(57)【要約】【課題】  ランプやＬＥＤ等の２つの光源から出射された光を時系列的に選択して取り出すことができると共に、構成の容易化及び小型化を図ること。【解決手段】  第１の照明光を出射する第１の光源１０と、第２の照明光を出射する第２の光源１１と、第１の照明光が透過する透過フィルタ領域と第２の照明光が反射する反射領域とで形成されたホイール１４と、該ホイール１４の回転を制御し駆動するホイール駆動手段１５と、透過フィルタ領域を透過した第１の照明光、又は反射領域で反射された第２の照明光を被照明領域３に導く照明光学手段１６とを備え、該照明光学手段１６が被照明領域３に導く照明光は、時系列に順次切り替わる少なくとも２色の照明光である照明装置２及び該照明装置２を有するプロジェクタ１を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照明領域を照明する照明装置であって、
第１の照明光を出射する第１の光源と、
第２の照明光を出射する第２の光源と、
前記第１の照明光が透過する透過フィルタ領域と前記第２の照明光が反射する反射領域とで形成されたホイールと、
該ホイールの回転を制御し駆動するホイール駆動手段と、
前記透過フィルタ領域を透過した第１の照明光、又は前記反射領域で反射された第２の照明光を前記被照明領域に導く照明光学手段とを備え、
該照明光学手段が前記被照明領域に導く照明光は、時系列に順次切り替わる少なくとも２色の照明光であることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１記載の照明装置において、
前記第１の光源がランプであり、
前記第２の光源がＬＥＤであることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２記載の照明装置において、
前記ランプが出射する前記第１の照明光が白色であり、
前記透過フィルタ領域は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうち少なくとも１つの色を有することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３記載の照明装置において、
前記透過フィルタ領域が透過する光の中心波長は、前記第２の照明光の中心波長と一致しない波長であることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項２記載の照明装置において、
前記ＬＥＤは、異なった色光を発光する２種類のＬＥＤからなることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１記載の照明装置において、
前記第２の光源はＬＥＤであり、
該ＬＥＤを点灯し出射する前記第２の照明光を制御するＬＥＤ点灯手段を備え、
該ＬＥＤ点灯手段は、前記ホイールの回転に同期して前記ＬＥＤをパルス点灯させると共に、ＬＥＤから出射された前記第２の照明光が前記反射領域で反射されるタイミング時に、出射する第２の照明光の光量が最大となるようにＬＥＤを制御することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１記載の照明装置において、
前記第２の光源はＬＥＤであり、
該ＬＥＤを点灯し出射する前記第２の照明光を制御するＬＥＤ点灯手段を備え、
該ＬＥＤ点灯手段は、前記ホイールの回転に同期して前記ＬＥＤを点灯させると共に、前記反射領域でＬＥＤから出射された前記第２の照明光が反射されないタイミング時に、ＬＥＤを消灯するように制御することを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１記載の照明装置において、
前記ホイールは、同一平面内に配された前記透過フィルタ領域と前記反射領域とで形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項１記載の照明装置において、
前記ホイールは、回転駆動する軸に対して所定角度を保つように配された前記透過フィルタ領域と前記反射領域とで形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の照明装置において、
前記第１の照明光が前記透過フィルタ領域を通過する領域の中心位置と前記第１の光源の中心位置とを結んだ直線と、前記透過フィルタ領域面とのなす角度が４５度に設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項８又は９記載の照明装置において、
前記第２の照明光が前記反射領域で反射する領域の中心位置と前記第２の光源の中心位置とを結んだ直線と、前記透過フィルタ領域面とのなす角度が４５度に設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項１記載の照明装置において、
前記第２の光源から出射された前記第２の照明光を前記反射領域に入射させると共に、該反射領域で反射された第２の照明光を通過させる位置で、且つ、前記第１の光源から出射されて前記透過フィルタ領域を通過した前記第１の照明光を前記照明光学手段に入射させる位置に配されたＴＩＲプリズムを備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項１記載の照明装置において、
前記第２の光源は、円周上に配列された複数のＬＥＤと、
該複数のＬＥＤを円周上に配列した順にそれぞれ時系列的に異なった期間点灯させるＬＥＤ点灯手段と、
円周の中心を回転中心として回転可能に配され、前記複数のＬＥＤが発光するそれぞれの照明光を回転しながら入射端より取り込むと共に、出射端より出射させる回転光学手段とを有し、
前記ホイール駆動手段と前記回転光学手段とがそれぞれ同期して回転するように制御されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項１記載の照明装置において、
前記反射領域は、前記第２の照明光を反射すると共に前記第１の照明光を前記照明光学手段に導かないように遮光することを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
請求項１記載の照明装置において、
前記照明光学手段は、第１の色と第２の色とからなる２色の照明光を前記被照明領域に導くよう設定されており、
前記反射領域は、前記第１の色の照明光を透過すると共に前記第２の色の照明光を反射するダイクロイック面により形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１６】
入力される画像情報に応じた画像を投影するプロジェクタであって、
請求項１から１５のいずれか１項に記載の照明装置と、
前記照明光学手段によって導かれた照明光を、前記画像情報に応じて変調すると共に投影光を生成する空間変調手段と、
該空間変調手段で生成された投影光を投影する投影光学手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールを利用したカラー表示用の照明装置及び該照明装置を有するプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、投影方式が異なる様々なタイプのプロジェクタが提供されているが、現在普及しているプロジェクタは、投影方式が液晶方式の液晶プロジェクタやDigital Light Processing（以下ＤＬＰ（登録商標）と略す）方式のＤＬＰプロジェクタ等が主流を占めている。
液晶プロジェクタは、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３枚の透過液晶を使用し、該透過液晶に背後から光を当てて拡大投影するものであり、調整が容易で、小型化及び軽量化が図れるものである。また、ＤＬＰプロジェクタは、Digital Micromirror Device（以下、ＤＭＤと略す）が有する複数の微小可動ミラーを毎秒数万回以上の速度で動かすことにより、画像を描くものであり、液晶プロジェクタの利点に加え、光の減衰が少なく光コントラストが得られること、シームレスな高精細映像を高輝度で再現できること、明るさの均一性に優れた安定性の高い高画質映像表示が可能なことや焼き付きが発生し難いこと等の利点がある。
【０００３】
ここで、上記ＤＬＰプロジェクタの一般的な構成を図２１及び図２２に示す。
このＤＬＰプロジェクタ１００は、白色の照明光を出射するランプ１０１と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色フィルタ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを有し、モータ１０３によって回転駆動するカラーホイール１０２と、色フィルタ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを透過した照明光の照明むらをなくすインテグレータロッド１０４と、該インテグレータロッド１０４を通過した照明光をＤＭＤ１０５に入射させると共に、ＤＭＤ１０５で変調された画像を投影レンズ１０６に出射させるＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム１０７とを備えている。
ランプ１０から出射された白色の照明光は、カラーホイール１０２により時系列に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の照明光として出射された後、インテグレータロッド１０４に入射する。そして、インテグレータロッド１０４を通過した照明むらのない各色の照明光は、ＴＩＲプリズム１０７で全反射してＤＭＤ１０５に入射する。ＤＭＤ１０５に入射した照明光は、それぞれの色に応じた画像データで変調された後、再度ＴＩＲプリズム１０７を介して順次投影レンズ１０６に入射し、図示しないスクリーンにカラー画像として投影される。
【０００４】
また、上記プロジェクタ１００を構成するランプ１０１の代表例として、超高圧水銀ランプの分光特性を図２３に示し、超高圧水銀ランプの光を所定のカラーフィルタを介したそれぞれの光の色度図を図２４に示す。なお、図２３に示す横軸は光の波長λ（単位ｎｍ）を示し、縦軸は相対強度Ｓを示している。
超高圧水銀ランプは、図２３に示すように、波長λが略４５０ｎｍ付近（青色）、略５５０ｎｍ付近（緑色）、略５９０ｎｍ付近（橙色）において強い相対強度Ｓを持っている反面、波長λが６００〜７００ｎｍの範囲における赤色成分では、強い相対強度Ｓを持っていない特徴を有している。
従って、超高圧水銀ランプを利用する場合には、赤色（Ｒ）の色フィルタを設計する際、略５９０ｎｍ付近にピークがある橙色の光の波長成分と、６００〜７００ｎｍの幅広い範囲の波長成分との両方を使用して設計を行っている。その結果、図２４において点線で示すような色表現範囲となる。
【０００５】
上述したように、橙色の光の波長成分を利用して赤色（Ｒ）を表現しているため、図２４に示すように、色表現できない領域が生じてしまう。つまり、超高圧水銀ランプを利用した投影画像では、真っ赤な色や、赤紫等の一部を再現し難い不都合が生じていた。
一方、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、現在、高輝度発光のハイパワーＬＥＤ等が開発、提供されており、更には、様々な波長を有する単波長のＬＥＤ等も提供されている。そこで、上述した問題を解消するために、超高圧水銀ランプ等のランプ光源に、ＬＥＤ光源を加えたハイブリッドタイプの各種装置が提供され始めている。
【０００６】
例えば、その１つとして、赤色（Ｒ）の発光ダイオードからの光をレンズアレイを介して赤用の液晶パネルに入射させ、この赤用の液晶パネルからの光学像と、ランプから出射された青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）の光学像とを合成プリズムにより合成した後、投射レンズによりスクリーン上に表示する投射型表示装置が知られている（特許文献１参照）。
また、他の１つとして、青色（Ｂ）の画像をランプ光源により表示し、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）の画像を発光ダイオードパネルより表示し、これら各画像を偏光ビームスプリッタにより合成してカラー画像を得る頭部装着型ディスプレイ装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、他の１つとして、ランプから出射された照明光とレーザ光源から出射された赤色（Ｒ）の照明光とを、反射型ホログラム素子やダイクロイックプリズム等の照明光合成手段により合成した後、各色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））の照明光毎に液晶表示パネルに導いて各色に応じた映像光を生成し、これら各映像光を再度合成してスクリーンに表示させる画像表示装置が知られている（特許文献３参照）。
また、この特許文献３には、ランプから出射された照明光と発光ダイオードから出射された照明光とをダイクロイックプリズムで合成し、合成した照明光をカラーホイールにより、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）照明光に時系列に分離してＤＭＤに導き、スクリーンにカラー画像として表示する画像表示装置も提案されている。
【０００８】
更に、別の１つとして、ランプから出射された緑色（Ｇ）の光束とＬＥＤ素子から出射された赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ）の光束とをダイクロイックミラーで合成し、合成した各色の光を各色に応じて液晶パネルにより変調し、カラー画像としてスクリーンに表示する照明装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
また、この照明装置は、ランプから出射される光から緑色（Ｇ）の光束を得る際に、ランプとダイクロイックミラーとの間に設けられ、緑色（Ｇ）のフィルタ部と光を遮光する遮光部とを有する円盤状、即ち、ホイール型の色フィルタを利用している。つまり、色フィルタを回転させることで、一定時間の間、緑色（Ｇ）の光束を得ることができる。また、ランプからの光を遮光部で遮光している際に、ＬＥＤ素子より赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ）の光束をタイミングをずらして点灯させている。これにより、合成プリズムを介して液晶パネルに赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光束を時系列的に順次入射させることを可能としている。
【特許文献１】特開２０００−３０５０４０号公報
【特許文献２】特開平６−１４１２６２号公報
【特許文献３】特開２００２−２９６６８０号公報
【特許文献４】特開２００３−２６３９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したランプ光源とＬＥＤ光源とを両方利用したハイブリッド型の各種装置には、以下の課題が残されている。
即ち、上記特許文献１記載の投射型表示装置、特許文献２記載の頭部装着型ディスプレイ装置及び特許文献３記載の画像表示装置は、ランプから出射された光とＬＥＤから出射された光とを、合成プリズム等の合成手段により合成する構成であり、どちらか一方の光を時系列的に選択して取り出すものではない。そのため、合成後の光をＤＬＰプロジェクタに適用することができなかった。
また、合成プリズム等の合成手段を利用しているので、該合成手段に平行に光を入射させようとすると、そのための各種光学系が必要となり、部品点数が多くなると共に構成が大型化する不具合があった。
【００１０】
また、上記特許文献３記載のカラーホイールを用いる画像表示装置は、ＤＬＰプロジェクタに適用可能なものであるが、やはり上述したと同様に、カラーホイールの手前側でランプから出射された光とＬＥＤから出射された光とを、合成手段により合成する構成であるので、どちらか一方の光を取り出してＤＭＤに入射させることができず、例えば、赤色（Ｒ）の光をＬＥＤから出射させて演色性を高めることができなかった。また、同様に、部品点数の多点化及び構成の大型化の課題があった。
【００１１】
更に、上記特許文献４記載の照明装置は、色フィルタとダイクロイックプリズム等の合成手段とを組み合わせることで、ランプからの光とＬＥＤからの光とを時系列的に選択して取り出すことができ、ＤＬＰプロジェクタに適用可能なものであるが、ホイールである色フィルタと合成手段との両方を備える必要があるので、上述したと同様に、部品点数の多点化及び構成の大型化の課題があった。
【００１２】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、ランプやＬＥＤ等の２つの光源から出射された光を時系列的に選択して取り出すことができると共に、構成の容易化及び小型化を図ることができる照明装置、また、該照明装置を有するＤＬＰ方式のプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、被照明領域を照明する照明装置であって、第１の照明光を出射する第１の光源と、第２の照明光を出射する第２の光源と、前記第１の照明光が透過する透過フィルタ領域と前記第２の照明光が反射する反射領域とで形成されたホイールと、該ホイールの回転を制御し駆動するホイール駆動手段と、前記透過フィルタ領域を透過した第１の照明光、又は前記反射領域で反射された第２の照明光を前記被照明領域に導く照明光学手段とを備え、該照明光学手段が前記被照明領域に導く照明光は、時系列に順次切り替わる少なくとも２色の照明光である照明装置を提供する。
【００１４】
この発明に係る照明装置においては、ホイール駆動手段により所定の回転数でホイールを回転駆動している際、第１の光源から出射された第１の照明光は、回転しているホイールに入射し、該入射位置に透過フィルタ領域が達したときに透過して照明光学手段に入射する。その後、第１の照明光は、照明光学手段に導かれて被照明領域の照明を行う。
一方、第２の光源から出射された第２の照明光は、同様に回転しているホイールに入射し、該入射位置に反射領域が達したときに反射して照明光学手段に入射する。その後、第２の照明光は、照明光学手段に導かれて被照明領域の照明を行う。
このように、第１の光源から出射された第１の照明光と、第２の光源から出射された第２の照明光とを、ホイールを利用して時系列的にどちらか一方を選択して取り出し、被照明領域の照明を行うことができる。また、この際、照明光学手段が被照明領域に導く照明光は、時系列に順次切り替わる少なくとも２色の照明光であるので、例えば、赤色（Ｒ）の第１の照明光と青色（Ｂ）の第２の照明光とをそれぞれ被照明領域への照明に用いることが可能である。
【００１５】
従って、確実に２つの光源から出射された色の異なる照明光を時系列的に取り出して、それぞれの照明光で順次被照明領域の照明を行うことができる。また、これら照明光をＤＬＰ方式のプロジェクタ等に適用することも可能である。  
特に、従来のように、プリズム等の合成手段を備える必要がなく、ホイールのみで確実に第１の照明光と第２の照明光とを透過又は反射させて、時系列的に選択して取り出すことが可能なので、合成手段に付随する余分な光学系を備える必要がない。よって、構成の容易化を図ることができると共に全体の小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の照明装置において、前記第１の光源がランプであり、前記第２の光源がＬＥＤである照明装置を提供する。
【００１７】
この発明に係る照明装置においては、ランプから出射された第１の照明光とＬＥＤから出射された第２の照明光とを、時系列的に選択して取り出して被照明領域への照明を行える。また、ＬＥＤから出射された第２の照明光のみを選択して被照明領域の照明を行えるので、演色性の高い光を照明させることができる。これにより、例えば、赤色（Ｒ）の演色性を高めた状態で、被照明領域の照明等を行うことが可能である。
このように、ランプ及びＬＥＤにより、明るさが十分で、且つ、演色性の優れた照明光で被照明領域の照明を行うことができる。また、色表現できない領域を極力なくすことができる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の照明装置において、前記ランプが出射する前記第１の照明光が白色であり、前記透過フィルタ領域は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうち少なくとも１つの色を有する照明装置を提供する。
【００１９】
この発明に係る照明装置においては、ランプから出射された白色の第１の照明光が、透過フィルタ領域を通過する際に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうち少なくとも１つの色の照明光となって照明光学手段に入射する。例えば、青色（Ｂ）の照明光として入射したり、赤色（Ｒ）緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のそれぞれの色が時系列的に入射する。
これにより、３原色のうち少なくとも１色を、明るさが十分な照明光として被照明領域の照明を行える。
【００２０】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の照明装置において、前記透過フィルタ領域が透過する光の中心波長が、前記第２の照明光の中心波長と一致しない波長である照明装置を提供する。
【００２１】
この発明に係る照明装置においては、透過フィルタ領域の中心波長が、第２の照明光の中心波長と一致しない波長であるので、例えば、ＬＥＤが赤色（Ｒ）の第２の照明光を出射する場合には、透過フィルタ領域は緑色（Ｇ）若しくは青色（Ｂ）、又は緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）に設定される。
これにより、３原色のうち少なくとも１色を演色性に優れた照明光として、ランプからの照明光とは明確に区別して被照明領域の照明を行える。
【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項２記載の照明装置において、前記ＬＥＤが、異なった色光を発光する２種類のＬＥＤからなる照明装置を提供する。
【００２３】
この発明に係る照明装置においては、ＬＥＤが、異なった色光を発光する２種類のＬＥＤからなるので、３原色のうち少なくとも１色を明るさが十分な照明光として被照明領域の照明を行えると共に、更に、演色性の優れた、異なる２色の照明光で被照明領域の照明を行える。
【００２４】
請求項６に係る発明は、請求項１記載の照明装置において、前記第２の光源がＬＥＤであり、該ＬＥＤを点灯し出射する前記第２の照明光を制御するＬＥＤ点灯手段を備え、該ＬＥＤ点灯手段が、前記ホイールの回転に同期して前記ＬＥＤをパルス点灯させると共に、ＬＥＤから出射された前記第２の照明光が前記反射領域で反射されるタイミング時に、出射する第２の照明光の光量が最大となるようにＬＥＤを制御する照明装置を提供する。
【００２５】
この発明に係る照明装置においては、ランプから出射された第１の照明光の入射位置に、反射領域が達している（ＬＥＤから出射された第２の照明光が反射領域で反射されるタイミング時）際、ＬＥＤ点灯手段が第２の光量を最大にするよう制御するので、第１の照明光とは区別して、確実に第２の照明光を照明光学手段に入射させることができる。
従って、より確実に第１の照明光と、ＬＥＤから出射された第２の照明光とを区別することができ、明るさの十分な照明光と演色性の優れた照明光との使い分けが行える。
【００２６】
請求項７に係る発明は、請求項１記載の照明装置において、前記第２の光源がＬＥＤであり、該ＬＥＤを点灯し出射する前記第２の射照明光を制御するＬＥＤ点灯手段を備え、該ＬＥＤ点灯手段が、前記ホイールの回転に同期して前記ＬＥＤを点灯させると共に、前記反射領域でＬＥＤから出射された前記第２の照明光が反射されないタイミング時に、ＬＥＤを消灯するように制御する照明装置を提供する。
【００２７】
この発明に係る照明装置においては、ランプから出射された第１の照明光の入射位置に、透過フィルタ領域が達している（反射領域でＬＥＤから出射された第２の照明光が反射されないタイミング時）際、ＬＥＤ点灯手段がＬＥＤを消灯させるので、第１の照明光は、他の光が混ざることなく確実に照明光学手段に入射する。従って、より確実に第１の照明光と、ＬＥＤから出射された第２の照明光とを区別することができ、明るさの十分な照明光と演色性の優れた照明光との使い分けが行える。
【００２８】
請求項８に係る発明は、請求項１記載の照明装置において、前記ホイールが、同一平面内に配された前記透過フィルタ領域と前記反射領域とで形成されている照明装置を提供する。
【００２９】
この発明に係る照明装置においては、透過フィルタ領域と反射領域とが同一平面内で形成されているので、ホイールを円盤状にすることができる。よって、ホイールを容易に製作でき、製作コストの低減化を図ることができる。
【００３０】
請求項９に係る発明は、請求項１記載の照明装置において、前記ホイールが、回転駆動する軸に対して所定角度を保つように配された前記透過フィルタ領域と前記反射領域とで形成されている照明装置を提供する。
【００３１】
この発明に係る照明装置においては、透過フィルタ領域と反射領域とが、回転駆動する軸に対して所定角度を保つように形成されているので、ホイールを傘状にすることができる。よって、一平面に広がるようにホイールの設置スペースを確保する必要がないので、コンパクト化を図ることができる。
【００３２】
請求項１０に係る発明は、請求項８又は９記載の照明装置において、前記第１の照明光が前記透過フィルタ領域を通過する領域の中心位置と前記第１の光源の中心位置とを結んだ直線と、前記透過フィルタ領域面とのなす角度が４５度に設定されている照明装置を提供する。
【００３３】
この発明に係る照明装置においては、第１の光源から出射された第１の照明光を、透過フィルタ領域面に４５度の角度で入射させることができる。特に、第１の光源とホイールとの位置関係をコンパクトにでき、設計し易い。
【００３４】
請求項１１に係る発明は、請求項８又は９記載の照明装置において、前記第２の照明光が前記反射領域で反射する領域の中心位置と前記第２の光源の中心位置とを結んだ直線と、前記透過フィルタ領域面とのなす角度が４５度に設定されている照明装置を提供する。
【００３５】
この発明に係る照明装置においては、第２の光源から出射された第２の照明光を、透過フィルタ領域面、即ち、反射領域に４５度の角度で入射させることができる。これにより、第１の光源、第２の光源及びホイールの位置関係をコンパクトにでき、設計し易い。
【００３６】
請求項１２に係る発明は、請求項１記載の照明装置において、前記第２の光源から出射された前記第２の照明光を前記反射領域に入射させると共に、該反射領域で反射された第２の照明光を通過させる位置で、且つ、前記第１の光源から出射されて前記透過フィルタ領域を通過した前記第１の照明光を前記照明光学手段に入射させる位置に配されたＴＩＲプリズムを備えている照明装置を提供する。
【００３７】
この発明に係る照明装置においては、第２の光源から出射された第２の照明光が、ＴＩＲプリズムを介して反射領域に入射すると共に、反射後再度ＴＩＲプリズムを介して照明光学手段に入射する。また、第１の光源から出射された第１の照明光は、透過フィルタ領域を透過後、ＴＩＲプリズムを介して照明光学手段に入射する。このように、ＴＩＲプリズムを利用して第２の照明光を反射領域に入射させることができると共に、第１の照明光及び第２の照明光を照明光学手段に入射させることができる。
【００３８】
請求項１３に係る発明は、請求項１記載の照明装置において、前記第２の光源が、円周上に配列された複数のＬＥＤと、該複数のＬＥＤを円周上に配列した順にそれぞれ時系列的に異なった期間点灯させるＬＥＤ点灯手段と、円周の中心を回転中心として回転可能に配され、前記複数のＬＥＤが発光するそれぞれの照明光を回転しながら入射端より取り込むと共に、出射端より出射させる回転光学手段とを有し、前記ホイール駆動手段と前記回転光学手段とがそれぞれ同期して回転するように制御されている照明装置を提供する。
【００３９】
この発明に係る照明装置においては、ＬＥＤ点灯手段が、円周上に配された複数のＬＥＤをそれぞれ時系列的に異なった期間点灯させる。また、ホイール駆動手段が、ＬＥＤの点灯タイミングに同期して回転光学手段を回転させる。これにより、ＬＥＤから出射された第２の照明光は、回転光学手段の入射端より入射すると共に出射端から出射して、反射領域に向かう。
このように、複数のＬＥＤのうち、点灯するＬＥＤからの第２の照明光を回転光学手段を介して反射領域に導ける。よって、ＬＥＤが出射する第２の照明光を効率良く取得して有効に利用することができる。また、ＬＥＤが複数あるので、仮にいずれかのＬＥＤに不具合が生じたとしても他のＬＥＤでカバーでき、信頼性の向上を図ることができる。
【００４０】
請求項１４に係る発明は、請求項１記載の照明装置において、前記反射領域が、前記第２の照明光を反射すると共に前記第１の照明光を前記照明光学手段に導かないように遮光する照明装置を提供する。
【００４１】
この発明に係る照明装置においては、反射領域が第１の光源から出射された第１の照明光を照明光学手段に導かないように遮光するので、第２の光源から出射された第２の照明光に他の光が混ざることがない。従って、より確実に第１の照明光と第２の照明光とを区別することができ、明るさの十分な照明光と演色性の優れた照明光との使い分けを行うことができる。
【００４２】
請求項１５に係る発明は、請求項１記載の照明装置において、前記照明光学手段が、第１の色と第２の色とからなる２色の照明光を前記被照明領域に導くよう設定されており、前記反射領域は、前記第１の色の照明光を透過すると共に前記第２の色の照明光を反射するダイクロイック面により形成されている照明装置を提供する。
【００４３】
この発明に係る照明装置においては、反射領域が第１の色の照明光を透過すると共に、第２の色の照明光を反射するので、第１の光源又は第２の光源から出射された第１の照明光及び第２の照明光を共に色毎に利用することができる。つまり、第１の光源から出射された第１の照明光のうち第１の色については反射領域を透過し、第２の光源から出射された第２の照明光のうち第２の色については反射領域で反射される。このように、色に応じて第１の照明光又は第２の照明光の使い分けを行うことができる。
【００４４】
請求項１６に係る発明は、入力される画像情報に応じた画像を投影するプロジェクタであって、請求項１から１５のいずれか１項に記載の照明装置と、前記照明光学手段によって導かれた照明光を、前記画像情報に応じて変調すると共に投影光を生成する空間変調手段と、該空間変調手段で生成された投影光を投影する投影光学手段とを備えるプロジェクタを提供する。
【００４５】
この発明に係るプロジェクタにおいては、空間変調手段が、画像情報に応じて照明光学手段によって導かれた照明光、即ち、２つの光源からそれぞれ出射されて時系列的に区別された状態で取り出された少なくとも２色の照明光を変調して投影光を生成し、投影光学手段によりこの投影光をスクリーン等に投影することで、投影画像の観察を行える。
また、どちらか一方の光源を、例えば、ランプとし、他方の光源をＬＥＤとすることで、明るさが十分で演色性の優れた照明光を利用してＤＬＰ方式で投影画像の観察を行うことができ、また、色表現できない領域がなく明瞭な色彩で投影画像の観察が行える。
【発明の効果】
【００４６】
この発明に係る照明装置によれば、第１の光源から出射された第１の照明光と、第２の光源から出射された第２の照明光とを、ホイールを利用して時系列的にどちらか一方を選択して取り出し、被照明領域の照明を行うことができる。従って、確実に２つの光源から出射された色の異なる照明光を時系列的に取り出して、それぞれの照明光で順次被照明領域の照明を行うことができる。また、これら照明光をＤＬＰ方式のプロジェクタ等に適用することも可能である。特に、従来のように、プリズム等の合成手段を備える必要がなく、合成手段に付随する余分な光学系を備える必要がない。よって、構成の容易化を図ることができると共に全体の小型化を図ることができる。
また、この発明に係るプロジェクタによれば、２つの光源からそれぞれ出射されて時系列的に区別された状態で取り出された少なくとも２色の照明光を変調して投影光を生成し、投影光学手段によりこの投影光をスクリーン等に投影することで、投影画像の観察を行える。また、どちらか一方の光源を、例えば、ランプとし、他方の光源をＬＥＤとすることで、明るさが十分で演色性の優れた照明光を利用してＤＬＰ方式で投影画像の観察を行うことができ、色表現できない領域がなく明瞭な色彩で投影画像の観察が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
次に、本発明に係る照明装置及びプロジェクタの第１実施形態を、図１から図１１を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタ１は、入力される画像情報に応じた画像を投影するものであって、図１に示すように、照明装置２と、該照明装置２の後述する照明光学手段１６により導かれた照明光を、画像情報に応じて変調すると共に投影光を生成するDigital Micromirror Device（以下、ＤＭＤと略す）（空間変調手段）３と、該ＤＭＤ３で生成された投影光を図示しないスクリーンに投影する投影レンズ（投影光学手段）４とを備えている。
【００４８】
上記照明装置２は、被照明領域である上記ＤＭＤ３を照明するものであって、第１の照明光を出射するランプ（第１の光源）１０と、第２の照明光を出射するＬＥＤ（第２の光源）１１と、第１の照明光が透過する透過フィルタ領域１２と上記第２の照明光が反射するミラー（反射領域）１３とで形成されたホイール１４と、該ホイール１４の回転を制御し駆動するホイール駆動手段１５と、透過フィルタ領域１２を透過した第１の照明光、又は、ミラー１３で反射された第２の照明光をＤＭＤ３に導く照明光学手段１６とを備えている。
また、照明光学手段１６が、ＤＭＤ３に導く照明光は、時系列に順次切り替わる少なくとも２色の照明光とされている。なお、本実施形態においては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の照明光をＤＭＤ３に導くものとして説明する。
【００４９】
上記ランプ１０は、例えば、白色の第１の照明光を出射する高圧水銀ランプであり、その周囲に配された楕円リフレクタ２０により一方向（紙面に対して右側）に第１の照明光を出射するようになっている。
なお、ランプ１０は、高圧水銀ランプに限られず、メタルハライドやキセノンランプでも構わない。
【００５０】
上記ホイール１４は、図２に示すように、上記透過フィルタ領域１２とミラー１３とが同一平面に配されるように円盤状に形成されている。
また、透過フィルタ領域１２は、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）のうち少なくとも１つの色を有するものであり、本実施形態では、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の２色を有している。即ち、透過フィルタ領域１２は、ランプ１０から出射された白色の第１の照明光のうち、緑色（Ｇ）の波長域を有する光を透過するダイクロイックフィルタである第１の透過部材１２ａと、第１の照明光のうち、青色（Ｂ）の波長域を有する光を透過するダイクロイックフィルタである第２の透過部材１２ｂとを有している。これら両透過部材１２ａ、１２ｂの透過する光の中心波長は、ＬＥＤ１１が出射する第２の照明光の中心波長と一致しない波長を透過するよう設定されている。
なお、第１の透過部材１２ａと第２の透過部材１２ｂとの間に、第１の照明光を遮光する遮光領域を設けても構わない。また、両透過部材１２ａ、１２ｂは、ダイクロイックフィルタに限られず、特定の色を透過するものであれば構わない。
【００５１】
上記ミラー１３は、第２の照明光を反射すると共に第１の照明光を照明光学手段１６に導かないように遮光する機能を有している。即ち、ミラー１３は、ランプ１０から出射された第１の照明光を反射する機能を有している。また、ランプ１０とホイール１４との間には、図１に示すように、ミラー１３で反射された第１の照明光を吸収する遮光板２１が設けられている。
上記ホイール１４は、モータ２２によって回転駆動されるようになっており、その回転方向は、第１の照明光が入射する位置に第１の透過部材１２ａ、第２の透過部材１２ｂ及びミラー１３が順に切り替わる方向とされている。
更に、ホイール１４は、第１の照明光が透過フィルタ領域１２を通過する領域の中心位置とランプ１０の中心位置とを結んだ直線と、透過フィルタ領域面、即ち、ホイール１４の平面とのなす角度が４５度となるように配されている。  
また、モータ２２は、ホイール駆動部２３によって駆動が制御されている。これらホイール駆動部２３及びモータ２２は、上記ホイール駆動手段１５として機能するようになっている。
【００５２】
上記ＬＥＤ１１は、波長が例えば６５０ｎｍである赤色（Ｒ）の第２の照明光を出射するものであり、第２の照明光がミラー１３を反射する領域の中心位置と該ＬＥＤ１１の中心位置とを結んだ直線と、透過フィルタ領域面、即ち、ホイール１４の平面とのなす角度が４５度になる位置に配されている。
このＬＥＤ１１は、ＬＥＤ点灯手段２４により点灯タイミングが制御されている。即ち、ＬＥＤ点灯手段２４は、ホイール１４の回転に同期してＬＥＤ１１をパルス点灯させると共に、ミラー１３でＬＥＤ１１から出射された第２の照明光が反射されないタイミング時（つまり、第２の照明光の入射位置に透過フィルタ領域１２が位置している時）に、ＬＥＤ１１を消灯するように制御している。
また、ＬＥＤ１１とホイール１４との間には、断面四角状の中密ロッド（ガラスロッド）である導光部材２５が配されており、ＬＥＤ１１から出射された第２の照明光はこの導光部材２５を通った後、ホイール１４に入射するようになっている。
【００５３】
上記照明光学手段１６は、ホイール１４に隣接配置され、透過フィルタ領域１２を透過した第１の照明光及びミラー１３で反射された第２の照明光を、内面で反射を繰り返させながら通過させる断面四角状の中空パイプ（インテグレータロッド）２６、該中空パイプ２６を通過した第１の照明光及び第２の照明光を集光するレンズ２７、該レンズ２７通過後の第１の照明光及び第２の照明光を上記ＤＭＤ３に導くＴＩＲプリズム２８を備えている。
上記中空パイプ２６は、一端から入射した第１の照明光及び第２の照明光を、内面の反射膜により内面反射を繰り返させることで、他端から照明むらをなくした状態で両照明光を出射させる機能を有している。
また、ＴＩＲプリズム２８は、空気層を間に挟んだ２つのプリズムからなり、レンズ２７通過後の第１の照明光及び第２の照明光を、全反射させて上記ＤＭＤ３に入射させると共に、ＤＭＤ３から出射された第１の照明光及び第２の照明光を投影レンズ４に入射させる機能を有している。
【００５４】
上記ＤＭＤ３は、図示しない微小可動ミラーを複数有する半導体光スイッチである。この微小可動ミラーは、ＯＮ、ＯＦＦ状態で角度が変更するようになっており、ＯＮ状態で投影レンズ４に光を出射するようになっている。また、入力される画像に応じて、微小可動ミラーのＯＮ、ＯＦＦ状態を制御して、変調できるようになっている。このように、ＯＮ、ＯＦＦ制御を行うことで、変調画像を投影レンズ４で拡大して不図示のスクリーン上に表示する。
【００５５】
このように構成された照明装置２及びプロジェクタ１により、スクリーン上に画像を投影する場合について、以下に説明する。
なお、予め行う初期設定として、ＤＭＤ３が変調する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）それぞれに分解した画像データの表示時間比率を決定する。即ち、投影画像の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のホワイトバランスを適切にするため、各々の色の時間幅の設定を行う。また、この設定に合うように、ホイール１４の第１の透過部材１２ａ、第２の透過部材１２ｂ及びミラー１３の面積比率を決定する。
また、上述したように、ＬＥＤ点灯手段２４は、第２の照明光の入射位置に透過フィルタ領域１２が達している時にＬＥＤ１１を消灯するように制御しているが、これに対応して、ＤＭＤ３も中空パイプ２６に入射する領域に、第１の透過部材１２ａ及び第２の透過部材１２ｂの両方が入ったときにＤＭＤ３の微小可動ミラーをＯＦＦ状態とするよう、予めホイール１４の回転と第２の照明光の入射位置との関係に基づいて微小可動ミラーの非変調期間としてのＯＦＦ制御のタイミング調整を行うよう設定する。
【００５６】
上記初期設定の終了後、ランプ１０を点灯させると共に、ホイール駆動部２３によりモータ２２を作動させてホイール１４を回転させる。これにより、第１の照明光及び第２の照明光のホイール１４への入射位置に、ミラー１３、第１の透過部材１２ａ、第２の透過部材１２ｂが順々に時系列に切り替わる。
ここで、例えば、第１の照明光の入射位置に第１の透過部材１２ａが位置した場合（図５に示すｔ１時）には、図３に示すように、ランプ１０から出射された第１の照明光は、第１の透過部材１２ａを透過することで、緑色（Ｇ）の照明光となって中空パイプ２６の一端に入射する。なお、この際、第１の照明光は、図４に示すように、円状の照明領域で第１の透過部材１２ａに入射する。なお、図４に示す照明スポットＳは、照明領域の中心位置を示している。
また、この場合には、図３に示すように、ＬＥＤ１１は点灯せず、第２の照明光は出射されない。
【００５７】
中空パイプ２６に入射した緑色（Ｇ）の第１の照明光は、図３に示すように、内面反射を繰り返しながら中空パイプ２６の他端から出射する。これにより、緑色（Ｇ）の第１の照明光は、照明むらのない照明光となっている。そして、レンズ２７を介してＴＩＲプリズム２８に入射した緑色（Ｇ）の第１の照明光は、全反射をしてＤＭＤ３に入射する。ＤＭＤ３は、緑色（Ｇ）に応じて画像データの変調を行うと共に、変調後の緑色（Ｇ）の照明光を投影レンズ４に出射する。
また、上記照明領域に第２の透過部材１２ｂが位置した場合には、上述したと同様に、変調後の青色（Ｂ）の照明光が投影レンズ４に出射される。  
【００５８】
次に、第１の照明光の入射位置にミラー１３が位置した場合（図５に示すｔ２時）には、図６に示すように、ＬＥＤ点灯手段２４がＬＥＤ１１を点灯させて、例えば、波長６５０ｎｍの赤色（Ｒ）の第２の照明光を出射させる。出射された第２の照明光は、導光部材２５を通過してミラー１３に入射し、該ミラー１３で反射された後、中空パイプ２６の一端に入射する。なお、この際、第２の照明光は、図７に示すように、導光部材２５の形状の四角形の照明領域でミラー１３に入射する。なお、図７に示す照明スポットＳは、照明領域の中心位置を示している。
また、ランプ１０から出射された第１の照明光は、図６に示すように、ミラー１３により遮光、即ち、反射されるので、中空パイプ２６に入射することはない。反射された第１の照明光は、遮光板２１によって吸収される。
中空パイプ２６に入射した赤色（Ｒ）の第２の照明光は、上述した緑色（Ｇ）の第１の照明光と同様に、変調後の赤色（Ｒ）の照明光として投影レンズ４に出射される。  
【００５９】
上述したように、本実施形態の照明装置２及びプロジェクタ１によれば、２つの光源、即ち、ランプ１０及びＬＥＤ１１から出射された色の異なる第１の照明光及び第２の照明光を、ホイール１４を利用してそれぞれ時系列的に選択してＤＭＤ３に入射させることができ、ＤＬＰ方式で画像の投影を行うことができる。
特に、従来のように、プリズム等の合成手段を備える必要がなく、ホイール１４のみで確実に第１の照明光と第２の照明光とを透過又は反射させて、時系列的に選択して取り出すことができるので、合成手段に付随する余分な光学系を備える必要がない。従って、構成の容易化及び小型化を図ることができる。
更に、第２の照明光については、ＬＥＤ１１から出射された波長６５０ｎｍの第２の照明光であるので、赤色（Ｒ）の演色性を高めることができる。よって、色表現できない領域を極力少なくすることが可能である。従って、明るさが十分であり、且つ、明瞭な色彩で投影画像の観察を行うことができる。
【００６０】
また、透過フィルタ領域１２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光のうち、ＬＥＤ１１が出射する赤色（Ｒ）の第２の照明光の波長域（６５０ｎｍ）とは異なる緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の照明光を得る第１の透過部材１２ａ及び第２の透過部材１２ｂを有しているので、明るさが十分な青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）と演色性に優れた赤色（Ｒ）とで３原色を得ることができる。従って、赤色（Ｒ）系の演色性を高めた状態で、全ての色を出すことができる。
【００６１】
また、ランプ１０から出射された第１の照明光の入射位置に透過フィルタ領域１２が達している時（ミラー１３でＬＥＤ１１から出射された第２の照明光が反射されないタイミング時）、ＬＥＤ点灯手段２４がＬＥＤ１１を消灯させるので、第１の照明光に第２の照明光が混ざることはなく、第１の照明光は確実に中空パイプ２６に入射する。更に、ミラー１３は、第２の照明光を反射すると共に第１の照明光を反射させて、第１の照明光を中空パイプ２６に入射させないよう遮光する。
従って、第１の照明光と第２の照明光とを、時系列的に確実に区別でき、両照明光の使い分けを行うことができる。
【００６２】
また、ランプ１０及びＬＥＤ１１は、共にホイール１４の平面に対してそれぞれ４５度の角度で第１の照明光及び第２の照明光が入射するように配されているので、それぞれの位置関係をバランスよく配置することができ、設計し易い。特に、ＬＥＤ１１から出射された第２の照明光の向きを変更させて（ミラー１３の反射による）中空パイプ２６に入射させる際に、効率が良く、また、設計し易い。
また、ホイール１４を円盤状に形成できるので、容易に製作可能であり、製作コストの低減化も図ることができる。
【００６３】
なお、上記第１実施形態において、第１の光源を高圧水銀ランプ等のランプ１０を例としたが、ランプ１０に限られず、例えば、白色のＬＥＤでも構わない。
また、第２の光源を赤色（Ｒ）の第２の照明光を出射するＬＥＤ１１としたが、青色（Ｂ）や緑色（Ｇ）の照明光を出射するＬＥＤでも良いし、それ以外の色の照明光を出射するＬＥＤでも構わないし、青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）の２色を出射するＬＥＤでも構わない。
また、この際、各ＬＥＤに対応するようミラー１３を構成すると共に、ＬＥＤの点灯に合わせてホイール１４の回転を同期させれば良い。
【００６４】
なお、上記第１実施形態において、導光部材２５と中空パイプ２６との間に、図８に示すように、導光部材２５と中空パイプ２６とを接続するパイプ接続部３０を設けても構わない。このパイプ接続部３０は、図９に示すように、内面が反射膜３０ａとされている。
このパイプ接続部３０を備えることで、導光部材２５から出射されミラー１３で反射された第２の照明光を外部に漏らすことなく中空パイプ２６に入射させることが可能であると共に、透過フィルタ領域１２を透過した第１の照明光も同様に外部に漏らすことなく中空パイプ２６に入射させることが可能である。特に、中空パイプ２６を利用しているので、入射端面での反射がなく、効率的に第１の照明光及び第２の照明光を導光することができる。従って、さらに効率良く第１の照明光及び第２の照明光をＤＭＤ３に入射させることができる。なお、導光部材２５や中空パイプ２６は、中密であっても構わない。
【００６５】
更に、上記第１実施形態においては、第１の光源をランプ１０、第２の光源をＬＥＤ１１としたが、これに限られず、図１０に示すように、第１の光源を赤色（Ｒ）の照明光（第１の照明光）を出射するＬＥＤ１１、第２の光源を白色の照明光（第２の照明光）を出射するランプ１０として構成しても構わない。
この場合、ＬＥＤ１１とホイール１４との間にテーパーロッド３５を設け、ＬＥＤ１１から出射された照明光のＮＡを狭め、且つ、均一化させると良い。また、ランプ１０とホイール１４との間にインテグレーターロッドである中空パイプ３６を設け、ランプ１０から出射された照明光の照明むらをなくし、均一化を図ると良い。なお、テーパロッド３５及び中空パイプ３６の出射端は四角形で、それぞれの出射端がＤＭＤ３の変調面にレンズ２７によって結像されるよう配置する。
【００６６】
また、ホイール１４は、図１１に示すように、緑色（Ｇ）（第２の色）の照明光を反射すると共にそれ以外の色（第１の色）の照明光を透過する第１のダイクロイックミラー（ダイクロイック面）３７ａと、青色（Ｂ）（第２の色）の照明光を反射すると共にそれ以外の色（第１の色）の照明光を透過する第２のダイクロイックミラー（ダイクロイック面）３７ｂとで反射領域３７を形成し、赤色（Ｒ）の照明光を透過する第３のダイクロイックミラー３８（全ての色を透過するスリット状態であっても構わない）により透過フィルタ領域を形成する。
また、ＬＥＤ点灯手段２４は、第３のダイクロイックミラー３８が照明スポットＳにある際、ＬＥＤ１１を発光するよう制御し、それ以外では消灯するように制御している。
また、第１のダイクロイックミラー３７ａ及び第２のダイクロイックミラー３７ｂが、照明スポットＳにある際、ランプ１０から出射された白色の照明光はそれぞれのダイクロイックミラー３７ａ、３７ｂで反射され、各色の照明光でＤＭＤ３を照明する。
このように構成することで、第１の光源がＬＥＤ１１で、第２の光源がランプ１０であっても、ホイール１４の回転駆動にしたがって時系列的に色光を切り替えて被照明領域であるＤＭＤ３の照明を行うことができる。
【００６７】
次に、本発明に係る照明装置の第２実施形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。なお、第２実施形態において第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ランプ１０及びＬＥＤ１１は、共にホイール１４の平面に対してそれぞれ４５度の角度で第１の照明光及び第２の照明光が入射するよう配されていたのに対し、第２の実施形態の照明装置４０は、図１２に示すように、ホイール１４の平面に対して第１の照明光が垂直に入射するようにランプ１０が配されると共に、ホイール１４の平面に対して平行に第２の照明光が出射されるようにＬＥＤ１１が配されている点である。
【００６８】
即ち、本実施形態の照明装置２は、ＬＥＤ１１からホイール１４の平面に対して平行に出射された第２の照明光をミラー１３に入射させると共に、ミラー１３で反射された第２の照明光を通過させて中空パイプ２６に入射させる位置で、且つ、透過フィルタ領域１２を通過した第１の照明光を中空パイプ２６に入射させる位置に配されたＴＩＲプリズム４１を有している。また、導光部材２５とＴＩＲプリズム４１との間には、導光部材２５を通過した第２の照明光をＴＩＲプリズム４１に入射させるレンズ４２が配されている。
なお、第１の照明光は、図１３に示すように、第１実施形態と同様に円状の照明領域でホイール１４に入射する。
このように構成された照明装置４０によれば、ＴＩＲプリズム４１を利用して第２の照明光をミラー１３に確実に入射させることができると共に、第１の照明光及び第２の照明光を中空パイプ２６に入射させることができる。従って、ランプ１０、ＬＥＤ１１及びホイール１４の位置関係を比較的に自由に配置でき、設計の自由度を向上させることができる。
【００６９】
次に、本発明に係る照明装置２の第３実施形態について、図１４及び図１５を参照して説明する。なお、第３実施形態において第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ホイール１４が、同一平面内に配された透過フィルタ領域１２とミラー１３とで円盤状に形成されていたのに対し、第３実施形態の照明装置５０は、図１４及び１５に示すように、ホイール５１が傘状に形成されている点である。
即ち、本実施形態のホイール５１は、回転駆動する軸に対して所定角度θを保つように配された透過フィルタ領域１２とミラー１３とで形成されている。また、ホイール１４は、内周面側に第２の照明光が入射するように配されている。
【００７０】
このように構成された照明装置５０においては、一平面に広がるようにホイール５１の設置スペースを確保する必要がないので、コンパクト化を図ることができる。また、ホイール５１の内周面側に第２の照明光が入射するので、該ホイール５１が凹鏡面的な役割を果たし、第２の照明光を収束させる方向で反射するので、効率が良く、ＮＡも狭めることができる。
なお、外周面側に第２の照明光が入射するように、ホイール５１を配置しても構わない。
【００７１】
次に、本発明に係る照明装置２の第４実施形態について、図１６から図２０を参照して説明する。なお、第４実施形態において第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、赤色（Ｒ）の第２の照明光を出射するＬＥＤ１１を１つ設けたのに対し、第４実施形態の照明装置６０は、異なった色光、即ち、赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ）の色を発光する２種類のＬＥＤ６１をそれぞれ複数備えている点である。
即ち、本実施形態の照明装置６０は、図１６から１９に示すように、円周上に配列され固定された複数のＬＥＤ（第２の光源）６１と、円周の中心を回転中心として回転可能に配され、複数のＬＥＤ６１が発光するそれぞれの第２の照明光を回転しながら入射端より取り込むと共に出射端より出射させる導光手段６４とモータ６３とからなる回転光学手段６２と、該回転光学手段６２より出射する光をホイール１４に導くテーパーロッド６５とを備えている。
【００７２】
また、本実施形態のホイール１４は、図１８に示すように、ミラー１３と第１の透過部材１２ａのみからなる透過フィルタ領域１２とで形成されている。
上記複数のＬＥＤ６１は、図１９に示すように、円周上に配置されて円周の中心に向かって、青色（Ｂ）及び赤色（Ｒ）の照明光を出射するようになっている。また、円周に対して複数のＬＥＤ６１が配されている割合は、ホイール１４に対して上記ミラー１３が占めている割合と同一とされている。更に、複数のＬＥＤ６１のうち、緑色（Ｇ）の第１の照明光を出射するＬＥＤ６１が、赤色（Ｒ）や青色（Ｂ）の第２の照明光を出射するＬＥＤ６１よりも若干多く配列されている。なお、図１８及び図１９に示すように、赤色（Ｒ）の第２の照明光が出射される期間をＲ位相、青色（Ｂ）の第２の照明光が出射される期間をＢ位相及び緑色（Ｇ）の第１の照明光が出射される期間をＧ位相として示している。
【００７３】
また、本実施形態のＬＥＤ点灯手段２４は、上記複数のＬＥＤ６１を配列した順にそれぞれ時系列的に異なった期間点灯させるよう設定されている。即ち、ランプ１０から出射された第１の照明光が入射する位置に、ミラー１３が達したタイミング時に、図２０に示すように、青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）の第２の照明光を時系列的に出射するように複数のＬＥＤ６１の点灯タイミングを制御している。
【００７４】
上記回転光学手段６２は、図１６及び図１７に示すように、モータ６３によって回転される導光手段６４を有している。この導光手段６４は、上記入射端から第２の照明光を入射可能な平行ロッド６４ａ及び該平行ロッド６４ａを通過した第２の照明光の向きをミラー１３に向けて９０度偏向し、出射端から出射させるプリズム６４ｂにより形成されている。
また、プリズム６４ｂから出射された第２の照明光は、テーパーロッド６５に入射し内面で反射を繰り返しながら通過した後に、ホイール１４のミラー１３に入射するようになっている。この際、第２の照明光は、テーパーロッド６５により、ＮＡが狭められ、且つ、均一化されるようになっている。
更に、本実施形態においては、ホイール駆動手段１５と回転光学手段６２とが、それぞれ同期して回転するように制御されている。即ち、導光手段６４は、ＬＥＤ６１の点灯タイミングに同期して回転するようになっている。これにより、導光手段６４は、ＬＥＤ６１が時系列的に出射する第２の照明光を確実にミラー１３に向けて出射可能とされている。
【００７５】
このように構成された照明装置６０によりＤＭＤ３に照明光を照明する場合について、以下に説明する。
まず、ランプ１０から出射された白色の第１の照明光は、図１６に示すように、ホイール１４の入射位置に第１の透過部材１２ａが達したタイミングで該第１の透過部材１２ａを透過し、緑色（Ｇ）の第１の照明光として中空パイプ２６に入射する。
また、ＬＥＤ点灯手段２４は、図２０に示すように、ホイール１４の入射位置にミラー１３が達したタイミングで、複数のＬＥＤ６１を時系列的に点灯させ、青色（Ｂ）及び赤色（Ｒ）の第２の照明光を順に出射させる。この第２の照明光は、導光手段６４を介してミラー１３に出射され、該ミラー１３で反射した後、中空パイプ２６に入射する。その後、これら各色の照明光は、第１実施形態と同様にＤＭＤ３で変調され、スクリーン上に画像が投影される。
【００７６】
本実施形態の照明装置６０によれば、ＬＥＤ６１を複数備えているので、仮にいずれかのＬＥＤ６１に不具合が生じたとしても他のＬＥＤ６１でカバーでき、信頼性の向上を図ることができる。特に、複数のＬＥＤ６１の全てを同時に点灯させる必要はなく、ホイール１４の回転に合わせて各ＬＥＤ６１を時系列的に点灯させれば、導光手段６４が確実にミラー１３に出射させるので、ＬＥＤ６１を平均的に効率良く使用することができる。
更に、全てのＬＥＤ６１を同時に点灯させないので、消灯中に放熱することができ、１つ当たりのＬＥＤ６１に定常電流以上の電流を流すことが可能となる。よって、各ＬＥＤ６１をより明るく点灯させることができ、結果、ＬＥＤ６１の１つを常時点灯する構成の照明装置に比べて、ＤＭＤ３を明るく照明することができる。
【００７７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００７８】
例えば、上記各実施形態において、照明光学手段がＤＭＤに導く照明光を、時系列的に切り替わる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の照明光としたが、これらの色光に限られるものではなく、少なくとも２色の照明光であれば構わない。
また、ＬＥＤ点灯手段は、ホイールの回転に同期させてＬＥＤを適時消灯又は点灯するよう制御したが、消灯せずに、例えば、第２の照明光が反射領域で反射されるタイミング時に出射する第２の光量が最大となるようにＬＥＤを駆動する電流の強弱を制御しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る第１実施形態のプロジェクタ及び照明装置の構成図である。
【図２】図１に示す照明装置のホイールの正面図である。
【図３】図１に示す照明装置のランプから出射された第１の照明光がホイールの第１の透過部材を透過し、緑色（Ｇ）の照明光としてＤＭＤを照明している状態を示す図である。
【図４】図３の状態において、第１の照明光が第１の透過部材に入射している状態を示すホイールの正面図である。
【図５】図１に示す照明装置において、ＬＥＤの発光とホイールとの同期関係を示すタイミングチャートである。
【図６】図１に示す照明装置のＬＥＤから出射された赤色（Ｒ）の第２の照明光がホイールのミラーで反射され、ＤＭＤを照明している状態を示す図である。
【図７】図６の状態において、第２の照明光がミラーに入射している状態を示すホイールの正面図である。
【図８】図１に示す照明装置の変形例であって、導光部材と中空パイプとの間にパイプ接続部を設けた構成図である。
【図９】図８に示すパイプ接続部の斜視図である。
【図１０】図１に示す照明装置の変形例であって、第１の光源としてＬＥＤ、第２の光源としてランプを適用した場合の構成図である。
【図１１】図１０に示す照明装置を構成するホイールの一例を示す図である。
【図１２】本発明に係る第２実施形態の照明装置の構成図である。
【図１３】図１２に示す照明装置において、ＬＥＤから出射された第２の照明光がミラーに入射している状態を示すホイールの正面図である。
【図１４】本発明に係る第３実施形態の照明装置の構成図である。
【図１５】図１４に示す照明装置を構成するホイールの一例を示す図である。
【図１６】本発明に係る第４実施形態の照明装置の構成図である。
【図１７】図１６に示す照明装置を構成する回転光学手段の構成図である。
【図１８】図１６に示す照明装置を構成するホイールの一例を示す図である。
【図１９】図１６に示す照明装置を構成する複数のＬＥＤの一例を示す図である。
【図２０】図１６に示す照明装置において、ＬＥＤの発光とホイールとの同期関係を示すタイミングチャートである。
【図２１】従来のＤＬＰ方式のプロジェクタを示す構成図である。
【図２２】図２１に示すプロジェクタを構成するホイールの一例を示す図である。
【図２３】図２１に示すプロジェクタを構成するランプの代表である超高圧水銀ランプの分光特性の一例を示した分光特性図である。
【図２４】図２３に超高圧水銀ランプを図２１に示すプロジェクタに適用した際の、色度範囲の一例を示した色度図である。
【符号の説明】
【００８０】
１    プロジェクタ  
２、４０、５０、６０    照明装置
３    ＤＭＤ（空間変調手段）（被照明領域）
４    投影レンズ（投影光学手段）
１０    ランプ、第１の光源
１１    ＬＥＤ、第２の光源
１２    透過フィルタ領域
１３    ミラー（反射領域）
１４、５１    ホイール
１５    ホイール駆動手段
１６    照明光学手段
２４    ＬＥＤ点灯手段
４１    ＴＩＲプリズム
６１    複数のＬＥＤ、第２の光源
６２    回転光学手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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