(57)【要約】【課題】色バランスを向上させた光源装置、投影装置及び光源制御方法を提供すること。【解決手段】光源装置は、第一発光素子から出射された第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、第一乃至第三波長帯域光を合成する合成手段と、合成手段により合成された第三波長帯域光と第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域と、可視光を透過する領域と、を含むカラーホイールと、第一発光素子、第二発光素子、蛍光ホイール及びカラーホイールを制御する制御部と、を備える。制御部は、蛍光ホイールとカラーホイールとを同期制御し、出力モードによって、蛍光ホイールに対するカラーホイールの同期位置をずらして制御する。【選択図】図４
2020160149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域と、可視光を透過する領域と、を含むカラーホイールと、
前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第一波長帯域光と、前記第四波長帯域光と、を時分割で出射するように制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記蛍光ホイールと前記カラーホイールとを同期制御し、出力モードによって、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの同期位置をずらして制御することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記可視光を透過する領域は第二透過領域であり、
前記第四波長帯域光として選択して透過する領域は、前記第一波長帯域光も透過する第三透過領域である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第二波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第一出力期間と、
前記第一波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域又は前記第三透過領域に照射する第二出力期間と、
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを前記カラーホイールの前記第三透過領域に照射する第三出力期間と、
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを前記カラーホイールの前記第二透過領域又は前記第三透過領域に照射する第四出力期間と、
を時分割で制御することを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第二出力期間の長さは、前記第四出力期間の長さ以上であることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第二出力期間の長さと前記第四出力期間の長さとは、略同一時間であることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項６】
前記合成手段は、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を反射するとともに前記第三波長帯域光を透過、又は前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を透過するとともに前記第三波長帯域光を反射して、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を前記カラーホイール側へ導光する第一ダイクロイックミラーを含む、ことを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。
【請求項７】
前記カラーホイールの前記第三透過領域は、前記第一ダイクロイックミラーで合成された前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光と、のうち、前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側より短波長側の第２の長波長側の光と、を透過する、ことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの相対的な位相を、複数の分割移動角毎に目標移動角まで段階的に変化させ、異なる光源光を出射させる複数の出力モードに切り替えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光源装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記カラーホイールの前記位相を移動させる際、前記分割移動角毎に移動の完了を確認して、前記目標移動角まで変化させることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第一発光素子は、青色レーザダイオードであり、
前記第二発光素子は、赤色発光ダイオードであり、
前記第一波長帯域光は、青色波長帯域光であり、
前記第二波長帯域光は、緑色波長帯域光であり、
前記第三波長帯域光は、赤色波長帯域光である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の光源装置と、
画像光を生成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
を備え、
前記制御部は、前記光源装置と前記表示素子とを制御することを特徴とする投影装置。
【請求項１２】
光源装置の光源制御方法であって、
前記光源装置は、
第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域と、可視光を透過する領域と、を含むカラーホイールと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第一波長帯域光と、前記第四波長帯域光と、を時分割で出射するように制御し、且つ前記蛍光ホイールと前記カラーホイールとを同期制御し、出力モードによって、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの同期位置をずらして制御する、
ことを特徴とする光源制御方法。
【請求項１３】
前記制御部は、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの相対的な位相を、複数の分割移動角毎に目標移動角まで段階的に変化させ、異なる光源光を出射させる複数の出力モードに切り替えることを特徴とする請求項１２に記載の光源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置と、この光源装置を備える投影装置と、光源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画面、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、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、光源から出射された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子や液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光源と蛍光ホイールとカラーホイールとを有し、蛍光ホイールとカラーホイールを同期制御させて、緑色、赤色及び青色の光を出射する光源装置が開示されている。蛍光ホイールは、光源からの出射光を受けて異なる波長帯域の光を出射する複数の光源セグメントを有する。光源セグメントとしては、緑色蛍光体層、黄色蛍光体層及び赤色蛍光体層と、青色波長帯域光を透過する透過領域とが形成されている。また、カラーホイールは、青色及び緑色の光を透過可能な青緑透過領域と、赤色、黄色、緑色及び青色の光を透過可能な白透過領域とを有して、蛍光ホイールから異なる波長帯域の光が照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−３６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように蛍光ホイール上に蛍光体層を設けた構成では、蛍光の出射時間の伸長範囲が物理的に制約され、色によっては画像形成に十分な輝度を確保できないことが想定される。そのため、投影画像全体の色バランスの確保が困難な場合がある。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、色バランスを向上させた光源装置、投影装置及び光源制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光源装置は、第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を合成する合成手段と、前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域と、可視光を透過する領域と、を含むカラーホイールと、前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第一波長帯域光と、前記第四波長帯域光と、を時分割で出射するように制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記蛍光ホイールと前記カラーホイールとを同期制御し、出力モードによって、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの同期位置をずらして制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の投影装置は、上述の光源装置と、画像光を生成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、を備え、前記制御部は、前記光源装置と前記表示素子とを制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明の光源制御方法は、光源装置の光源制御方法であって、前記光源装置は、第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を合成する合成手段と、前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域と、可視光を透過する領域と、を含むカラーホイールと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第一波長帯域光と、前記第四波長帯域光と、を時分割で出射するように制御し、且つ前記蛍光ホイールと前記カラーホイールとを同期制御し、出力モードによって、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの同期位置をずらして制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、色バランスを向上させた光源装置、投影装置及び光源制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る投影装置の機能回路ブロックを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る（ａ）蛍光ホイールの平面模式図、及び（ｂ）カラーホイールの平面模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る第一ダイクロイックミラー、第二ダイクロイックミラーの透過特性、及びカラーホイールの青赤透過領域の透過特性を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光源装置の色重視モード（第二出力モード）における動作のタイミングチャート図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光源装置の輝度重視モード（第一出力モード）における動作のタイミングチャート図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例に係る光源装置の輝度重視モード（第一出力モード）における動作のタイミングチャート図である。
【図８】本発明の実施形態の変形例に係る光源装置の色重視モード（第二出力モード）における動作のタイミングチャート図である。
【図９】本発明の実施形態に係る光源装置の蛍光ホイールに対するカラーホイールの位相差を変更する動作を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について述べる。図１は、投影装置１０の機能回路ブロック図である。投影装置制御部（制御部）は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される。入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバスＳＢを介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２４に出力される。
【００１３】
また、表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶された上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。
【００１４】
表示駆動部２６は、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜のフレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動する。投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を、導光光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光学像を形成し、後述する投影光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影光学系の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動を行うことができる。
【００１５】
また、画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体であるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力する。よって、画像圧縮／伸長部３１は、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を行うことができる。
【００１６】
制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成される。
【００１７】
キー／インジケータ部３７は、筐体に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成される。キー／インジケータ部３７の操作信号は、制御部３８に直接送出される。また、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６でコード信号に復調されて制御部３８に出力される。
【００１８】
制御部３８はシステムバスＳＢを介して音声処理部４７と接続されている。音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。
【００１９】
制御部３８は、光源制御回路４１を制御している。光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、光源装置６０の励起光照射装置の動作を個別に制御する。また、光源制御回路４１は、制御部３８の指示により蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１Ａ（図２等参照）の同期のタイミングを制御する。
【００２０】
また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御する。また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置１０本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によって投影装置１０本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。詳細は後述するが、制御部３８を含む投影装置制御部は、青色レーザダイオード７１（第一発光素子）、赤色発光ダイオード１２１（第二発光素子）、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１Ａを制御し、青色波長帯域光と、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）又は後述の第五波長帯域光（第二波長帯域光の一部）と、第四波長帯域光［赤色波長帯域光（第三波長帯域光）と、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の長波長側の一部の光］と、を時分割で制御する。
【００２１】
図２は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、右側パネル１４の近傍に制御回路基板２４１を備える。この制御回路基板２４１は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えている。また、投影装置１０は、制御回路基板２４１の左方側に、光源装置６０、光源光学系１７０及び投影光学系２２０を備える。
【００２２】
光源装置６０は、青色波長帯域光（第一波長帯域光）の光源であって励起光源でもある励起光照射装置７０と、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の光源である緑色光源装置８０と、赤色波長帯域光（第三波長帯域光）の光源である赤色光源装置１２０と、カラーホイール装置２００とを備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と蛍光ホイール装置１００とにより構成される。
【００２３】
光源装置６０には、各色波長帯域光を導光する導光光学系１５０が配置されている。導光光学系１５０は、励起光照射装置７０、緑色光源装置８０及び赤色光源装置１２０から出射される光を光源光学系１７０に導光する。
【００２４】
励起光照射装置７０は、投影装置１０の背面パネル１３近傍に配置される。励起光照射装置７０は、複数の青色レーザダイオード７１から成る光源群及び集光レンズ７８を備える。青色レーザダイオード７１（第一発光素子）は、半導体発光素子であり、背面パネル１３と光軸が平行となるよう配置される。
【００２５】
上述の光源群は、複数の青色レーザダイオード７１がマトリクス状に配置されて形成される。各青色レーザダイオード７１の光軸上には、青色レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めるように、各々平行光に変換するコリメータレンズ７３が配置される。コリメータレンズ７３から出射された青色波長帯域光は、階段状に配置された反射ミラー群７５により反射されて集光レンズ７８に導光される。集光レンズ７８は、青色レーザダイオード７１から出射される光線束を一方向に縮小して第一ダイクロイックミラー１５１に出射する。
【００２６】
蛍光ホイール装置１００は、励起光照射装置７０から出射される励起光の光路上であって、正面パネル１２の近傍に配置される。蛍光ホイール装置１００は、蛍光ホイール１０１、モータ１１０、集光レンズ群１１１及び集光レンズ１１５を備える。蛍光ホイール１０１は、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と直交するように配置される。モータ１１０は、蛍光ホイール１０１を回転駆動する。
【００２７】
ここで、蛍光ホイール１０１の構成について説明する。図３（ａ）は、蛍光ホイール１０１の平面模式図である。蛍光ホイール１０１は、円板状に形成され、その中央に取付孔部１１２を有する。取付孔部１１２がモータ１１０の軸部に固定されるため、蛍光ホイール１０１はモータ１１０が駆動すると軸部周りに回転することができる。
【００２８】
蛍光ホイール１０１は、蛍光発光領域３１０と透過領域（第一透過領域）３２０を、周方向に並設している。蛍光発光領域３１０は略２７０度の角度範囲で形成され、透過領域３２０は残りの略９０度の角度範囲で形成される。蛍光ホイール１０１の基材は銅やアルミニウム等の金属基材により形成することができる。この基材の励起光照射装置７０側の表面は銀蒸着等によってミラー加工されている。蛍光発光領域３１０は、このミラー加工された表面に形成される。蛍光発光領域３１０には緑色蛍光体層が形成される。蛍光発光領域３１０は、励起光照射装置７０から青色波長帯域光を励起光として受けて、全方位に緑色波長帯域の蛍光を出射する。この蛍光は、図２に示した集光レンズ群１１１に入射する。
【００２９】
透過領域３２０は、蛍光発光領域３１０の両端の間に、境界Ｂ１，Ｂ２を隔てて配置される。透過領域３２０は、蛍光ホイール１０１の基材に形成された切抜部に、透光性を有する透明基材を嵌入して形成することができる。透明基材は、ガラスや樹脂等の透明な材料で形成される。また、透明基材には、青色波長帯域光が照射される側又はその反対側の表面に拡散層を設けてもよい。拡散層は、例えば、その透明基材の表面に、サンドブラスト等による微細凹凸を形成して設けることができる。透過領域３２０に入射された励起光照射装置７０からの青色波長帯域光は、透過領域３２０を透過又は拡散透過し、図２に示した集光レンズ１１５に入射する。
【００３０】
図２に戻り、集光レンズ群１１１は、励起光照射装置７０から出射された青色波長帯域光の光線束を蛍光ホイール１０１に集光するとともに蛍光ホイール１０１から背面パネル１３方向に出射された蛍光を集光する。集光レンズ１１５は、蛍光ホイール１０１から正面パネル１２方向に出射された光線束を集光する。励起光照射装置７０や蛍光ホイール装置１００は、投影装置１０内に配置されたヒートシンク８１，１３０や冷却ファン２６１によって冷却される。
【００３１】
赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と出射光の光軸が平行となるように配置された半導体発光素子である赤色発光ダイオード１２１（第二発光素子）と、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。赤色光源装置１２０は、赤色発光ダイオード１２１が出射する赤色波長帯域光の光軸と、励起光照射装置７０から出射されて第一ダイクロイックミラー１５１を透過する青色波長帯域光の光軸とが交差するように配置される。
【００３２】
導光光学系１５０は、第一ダイクロイックミラー１５１（合成手段）、第二ダイクロイックミラー１５２（合成手段）、光線束を集光させる集光レンズ１５５〜１５７、各光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる反射ミラー１５３，１５４等からなる。以下、各部材について説明する。
【００３３】
第一ダイクロイックミラー１５１は、集光レンズ７８と集光レンズ群１１１との間の位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１５１は、青色波長帯域光を集光レンズ群１１１側へ透過するとともに、緑色波長帯域光を集光レンズ１５５方向に反射してその光軸を９０度変換する。
【００３４】
第一ダイクロイックミラー１５１は、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）と赤色波長帯域光（第三波長帯域光）とを同一光軸に合成する合成手段であり、緑色波長帯域光を反射し、赤色波長帯域光を透過する。第一ダイクロイックミラー１５１で反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ１５５で集光されて、第二ダイクロイックミラー１５２に入射する。具体的には、第一ダイクロイックミラー１５１（合成手段）は、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光（図４で後述する反射帯域Ｗ１ｂに含まれる光）を反射するとともに赤色波長帯域光（第三波長帯域光）を透過して、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光及び赤色波長帯域光（第三波長帯域光）を第二ダイクロイックミラー１５２を介してカラーホイール２０１Ａ側へ導光する。なお、第一ダイクロイックミラー１５１は、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光を透過するとともに赤色波長帯域光（第三波長帯域光）を反射して、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光及び赤色波長帯域光（第三波長帯域光）をカラーホイール２０１Ａ側へ導光するように、ミラー１５１〜１５４や集光レンズ１５５〜１５７を適宜配置してもよい。
【００３５】
第一ダイクロイックミラー１５１を透過した赤色波長帯域光は、集光レンズ１５５で集光され、集光レンズ１５５の左側パネル１５側に配置された第二ダイクロイックミラー１５２に入射する。第二ダイクロイックミラー１５２は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して、青色波長帯域光を透過する。従って、第二ダイクロイックミラー１５２は、集光レンズ１５５で集光された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を集光レンズ１７３へ反射して、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を導光する。具体的には、第二ダイクロイックミラー１５２は、第一ダイクロイックミラー１５１により合成された緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光及び赤色波長帯域光（第三波長帯域光）を反射するとともに、青色波長帯域光（第一波長帯域光）を透過して、青色波長帯域光（第一波長帯域光）乃至赤色波長帯域光（第三波長帯域光）をカラーホイール２０１Ａに導光する。又は、第一ダイクロイックミラー１５１により合成された緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光及び赤色波長帯域光（第三波長帯域光）を透過するとともに青色波長帯域光（第一波長帯域光）を反射して、青色波長帯域光（第一波長帯域光）乃至赤色波長帯域光（第三波長帯域光）をカラーホイール２０１Ａに導光するように、導光光学系１５０や光源光学系１７０を適宜配置してもよい。
【００３６】
一方、蛍光ホイール１０１における青色波長帯域光の照射領域Ｓ（図３（ａ）参照）が、透過領域３２０であるとき、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光は透過領域３２０を透過し、集光レンズ１１５で集光された後に反射ミラー１５３に導光される。反射ミラー１５３は、蛍光ホイール１０１を透過又は拡散透過する青色波長帯域光の光軸上に配置される。反射ミラー１５３は、青色波長帯域光を反射してその光軸を左側パネル１５側に配置された集光レンズ１５６に導光する。反射ミラー１５４は、集光レンズ１５６により集光された青色波長帯域光を反射して、集光レンズ１５７側へ導光する。反射ミラー１５４で反射された青色波長帯域光は、集光レンズ１５７により集光された後、第二ダイクロイックミラー１５２を透過して、集光レンズ１７３に向けて導光される。
【００３７】
光源光学系１７０は、集光レンズ１７３、ライトトンネル１７５、集光レンズ１７８、光軸変換ミラー１８１、集光レンズ１８３、照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５を備える。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を投影光学系２２０に向けて出射するので、投影光学系２２０の一部でもある。
【００３８】
集光レンズ１７３は、導光部材であるライトトンネル１７５の第二ダイクロイックミラー１５２側に配置される。集光レンズ１７３は、第二ダイクロイックミラー１５２から導光された緑色波長帯域光、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を集光する。集光レンズ１７３により集光された各色波長帯域光は、カラーホイール装置２００のカラーホイール２０１Ａに照射される。
【００３９】
カラーホイール装置２００は、カラーホイール２０１Ａと、そのカラーホイール２０１Ａを回転駆動するモータ２１０とを備える。カラーホイール装置２００は、集光レンズ１７３から出射された光線束の光軸とカラーホイール２０１Ａ上の照射面が直交するように、集光レンズ１７３とライトトンネル１７５との間に配置される。
【００４０】
図３（ｂ）は、カラーホイール２０１Ａの平面模式図である。カラーホイール２０１Ａは、円板状に形成され、その中央に取付孔部１１３を有する。取付孔部１１３がモータ２１０の軸部に固定されるため、カラーホイール２０１Ａはモータ２１０の駆動により軸部周りに回転することができる。
【００４１】
カラーホイール２０１Ａは、全色透過領域４１０Ａ（第二透過領域）と、青赤透過領域４２０Ａ（第三透過領域）とを周方向に並設している。全色透過領域４１０Ａは、青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過させることができる。青赤透過領域４２０Ａは、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過するとともに緑色波長帯域光の長波長側の一部を透過し、緑色波長帯域光の短波長側の一部を吸収等により遮光することができる。
【００４２】
このように、カラーホイール２０１Ａは、複数の領域を有し、複数の領域の一つは第一ダイクロイックミラー１５１（合成手段）により合成された赤色波長帯域光（第三波長帯域光）と、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の長波長側の一部の光と、を第四波長帯域光として選択する領域（青赤透過領域４２０Ａ）となっている。
【００４３】
具体的には、カラーホイール２０１Ａは、赤色波長帯域光（第三波長帯域光）と、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光と、のうち、赤色波長帯域光と、緑色波長帯域光の第１の長波長側より短波長側の第２の長波長側の光（図４の重複帯域Ｗ３に含まれる光）と、を透過する。また、カラーホイール２０１Ａの第四波長帯域光として選択する領域は、青赤透過領域４２０Ａ（第三透過領域）であり、カラーホイール２０１Ａを透過して第四波長帯域光として選択される、第二波長帯域光の長波長側の一部の光は、第二波長帯域光のピーク波長よりも長波長側であって、第三波長帯域光のピーク波長よりも短波長側に位置する。
【００４４】
なお、本実施形態のカラーホイール２０１Ａは、全色透過領域４１０Ａを略２０４度の角度範囲に形成しており、青赤透過領域４２０Ａを略１５６度の角度範囲に形成している。青赤透過領域４２０Ａは、境界Ｂ３，Ｂ４を隔てて全色透過領域４１０Ａに隣接して配置される。
【００４５】
全色透過領域４１０Ａ又は青赤透過領域４２０Ａを透過した光は、図２のライトトンネル１７５に向かって導光される。ライトトンネル１７５に入射した光線束は、ライトトンネル１７５内で均一な強度分布の光線束となる。
【００４６】
ライトトンネル１７５の背面パネル１３側の光軸上には、集光レンズ１７８が配置される。集光レンズ１７８のさらに背面パネル１３側には、光軸変換ミラー１８１が配置される。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１８１により、左側パネル１５側に反射される。
【００４７】
光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。ＤＭＤである表示素子５１の背面パネル１３側にはヒートシンク１９０が設けられる。表示素子５１は、このヒートシンク１９０により冷却される。
【００４８】
光源光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５により構成される。可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５により移動可能に形成される。また、可動レンズ群２３５及び固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。そのため、可動レンズ群２３５を備える固定鏡筒は、可変焦点型レンズとされ、ズーム調節やフォーカス調節が可能に形成される。
【００４９】
このように投影装置１０を構成することで、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１Ａを同期回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から任意のタイミングで光を出射すると、緑色、青色及び赤色の各波長帯域光が導光光学系１５０を介して集光レンズ１７３に入射され、光源光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。そのため、表示素子５１がデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。
【００５０】
次に、図４を参照して、第一ダイクロイックミラー１５１の透過特性Ａ１ａ、及びカラーホイール２０１Ａの青赤透過領域４２０Ａの透過特性Ａ２ａについて説明する。図４の横軸は波長を示し、左側の縦軸は各透過特性Ａ１ａ，Ａ２ａの透過率を示している。また、図４には青色レーザダイオード７１から出射される青色波長帯域光Ｌ１、蛍光発光領域３１０から出射される緑色波長帯域光Ｌ２、及び赤色発光ダイオード１２１から出射される赤色波長帯域光Ｌ３の波長分布を示している。図４の右側の縦軸は、青色波長帯域光Ｌ１、緑色波長帯域光Ｌ２及び赤色波長帯域光Ｌ３の光強度を示している。
【００５１】
青色波長帯域光Ｌ１、緑色波長帯域光Ｌ２及び赤色波長帯域光Ｌ３の各ピーク波長Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、短波長側から青色波長帯域光Ｌ１、緑色波長帯域光Ｌ２及び赤色波長帯域光Ｌ３の順に配置される。また、本実施形態において、青色波長帯域光Ｌ１は略４３０ｎｍから４４０ｎｍの波長成分を有し、緑色波長帯域光Ｌ２は略４７０ｎｍから７００ｎｍの波長成分を有している。また、緑色波長帯域光Ｌ２よりも長波長側に分布する赤色波長帯域光Ｌ３は略５９０ｎｍから６５０ｎｍの波長成分を有している。
【００５２】
第一ダイクロイックミラー１５１は、透過特性Ａ１ａに示すように、長波長側の所定波長の光を透過する透過帯域Ｗ１ａと、青色波長帯域光Ｌ１を透過する透過帯域（図４には不図示）を有する。また、第一ダイクロイックミラー１５１は、透過帯域Ｗ１ａのカットオン波長Ａ１１よりも短波長側の反射帯域Ｗ１ｂの光を反射させる。従って、第一ダイクロイックミラー１５１は、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３の殆どを透過してカラーホイール２０１Ａ側へ導光することができる。また、第一ダイクロイックミラー１５１は、蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２の長波長側の一部（透過帯域Ｗ１ａの光）を透過し、緑色波長帯域光Ｌ２の短波長側の他の一部（反射帯域Ｗ１ｂの光）を反射してカラーホイール２０１Ａ側へ導光することができる。第一ダイクロイックミラー１５１を透過した一部の緑色波長帯域光Ｌ２は捨て光となる。
【００５３】
青赤透過領域４２０Ａは、二点鎖線の透過特性Ａ２ａに示すように、青色と赤色を含む所定波長帯域の光を透過する長波長側の透過帯域Ｗ２ａを有する。また、青赤透過領域４２０Ａは、透過帯域Ｗ２ａのカットオフ波長Ａ２１より長波長側であって、カットオン波長Ａ２２より短波長側の光を、吸収等により遮光することができる。従って、青赤透過領域４２０Ａは、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３の殆どを透過して、ライトトンネル１７５へ導光することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、反射帯域Ｗ１ｂの長波長側成分と、透過帯域Ｗ２ａの短波長側成分とが互いに重複する重複帯域Ｗ３を含む。この重複帯域Ｗ３は、前述した第１の長波長側より短波長側の第２の長波長側の光を形成する帯域である。第一ダイクロイックミラー１５１のカットオン波長Ａ１１よりも短波長側の反射帯域Ｗ１ｂの緑色波長帯域光Ｌ２は、カラーホイール２０１Ａの青赤透過領域４２０Ａに導光されるため、青赤透過領域４２０Ａは、蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２のうち重複帯域Ｗ３の光を透過して、ライトトンネル１７５へ導光することができる。重複帯域Ｗ３は、緑色波長帯域光Ｌ２のピーク波長Ｐ２よりも長波長側であって、赤色波長帯域光Ｌ３のピーク波長Ｐ３よりも短波長側に位置する。緑色波長帯域光Ｌ２から取り出した重複帯域Ｗ３の光と、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３を合成することにより、光源装置６０の光源光として明るい赤色波長帯域光を出射させることができる。
【００５５】
また、緑色波長帯域光Ｌ２は第一ダイクロイックミラー１５１により反射されるため、その一部の波長成分である反射帯域Ｗ１ｂが全色透過領域４１０Ａに入射される。
【００５６】
青色波長帯域光Ｌ１は、カラーホイール２０１Ａの全色透過領域４１０Ａ又は青赤透過領域４２０Ａを透過して、ライトトンネル１７５へ導光される。
【００５７】
（実施例）
図５は、光源装置６０の色重視モード（第二出力モード）における動作のタイミングチャート図である。図５に示すように、第一出力期間Ｔ５０ａにおいて、赤色波長帯域光Ｌ３を消灯させるとともに、蛍光ホイール１０１から出射させた緑色波長帯域光Ｌ２をカラーホイール２０１Ａに設けた全色透過領域４１０Ａに照射させる。第二出力期間Ｔ５０ｂでは赤色波長帯域光Ｌ３を消灯させるとともに、蛍光ホイール１０１から出射させた青色波長帯域光Ｌ１をカラーホイール２０１Ａに設けた全色透過領域４１０Ａに照射させる。第三出力期間Ｔ５０ｃ及び第四出力期間Ｔ５０ｄでは赤色波長帯域光Ｌ３及び緑色波長帯域光Ｌ２を、カラーホイール２０１Ａに設けた青赤透過領域４２０Ａに照射させる。
【００５８】
これにより、合成光９００として、第一出力期間Ｔ５０ａでは緑色波長帯域光９０ａ１を、第二出力期間Ｔ５０ｂでは青色波長帯域光９０ｂ１を、第三出力期間Ｔ５０ｃ及び第四出力期間Ｔ５０ｄでは赤色波長帯域光９０ｃ１，９０ｄ１を出射させることができる。
【００５９】
また、制御部３８は、カラーホイール２０１Ａを後述する図９の光源制御方法により蛍光ホイール１０１に対する位相を移動させることができる。図６は、光源装置６０の輝度重視モード（第一出力モード）における動作のタイミングチャート図である。図６は、光源装置６０の蛍光ホイール１０１に対するカラーホイール２０１Ａの位相差を変更する際の動作を示す模式図である。カラーホイール２０１Ａの位相差の変更は制御部３８により制御される。輝度重視モードでは、図５の状態からカラーホイール２０１Ａを移動させて、図６に示すように青赤透過領域４２０Ａを第二出力期間Ｔ５０ｂと第三出力期間Ｔ５０ｃに配置し、全色透過領域４１０Ａを第一出力期間Ｔ５０ａと第四出力期間Ｔ５０ｄに配置することができる。
【００６０】
第一出力期間Ｔ５０ａにおいて、赤色波長帯域光Ｌ３を消灯させるとともに、蛍光ホイール１０１から出射させた緑色波長帯域光Ｌ２をカラーホイール２０１Ａに設けた全色透過領域４１０Ａに照射させる。第二出力期間Ｔ５０ｂでは赤色波長帯域光Ｌ３を消灯させるとともに、蛍光ホイール１０１から出射させた青色波長帯域光Ｌ１をカラーホイール２０１Ａに設けた青赤透過領域４２０Ａに照射させる。
【００６１】
第三出力期間Ｔ５０ｃにおいて、赤色波長帯域光Ｌ３と、蛍光ホイール１０１から出射された緑色波長帯域光Ｌ２とを、青赤透過領域４２０Ａに照射させる。また、第四出力期間Ｔ５０ｄでは、赤色波長帯域光Ｌ３と、蛍光ホイール１０１から出射された緑色波長帯域光Ｌ２とを、全色透過領域４１０Ａに照射させる。
【００６２】
これにより、合成光９００として、第一出力期間Ｔ５０ａでは緑色波長帯域光９０ａ２を、第二出力期間Ｔ５０ｂでは青色波長帯域光９０ｂ２を、第三出力期間Ｔ５０ｃでは赤色波長帯域光９０ｃ２を、第四出力期間Ｔ５０ｄでは赤色波長帯域光９０ｄ２を、出射させることができる。
【００６３】
このように、制御部３８は、第二波長帯域光をカラーホイール２０１Ａの第二透過領域（全色透過領域４１０Ａ）に照射する第一出力期間Ｔ５０ａと、第一波長帯域光をカラーホイール２０１Ａの第二透過領域（全色透過領域４１０Ａ）又は第三透過領域（青赤透過領域４２０Ａ）に照射する第二出力期間Ｔ５０ｂと、第二波長帯域光と第三波長帯域光とをカラーホイール２０１Ａの第三透過領域（青赤透過領域４２０Ａ）に照射する第三出力期間Ｔ５０ｃと、第二波長帯域光と第三波長帯域光とをカラーホイール２０１Ａの第二透過領域（全色透過領域４１０Ａ）又は第三透過領域（青赤透過領域４２０Ａ）に照射する第四出力期間Ｔ５０ｄと、を時分割で制御することができる。
【００６４】
この際、第二出力期間Ｔ５０ｂの長さは、第四出力期間Ｔ５０ｄの長さ以上であることが望ましい。特に、第二出力期間Ｔ５０ｂの長さと第四出力期間Ｔ５０ｄの長さとが、略同一時間であることが望ましい。第二出力期間Ｔ５０ｂの長さと第四出力期間Ｔ５０ｄの長さとが、略同一時間であれば、カラーホイール２０１Ａの同期位置を図５と図６の何れの位置にずらしても、青赤透過領域４２０Ａが合成光９００の切替と一致するためである。
【００６５】
また、青色光を出射する第二出力期間Ｔ５０ｂの長さが、赤色光または黄色光を出射する第四出力期間Ｔ５０ｄの長さより長い場合、青色光を出射する期間において、カラーホイール２０１Ａは全色透過領域４１０Ａの期間と青赤透過領域４２０Ａの期間との両方の期間が存在する。しかし、カラーホイール２０１Ａの何れの領域を透過する場合においても、青色光を出射するタイミングのため、出射光の色に問題は発生しない。
【００６６】
（変形例）
次に光源装置６０の輝度重視モード（第一出力モード）と色重視モード（第二出力モード）の各動作について図７及び図８を参照しながら説明する。光源装置６０は、カラーホイール２０１Ｂの蛍光ホイール１０１に対する位相差を変更することで出力モードを切り替えることができる。本変形例のカラーホイール２０１Ｂは、図３（ｂ）に示したカラーホイール２０１Ａの全色透過領域４１０Ａ及び青赤透過領域４２０Ａの代わりに、全色透過領域４１０Ｂ、赤透過領域４２０Ｂ及び青緑透過領域４３０Ｂを周方向に並設している。全色透過領域４１０Ｂは、赤透過領域４２０Ｂ及び青緑透過領域４３０Ｂの間に２箇所に形成される。全色透過領域４１０Ｂは青色波長帯域光Ｌ１、緑色波長帯域光Ｌ２及び赤色波長帯域光Ｌ３を含む可視光を透過することができる。赤透過領域４２０Ｂは、図４に示した青赤透過領域４２０Ａのカットオン波長Ａ１１と略同じカットオン波長を有し、赤色波長帯域光Ｌ３を透過することができる。青緑透過領域４３０Ｂは、青色波長帯域光Ｌ１と、緑色波長帯域光Ｌ２の短波長側の大部分の光とを透過することができる。
【００６７】
図７は、光源装置６０の第一出力モードにおける動作のタイミングチャート図である。第一出力モードは緑色の色再現性を向上させつつ黄色を出射させて全体の輝度を重視したモードである。光源装置６０は、フレーム５００（５１０）毎に一つの画像を形成し、複数のフレーム５００に亘り画像を時分割で連続投影する。光源装置６０は、フレーム５００を第一出力期間Ｔ５０ａ、第二出力期間Ｔ５０ｂ、第三出力期間Ｔ５０ｃ及び第四出力期間Ｔ５０ｄの順に時分割して、各出力期間に予め割り当てられた色の光を出射する。
【００６８】
赤色発光ダイオード１２１（６００）は、第一出力期間Ｔ５０ａ及び第二出力期間Ｔ５０ｂに赤色波長帯域光Ｌ３を消灯し、第三出力期間Ｔ５０ｃ及び第四出力期間Ｔ５０ｄに赤色波長帯域光Ｌ３を出射する。青色レーザダイオード７１（４００）は、第一出力期間Ｔ５０ａから第四出力期間Ｔ５０ｄに青色波長帯域光Ｌ１（４０）を出射する。
【００６９】
第一出力期間Ｔ５０ａでは、青色レーザダイオード７１から出力された青色波長帯域光Ｌ１が蛍光ホイール１０１（７００）の蛍光発光領域３１０に照射されるため、蛍光発光領域３１０からは緑色波長帯域光Ｌ２が出射される。蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２は、導光光学系１５０（図２参照）により導光されてカラーホイール２０１Ｂ（８００）の青緑透過領域４３０Ｂに照射される。青緑透過領域４３０Ａは緑色波長帯域光Ｌ２のうち短波長側の成分（図４に示した透過帯域Ｗ４ａに含まれる光）を透過するため、光源装置６０は、第一出力期間Ｔ５０ａの合成光９００として、緑色波長帯域光９０ａ３をライトトンネル１７５に導光する。第一出力期間Ｔ５０ａでは、長波長側が遮光された高い色純度の緑色波長帯域光９０ａ３が出射される。
【００７０】
第二出力期間Ｔ５０ｂでは、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光Ｌ１が蛍光ホイール１０１の透過領域３２０に照射されるため、透過領域３２０は照射された青色波長帯域光Ｌ１を透過する。透過領域３２０から出射された青色波長帯域光Ｌ１は、導光光学系１５０により導光されてカラーホイール２０１Ｂの全色透過領域４１０Ｂに照射される。全色透過領域４１０Ｂは青色波長帯域光Ｌ１の殆どを透過するため、光源装置６０は、第二出力期間Ｔ５０ｂの合成光９００として、青色波長帯域光９０ｂ３をライトトンネル１７５に導光する。
【００７１】
第三出力期間Ｔ５０ｃでは、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３が、導光光学系１５０により導光されてカラーホイール２０１Ｂの青赤透過領域４２０Ｂに照射され、ライトトンネル１７５へ向けて透過される。また、第三出力期間Ｔ５０ｃでは、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光Ｌ１が蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０に照射されるため、蛍光発光領域３１０からは緑色波長帯域光Ｌ２が出射される。蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２は、導光光学系１５０により導光されてカラーホイール２０１Ｂの青赤透過領域４２０Ｂに照射される。青赤透過領域４２０Ｂは図４で示した重複帯域Ｗ３の光を透過する。従って、光源装置６０は、第三出力期間Ｔ５０ｃの合成光９００として、赤色波長帯域光Ｌ３と、重複帯域Ｗ３に対応する一部の緑色波長帯域光Ｌ２の光が合成された赤色波長帯域光９０ｃ３（第四波長帯域光）を、ライトトンネル１７５に導光する。
【００７２】
第四出力期間Ｔ５０ｄでは、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３が、導光光学系１５０により導光されてカラーホイール２０１Ｂの全色透過領域４１０Ｂに照射され、ライトトンネル１７５へ向けて透過される。また、第四出力期間Ｔ５０ｄでは、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光Ｌ１が蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０に照射されるため、蛍光発光領域３１０からは緑色波長帯域光Ｌ２が出射される。蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２は、導光光学系１５０により導光されてカラーホイール２０１Ｂの全色透過領域４１０Ｂに照射される。緑色波長帯域光Ｌ２は第一ダイクロイックミラー１５１によりカットオン波長Ａ１１の長波長側の一部が捨て光となるが、緑色波長帯域光Ｌ２の短波長側の光は、全色透過領域４１０Ｂにより殆ど透過される。従って、光源装置６０は、第四出力期間Ｔ５０ｄの合成光９００として、赤色波長帯域光Ｌ３と、反射帯域Ｗ１ｂに対応する緑色波長帯域光Ｌ２とが合成された黄色波長帯域光９０ｄ３を、ライトトンネル１７５に導光する。
【００７３】
第四出力期間Ｔ５０ｄが経過すると、次のフレーム５１０の第一出力期間Ｔ５１ａが開始する。第一出力期間Ｔ５１ａでは、前述の第一出力期間Ｔ５０ａと同様に、光源装置６０が、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１Ｂを制御して、緑色波長帯域光９１ａ３を合成光９００として出射する。以降の動作は、フレーム５００と同様に繰り返される。
【００７４】
なお、図３に示した蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０として、励起光により励起されて黄色波長帯域光を出射する黄色蛍光発光領域を形成してもよい。これにより、図７に示した第三出力期間Ｔ５０ｃにおいて、合成光９００に含まれるカットオン波長Ａ１１より長波長側の成分を増加させることができ、明るい赤色波長帯域光を出射させることができる。この場合、カラーホイール２０１Ｂの青緑透過領域４３０Ｂの代わりに緑色波長帯域光を透過する緑透過領域を配置してもよい。
【００７５】
図８は、光源装置６０の色重視モード（第二出力モード）における動作のタイミングチャート図である。第三出力モードは黄色波長帯域光の出射に代えて赤色波長帯域光の出射期間を長くし、光源装置６０全体の色再現性を重視したモードである。色重視モードでは、赤色発光ダイオード１２１の動作が図７の輝度重視モードと同様であるが、カラーホイール２０１Ａの位相を蛍光ホイール１０１に対して相対的に移動させている。また、青色レーザダイオード７１及び蛍光ホイール１０１の出射タイミングは図７の輝度重視モードの第一出力期間Ｔ５０ａ、第二出力期間Ｔ５０ｂ及び第四出力期間Ｔ５０ｄと同様であるが、第三出力期間Ｔ５０ｃにおける青色レーザダイオード７１の出力強度はオフにする。
【００７６】
第一出力期間Ｔ５０ａでは、蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２は、導光光学系１５０により導光されてカラーホイール２０１Ｂの全色透過領域４１０Ｂに照射される。全色透過領域４１０Ｂには、導光された緑色波長帯域光Ｌ２の図４に示したカットオン波長Ａ１１よりも短波長側の成分が透過する。そのため、光源装置６０は、第一出力期間Ｔ５０ａの合成光９００として、図７の第一出力期間Ｔ５０ａよりも広帯域の緑色波長帯域光９０ａ４を、ライトトンネル１７５に導光する。
【００７７】
第二出力期間Ｔ５０ｂでは、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光Ｌ１が蛍光ホイール１０１の透過領域３２０に照射されるため、透過領域３２０は照射された青色波長帯域光Ｌ１を透過する。透過領域３２０から出射された青色波長帯域光Ｌ１は、導光光学系１５０により導光されて、カラーホイール２０１Ｂの青緑透過領域４３０Ｂに照射される。青緑透過領域４３０Ｂは青色波長帯域光Ｌ１の殆どを透過するため、光源装置６０は、第二出力期間Ｔ５０ｂの合成光９００として、青色波長帯域光９０ｂ４をライトトンネル１７５に導光する。
【００７８】
第三出力期間Ｔ５０ｃでは、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３が、導光光学系１５０により導光されてカラーホイール２０１Ｂの赤透過領域４２０Ｂに照射され、ライトトンネル１７５へ向けて導光される。また、第三出力期間Ｔ５０ｃでは、青色レーザダイオード７１から出射される青色波長帯域光Ｌ１の光強度（光量）をオフにする。したがって、光源装置６０は、第三出力期間Ｔ５０ｃの合成光９００として赤色波長帯域光９０ｃ４をライトトンネル１７５に導光する。
【００７９】
第四出力期間Ｔ５０ｄでは、図７の第一出力モードにおける第三出力期間Ｔ５０ｃと同様の動作により、光源装置６０は、合成光９００として、赤色波長帯域光Ｌ３と、重複帯域Ｗ３に対応する一部の緑色波長帯域光Ｌ２の光が合成された赤色波長帯域光９０ｄ４（第四波長帯域光）を、ライトトンネル１７５に導光する。
【００８０】
第四出力期間Ｔ５０ｄが経過すると、次のフレーム５１０の第一出力期間Ｔ５１ａが開始する。第一出力期間Ｔ５１ａでは、前述した第二出力モードの第一出力期間Ｔ５０ａと同様に、光源装置６０が、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１Ｂを制御して、緑色波長帯域光９１ａ３を合成光９００として出射する。以降の動作は、フレーム５００と同様に繰り返される。
【００８１】
なお、図７では、第一出力期間Ｔ５０ａ、第二出力期間Ｔ５０ｂ、第三出力期間Ｔ５０ｃ及び第四出力期間Ｔ５０ｄの各々において、緑色波長帯域光、青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び黄色波長帯域光の何れかが常時出射される様子を例示したが、各出力期間Ｔ５０ａ，Ｔ５０ｂ，Ｔ５０ｃ，Ｔ５０ｄにおいて赤色発光ダイオード１２１及び青色レーザダイオード７１を消灯や減光させる期間を適宜設け、各出力期間Ｔ５０ａ，Ｔ５０ｂ，Ｔ５０ｃ，Ｔ５０ｄに出射される緑色波長帯域光、青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び黄色波長帯域光の光量を調整してもよい。
【００８２】
ここで、図６又は図７の第一出力モード（輝度重視モード）と、図５又は図８の第二出力モード（色重視モード）を切り替える場合において、蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１Ｂの相対的な位相を変更する際の光源制御方法について説明する。
【００８３】
図９は、光源装置６０の蛍光ホイール１０１に対するカラーホイール２０１Ａ，２０１Ｂの位相差を変更する際の動作を示す模式図である。カラーホイール２０１Ａ，２０１Ｂの位相差の変更は制御部３８により制御される。
【００８４】
図９では、図７に示すように第一出力期間Ｔ５０ａと第二出力期間Ｔ５０ｂが切り替わるタイミングＴ２において、蛍光ホイール１０１の境界Ｂ１（図３（ａ）も参照）と、カラーホイール２０１Ｂの青緑透過領域４３０Ｂから全色透過領域４１０Ｂへ変わる境界との位相が一致している状態を、位相差０°としている。また、図９では、図８に示すようにタイミングＴ２において、蛍光ホイール１０１の境界Ｂ１（図３（ａ）も参照）と、カラーホイール２０１Ｂの全色透過領域４１０Ｂから青緑透過領域４３０Ｂへ変わる境界との位相が一致している状態を、位相差９０°としている。
【００８５】
本図では第一出力モードから第二出力モードに切り替える場合を想定しているため、カラーホイール２０１Ｂの目標移動角は９０°である。また、目標移動角を段階的に分割した複数の分割移動角は１０°に設定される。制御部３８は、蛍光ホイール１０１に対するカラーホイール２０１Ｂの相対的な位相を、複数の分割移動角である１０°毎に目標移動角の９０°まで段階的に変化させる。これにより、異なる光源光を出射させる複数の出力モード（第一出力モード，第二出力モード）に切り替えることができる。また、制御部３８は、カラーホイール２０１Ｂの位相を移動させる際、分割移動角である１０°毎に移動の完了を確認して、目標移動角である９０°まで段階的に変化させる。
【００８６】
カラーホイール２０１Ｂの分割移動角分の移動期間Ｔ８１は、一つのフレーム５００で又は複数のフレーム５００に亘る期間とすることができる。また、カラーホイール２０１Ｂの分割移動角分の移動が完了して、カラーホイール２０１Ｂを再度移動させる迄の待機期間Ｔ８２も、一つのフレーム５００で又は複数のフレーム５００に亘る期間とすることができる。各移動期間Ｔ８１や待機期間Ｔ８２のフレーム数は目標移動角に達するまで一定としてもよいし徐々に増加又は減少させるなど可変としてもよい。このように、位相変更の開始から終了までの移動速度や移動加速度を低減することができる。また、分割移動角毎にカラーホイール２０１Ｂの位相差を複数回確認するため、追随性を向上させることができる。
【００８７】
以上のように制御を行うと、カラーホイール２０１Ａ，２０１Ｂの位相の変化速度を低減でき、目標移動角に達した後のオーバーシュートやアンダーシュートを低減することができる。したがって、位相変更の際において、本来スクリーンに投影されるべき色のタイミングに異なる色の光が混色すること（例えば視感度の低い青に視感度の高い緑が混ざる等）を防止し、スクリーンに投影される画像のちらつきを低減することができる。また、位相速度の変化が小さいため、モータ２１０から発生する駆動音を低減したり、モータ２１０の位相変更に伴う駆動電流の上昇を抑えることができる。
【００８８】
以上、本実施形態における光源装置６０、投影装置１０及び光源制御方法について説明した。図４に示したカットオフ波長Ａ３１及びカットオン波長Ａ１１，Ａ２２の位置は、説明上各透過特性Ａ１ａ，Ａ２ａの透過率が５０％となる波長を例示したが、カットオフ波長Ａ２１及びカットオン波長Ａ１１，Ａ２２を透過率が９５％となる波長とする等、透過特性Ａ１ａ，Ａ２ａを適宜設定することができる。
【００８９】
なお、上記実施形態においては、青色波長帯域光（第一波長帯域光）は青色レーザダイオード７１（第一発光素子）を用いるとしたが、この構成に限らない。例えば、蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域を励起する励起光源として、青色レーザダイオード７１の代わりに、紫外線波長域のレーザ光を出射する紫外線レーザダイオードを用いても良い。この場合、蛍光ホイールに、青色波長帯域光（第一波長帯域光）を透過する第一透過領域は不要となる。その代わり、青色波長帯域光（第一波長帯域光）を出射する青色ＬＥＤ等の半導体発光素子を別途設ける必要がある。例えば、第二ダイクロイックミラー１５２を基準としてカラーホイール２０１Ａ，２０１Ｂと対向する位置に青色ＬＥＤを配置することができる。この構成の場合においても、第二ダイクロイックミラー１５２の特性は上記実施形態と同一で良い。
【００９０】
また、本実施形態では、第一出力モード及び第二出力モードの切り替えの際に、カラーホイール２０１Ａ，２０１Ｂを分割移動角毎に段階的に移動させる構成について説明したが、カラーホイール２０１Ａ，２０１Ｂに設けた透過領域４１０Ａ，４２０Ａ，４１０Ｂ〜４３０Ｂは他の構成としてもよい。
【００９１】
以上、各実施形態で説明した光源装置６０及び投影装置１０は、第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイール１０１と、第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、第一波長帯域光乃至第三波長帯域光を合成する合成手段と、複数の領域を有し、当該複数の領域の一つは合成手段により合成された第三波長帯域光と第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域となっており、当該複数の領域の他の一つは合成手段により導光された第二波長帯域光の短波長側の一部の光である第五波長帯域光を選択する領域となっているカラーホイールと、第一波長帯域光と、第四波長帯域光と、第五波長帯域光と、を時分割で出射するように制御する制御部３８と、を備える。これにより、第三波長帯域光を出射する際の光量を増加させたり、第二波長帯域光を出射させる際に長波長側の一部の成分を取り除いて色純度を向上させることができる。したがって、全体として色バランスを向上させた光源装置６０及び投影装置１０の光源制御方法とすることができる。
【００９２】
また、蛍光ホイール１０１は、第一波長帯域光を透過する第一透過領域を有する。また、カラーホイール２０１Ａの複数の領域は、第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を透過する複数の第二透過領域と、第三波長帯域光と第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域である第三透過領域と、第一波長帯域光及び第二波長帯域光の短波長側の一部の光である第五波長帯域光を選択する領域である第四透過領域と、を含むように構成した。これにより、第三波長帯域光側の波長成分や、第二波長帯域光側の波長成分を簡易な構成により調整することができる。
【００９３】
また、合成手段は、第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を反射するとともに第三波長帯域光を透過、又は第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を透過するとともに第三波長帯域光を反射して、第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光及び第三波長帯域光をカラーホイール２０１Ａ側へ導光する第一ダイクロイックミラー１５１を含む。これにより、第二波長帯域光及び第三波長帯域光を同じ光路に容易に合成することができる。
【００９４】
また、カラーホイールの第三透過領域は、第一ダイクロイックミラー１５１で合成された第三波長帯域光と、第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光と、のうち、第三波長帯域光と、第二波長帯域光の第１の長波長側より短波長側の第２の長波長側の光と、を透過する構成とした。これにより、光源光として出射される第三波長帯域光側の光を明るくすることができる。
【００９５】
また、制御部３８は、第一出力モードとして、第二波長帯域光をカラーホイール２０１Ａの第四透過領域に照射する第一出力期間Ｔ５０ａと、第一波長帯域光をカラーホイールの第二透過領域に照射する第二出力期間Ｔ５０ｂと、第二波長帯域光と第三波長帯域光とをカラーホイールの第三透過領域に照射する第三出力期間Ｔ５０ｃと、第二波長帯域光と第三波長帯域光とをカラーホイールの第二透過領域に照射する第四出力期間Ｔ５０ｄと、を時分割で制御する。したがって、第三波長帯域光を出射させる際の同色系の光量を増加させつつ、第二波長帯域光側の光を出射させる際に長波長側の一部の成分を取り除いて色純度を向上させることができる。
【００９６】
また、制御部３８は、第二出力モードとして、第二波長帯域光をカラーホイールの第二透過領域に照射する第一出力期間Ｔ５０ａと、第一波長帯域光をカラーホイールの第四透過領域に照射する第二出力期間Ｔ５０ｂと、第二波長帯域光と第三波長帯域光とをカラーホイールの第二透過領域に照射する第三出力期間Ｔ５０ｃと、第二波長帯域光と第三波長帯域光とをカラーホイールの第三透過領域に照射する第四出力期間Ｔ５０ｄと、を時分割で制御する。したがって、第三波長帯域光側の光量及び、第二波長帯域光側の光量を増加させて、全体として輝度を向上させることができる。
【００９７】
また、第三出力モードにおいて、第三出力期間Ｔ５０ｃに第二波長帯域光を励起する第一波長帯域光は、第一出力期間Ｔ５０ａ、第二出力期間Ｔ５０ｂ及び第四出力期間Ｔ５０ｄに出力される第一波長帯域光よりも小さい光強度で出力される構成とした。これにより、第三出力期間Ｔ５０ｃ及び第四出力期間Ｔ５０ｄにおいて、第三波長帯域光側の光を出射されて、第三波長帯域光側の光の光量を増加させ、全体として色純度を増加させた光源光を出射させることができる。
【００９８】
また、制御部３８が、蛍光ホイール１０１に対するカラーホイール２０１Ａ，２０１Ｂの相対的な位相を、複数の分割移動角毎に目標移動角まで段階的に変化させ、異なる光源光を出射させる複数の出力モードに切り替える光源装置６０の光源制御方法によると、位相変更の際において、スクリーンに投影される画像のちらつきを低減することができる。また、位相速度の変化が小さいため、モータ２１０から発生する駆動音を低減したり、モータ２１０の位相変更に伴う駆動電流の上昇を抑えることができる。
【００９９】
また、制御部３８が、カラーホイール２０１Ａの位相を移動させる際、分割移動角毎に移動の完了を確認して、目標移動角まで変化させる光源装置６０は、制御信号に対する追随性を向上させるとともに目標移動角に達した後においてもオーバーシュートやアンダーシュートの発生を低減することができる。
【０１００】
また、第一発光素子は青色レーザダイオード７１であり、第二発光素子は赤色発光ダイオード１２１であり、第一波長帯域光は青色波長帯域光であり、第二波長帯域光は緑色波長帯域光であり、第三波長帯域光は赤色波長帯域光である。これにより、色バランスを向上させたカラー画像を投影可能な光源装置６０を構成することができる。
【０１０１】
なお、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【０１０２】
以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域と、可視光を透過する領域と、を含むカラーホイールと、
前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第一波長帯域光と、前記第四波長帯域光と、を時分割で出射するように制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記蛍光ホイールと前記カラーホイールとを同期制御し、出力モードによって、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの同期位置をずらして制御することを特徴とする光源装置。
［２］  前記可視光を透過する領域は第二透過領域であり、
前記第四波長帯域光として選択して透過する領域は、前記第一波長帯域光も透過する第三透過領域である、
ことを特徴とする前記［１］に記載の光源装置。
［３］  前記制御部は、
前記第二波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第一出力期間と、
前記第一波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域又は前記第三透過領域に照射する第二出力期間と、
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを前記カラーホイールの前記第三透過領域に照射する第三出力期間と、
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを前記カラーホイールの前記第二透過領域又は前記第三透過領域に照射する第四出力期間と、
を時分割で制御することを特徴とする前記［２］に記載の光源装置。
［４］  前記第二出力期間の長さは、前記第四出力期間の長さ以上であることを特徴とする前記［３］に記載の光源装置。
［５］  前記第二出力期間の長さと前記第四出力期間の長さとは、略同一時間であることを特徴とする前記［３］に記載の光源装置。
［６］  前記合成手段は、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を反射するとともに前記第三波長帯域光を透過、又は前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を透過するとともに前記第三波長帯域光を反射して、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を前記カラーホイール側へ導光する第一ダイクロイックミラーを含む、ことを特徴とする前記［２］乃至前記［５］の何れかに記載の光源装置。
［７］  前記カラーホイールの前記第三透過領域は、前記第一ダイクロイックミラーで合成された前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光と、のうち、前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側より短波長側の第２の長波長側の光と、を透過する、ことを特徴とする前記［６］に記載の光源装置。
［８］
前記制御部は、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの相対的な位相を、複数の分割移動角毎に目標移動角まで段階的に変化させ、異なる光源光を出射させる複数の出力モードに切り替えることを特徴とする前記［１］乃至前記［７］の何れかに記載の光源装置。
［９］  前記制御部は、前記カラーホイールの前記位相を移動させる際、前記分割移動角毎に移動の完了を確認して、前記目標移動角まで変化させることを特徴とする前記［８］に記載の光源装置。
［１０］  前記第一発光素子は、青色レーザダイオードであり、
前記第二発光素子は、赤色発光ダイオードであり、
前記第一波長帯域光は、青色波長帯域光であり、
前記第二波長帯域光は、緑色波長帯域光であり、
前記第三波長帯域光は、赤色波長帯域光である、
ことを特徴とする前記［１］乃至前記［９］の何れかに記載の光源装置。
［１１］  前記［１］乃至前記［１０］の何れかに記載の光源装置と、
画像光を生成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
を備え、
前記制御部は、前記光源装置と前記表示素子とを制御することを特徴とする投影装置。
［１２］  光源装置の光源制御方法であって、
前記光源装置は、
第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域と、可視光を透過する領域と、を含むカラーホイールと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第一波長帯域光と、前記第四波長帯域光と、を時分割で出射するように制御し、且つ前記蛍光ホイールと前記カラーホイールとを同期制御し、出力モードによって、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの同期位置をずらして制御する、
ことを特徴とする光源制御方法。
［１３］  前記制御部は、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの相対的な位相を、複数の分割移動角毎に目標移動角まで段階的に変化させ、異なる光源光を出射させる複数の出力モードに切り替えることを特徴とする前記［１２］に記載の光源制御方法。
【符号の説明】
【０１０３】
１０      投影装置                        １２      正面パネル
１３      背面パネル                      １４      右側パネル
１５      左側パネル                      ２１      入出力コネクタ部
２２      入出力インターフェース          ２３      画像変換部
２４      表示エンコーダ                  ２５      ビデオＲＡＭ
２６      表示駆動部                      ３１      画像圧縮／伸長部
３２      メモリカード                    ３５      Ｉｒ受信部
３６      Ｉｒ処理部                      ３７      キー／インジケータ部
３８      制御部                          ４１      光源制御回路
４３      冷却ファン駆動制御回路          ４５      レンズモータ
４７      音声処理部                      ４８      スピーカ
５１      表示素子                        ６０      光源装置
７０      励起光照射装置                  ７１      青色レーザダイオード（第一発光素子）
７３      コリメータレンズ                ７５      反射ミラー群
７８      集光レンズ                      ８０      緑色光源装置
８１      ヒートシンク                    ９０ａ１〜９０ａ４  緑色波長帯域光
９０ｂ１〜９０ｂ４  青色波長帯域光        ９０ｃ１〜９０ｃ４  赤色波長帯域光
９０ｄ１，９０ｄ４  赤色波長帯域光        ９０ｄ２，９０ｄ３  黄色波長帯域光
９１ａ１〜９１ｄ４  緑色波長帯域光
１００    蛍光ホイール装置                １０１    蛍光ホイール
１１０    モータ                          １１１    集光レンズ群
１１２    取付孔部                        １１３    取付孔部
１１５    集光レンズ                      １２０    赤色光源装置
１２１    赤色発光ダイオード（第二発光素子）
１２５    集光レンズ群
１３０    ヒートシンク                    １５０    導光光学系
１５１    第一ダイクロイックミラー（合成手段）
１５２    第二ダイクロイックミラー（合成手段）
１５３    反射ミラー                      １５４    反射ミラー
１５５〜１５７  集光レンズ                １７０    光源光学系
１７３    集光レンズ                      １７５    ライトトンネル
１７８    集光レンズ                      １８１    光軸変換ミラー
１８３    集光レンズ                      １８５    照射ミラー
１９０    ヒートシンク                    １９５    コンデンサレンズ
２００    カラーホイール装置              ２０１Ａ  カラーホイール
２０１Ｂ  カラーホイール                  ２１０    モータ
２２０    投影光学系                      ２２５    固定レンズ群
２３５    可動レンズ群                    ２４１    制御回路基板
２６１    冷却ファン                      ３１０    蛍光発光領域
３２０    透過領域（第一透過領域）        ４１０Ａ  全色透過領域（第二透過領域）
４１０Ｂ  全色透過領域（第二透過領域）    ４２０Ａ  青赤透過領域（第三透過領域）
４２０Ｂ  赤透過領域                      ４３０Ｂ  青緑透過領域（第四透過領域）
５００，５１０  フレーム
９００    合成光
Ａ１１    カットオン波長                  
Ａ１ａ    第一ダイクロイックミラー１５１の透過特性
Ａ２２    カットオン波長
Ａ２ａ    カラーホイール２０１Ａの青赤透過領域４２０Ａの透過特性
Ａ２１    カットオフ波長
Ｂ１〜Ｂ４  境界
Ｌ１      青色波長帯域光（第一波長帯域光）
Ｌ２      緑色波長帯域光（第二波長帯域光）
Ｌ３      赤色波長帯域光（第三波長帯域光）
Ｐ１      ピーク波長
Ｐ２      ピーク波長                      Ｐ３      ピーク波長
Ｓ        照射領域                        ＳＢ      システムバス
Ｔ１〜Ｔ５Ｔ２  タイミング                Ｔ５０ａ，Ｔ５１ａ  第一出力期間
Ｔ５０ｂ  第二出力期間                    Ｔ５０ｃ  第三出力期間
Ｔ５０ｄ  第四出力期間                    Ｔ８１    移動期間
Ｔ８２    待機期間                        Ｗ１ａ    透過帯域
Ｗ１ｂ    透過帯域Ｗ１ａのカットオン波長Ａ１１よりも短波長側の反射帯域
Ｗ２ａ    赤色を含む所定波長帯域の光を透過する長波長側の透過帯域
Ｗ３      重複帯域［緑色波長帯域光Ｌ２（第二波長帯域光）の長波長側の一部の光］
【図１】
2020160149.tif 000003
【図２】
2020160149.tif 000004
【図３】
2020160149.tif 000005
【図４】
2020160149.tif 000006
【図５】
2020160149.tif 000007
【図６】
2020160149.tif 000008
【図７】
2020160149.tif 000009
【図８】
2020160149.tif 000010
【図９】
2020160149.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月23日(2020.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域と、可視光を透過する領域と、を含むカラーホイールと、
前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第一波長帯域光と、前記第四波長帯域光と、を時分割で出射するように制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記蛍光ホイールと前記カラーホイールとを同期制御し、出力モードによって、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの同期位置をずらして制御することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記可視光を透過する領域は第二透過領域であり、
前記第四波長帯域光として選択して透過する領域は、前記第一波長帯域光も透過する第三透過領域である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第二波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第一出力期間と、
前記第一波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域又は前記第三透過領域に照射する第二出力期間と、
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを前記カラーホイールの前記第三透過領域に照射する第三出力期間と、
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを前記カラーホイールの前記第二透過領域又は前記第三透過領域に照射する第四出力期間と、
を時分割で制御することを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第二出力期間の長さは、前記第四出力期間の長さ以上であることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第二出力期間の長さと前記第四出力期間の長さとは、略同一時間であることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項６】
前記合成手段は、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を反射するとともに前記第三波長帯域光を透過、又は前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を透過するとともに前記第三波長帯域光を反射して、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を前記カラーホイール側へ導光する第一ダイクロイックミラーを含む、ことを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。
【請求項７】
前記カラーホイールの前記第三透過領域は、前記第一ダイクロイックミラーで合成された前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光と、のうち、前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側より短波長側の第２の長波長側の光と、を透過する、ことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの相対的な位相を、複数の分割移動角毎に目標移動角まで段階的に変化させ、異なる光源光を出射させる複数の出力モードに切り替えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光源装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記カラーホイールの前記位相を移動させる際、前記分割移動角毎に移動の完了を確認して、前記目標移動角まで変化させることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第一発光素子は、青色レーザダイオードであり、
前記第二発光素子は、赤色発光ダイオードであり、
前記第一波長帯域光は、青色波長帯域光であり、
前記第二波長帯域光は、緑色波長帯域光であり、
前記第三波長帯域光は、赤色波長帯域光である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光との合成色は黄色波長帯域光である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れかに記載の光源装置と、
画像光を生成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
を備え、
前記制御部は、前記光源装置と前記表示素子とを制御することを特徴とする投影装置。
【請求項１３】
光源装置の光源制御方法であって、
前記光源装置は、
第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域と、可視光を透過する領域と、を含むカラーホイールと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第一波長帯域光と、前記第四波長帯域光と、を時分割で出射するように制御し、且つ前記蛍光ホイールと前記カラーホイールとを同期制御し、出力モードによって、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの同期位置をずらして制御する、
ことを特徴とする光源制御方法。
【請求項１４】
前記制御部は、前記蛍光ホイールに対する前記カラーホイールの相対的な位相を、複数の分割移動角毎に目標移動角まで段階的に変化させ、異なる光源光を出射させる複数の出力モードに切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の光源制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
図８は、光源装置６０の色重視モード（第二出力モード）における動作のタイミングチャート図である。第三出力モードは黄色波長帯域光の出射に代えて赤色波長帯域光の出射期間を長くし、光源装置６０全体の色再現性を重視したモードである。色重視モードでは、赤色発光ダイオード１２１の動作が図７の輝度重視モードと同様であるが、カラーホイール２０１Ａの位相を蛍光ホイール１０１に対して相対的に移動させている。また、青色レーザダイオード７１及び蛍光ホイール１０１の出射タイミングは図７の輝度重視モードの第一出力期間Ｔ５０ａ、第二出力期間Ｔ５０ｂ及び第四出力期間Ｔ５０ｄと同様であるが、第三出力期間Ｔ５０ｃにおける青色レーザダイオード７１の出力はオフにする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
第三出力期間Ｔ５０ｃでは、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３が、導光光学系１５０により導光されてカラーホイール２０１Ｂの赤透過領域４２０Ｂに照射され、ライトトンネル１７５へ向けて導光される。また、第三出力期間Ｔ５０ｃでは、青色レーザダイオード７１から出射される青色波長帯域光Ｌ１の光強度（光量）をゼロにする。したがって、光源装置６０は、第三出力期間Ｔ５０ｃの合成光９００として赤色波長帯域光９０ｃ４をライトトンネル１７５に導光する。