生手段を同時に発光させる第４の発光工程と、が実行されるように、前記第１〜第３の光発生手段の発光を制御する制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、第１５の本発明は、第１４の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

本発明によれば、発光ダイオードのような固体光源に代表される単色光を出射する光源において、色再現性を保ちつつ、光量を高めることを可能とすることができる。

本発明の実施の形態について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態）
図１に、本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置の概略構成を示す。

図１は、赤色光源としての赤色発光ダイオード１（ａ）、およびその赤色発光ダイオード１（ａ）から出射される光束を集光する為の赤色光用レンズ２（ａ）と、緑色光源としての緑色発光ダイオード１（ｂ）、およびその緑色発光ダイオード１（ｂ）から出射される光束を集光する為の緑色光用レンズ２（ｂ）と、青色光源としての青色発光ダイオード１（ｃ）、その青色発光ダイオード１（ｃ）から出射される光束を集光する為の青色光用レンズ２（ｃ）と、各発光ダイオード１（ａ）、１（ｂ）、１（ｃ）から出射された光束を合成する為のクロスプリズム３と、赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）、青色発光ダイオード１（ｃ）それぞれの点灯期間および点灯時の光強度を制御する制御手段１０、を備えた光源ユニット４と、照明領域に合わせた光束の成形および均一化を可能とするレンズ３１、３３、３４、および均一性の高い照明を可能とするロッドインテグレータ３２、レンズ３４を透過した光を反射型表示素子４１へ導くプリズム３６を用いた照明ユニット３５と、照明光を変調する光変調素子としての反射型表示素子４１と、投写レンズ５１から構成される。

光源ユニット４においては、各発光ダイオード１（ａ）、１（ｂ）、１（ｃ）の３色の光源を時分割で点灯させて、１画面を形成する期間（ＮＴＳＣなどの映像表示では約１７ミリ秒）内に表示された画像の重ね合わせがカラー画像となり、また３色を合成した光、または重ね合わせてなる光が白色となるような組み合わせとなっている。

なお、３つの発光ダイオード１（ａ）、１（ｂ）、１（ｃ）の代わりに、半導体レーザや、Nd:YAGレーザなどの固体レーザ、Arレーザーなどのガスレーザなど、単色光を出射し、立ち上がり、立ち下がり時間が短い光源を用いても良い。同様に、立ち上がり、立ち下がり時間が短く、１画面を形成する期間（約１７ミリ秒）内に瞬時に点灯、消灯が可能である固体光源や、他の光源を用いても良い。

図１は、反射型表示素子４１の照明に３原色の発光ダイオード１（ａ）、１（ｂ）、１（ｃ）から出射される光束を用いる場合を示しており、同時発光すれば、各色用レンズ２（ａ）、２（ｂ）、２（ｃ）を用いてそれぞれ集光された３色の光束は、クロスプリズム３で色合成された白色光として、照明ユニット３５へ入射される。

照明ユニット３５に入射された光束は、レンズ３１で集光され、ガラス柱や、ミラーの貼りあわせで構成された中空筒状のロッドインテグレータ３２等の均一化照明手段、レンズ３３などの光学手段を介して、プリズム３６にて直交反射されて反射型表示素子４１を照明する。反射型表示素子４１において光は光変調された状態で反射され、プリズム３６を透過して通過して投写レンズ５１を介して、図示しないスクリーン上に投写される。これにより、拡大されたカラー画像が表示される。

なお、上記の構成において、光源ユニット４および制御手段１０は本発明の光源かつ発光装置を含む構成、に相当し、赤色発光ダイオード１（ａ）は本発明の第１の光発生手段に相当し、緑色発光ダイオード１（ｂ）は本発明の第２の光発生手段に相当し、青色発光ダイオード１（ｃ）は本発明の第３の光発生手段に相当し、制御手段１０は本発明の制御手段に相当する。また、各色用レンズ２（ａ）、２（ｂ）、２（ｃ）、クロスプリズム３，およびレンズ３１，３３，３４，プリズム３６、ロッドインテグレータ３２は本発明の集光系を構成し、反射型表示素子４１は本発明の光変調素子に相当し、投写レンズ５１は本発明の投写手段に相当する。

以上のような構成を有する、本発明の実施の形態の投写型画像表示装置の光源ユニット４の、赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）、青色発光ダイオード１（ｃ）の光強度および点灯期間の制御手段１０による制御動作を、図２を参照して説明するとともに、これにより、本発明の発光方法の一実施の形態を説明する。なお、図２は、制御手段１０の制御による、投写型表示装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第一の例である。

図２に示すように、制御手段１０は、一画像の表示期間ＴをＴ／４ずつ四等分して、４等分された最初の３つの期間の総計を、３原色の赤色発光ダイオード１（ａ）、青色発光ダイオード１１（ｂ）、緑色発光ダイオード１（ｃ）をそれぞれを単独に時分割で発光させるための期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔに割り当て、最後の一つの期間を３原色の赤色発光ダイオード１（ａ）、青色発光ダイオード１１（ｂ）、緑色発光ダイオード１（ｃ）を同時に点灯させる期間Ｗｔに割り当てるようにしている。

このとき、最初の３つの期間は全体として一つの期間として扱い、単色それぞれを同一の期間で点灯させる必要はない。図２に示すように、図１２の従来例と同様、単色光の単独発光期間は、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間ＧｔがＴ／４以上と一番長く、次いで赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間Ｒｔ、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間Ｂｔの順になっている。なお、図２において、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間Ｒｔは、本発明の第１の発光期間に相当し、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間Ｇｔは、本発明の第２の発光期間に相当し、青色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間Ｂｔは、本発明の第３の発光期間に相当する。この対応関係は、以下の実施例でも共通である。

次に、最後の一つの期間Ｗｔは３原色の赤色発光ダイオード１（ａ）、青色発光ダイオード１１（ｂ）、緑色発光ダイオード１（ｃ）を同時に発光させるため、光源ユニット４からは混合白色光が出射されることになる。したがって、一画面表示期間全体としては、赤色、緑色、青色の単色光と、白色光とがそれぞれ時分割で投写されることになる。なお、この赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）および青色発光ダイオード１（ｂ）の同時発光期間Ｗｔは、本発明の第４の発光期間に相当する。この対応も、以下の実施例で共通である。

図１２の従来例にて説明したように、時分割で発光する３原色の単色光を重ね合わせてなる白色光においては、高い色再現性を確保するために各単色の光の単独発光期間を変化させ、緑色発光ダイオードの単独発光期間を最も長くとるようにしていたが、さらに高い光量を得るために、適切な白色が得られる所定の緑色発光ダイオード発光期間以上の発光期間で発光すると、白色光において緑色の影響が大きくなり、色再現性が劣化してしまう不具合があった。

これに対し、本実施の形態によれば、混合白色光を重ね合わせる同時発光期間Ｗｔを設けている。これにより、一画像の表示期間Ｔにおける光量の合計（図２においては領域１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６）を実質的に増やすことができ、かつ各色のバランスを大きく崩すことなく色再現性を保つことが可能となる。

さらに、本実施の形態においては、各発光ダイオードを単独で発光させる場合と、３色同時に発光する場合とで、各発光ダイオードの光強度を異ならせている。この作用によって初めて、緑色の発光ダイオードの点灯期間を長くしても、高い色再現性の白色を維持させたまま、明るくすることが可能となる。以下、説明する。

上述の光出力を有する発光ダイオードを用いた場合を考える。

一画像の表示期間Ｔを基準として単色で発光させた場合の光量が、赤色発光ダイオード１（ａ）につき４４ルーメン、緑色発光ダイオード１（ｂ）につき８０ルーメン、青色発光ダイオード１（ｃ）につき１８ルーメンとすると、個々の発光ダイオードの点灯期間を仮に等しくＴ／４とすると、各色の明るさは赤が１１ルーメン、緑が２０ルーメン、青が４．５ルーメンとなる。

このとき、この投写型表示装置で出力する高い色再現性の白色の３色のバランスが、３色の光量比で、例えば赤：緑：青＝３：７：１とするためには、各単色光の発光期間を、赤色発光ダイオード１（ａ）の発光期間ではＴ／４からさらにその９７％に縮小、緑色発光ダイオード１（ｂ）の発光期間ではＴ／４からさらにその１２４％に拡大、青色発光ダイオード１（ｃ）の発光期間ではＴ／４からさらにその７９％となるようにする。これにより、各単色での光量が、赤色が１０．６ルーメン、緑色が２４．９ルーメン、青色が３．６ルーメンとなり、３色の光量比がほぼ赤：緑：青＝３：７：１となることが分かる。この光量比は、図中では領域１０１，１０２および１０３の面積比として示される。

このようにして、単独発光期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔでの光量は、各単色の光強度が最大となる状態で出射させ、各単色の発光ダイオードが発光している期間を調整することで、所望の色バランスでかつ最大の明るさが得られる。これは図１２の従来例の場合と同様の制御である。

一方、引き続いて実行される、３色同時に発光させる期間Ｗｔにおいては、各単色発光ダイオードの期間は同一である必要がある。したがって、各単色発光ダイオードをすべて最大光強度で発光させてしまうと、混合白色光における３色の光量比は、各単色での最大出力である、赤色が４４ルーメン、緑色が８０ルーメン、青色が１８ルーメンと同じ比率である、赤：緑：青＝２．４：４．４：１となってしまい、この投写型表示装置で出力する混合白色光における３色の光量比である赤：緑：青＝３：７：１が崩れてしまう。

そこで、緑色発光ダイオード１（ｂ）の光強度は最大光強度で利用したまま、赤色と青色の発光ダイオードの光強度を、赤色発光ダイオード１（ａ）の光強度を最大光強度の７７．９％へ低下、青色発光ダイオード１（ｃ）の光強度を最大光強度の６３．５％へ低下させると、３色の光量比は、赤：緑：青＝４４×０．７７９：８０×１．０：１８×０．６３５≒３：７：１となる。したがって、各発光ダイオードの同時発光期間Ｗｔでの光量比と、各発光ダイオードの単独発光期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔでの光量比とは、実質上同一の値が得られ、高い色再現性の混合白色光を得ることができる。なお、この同時発光期間Ｗｔでの光量比は、図中では領域１０４，１０５および１０６の面積比として示される。

これにより、一画像の表示期間Ｔの前半３Ｔ／４期間における赤色光、緑色光および青色光の単独時分割発光による白色光、後半Ｔ／４期間における混合白色光のいずれにおいても、色再現性が高く保たれているため、一画像の表示期間Ｔ全体に渡って色再現性を高く保ったまま、より光量のある白色光を得ることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、一画像の表示期間Ｔ内に赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）および青色発光ダイオード１（ｃ）をそれぞれ単色で発光させる期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔと３色同時に発光させる期間Ｗｔとを割り当て、さらに、単色で発光する期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔと、３色同時に発光する期間Ｗｔで、光量比が実質上同一となるように、単色単独発光の期間ではそれぞれの発光期間を調整し、同時発光期間ではそれぞれの光強度を調整するようにしたことで、高い色再現性の白色を維持させたまま、明るくすることが出来るという効果が得られる。

なお、上記の説明においては、一画像の表示期間Ｔを四等分して、最初の３Ｔ／４を各単色光のための発光期間に割り当て、残りのＴ／４を３色同時に発光させる期間に割り当てるものとしたが、特にこの配分である必要はなく、単色光での発光期間と３色同時発光期間との時間の配分は、任意に変更してもよい。

図３は、混合白色光を投写するための３色同時発光期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔを一画像の表示期間Ｔの１／２に増加させ、残りの１／２の期間を単色光表示のための発光期間Ｗｔに割り当てた例である。この場合でも、図中では領域１１１，１１２および１１３の面積比で示される各単色光の光量比と、領域１１４，１１５および１１６の面積比で示される混合白色光における各単色光の光量比とは実質上同一であり、高い色再現性を維持しつつ、極めて大きな白色のピーク出力を持った画像を投写することが可能な投写型表示装置を提供することができるという効果が得られる。

次に、図４は、単色光表示のための発光期間Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔを一画像の表示期間Ｔの７／８に増加させ、残りのＴ／８の期間を３色同時発光期間Ｗｔに割り当てた例である。この場合でも、図中では領域１２１，１２２および１２３の面積比で示される各単色光の光量比と、領域１２４，１２５および１２６の面積比で示される混合白色光における各単色光の光量比とは実質上同一であり、高い色再現性を維持しつつ、白色のピーク出力は小さくなるものの、単色での表示光量が増加し、単色での表示部が極めて輝きを持った画像を投写することが可能な投写型表示装置を提供することができるという効果が得られる。

さらに、上記の図２〜４を参照した説明においては、一画像の表示期間Ｔ内における各発光ダイオードの発光の順番を、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光、３色同時発光の順であるとしたが、発光順はこれに限定されるものではない。一画像の表示期間Ｔ内に上記４種類の発光ダイオード点灯制御が、上記説明のように調整された発光期間、光強度にてそれぞれ実行される限り、順不同で点灯しても良い。

さらに、上記の説明においては、一画像の表示期間Ｔにおいて、各単色光での単独発光は、それぞれ連続して実行され、また３色同時発光もまた連続して実行するものとしたが、各発光は不連続的に行ってもよい。例えば、図５に示すように、３色同時発光期間を３等分して、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間と緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間との間、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間と青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間との間、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間と赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間との間にそれぞれ挿入されるようにした。この場合でも、図中では領域１３１，１３２および１３３の面積比で示される各単色光の光量比と、領域（（１３４ａ＋１３４ｂ＋１３４ｃ），（１３５ａ＋１３５ｂ＋１３５ｃ）および（１３６ａ＋１３６ｂ＋１３６ｃ）の面積比で示される混合白色光における各単色光の光量比とは実質上同一であり、高い色再現性を維持しつつ、有意な色情報を持たないグレースケール画面を表示する混合白色光の表示期間を、一画像の表示期間Ｔ内に均等に分散させて、画質の優れた画像を投写することが可能な投写型表示装置を提供することができるという効果が得られる。

さらに３色同時発光期間は、４等分以上に分割してもよい。また、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間を２つ以上に分割してもよい。図６は３分割した例であり、一画像の表示期間Ｔを３分割した表示期間Ｔ／３内において、赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間および３色同時発光期間が完結しており、この完結したサイクル６００が一画面の表示期間Ｔ内に３回繰り返されるようになっている。 この場合でも、図中では領域（１０１ａ＋１０１ｂ＋１０１ｃ），（１０２ａ＋１０２ｂ＋１０２ｃ）および（１０３ａ＋１０３ｂ＋１０３ｃ）の面積比で示される一画像の表示期間Ｔ内における単独発光期間の各単色光の光量比と、領域（１０４ａ＋１０４ｂ＋１０４ｃ），（１０５ａ＋１０５ｂ＋１０５ｃ）および（１０６ａ＋１０６ｂ＋１０６ｃ）の面積比で示される一画像の表示期間Ｔ内における３色同時発光期間の単色光の光量比とは実質上同一に保たれている。さらに、各サイクル６００内における単独発光期間の各単色光の光量比と、各サイクル６００内における３色同時発光期間の各単色光の光量比とがそれぞれ実質上同一になっていることが好ましい。図６中では、領域１０１ａ、１０２ａ、１０３ａの面積比と、領域１０４ａ、１０５ａ、１０６ａの面積比とが実質同一であり、領域１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂの面積比と、領域１０４ｂ、１０５ｂ、１０６ｂの面積比とが実質同一であり、領域１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃの面積比と、領域１０４ｃ、１０５ｃ、１０６ｃの面積比とが実質同一であることが好ましい。

また、さらに、一画像の表示期間Ｔ内における全てのサイクル６００内における単独発光期間の各単色光の光量比と、一画像の表示期間Ｔ内における全てのサイクル６００内における３色同時発光期間の各単色光の光量比とがそれぞれ実質上同一になっていることが好ましい。図６中では、領域１０１ａ、１０２ａ、１０３ａの面積比、領域１０４ａ、１０５ａ、１０６ａの面積比、領域１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂの面積比、領域１０４ｂ、１０５ｂ、１０６ｂの面積比、領域１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃの面積比、領域１０４ｃ、１０５ｃ、１０６ｃの面積比が全て実質上同一であることが好ましい。

さらに、各単色光の単独発光期間の分割、３色同時発光期間の分割、各サイクルへの分割は等分割でなく、不均等に分割し、分割されたそれぞれの期間長は異なっていてもよい。

要するに、一画像の表示期間Ｔ内において、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間、および３つの発光ダイオードの同時発光期間が実行されている状態にあればよく、個々の発光期間は、連続的でも不連続的（等分割、または不均等分割）に割り当てられるようにすればよい。

さらに、上記図２〜図５を用いた説明においては、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光期間と、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光期間と、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光期間の間の各光量比と、各発光ダイオードの同時発光による混合白色光における各単色光の光量比とは実質上同一にするものとして説明を行ったが、本発明は、これに限定するものではない。すなわち、本発明は、赤色、緑色、青色の単色光を時分割で発光させた場合において、時分割表示される単色光の光量不足を、混合白色光で補うことができればその目的はある程度達せられるので、混合白色光の光量比と、各発光ダイオード単独発光期間の間の光量比とは、異なっていてもよい。例えば、各発光ダイオード単独発光期間における光量比を赤：緑：青＝３：７：１に保ちながら、混合白色光における光量比は、各発光ダイオードを最大光強度で発光した場合の赤：緑：青＝２．４：４．４：１としてもよい。要するに、色合成時に高い色再現性を実現するには明るさが不十分な色の発光ダイオードの光量を、他の色の発光ダイオードの光量より多くなるような光量比にとればよい。

さらに、図２〜図５に示す例においては、一画像の表示期間Ｔ内における各発光ダイオード単独発光期間における各光量の光量比が赤：緑：青＝３：７：１であるから、少なくとも一画像の表示期間全体における各光量の光量比において、緑色発光ダイオード１（ｂ）の光量が最も大きく保たれる程度まで、混合白色光における単色光の光量比を任意に変化させてもよい。このとき、各発光ダイオードの同時発光による混合白色光における光量比を赤：緑：青＝３：７：１で固定しておいて、各発光ダイオード単独発光期間における光量比を変化させるようにしてもよい。

また、上記の説明においては、各発光ダイオード単独発光期間内に、全ての発光ダイオードを最大光強度で発光させるものとして説明を行ったが、本発明は、各発光ダイオード単独発光期間では、それぞれの光強度を変化させるようにしてもよい。このとき、各発光ダイオード単独発光期間における光量比と、混合白色光における光量比とは、任意にとるようにしてもよい。

以上のように、本発明は、一画像の表示期間内に割り当てた、各発光ダイオード単独点灯期間において、赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）および青色発光ダイオード１（ｃ）の発光期間の少なくともいずれか一つを他と異ならせ、さらにこれに赤色発光ダイオード１（ａ）、緑色発光ダイオード１（ｂ）および緑色発光ダイオード１（ｃ）の同時発光期間を割り当てるようにすればよい。なお、各発光ダイオード単独発光期間における、発光期間の調整と、光強度の調整とは、択一的でなく、両方同時に行ってもよい。

また、上記の説明では、米国ルミレッズ社の発光ダイオードの光量を参考にした場合、適切な白色を得るバランスの良い赤色、緑色、青色、の比率に対して、緑色の光出力が少ない状況での発光制御方法を示したが、発光効率や投入可能電力が異なる製品や、米国ルミレッズ社以外の製品などを用いる場合においては、赤色や青色の光量が、適切な白色を得るバランスの良い赤色、緑色、青色、の比率に対して小さくなるため、緑色以外の光源を最大光強度で発光しても良い。

また、図１では、照明ユニット３５として、３枚のレンズ３１，３３および３４とロッドインテグレータ３２とプリズム３６を記しているが、照明ユニット３５内に示した照明ユニット３５内に入射した光を照明すべき反射型表示素子４１側へ照明すべき大きさに合わせた形状および均一性をもつ照明光に変換する光学手段として光路中にレンズを、光路折り曲げのためのプリズムを図示したが、レンズが無いものや、複数個の単レンズを組み合わせたもの、また図に示されていないがミラー等の光学手段が含まれた光学系を本発明の集光系として実施してもよい。

また、図１では、３色の発光ダイオード１（ａ）〜１（ｃ）から出射されレンズ２（ａ）〜２（ｃ）で集光された光をクロスプリズム３で色合成する光源ユニット４を記しているが、本発明の発光装置は、ダイクロイックミラーなどの色フィルターによって各色の光束を合成する構成であっても良い。

また、赤色発光ダイオード１（ａ）の単独発光、緑色発光ダイオード１（ｂ）の単独発光、青色発光ダイオード１（ｃ）の単独発光、および各発光ダイオードの同時発光の周期が割り当てられる一画像の表示期間は、ＮＴＳＣ映像表示の１画面表示期間の約１７ミリ秒としたが、ＰＡＬや他の映像信号の一画像の表示期間を対象としてもよい。すなわち反射型表示素子４１が１画面を表示する期間内に上記各周期を割り当てられすれば、一画像の表示期間の長さはいくらであっても良い。

また、上記の構成においては、単色光を発光する光発生手段として発光ダイオードを用い、白色光を得るには、赤色、緑色、青色の３種類の発光ダイオードから出射された光を合成しているが、白色光は、紫外線に近い、またはその範囲の波長の光を出射し、その波長の光が入射すると赤色、緑色、青色に蛍光する蛍光体から出射された発光であっても良い。また、赤色、黄色、緑色、青緑色、青色、等、赤色、緑色、青色の３色だけではなく、４色以上の光を合成する構成であっても良い。

さらに、図１では照明ユニット３５部の均一照明を可能にする光学手段としてロッドインテグレータ３２を用いた構成であるが、図７のように、複数のレンズを２次元状に配置させた第１レンズアレイ３０１，第２レンズアレイ３０２を用いた構成であっても良い。

さらに、上記の投写型表示装置では、画像表示素子として、反射型表示素子４１を用いたが、透過型表示素子や、アレイ状に配置された微小ミラーによって反射方向を変化できるＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）や、液晶のような表示素子を本発明の光変調素子として有する投写型表示装置であってもよい。

さらに、上記の投写型表示装置では、図１のように固体光源としての発光ダイオード１を各単色で１個、と最小の個数で記載したが、特に各単色で１個と限定するものではなく、光発生手段は、複数個の発光ダイオードを用いて構成されたものであってもよい。

なお、本発明にかかるプログラムは、上述した本発明の発光装置の制御手段１０の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムであってもよい。

また、本発明は、上述した本発明の制御手段１０の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体であってもよい。

また、本発明のプログラムを記録した、コンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれる。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。

また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送機構、光・電波・音波等が含まれる。

また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

本発明にかかる発光装置、投写型表示装置は、発光ダイオードのような固体光源に代表される単色光を出射する光源を用い、高い光利用効率を得るという効果が必要な投写型表示装置など、画像を投写することが可能な表示装置に適応できる。

本発明の実施の形態にかかる発光装置およびそれを内蔵する投写型表示装置の概略構成の第一の例を示す図 本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第一の例を示す図 本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第二の例を示す図 本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第三の例を示す図 本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第四の例を示す図 本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第五の例を示す図 本発明の実施の形態にかかる投写型表示装置に内蔵された発光装置の概略構成の第二の例を示す図 従来の投写型表示装置の概略構成の第一の例を示す図 従来の投写型表示装置に使用されるカラーホイールの概略構成の一例を示す図 従来の投写型表示装置の概略構成の第二の例を示す図 従来の投写型表示装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第一の例を示す図 従来の投写型表示装置から出力される各色の光強度とタイムスケジュールの第二の例を示す図

符号の説明

１（ａ） 赤色発光ダイオード
１（ｂ） 緑色発光ダイオード
１（ｃ） 青色発光ダイオード
２（ａ） レンズ
２（ｂ） レンズ
２（ｃ） レンズ
３ クロスプリズム
４ 光源ユニット
１０ 制御手段
２１ 色分離フィルター
３１ レンズ
３２ ロッドインテグレータ
３３ レンズ
３４ レンズ
３５ 照明ユニット
３６ プリズム
４１ 表示素子
５１ 投写レンズ
１０１ 赤色発光ダイオード１（ａ）の単色発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０２ 緑色発光ダイオード１（ｂ）の単色発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０３ 青色発光ダイオード１（ｃ）の単色発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０４ 赤色発光ダイオード１（ａ）の３色同時発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０５ 緑色発光ダイオード１（ｂ）の３色同時発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域
１０６ 青色発光ダイオード１（ｃ）の３色同時発光時の光強度と点灯期間の積により示される光量を表す領域

上記の目的を達成するために、第１の本発明は、赤色光を発光する第１の光源と、緑色光を発光する第２の光源と、青色光を発光する第３の光源とを用い、映像用光源となる光を発光させる、映像用光源の発光方法であって、
一画像の表示期間において、
第１の発光期間に前記第１の光源を発光させる第１の発光工程と、
第２の発光期間に前記第２の光源を発光させる第２の発光工程と、
第３の発光期間に前記第３の光源を発光させる第３の発光工程と、
第４の発光期間に前記第１の光源、前記第２の光源および前記第３の光源を同時に発光させる第４の発光工程と、
を備え、
前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の長さの少なくともいずれか一つは、他と異なる、発光方法である。

また、第２の本発明は、前記第１の発光期間における前記第１の光源の光強度と前記第４の発光期間における前記第１の光源の光強度、
前記第２の発光期間における前記第２の光源の光強度と前記第４の発光期間における前記第２の光源の光強度、および
前記第３の発光期間における前記第３の光源の光強度と前記第４の発光期間における前記第３の光源の光強度のうち、
少なくともいずれか一つが異なる、第１の本発明の発光方法である。

また、第３の本発明は、前記第１の発光期間における前記代１の光源の発光量と、前記第２の発光期間における前記第２の光源の発光量と、前記第３の発光期間における前記第３の光源の発光量との比と、
前記第４の発光期間における、前記第１の光源の発光量と、前記第２の光源の発光量と、前記第３の光源の発光量との比とが、
実質上同一である、第２の本発明の発光方法である。

また、第７の本発明は、一画像の表示期間のうち、
第１の発光期間および第４の発光期間に赤色光を発光する第１の光源と、
一画像の表示期間のうち、第２の発光期間および第４の発光期間に緑色光を発光する第２の光源と、
一画像の表示期間のうち、第３の発光期間および第４の発光期間に青色光を発光する第３の光源とを有し、
前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の長さの少なくともいずれか一つは他と異なる、発光装置である。

また、第８の本発明は、前記第１の発光期間における前記第１の光源の光強度と前記第４の発光期間における前記第１の光源の光強度、
前記第２の発光期間における前記第２の光源の光強度と前記第４の発光期間における前記第２の光源の光強度、および
前記第３の発光期間における前記第３の光源の光強度と前記第４の発光期間における前記第３の光源の光強度のうち、
少なくともいずれか一つが異なる、第７の本発明の発光装置である。

また、第９の本発明は、前記第１の発光期間における前記第１の光源の発光量と、前記第２の発光期間における前記第２の光源の発光量と、前記第３の発光期間における前記第３の光源の発光量との比と、
前記第４の発光期間における、前記第１の光源の発光量と、前記第２の光源の発光量と、前記第３の光源の発光量との比とが、
実質上同一である、第７の本発明の発光装置である。

また、第１０の本発明は、前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間、前記第３の発光期間および前記第４の発光期間が、それぞれ連続的または不連続的に割り当てられている、第７の本発明の発光装置である。

また、第１１の本発明は、前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間が、この順番または順不同で連続または不連続となるように割り当てられており、
前記第４の発光期間が、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間が一巡した後の期間に割り当てられている、第７の本発明の発光装置である。

また、第１２の本発明は、前記一画像の表示期間に、前記第４の発光期間が分割され、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の少なくともいずれか１組の発光期間の間に挿入されている、、第１０の本発明の発光装置である。

また、第１３の本発明は、一画像の表示期間のうち、第１の発光期間および第４の発光期間に赤色光を発光する第１の光源と、
一画像の表示期間のうち、第２の発光期間および前記第４の発光期間に緑色光を発光する第２の光源と、
一画像の表示期間のうち、第３の発光期間および前記第４の発光期間に青色光を発光する第３の光源と、
前記第１、第２、および第３の光源からの光を集光させる集光系と、
前記集光系により集光された光を変調させる光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光を投写する投写レンズとを備える、投写型表示装置である。

なお、上記の構成において、光源ユニット４および制御手段１０は本発明の光源かつ発光装置を含む構成、に相当し、赤色発光ダイオード１（ａ）は本発明の第１の光源に相当し、緑色発光ダイオード１（ｂ）は本発明の第２の光源に相当し、青色発光ダイオード１（ｃ）は本発明の第３の光源に相当し、制御手段１０は本発明の制御手段に相当する。また、各色用レンズ２（ａ）、２（ｂ）、２（ｃ）、クロスプリズム３，およびレンズ３１，３３，３４，プリズム３６、ロッドインテグレータ３２は本発明の集光系を構成し、反射型表示素子４１は本発明の光変調素子に相当し、投写レンズ５１は本発明の投写手段に相当する。

また、上記の構成においては、単色光を発光する光源として発光ダイオードを用い、白色光を得るには、赤色、緑色、青色の３種類の発光ダイオードから出射された光を合成しているが、白色光は、紫外線に近い、またはその範囲の波長の光を出射し、その波長の光が入射すると赤色、緑色、青色に蛍光する蛍光体から出射された発光であっても良い。また、赤色、黄色、緑色、青緑色、青色、等、赤色、緑色、青色の３色だけではなく、４色以上の光を合成する構成であっても良い。

Claims (15)

1. 赤色光を発光する第１の光発生手段と、緑色光を発光する第２の光発生手段と、青色光を発光する第３の光発生手段とを用い、映像用光源となる光を発光させる、映像用光源の発光方法であって、
   一画像の表示期間において、
   第１の発光期間に前記第１の光発生手段を発光させる第１の発光工程と、
   第２の発光期間に前記第２の光発生手段を発光させる第２の発光工程と、
   第３の発光期間に前記第３の光発生手段を発光させる第３の発光工程と、
   第４の発光期間に前記第１の光発生手段、前記第２の光発生手段および前記第３の光発生手段を同時に発光させる第４の発光工程と、
   を備え、
   前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の長さの少なくともいずれか一つを、他と異ならせる、発光方法。
2. 前記第１の光発生手段の光強度を、前記第１の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、
   前記第２の光発生手段の光強度を、前記第２の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、および
   前記第３の光発生手段の光強度を、前記第３の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御の３つの制御のうち、
   少なくともいずれか一つの制御を行う、請求の範囲第１項に記載の発光方法。
3. 前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比と、
   前記第４の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比とを、
   実質上同一にする、請求の範囲第２項に記載の発光方法。
4. 前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間、前記第３の発光期間および前記第４の発光期間を、それぞれ連続的または不連続的に割り当てる、請求の範囲第１項に記載の発光方法。
5. 前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間を、この順番または順不同で連続または不連続となるように割り当て、
   前記第４の発光期間を、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間が一巡した後の期間に挿入されるように割り当てる、請求の範囲第４項に記載の発光方法。
6. 前記一画像の表示期間に、前記第４の発光期間を分割して、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の少なくともいずれか１組の発光期間の間に挿入されるように割り当てる、請求の範囲第４項に記載の発光方法。
7. 映像用光源となる光を発光させる発光装置であって、
   赤色光を発光する第１の光発生手段と、
   緑色光を発光する第２の光発生手段と、
   青色光を発光する第３の光発生手段と、
   一画像の表示期間において、
   第１の発光期間に前記第１の光発生手段を発光させる第１の発光工程と、
   第２の発光期間に前記第２の光発生手段を発光させる第２の発光工程と、
   第３の発光期間に前記第３の光発生手段を発光させる第３の発光工程と、
   第４の発光期間に前記第１の光発生手段、第２の光発生手段および第３の光発生手段を同時に発光させる第４の発光工程と、
   が実行されるように、前記第１〜第３の光発生手段の発光を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の長さの少なくともいずれか一つを他と異ならせる制御を行う、発光装置。
8. 前記制御手段は、
   前記第１の光発生手段の光強度を、前記第１の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、
   前記第２の光発生手段の光強度を、前記第２の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御、および
   前記第３の光発生手段の光強度を、前記第３の発光期間と前記第４の発光期間とで異ならせる制御の３つの制御のうち、
   少なくともいずれか一つの制御を行う、請求の範囲第７項に記載の発光装置。
9. 前記制御手段は、
   前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比と、
   前記第４の発光期間における、前記第１の光発生手段の発光量と、前記第２の光発生手段の発光量と、前記第３の光発生手段の発光量との比とを、
   実質上同一にする制御を行う、請求の範囲第７項に記載の発光装置。
10. 前記制御手段は、
    前記一画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間、前記第３の発光期間および前記第４の発光期間を、それぞれ連続的または不連続的に割り当てる制御を行う、請求の範囲第７項に記載の発光装置。
11. 前記制御手段は、
    前記位置画像の表示期間に、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間を、この順番または順不同で連続または不連続となるように割り当て、
    前記第４の発光期間を、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間が一巡した後の期間に挿入されるように割り当てる制御を行う、請求の範囲第１０項に記載の発光装置。
12. 前記制御手段は、
    前記一画像の表示期間に、前記第４の発光期間を分割して、前記第１の発光期間、前記第２の発光期間および前記第３の発光期間の少なくともいずれか１組の発光期間の間に挿入されるように割り当てる制御を行う、請求の範囲第１０項に記載の発光装置。
13. 光源と、
    前記光源からの光を集光させる集光系と、
    前記集光系により集光された光を変調させる光変調素子と、
    前記光変調素子により変調された光を投写する投写手段とを備え、
    前記光源として、請求の範囲第７項に記載の発光装置を有する、投写型表示装置。
14. 請求の範囲第８項に記載の発光装置の、
    一画像の表示期間において、
    第１の発光期間に前記第１の光発生手段を発光させる第１の発光工程と、
    第２の発光期間に前記第２の光発生手段を発光させる第２の発光工程と、
    第３の発光期間に前記第３の光発生手段を発光させる第３の発光工程と、
    第４の発光期間に前記第１の光発生手段、第２の光発生手段および第３の光発生手段を同時に発光させる第４の発光工程と、
    が実行されるように、前記第１〜第３の光発生手段の発光を制御する制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
15. 請求の範囲第１４項に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。

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