(57)【要約】      （修正有）【課題】光の利用効率が高く、高い色再現性が得られるプロジェクタ用光源装置の提供。【解決手段】各々色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚを時間的に２分割してｓ波による第１分割色光およびｐ波による第２分割色光を形成する３つの色光光源部と、第１分割色光の各々を合成して第１の合成光を形成すると共に、第２分割色光の各々を合成して第２の合成光を形成し、合成光の各々を互いに異なる光路で出射する光分離合成光学機構と、第１の合成光が入射されて第１の光画像が出射される第１の空間変調素子および第２の合成光が入射されて第２の光画像が出射される第２の空間変調素子と、第１の光画像および第２の光画像を合成する光画像合成機構と、合成光画像を投射する合成光画像投射機構とを有し、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する区分の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つ以上の色光が同時に投射可能である。【選択図】図１
2012220846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色光、緑色光および青色光の１つを色光Ｘ、他の１つを色光Ｙ、残りの１つを色光Ｚとする場合において、
色光Ｘを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成して出射する第１の色光光源部、色光Ｙを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射する第２の色光光源部、並びに、色光Ｚを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成して出射する第３の色光光源部と、
前記第１分割色光Ｘ1 および前記第２分割色光Ｘ2 、前記第１分割色光Ｙ1 および前記第２分割色光Ｙ2 、並びに前記第１分割色光Ｚ1 および前記第２分割色光Ｚ2 が入射され、当該第１分割色光Ｘ1 、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を合成することによりｓ波の直線偏光による第１の合成光を形成すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 、当該第２分割色光Ｙ2 および当該第２分割色光Ｚ2 を合成することによりｐ波の直線偏光による第２の合成光を形成し、当該第１の合成光および当該第２の合成光を互いに異なる光路に切り替えて出射する光分離合成光学機構と、
前記第１の合成光が入射されて第１の光画像が出射される第１の空間変調素子、および、前記第２の合成光が入射されて第２の光画像が出射される、前記第１の空間変調素子と関連して駆動される第２の空間変調素子と、
前記第１の空間変調素子よりの第１の光画像と、前記第２の空間変調素子よりの第２の光画像とを合成する光画像合成機構と、
この光画像合成機構よりの合成光画像を投射する合成光画像投射機構と
を有してなり、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する区分の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つ以上の色光が同時に投射可能であることを特徴とするプロジェクタ用光源装置。
【請求項２】
前記光分離合成光学機構は、
前記第１の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｘ1 および前記第２分割色光Ｘ2 が入射されて当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とを分離すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 を後記第２の光分離合成部材に向かって出射する第１の光分離合成部材と、
前記第２の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｙ1 および前記第２分割色光Ｙ2 、並びに前記第３の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｚ1 および前記第２分割色光Ｚ2 を合成することにより中間合成光を形成する色合成部材と、
この色合成部材からの中間合成光が入射されて当該中間合成光を前記第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 と前記第２分割色光Ｙ2 および前記第２分割色光Ｚ2 とに分離すると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を前記第１の光分離合成部材に向かって出射する第２の光分離合成部材と
を備えてなり、
前記第１の光分離合成部材において、前記第１分割色光Ｘ1 、前記第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 が合成されて前記第１の合成光が形成され、
前記第２の光分離合成部材において、前記第２分割色光Ｘ2 、前記第２分割色光Ｙ2 および前記第２分割色光Ｚ2 が合成されて第２の合成光が形成されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項３】
赤色光、緑色光および青色光の１つを色光Ｘ、他の１つを色光Ｙ、残りの１つを色光Ｚとする場合において、
色光Ｘを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成して出射する第１の色光光源部、色光Ｙを時間的に２分割することによりｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射する第２の色光光源部、並びに、色光Ｚを時間的に２分割することによりｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成して出射する第３の色光光源部と、
前記第１分割色光Ｘ1 および前記第２分割色光Ｘ2 、前記第１分割色光Ｙ1 および前記第２分割色光Ｙ2 、並びに前記第１分割色光Ｚ1 および前記第２分割色光Ｚ2 が入射され、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 をｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換して当該第１分割色光Ｘ1 、当該第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 を合成することによりｓ波の直線偏光による第１の合成光を形成すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 をｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換して当該当該第２分割色光Ｘ2 、当該第２分割色光Ｙ2 および当該第２分割色光Ｚ2 を合成することによりｓ波による第２の合成光を形成し、当該第１の合成光および当該第２の合成光を互いに異なる光路に切り替えて出射する光分離合成光学機構と、
前記第１の合成光が入射されて第１の光画像が出射される第１の空間変調素子、および、前記第２の合成光が入射されて第２の光画像が出射される、前記第１の空間変調素子と関連して駆動される第２の空間変調素子と、
前記第１の空間変調素子よりの第１の光画像と、前記第２の空間変調素子よりの第２の光画像とを合成する光画像合成機構と、
この光画像合成機構よりの合成光画像を投射する合成光画像投射機構と
前記光分離合成光学機構から前記第１の空間変調素子を介して前記光画像合成機構に至る光路および前記光分離合成光学機構から前記第２の空間変調素子を介して前記光画像合成機構に至る光路のいずれか一方に配置された、ｓ波の直線偏光をｐ波の直線偏光に変換する位相差板と
を有してなり、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する区分の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つ以上の色光が同時に投射可能であることを特徴とするプロジェクタ用光源装置。
【請求項４】
前記光分離合成光学機構は、
前記第１の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｘ1 および前記第２分割色光Ｘ2 が入射されて当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とを分離すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 を後記第２の光分離合成部材に向かって出射する第１の光分離合成部材と、
前記第２の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｙ1 および前記第２分割色光Ｙ2 、並びに前記第３の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｚ1 および前記第２分割色光Ｚ2 を合成することにより中間合成光を形成する色合成部材と、
この色合成部材からの中間合成光が入射されて当該中間合成光を前記第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 と前記第２分割色光Ｙ2 および前記第２分割色光Ｚ2 とに分離すると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を前記第１の光分離合成部材に向かって出射する第２の光分離合成部材と
前記第１の光分離合成部材と第２の光分離合成部材との間の光路に配置された、ｐ波の直線偏光をｓ波の直線偏光に変換する位相差板と
を備えてなり、
前記第１の光分離合成部材において、前記第１分割色光Ｘ1 、前記第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 が合成されて前記第１の合成光が形成され、
前記第２の光分離合成部材において、前記第２分割色光Ｘ2 、前記第２分割色光Ｙ2 および前記第２分割色光Ｚ2 が合成されて第２の合成光が形成されることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項５】
前記第１の色光光源部は、色光Ｘを放射する第１のレーザ光源、およびこの第１のレーザ光源よりの色光Ｘを時間的に２分割して第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 を形成する位相差板機構を備えてなり、
前記第２の色光光源部は、色光Ｙを放射する第２のレーザ光源、およびこの第２のレーザ光源よりの色光Ｙを時間的に２分割して第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 を形成する位相差板機構を備えてなり、
前記第３の色光光源部は、色光Ｚを放射する第３のレーザ光源、およびこの第３のレーザ光源よりの色光Ｙを時間的に２分割して第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 を形成する位相差板機構を備えてなり、
前記光画像合成機構が偏光ビームスプリッターよりなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項６】
表示すべき画像のフレームの各々が６つの時間的に連続する区分Ｓ１〜区分Ｓ６に分割された条件下において、
前記第１の空間変調素子には、各フレームの区分Ｓ１および区分Ｓ２において第１分割色光Ｘ1 が、区分Ｓ３および区分Ｓ４において第１分割色光Ｙ1 が、並びに、区分Ｓ５および区分Ｓ６において第１分割色光Ｚ1 がそれぞれ入射されると共に、
前記第２の空間変調素子には、各フレームの区分Ｓ１において第２分割色光Ｙ2 が、区分Ｓ２および区分Ｓ３において第２分割色光Ｚ2 が、区分Ｓ４および区分Ｓ５において第２分割色光Ｘ2 が、並びに、区分Ｓ６において第２分割色光Ｙ2 がそれぞれ入射される
ことを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項７】
前記第１の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１および区分Ｓ２において第１分割色光Ｘ1 を形成し、区分Ｓ３において非動作とされ、区分Ｓ４および区分Ｓ５において第２分割色光Ｘ2 を形成し、区分Ｓ６において非動作とされ、
前記第２の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１において第２分割色光Ｙ2 を形成し、区分Ｓ２において非動作とされ、区分Ｓ３および区分Ｓ４において第１分割色光Ｙ1 を形成し、区分Ｓ５において非動作とされ、区分Ｓ６において第２分割色光Ｙ2 を形成し、
前記第３の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１において非動作とされ、区分Ｓ２および区分Ｓ３において第２分割色光Ｚ2 を形成し、区分Ｓ４において非動作とされ、区分Ｓ５および区分Ｓ６において第１分割色光Ｚ1 を形成する
ものであることを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項８】
前記第１の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１〜区分Ｓ３において第１分割色光Ｘ1 を形成し、区分Ｓ４〜区分Ｓ６において第２分割色光Ｘ2 を形成し、
前記第２の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１および区分Ｓ２において第２分割色光Ｙ2 を形成し、区分Ｓ３〜区分Ｓ５において第１分割色光Ｙ1 を形成し、区分Ｓ６において第２分割色光Ｙ2 を形成し、
前記第３の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１において第１分割色光Ｚ1 を形成し、区分Ｓ２〜区分Ｓ４において第２分割色光Ｚ2 を形成し、区分Ｓ５および区分Ｓ６において第１分割色光Ｚ1 を形成する
ものであることを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示デバイスやデジタルマイクロミラーデバイスなどの空間変調素子を備えたプロジェクタ装置に搭載されるプロジェクタ用光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示デバイスやデジタルマイクロミラーデバイスなどの空間変調素子を備えたプロジェクタ装置が開発されている。このようなプロジェクタ装置としては、回転駆動されるカラーホイールによって、白色光源からの白色光を時間的に分割して３原色光を形成し、各画素に３原色光を順次照射することによってフルカラー画像を表示する色順次表示方式によるものが知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
図１０は、従来の色順次表示方式のプロジェクタ装置の一例における構成を示す説明図である。このプロジェクタ装置８０は、白色光を放射する光源ランプ８１と、光源ランプ８１よりの光を集光する楕円反射鏡８２と、光源ランプ８１よりの光を時間的に分割して３つの原色光および白色光を形成する、回転駆動されるカラーホイール８３と、カラーホイール８３を透過した光を受光して均一化するロッドインテグレータ８４と、ロッドインテグレータ８４から出射された光を反射する平板反射鏡８５と、平板反射鏡８５よりの光が入射されて光画像が出射される反射型の空間変調素子８６と、空間変調素子８６を駆動する空間変調素子駆動部８７と、空間変調素子８６から出射される光画像をスクリーンに投射する投射レンズ８８とにより構成されている。カラーホイール８３は、それぞれ部分扇形の形状を有する、青色光を透過するフィルタ素子８３ｂ、赤色光を透過するフィルタ素子８３ｒ、緑色光を透過するフィルタ素子８３ｇおよび白色光を透過するフィルタ素子８３ｗが、同一平面上において円環状に配列されて構成されている。
【０００４】
このようなプロジェクタ装置８０においては、光源ランプ８１よりの白色光が、回転駆動されたカラーホイール８３を通過することによって、それぞれ時間的に４分割された青色光、赤色光および緑色光の３つの原色光並びに白色光が形成される。その後、これらの原色光および白色光が、ロッドインテグレータ８４および平板反射鏡８５を介して空間変調素子８６に順次入射されることにより、各原色光および白色光による光画像が形成される。そして、空間変調素子８６から出射された各原色光および白色光による光画像が、投射レンズ８８を介して順次スクリーンに投射されることにより、当該スクリーン上に所要のカラー画像が形成される。
【０００５】
しかしながら、上記のプロジェクタ装置８０においては、以下のような問題がある。
（１）光源ランプ８１よりの光は、カラーホイール８３によって各原色光および白色光に時間的に分割されるが、実際に利用される光量は、光源ランプ８１よりの光の光量の例えば１／２程度であり、光の利用効率が極めて低い。
具体的に説明すると、図１１に示すように、表示すべき画像の一のフレームを形成するための投射時間内においては、時間的に連続する４つの時間区分Ｓ１〜Ｓ４に分割され、カラーホイール８３が動作することにより、例えば時間区分Ｓ１において空間変調素子８６に青色光が入射され、時間区分Ｓ２において赤色光が入射され、時間区分Ｓ３において緑色光が入射され、時間区分Ｓ４において白色光が入射される。そして、時間区分Ｓ４においては、光源ランプ８１から光の略全ての色光成分がカラーホイール８３を透過して利用される（利用される光量が区分Ｓ１〜Ｓ４全体の１／４）。然るに、時間区分Ｓ１においては、光源ランプ８１から光のうち青色光成分がカラーホイール８３を透過して利用されるが、その他の色光成分が犠牲となる（利用される光量が区分Ｓ１〜Ｓ４全体の１／１２）。また、時間区分Ｓ２においては、光源ランプ８１から光のうち赤色光成分がカラーホイール８３を透過して利用されるが、その他の色光成分が犠牲となる（利用される光量が区分Ｓ１〜Ｓ４全体の１／１２）。更に、時間区分Ｓ３においては、光源ランプ８１から光のうち緑色光成分がカラーホイール８３を透過して利用されるが、その他の色光成分が犠牲となる（利用される光量が区分Ｓ１〜Ｓ４全体の１／１２）。
このように、上記のプロジェクタ装置８０においては、光の利用効率が１／２（１／４＋１／１２＋１／１２＋１／１２）と極めて低く、低電力で高い照度を得られるプロジェクタ装置を構成することが困難である。
【０００６】
（２）フルカラー画像を投射するプロジェクタ装置においては、一般に、各原色光の明るさは空間変調素子に対する光の反射時間（透過型の空間変調素子を用いる場合には透過時間）を変えることにより制御され、各原色光の階調数は２５６（８ビット）であり、これにより、２５６の３乗（１６７７７２１６）色の色を再現することが可能となる。そして、より高い色再現性を実現するためには、各原色光の階調数を増やすことが求められるが、上記のプロジェクタ装置においては、空間変調素子８６の応答速度との関係で階調数を増やすことが困難である。
具体的に説明すると、プロジェクタ装置においては、表示すべき画像の一のフレームを形成するための投射時間は例えば１／６０秒間（毎秒６０フレーム）である。そして、各原色光において２５６の階調数を実現するためには、フレームの投射時間内における各原色光が投射される時間区分Ｓ１〜Ｓ３の各々において、空間変調素子８６が２５６回動作することが必要であるため、空間変調素子８６に要求される応答時間は、１／（６０×４×２５６）ｓｅｃ（１６．２μｓｅｃ）となる。
そして、空間変調素子８６としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いた場合でも、その応答速度は１５μｓｅｃ程度であるため、階調数を増やすことができず、従って、より高い色再現性を得ることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８９６０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、光の利用効率が高く、高い色再現性を有する画像を得ることができるプロジェクタ用光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプロジェクタ用光源装置は、赤色光、緑色光および青色光の１つを色光Ｘ、他の１つを色光Ｙ、残りの１つを色光Ｚとする場合において、
色光Ｘを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成して出射する第１の色光光源部、色光Ｙを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射する第２の色光光源部、並びに、色光Ｚを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成して出射する第３の色光光源部と、
前記第１分割色光Ｘ1 および前記第２分割色光Ｘ2 、前記第１分割色光Ｙ1 および前記第２分割色光Ｙ2 、並びに前記第１分割色光Ｚ1 および前記第２分割色光Ｚ2 が入射され、当該第１分割色光Ｘ1 、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を合成することによりｓ波の直線偏光による第１の合成光を形成すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 、当該第２分割色光Ｙ2 および当該第２分割色光Ｚ2 を合成することによりｐ波の直線偏光による第２の合成光を形成し、当該第１の合成光および当該第２の合成光を互いに異なる光路に切り替えて出射する光分離合成光学機構と、
前記第１の合成光が入射されて第１の光画像が出射される第１の空間変調素子、および、前記第２の合成光が入射されて第２の光画像が出射される、前記第１の空間変調素子と関連して駆動される第２の空間変調素子と、
前記第１の空間変調素子よりの第１の光画像と、前記第２の空間変調素子よりの第２の光画像とを合成する光画像合成機構と、
この光画像合成機構よりの合成光画像を投射する合成光画像投射機構と
を有してなり、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する区分の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つ以上の色光が同時に投射可能であることを特徴とする。
【００１０】
このようなプロジェクタ用光源装置においては、前記光分離合成光学機構は、
前記第１の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｘ1 および前記第２分割色光Ｘ2 が入射されて当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とを分離すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 を後記第２の光分離合成部材に向かって出射する第１の光分離合成部材と、
前記第２の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｙ1 および前記第２分割色光Ｙ2 、並びに前記第３の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｚ1 および前記第２分割色光Ｚ2 を合成することにより中間合成光を形成する色合成部材と、
この色合成部材からの中間合成光が入射されて当該中間合成光を前記第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 と前記第２分割色光Ｙ2 および前記第２分割色光Ｚ2 とに分離すると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を前記第１の光分離合成部材に向かって出射する第２の光分離合成部材と
を備えてなり、
前記第１の光分離合成部材において、前記第１分割色光Ｘ1 、前記第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 が合成されて前記第１の合成光が形成され、
前記第２の光分離合成部材において、前記第２分割色光Ｘ2 、前記第２分割色光Ｙ2 および前記第２分割色光Ｚ2 が合成されて第２の合成光が形成されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のプロジェクタ用光源装置は、赤色光、緑色光および青色光の１つを色光Ｘ、他の１つを色光Ｙ、残りの１つを色光Ｚとする場合において、
色光Ｘを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成して出射する第１の色光光源部、色光Ｙを時間的に２分割することによりｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射する第２の色光光源部、並びに、色光Ｚを時間的に２分割することによりｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成して出射する第３の色光光源部と、
前記第１分割色光Ｘ1 および前記第２分割色光Ｘ2 、前記第１分割色光Ｙ1 および前記第２分割色光Ｙ2 、並びに前記第１分割色光Ｚ1 および前記第２分割色光Ｚ2 が入射され、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 をｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換して当該第１分割色光Ｘ1 、当該第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 を合成することによりｓ波の直線偏光による第１の合成光を形成すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 をｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換して当該当該第２分割色光Ｘ2 、当該第２分割色光Ｙ2 および当該第２分割色光Ｚ2 を合成することによりｓ波による第２の合成光を形成し、当該第１の合成光および当該第２の合成光を互いに異なる光路に切り替えて出射する光分離合成光学機構と、
前記第１の合成光が入射されて第１の光画像が出射される第１の空間変調素子、および、前記第２の合成光が入射されて第２の光画像が出射される、前記第１の空間変調素子と関連して駆動される第２の空間変調素子と、
前記第１の空間変調素子よりの第１の光画像と、前記第２の空間変調素子よりの第２の光画像とを合成する光画像合成機構と、
この光画像合成機構よりの合成光画像を投射する合成光画像投射機構と
前記光分離合成光学機構から前記第１の空間変調素子を介して前記光画像合成機構に至る光路および前記光分離合成光学機構から前記第２の空間変調素子を介して前記光画像合成機構に至る光路のいずれか一方に配置された、ｓ波の直線偏光をｐ波の直線偏光に変換する位相差板と
を有してなり、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する区分の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つ以上の色光が同時に投射可能であることを特徴とする。
【００１２】
このようなプロジェクタ用光源装置においては、前記光分離合成光学機構は、
前記第１の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｘ1 および前記第２分割色光Ｘ2 が入射されて当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とを分離すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 を後記第２の光分離合成部材に向かって出射する第１の光分離合成部材と、
前記第２の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｙ1 および前記第２分割色光Ｙ2 、並びに前記第３の色光光源部よりの前記第１分割色光Ｚ1 および前記第２分割色光Ｚ2 を合成することにより中間合成光を形成する色合成部材と、
この色合成部材からの中間合成光が入射されて当該中間合成光を前記第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 と前記第２分割色光Ｙ2 および前記第２分割色光Ｚ2 とに分離すると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を前記第１の光分離合成部材に向かって出射する第２の光分離合成部材と
前記第１の光分離合成部材と第２の光分離合成部材との間の光路に配置された、ｐ波の直線偏光をｓ波の直線偏光に変換すると共にｓ波の直線偏光をｐ波の直線偏光に変換する位相差板と
を備えてなり、
前記第１の光分離合成部材において、前記第１分割色光Ｘ1 、前記第１分割色光Ｙ1 および前記第１分割色光Ｚ1 が合成されて前記第１の合成光が形成され、
前記第２の光分離合成部材において、前記第２分割色光Ｘ2 、前記第２分割色光Ｙ2 および前記第２分割色光Ｚ2 が合成されて第２の合成光が形成されることが好ましい。
【００１３】
本発明のプロジェクタ用光源装置においては、前記第１の色光光源部は、色光Ｘを放射する第１のレーザ光源、およびこの第１のレーザ光源よりの色光Ｘを時間的に２分割して第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 を形成する位相差板機構を備えてなり、
前記第２の色光光源部は、色光Ｙを放射する第２のレーザ光源、およびこの第２のレーザ光源よりの色光Ｙを時間的に２分割して第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 を形成する位相差板機構を備えてなり、
前記第３の色光光源部は、色光Ｚを放射する第３のレーザ光源、およびこの第３のレーザ光源よりの色光Ｙを時間的に２分割して第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 を形成する位相差板機構を備えてなり、
前記光画像合成機構が偏光ビームスプリッターよりなることが好ましい。
【００１４】
また、本発明のプロジェクタ用光源装置においては、表示すべき画像のフレームの各々が６つの時間的に連続する区分Ｓ１〜区分Ｓ６に分割された条件下において、
前記第１の空間変調素子には、各フレームの区分Ｓ１および区分Ｓ２において第１分割色光Ｘ1 が、区分Ｓ３および区分Ｓ４において第１分割色光Ｙ1 が、並びに、区分Ｓ５および区分Ｓ６において第１分割色光Ｚ1 がそれぞれ入射されると共に、
前記第２の空間変調素子には、各フレームの区分Ｓ１において第２分割色光Ｙ2 が、区分Ｓ２および区分Ｓ３において第２分割色光Ｚ2 が、区分Ｓ４および区分Ｓ５において第２分割色光Ｘ2 が、並びに、区分Ｓ６において第２分割色光Ｙ2 がそれぞれ入射される
ことが好ましい。
【００１５】
このようなプロジェクタ用光源装置においては、前記第１の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１および区分Ｓ２において第１分割色光Ｘ1 を形成し、区分Ｓ３において非動作とされ、区分Ｓ４および区分Ｓ５において第２分割色光Ｘ2 を形成し、区分Ｓ６において非動作とされ、
前記第２の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１において第２分割色光Ｙ2 を形成し、区分Ｓ２において非動作とされ、区分Ｓ３および区分Ｓ４において第１分割色光Ｙ1 を形成し、区分Ｓ５において非動作とされ、区分Ｓ６において第２分割色光Ｙ2 を形成し、
前記第３の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１において非動作とされ、区分Ｓ２および区分Ｓ３において第２分割色光Ｚ2 を形成し、区分Ｓ４において非動作とされ、区分Ｓ５および区分Ｓ６において第１分割色光Ｚ1 を形成する
ものであることが好ましい。
また、前記第１の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１〜区分Ｓ３において第１分割色光Ｘ1 を形成し、区分Ｓ４〜区分Ｓ６において第２分割色光Ｘ2 を形成し、
前記第２の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１および区分Ｓ２において第２分割色光Ｙ2 を形成し、区分Ｓ３〜区分Ｓ５において第１分割色光Ｙ1 を形成し、区分Ｓ６において第２分割色光Ｙ2 を形成し、
前記第３の色光光源部は、各フレームの区分Ｓ１において第１分割色光Ｚ1 を形成し、区分Ｓ２〜区分Ｓ４において第２分割色光Ｚ2 を形成し、区分Ｓ５および区分Ｓ６において第１分割色光Ｚ1 を形成する
ものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のプロジェクタ用光源装置によれば、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する区分の各々において、３つの原色光である色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つ以上の色光が同時に投射可能であるため、高い光の利用効率が得られる。
また、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの各々を時間的に２分割し、一方の分割色光の各々の合成光が第１の空間変調素子に入射されると共に、他方の分割色光の各々の合成光が第２の空間変調素子に入射されることにより、第１の空間変調素子および第２の空間変調素子の各々において各色光の階調を制御することが可能となり、各色光の階調を実質的に増やすことができるので、第１の空間変調素子よりの第１の光画像と第２の空間変調素子よりの第２の光画像とを合成することによって、高い色再現性を有する画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタ用光源装置の構成を示す説明図である。
【図２】第１の位相差板機構、第２の位相差板機構および第３の位相差板機構の平面図である。
【図３】（ａ）は図１に示すプロジェクタ用光源装置における第１の光分離合成部材の構成を示す説明図であり、（ｂ）は図１に示すプロジェクタ用光源装置における第２の光分離合成部材の構成を示す説明図である。
【図４】図１に示すプロジェクタ用光源装置について、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つの色光が同時に投射される場合における各レーザ光源部の動作、各位相差板機構の動作、各空間変調素子への入射光、および合成光画像の色光の関係の一例を示す図である。
【図５】図１に示すプロジェクタ用光源装置について、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの３つの色光が同時に投射される場合における各レーザ光源部の動作、各位相差板機構の動作、各空間変調素子への入射光、および合成光画像の色光の関係の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタ用光源装置の構成を示す説明図である。
【図７】（ａ）は図６に示すプロジェクタ用光源装置における第１の光分離合成部材の構成を示す説明図であり、（ｂ）は図６に示すプロジェクタ用光源装置における第２の光分離合成部材の構成を示す説明図である。
【図８】図６に示すプロジェクタ用光源装置について、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つの色光が同時に投射される場合における各レーザ光源部の動作、各位相差板機構の動作、各空間変調素子への入射光、および合成光画像の色光の関係の一例を示す図である。
【図９】図６に示すプロジェクタ用光源装置について、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの３つの色光が同時に投射される場合における各レーザ光源部の動作、各位相差板機構の動作、各空間変調素子への入射光、および合成光画像の色光の関係の一例を示す図である。
【図１０】従来の色順次表示方式のプロジェクタ装置の一例における構成を示す説明図である。
【図１１】従来のプロジェクタ用光源装置について、カラーホイールの動作および各空間変調素子への入射光の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明のプロジェクタ用光源装置の実施の形態について説明する。
〈第１の実施の形態〉
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタ用光源装置の構成を示す説明図である。このプロジェクタ用光源装置は、色光Ｘが時間的に２分割されることによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成すると共に、第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 を同一の光路で出射する第１の色光光源部１０Ｘ、色光Ｙが時間的に２分割されることによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成すると共に、第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 を同一の光路で出射する第２の色光光源部１０Ｙ、並びに、色光Ｚが時間的に２分割されることによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成すると共に、第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 を同一の光路で出射する第３の色光光源部１０Ｚを有する。
ここで、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの各々は、互いに異なる原色光である。すなわち、赤色光、緑色光および青色光の３つの原色光の１つが色光Ｘ、他の１つが色光Ｙ、残りの１つが色光Ｚである。
【００１９】
第１の色光光源部１０Ｘは、色光Ｘ（例えば赤色光）を放射する第１のレーザ光源１１Ｘと、この第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成する第１の位相差板機構１２Ｘとにより構成されている。
第２の色光光源部１０Ｙは、色光Ｙ（例えば緑色光）を放射する第２のレーザ光源１１Ｙと、この第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成する第２の位相差板機構１２Ｙとにより構成されている。
第３の色光光源部１０Ｚは、色光Ｚ（例えば青色光）を放射する第３のレーザ光源１１Ｚと、この第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成する第３の位相差板機構１２Ｚとにより構成されている。
【００２０】
この例の第１のレーザ光源１１Ｘ、第２のレーザ光源１１Ｙおよび第３のレーザ光源１１Ｚの各々は、例えばｐ波による直線偏光を放射するものが用いられる。第１のレーザ光源１１Ｘ、第２のレーザ光源１１Ｙおよび第３のレーザ光源１１Ｚの各々を構成するレーザ機構としては、半導体レーザなどを用いることができる。
【００２１】
第１の位相差板機構１２Ｘは、図２（ａ）に示すように、それぞれ略半円状の２つの位相差板素子１３Ｘｐ，１３Ｘｓが、回転軸１４Ｘの周りを囲むよう配置されて構成されている。一方の位相差板素子１３Ｘｐは、位相差が０°のものであり、他方の位相差板素子１３Ｘｓは、位相差が１８０°のものである。この第１の位相差板機構１２Ｘは、図２（ａ）において矢印方向に回転駆動されることにより、２つの位相差板素子１３Ｘｐ，１３Ｘｓが、交互に第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘの光路を通過するよう制御される。  第２の位相差板機構１２Ｙは、図２（ｂ）に示すように、それぞれ略半円状の２つの位相差板素子１３Ｙｐ，１３Ｙｓが、回転軸１４Ｙの周りを囲むよう配置されて構成されている。一方の位相差板素子１３Ｙｐは、位相差が０°のものであり、他方の位相差板素子１３Ｙｓは、位相差が１８０°のものである。この第２の位相差板機構１２Ｙは、図２（ｂ）において矢印方向に回転駆動されることにより、２つの位相差板素子１３Ｙｐ，１３Ｙｓが、交互に第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙの光路を通過するよう制御される。  第３の位相差板機構１２Ｚは、図２（ｃ）に示すように、それぞれ略半円状の２つの位相差板素子１３Ｚｐ，１３Ｚｓが、回転軸１４Ｚの周りを囲むよう配置されて構成されている。一方の位相差板素子１３Ｚｐは、位相差が０°のものであり、他方の位相差板素子１３Ｚｓは、位相差が１８０°のものである。この第３の位相差板機構１２Ｚは、図２（ｃ）において矢印方向に回転駆動されることにより、２つの位相差板素子１３Ｚｐ，１３Ｚｓが、交互に第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚの光路を通過するよう制御される。
【００２２】
また、図１に示すプロジェク用光源装置は、第１の色光光源部１０Ｘよりの第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 、第２の色光光源部１０Ｙよりの第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 が入射されて、当該第１分割色光Ｘ1 、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を合成することによりｓ波の直線偏光による第１の合成光Ｇ1 を形成すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 、当該第２分割色光Ｙ2 および当該第２分割色光Ｚ2 を合成することによりｐ波の直線偏光による第２の合成光Ｇ2 を形成し、当該第１の合成光Ｇ1 および当該第２の合成光Ｇ2 を互いに異なる光路に切り替えて出射する光分離合成光学機構２０を有する。
図示の例では、第１の色光光源部１０Ｘと光分離合成光学機構２０との間に、第１の色光光源部１０Ｘよりの第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 の光路を形成する光反射板１５が設けられ、第３の色光光源部１０Ｚと光分離合成光学機構２０との間に、第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 の光路を形成する光反射板１６が設けられている。
【００２３】
光分離合成光学機構２０は、第１の色光光源部１０Ｘよりの第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 が入射される第１の光分離合成部材２１と、第２の色光光源部１０Ｙよりの第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 が入射される色合成部材２５と、この色合成部材２５よりの中間合成光Ｇ0 が入射される第２の光分離合成部材２６とにより構成されている。
【００２４】
第１の光分離合成部材２１は、第１の色光光源部１０Ｘよりの第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 が入射されて当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とを分離し、当該第１分割色光Ｘ1 と後述する第２の光分離合成部材２６よりの第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 とを合成すると共に、第２分割色光Ｘ2 を第２の光分離合成部材２６に向かって出射する機能を有するものである。
色合成部材２５は、第２の色光光源部１０Ｙよりの第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 が入射されてこれらを合成することにより中間合成光Ｇ0 を形成すると共に、この中間合成光Ｇ0 を第２の光分離合成部材２６に向かって出射する機能を有するものである。
第２の光分離合成部材２６は、色合成部材２５からの中間合成光Ｇ0 が入射されて当該中間合成光Ｇ0 を第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 と第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 とに分離し、当該第２分割色光Ｙ2 およ当該び第２分割色光Ｚ2 と第１の光分離合成部材２１よりの第２分割色光Ｘ2 とを合成すると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を第１の光分離合成部材２１に向かって出射する機能を有するものである。
【００２５】
具体的に説明すると、第１の光分離合成部材２１は、図３（ａ）に示すように、光入射面が互いに直交するよう配置された２種類のダイクロイックミラー２２，２３により構成され、一方のダイクロイックミラー２２の光入射面が、第１の光分離合成部材２１に入射する第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 の光路に対して４５°傾斜し、他方のダイクロイックミラー２３の光入射面が、第１の光分離合成部材２１に入射する第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 の光路に対して４５°傾斜するよう配置されている。
一方のダイクロイックミラー２２は、ｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 （例えばｓ波の直線偏光による赤色光）を反射すると共に、ｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 （例えばｐ波の直線偏光による赤色光）、ｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 （例えばｓ波の直線偏光による緑色光）および第１分割色光Ｚ1 （例えばｓ波の直線偏光による青色光）を透過する機能を有するものであり、ｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 （例えばｐ波の直線偏光による緑色光）および第２分割色光Ｚ2 （例えばｐ波の直線偏光による青色光）を透過するものであっても反射するものであっもよい。
他方のダイクロイックミラー２３は、ｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 （例えばｓ波の直線偏光による緑色光）およびｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 （例えばｓ波の直線偏光による青色光）を反射すると共に、ｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 （例えばｓ波の直線偏光による赤色光）を透過する機能を有するものであり、ｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 （例えばｐ波の直線偏光による緑色光）および第２分割色光Ｚ2 （例えばｐ波の直線偏光による青色光）を透過するものであっても反射するものであっもよい。
【００２６】
また、色合成部材２５は、ダイクロイックミラーにより構成され、光入射面が当該色合成部材２５に入射する第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 並びに第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 の各々の光路に対して４５°傾斜するよう配置されている。
色合成部材２５を構成するダイクロイックミラーは、第２の色光光源部１０Ｙよりの第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 を透過すると共に、第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 を反射する機能を有するものである。
【００２７】
また、第２の光分離合成部材２６は、図３（ｂ）に示すように、光入射面が互いに直交するよう配置された２種類のダイクロイックミラー２７，２８により構成され、一方のダイクロイックミラー２７の光入射面が、第２の光分離合成部材２６に入射される第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 の光路に対して４５°傾斜し、他方のダイクロイックミラー２８の光入射面が、第２の光分離合成部材２６に入射する第２分割色光Ｘ2 の光路に対して４５°傾斜するよう配置されている。
一方のダイクロイックミラー２７は、中間合成光Ｇ0 におけるｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 （例えばｓ波の直線偏光による緑色光）および第１分割色光Ｚ1 （例えばｓ波の直線偏光による青色光）を反射すると共に、ｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 （例えばｐ波の直線偏光による赤色光）、並びに中間合成光Ｇ0 におけるｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 （例えばｐ波の直線偏光による緑色光）および第２分割色光Ｚ2 （例えばｐ波の直線偏光による青色光）を透過する機能を有するものであり、ｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 （例えばｓ波の直線偏光による赤色光）を透過するものであっても反射するものであっもよい。
他方のダイクロイックミラー２８は、ｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 （例えばｐ波の直線偏光による赤色光）を反射すると共に、中間合成光Ｇ0 におけるｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 （例えばｐ波の直線偏光による緑色光）、第２分割色光Ｚ2 （例えばｐ波の直線偏光による青色光）、およびｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 （例えばｓ波の直線偏光による緑色光）、並びにｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 （例えばｓ波の直線偏光による青色光）を透過する機能を有するものであり、ｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 （例えばｓ波の直線偏光による赤色光）を透過するものであっても反射するものであっもよい。
【００２８】
そして、第１の光分離合成部材２１においては、第１の色光光源部１０Ｘよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 が、一方のダイクロイックミラー２２によって反射されると共に、第２の光分離合成部材２６よりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 が、他方のダイクロイックミラー２３によって反射されることにより、第１の合成光Ｇ1 が形成される。
一方、第２の光分離合成部材２６においては、色合成部材２５よりのｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 が、一方のダイクロイックミラー２７および他方のダイクロイックミラー２８を透過すると共に、第１の光分離合成部材２１よりのｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 が、他方のダイクロイックミラー２８によって反射されることにより、第２の合成光Ｇ2 が形成される。
【００２９】
光分離合成光学機構２０における第１の光分離合成部材２１よりの第１の合成光Ｇ1 の光路上には、第１の合成光Ｇ1 が入射されて第１の光画像Ｒ1 が出射される透過型の第１の空間変調素子３０が配置され、第２の光分離合成部材２６よりの第２の合成光Ｇ2 の光路上には、第２の合成光Ｇ2 が入射されて第２の光画像Ｒ2 が出射される透過型の第２の空間変調素子３５が配置されている。ここで、第２の空間変調素子３５は、第１の空間変調素子３０と関連して駆動されるものである。
【００３０】
また、第１の空間変調素子３０よりの第１の光画像Ｒ1 の光路および第２の空間変調素子３５よりの第２の光画像Ｒ2 の光路の交点には、第１の光画像Ｒ1 と第２の光画像Ｒ2 とを合成して合成光画像Ｐを形成する、偏光ビームスプリッターよりなる光画像合成機構４０が配置され、光画像合成機構４０よりの合成光画像Ｐの光路上には、合成光画像Ｐを拡大してスクリーン１に投射する、投射レンズよりなる合成光画像投射機構５０が配置されている。
【００３１】
第１の空間変調素子３０および第２の空間変調素子３５としては、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの各々について大きい階調数を設定することができる点で、応答速度が２０μｓｅｃ以下のものを用いることが好ましい。
第１の空間変調素子３０および第２の空間変調素子３５の具体例としては、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、液晶表示デバイスなどが挙げられる。
【００３２】
光画像合成機構４０を構成する偏光ビームスプリッターは、特定の直線偏光を透過し、当該特定の直線偏光と種類の異なる直線偏光を反射する機能を有するものであり、図示の例では、第１の空間変調素子３０から光反射板３１を介して入射された第１の光画像Ｒ1 に係るｓ波の直線偏光を９０°に反射すると共に、第１の光画像Ｒ1 と垂直な方向から入射された、第２の空間変調素子３５よりの第２の光画像Ｒ2 に係るｐ波の直線偏光を透過することにより、合成光画像Ｐが形成される。
【００３３】
上記のプロジェクタ用光源装置においては、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する区分の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つまたは３つの色光が同時に投射可能とされる。以下、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つの色光が同時に投射される場合、３つの色光が同時に投射される場合に分けて、上記のプロジェクタ用光源装置の動作を説明する。
【００３４】
［２つの色光が同時に投射される場合］
図４は、図１に示すプロジェクタ用光源装置について、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つの色光が同時に投射される場合における各レーザ光源部の動作、各位相差板機構の動作、各空間変調素子への入射光、および合成光画像の色光の関係の一例を示す図である。この例では、表示すべき画像の一のフレームの投射時間が時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割され、この条件下において、プロジェクタ用光源装置が動作される。
【００３５】
第１の色光光源部１０Ｘにおいては、第１のレーザ光源１１Ｘの動作は、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ２、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ５において色光Ｘを放射するＯＮ状態とされると共に、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ６においてＯＦＦ状態とされる。一方、第１の位相差板機構１２Ｘは、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ３において位相差板素子１３Ｘｓが第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ４〜時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｘｐが第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘの光路を通過する。これにより、第１の色光光源部１０Ｘは、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ２においてｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ３において非動作とされ、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ５においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成して出射し、時間区分Ｓ６において非動作とされる。
【００３６】
第２の色光光源部１０Ｙにおいては、第２のレーザ光源１１Ｙの動作は、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ３、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ６において色光Ｙを放射するＯＮ状態とされると共に、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ５においてＯＦＦ状態とされる。一方、第２の位相差板機構１２Ｙは、時間区分Ｓ３〜時間区分Ｓ５において位相差板素子１３Ｙｓが第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｙｐが第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙの光路を通過する。これにより、第２の色光光源部１０Ｙは、時間区分Ｓ１においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を出射し、時間区分Ｓ２において非動作とされ、時間区分Ｓ３および区分Ｓ４においてｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ５において非動作とされ、時間区分Ｓ６においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射する。
【００３７】
第３の色光光源部１０Ｚにおいては、第３のレーザ光源１１Ｚの動作は、時間区分Ｓ２、時間区分Ｓ３、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６において色光Ｚを放射するＯＮ状態とされると共に、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ４においてＯＦＦ状態とされる。一方、第３の位相差板機構１２Ｚは、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｚｓが第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ２〜時間区分Ｓ４において位相差板素子１３Ｚｐが第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚの光路を通過する。これにより、第３の色光光源部１０Ｚは、時間区分Ｓ１において非動作とされ、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ３においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成して出射し、時間区分Ｓ４において非動作とされ、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６においてｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 を形成して出射する。
【００３８】
光分離合成光学機構２０においては、第１の色光光源部１０Ｘよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 が第１の光分離合成部材２１に入射されることにより、当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とが分離されると共に、当該第２分割色光Ｘ2 が第１の光分離合成部材２１から第２の光分離合成部材２６に向かって出射される。
また、第２の色光光源部１０Ｙよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 が、色合成部材２５に入射されて合成されることにより、中間合成光Ｇ0 が形成され、この中間合成光Ｇ0 が第２の光分離合成部材２６に入射されることにより、当該中間合成光Ｇ0 がｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 とｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 とに分離されると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 が第２の光分離合成部材２６から第１の光分離合成部材２１に向かって出射される。
そして、第１の光分離合成部材２１においては、それぞれｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 、第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 が合成されてｓ波の直線偏光による第１の合成光Ｇ1 が形成され出射され、第２の光分離合成部材２６においては、それぞれｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 、第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 が合成されてｐ波の直線偏光による第２の合成光Ｇ2 が形成されて出射される。
【００３９】
光分離合成光学機構２０における第１の光分離合成部材２１から出射された第１の合成光Ｇ1 は、第１の空間変調素子３０に入射される。この第１の空間変調素子３０への入射光（第１の合成光Ｇ1 ）を時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ２における入射光は色光Ｘであり、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ４における入射光は色光Ｙであり、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６における入射光は色光Ｚである。
一方、光分離合成光学機構２０における第２の光分離合成部材２６から出射された第２の合成光Ｇ2 は、第２の空間変調素子３５に入射される。この第２の空間変調素子３５への入射光（第２の合成光Ｇ2 ）を時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１における入射光は色光Ｙであり、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ３における入射光は色光Ｚであり、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ５における入射光は色光Ｘであり、時間区分Ｓ６における入射光は色光Ｙである。
【００４０】
そして、第１の空間変調素子３０よりの第１の光画像Ｒ1 および第２の空間変調素子３５よりの第２の光画像Ｒ2 は、光画像合成機構４０おいて合成されることにより、当該光画像合成機構４０から合成光画像Ｐが出射され、合成光画像投射機構５０によって拡大されてスクリーン１に投射される。この合成光画像Ｐを時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ４における色光は、色光Ｘおよび色光Ｙの２つであり、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ５における色光は、色光Ｘおよび色光Ｚの２つであり、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ６における色光は、色光Ｙおよび色光Ｚの２つである。
以上のように、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つの色光が同時に投射される。
【００４１】
また、第１の空間変調素子３０および第２の空間変調素子３５の各々においては、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々について階調数を１２８に設定することができる。
従って、色光Ｘの階調数は、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ２における第１の空間変調素子３０による階調数２５６と、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ５における第２の空間変調素子３５による階調数２５６との合計で５１２となる。
また、色光Ｙの階調数は、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ４における第１の空間変調素子３０による階調数２５６と、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ６における第２の空間変調素子３５による階調数２５６との合計で５１２となる。
また、色光Ｚの階調数は、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６における第１の空間変調素子３０による階調数２５６と、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ３における第２の空間変調素子３５による階調数２５６との合計で５１２となる。
【００４２】
［３つの色光が同時に投射される場合］
図５は、図１に示すプロジェクタ用光源装置について、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの３つの色光が同時に投射される場合における各レーザ光源部の動作、各位相差板機構の動作、各空間変調素子への入射光、および合成光画像の色光の関係の一例を示す図である。この例では、表示すべき画像の一のフレームの投射時間が時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割され、この条件下において、プロジェクタ用光源装置が動作される。
【００４３】
第１の色光光源部１０Ｘにおいては、第１のレーザ光源１１Ｘの動作は、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の全てにおいて色光Ｘを放射するＯＮ状態とされ、一方、第１の位相差板機構１２Ｘは、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ３において位相差板素子１３Ｘｓが第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ４〜時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｘｐが第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘの光路を通過する。これにより、第１の色光光源部１０Ｘは、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ３においてｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ４〜時間区分Ｓ６においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成して出射する。
【００４４】
第２の色光光源部１０Ｙにおいては、第２のレーザ光源１１Ｙの動作は、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の全てにおいて色光Ｙを放射するＯＮ状態とされ、一方、第２の位相差板機構１２Ｙは、時間区分Ｓ３〜時間区分Ｓ５において位相差板素子１３Ｙｓが第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｙｐが第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙの光路を通過する。これにより、第２の色光光源部１０Ｙは、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ２においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射し、時間区分Ｓ３〜時間区分Ｓ５においてｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ６においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射する。
【００４５】
第３の色光光源部１０Ｚにおいては、第３のレーザ光源１１Ｚの動作は、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の全てにおいて色光Ｚを放射するＯＮ状態とされ、一方、第３の位相差板機構１２Ｚは、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｚｓが第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ２〜時間区分Ｓ４において位相差板素子１３Ｇｐが第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚの光路を通過する。これにより、第３の色光光源部１０Ｚは、時間区分Ｓ１においてｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ２〜時間区分Ｓ４においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成して出射し、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６においてｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 を形成して出射する。
【００４６】
光分離合成光学機構２０においては、第１の色光光源部１０Ｘよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 が第１の光分離合成部材２１に入射されることにより、当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とが分離されると共に、当該第２分割色光Ｘ2 が第１の光分離合成部材２１から第２の光分離合成部材２６に向かって出射される。
また、第２の色光光源部１０Ｙよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 が、色合成部材２５に入射されて合成されることにより、中間合成光Ｇ0 が形成され、この中間合成光Ｇ0 が第２の光分離合成部材２６に入射されることにより、当該中間合成光Ｇ0 がｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 とｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 とに分離されると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 が第２の光分離合成部材２６から第１の光分離合成部材２１に向かって出射される。
そして、第１の光分離合成部材２１においては、それぞれｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 、第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 が合成されてｓ波の直線偏光による第１の合成光Ｇ1 が形成され出射され、第２の光分離合成部材２６においては、それぞれｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 、第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 が合成されてｐ波の直線偏光による第２の合成光Ｇ2 が形成されて出射される。
【００４７】
光分離合成光学機構２０における第１の光分離合成部材２１から出射された第１の合成光Ｇ1 は、第１の空間変調素子３０に入射される。この第１の空間変調素子３０への入射光（第１の合成光Ｇ1 ）を時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１における入射光は色光Ｘと色光Ｚとの混光ＸＺであり、時間区分Ｓ２における入射光は色光Ｘであり、時間区分Ｓ３における入射光は色光Ｘと色光Ｙとの混光ＸＹであり、時間区分Ｓ４における入射光は色光Ｙであり、時間区分Ｓ５における入射光は色光Ｙと色光Ｚとの混光ＹＺであり、時間区分Ｓ６における入射光は色光Ｚである。
一方、光分離合成光学機構２０における第１の光分離合成部材２１から出射された第２の合成光Ｇ2 は、第２の空間変調素子３５に入射される。この第２の空間変調素子３５への入射光（第２の合成光Ｇ2 ）を時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１における入射光は色光Ｙであり、時間区分Ｓ２における入射光は色光Ｙと色光Ｚとの混光ＹＺであり、時間区分Ｓ３における入射光は色光Ｚであり、時間区分Ｓ４における入射光は色光Ｘと色光Ｚとの混光ＸＺであり、時間区分Ｓ５における入射光は色光Ｘであり、時間区分Ｓ６における入射光は色光Ｘと色光Ｙとの混光ＸＹである。
【００４８】
そして、第１の空間変調素子３０よりの第１の光画像Ｒ1 および第２の空間変調素子３５よりの第２の光画像Ｒ2 は、光画像合成機構４０において合成されることにより、当該光画像合成機構４０から合成光画像Ｐが出射され、合成光画像投射機構５０によって拡大されてスクリーン１に投射される。この合成光画像Ｐを時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々における色光は、色光Ｚ、色光Ｙおよび色光Ｚの３つである。
以上のように、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの３つの色光が同時に投射される。
【００４９】
また、第１の空間変調素子３０および第２の空間変調素子３５の各々においては、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々について階調数を１２８に設定することができる。
従って、色光Ｘの階調数は、時間区分Ｓ２における第１の空間変調素子３０による階調数１２８と、時間区分Ｓ５における第２の空間変調素子３５による階調数１２８との合計で２５６となるが、第１の空間変調素子３０によって、時間区分Ｓ１において混光ＸＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ３において混光ＸＹを階調する（階調数１２８）ことができると共に、第２の空間変調素子３５によって、時間区分Ｓ４において混光ＸＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ６において混光ＸＹを階調する（階調数１２８）ことができるため、色光Ｘの実質的な階調数は７６８となる。
また、色光Ｙの階調数は、時間区分Ｓ４における第１の空間変調素子３０による階調数１２８と、時間区分Ｓ１における第２の空間変調素子３５による階調数１２８との合計で２５６となるが、第１の空間変調素子３０によって、時間区分Ｓ３において混光ＸＹを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ５において混光ＹＺを階調する（階調数１２８）ことができると共に、第２の空間変調素子３５によって、時間区分Ｓ２において混光ＹＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ６において混光ＸＹを階調する（階調数１２８）ことができるため、色光Ｙの実質的な階調数は７６８となる。
また、色光Ｚの階調数は、時間区分Ｓ６における第１の空間変調素子３０による階調数１２８と、時間区分Ｓ３における第２の空間変調素子３５による階調数１２８との合計で２５６となるが、第１の空間変調素子３０によって、時間区分Ｓ１において混光ＸＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ５において混光ＹＺを階調する（階調数１２８）ことができると共に、第２の空間変調素子３５によって、時間区分Ｓ２において混光ＹＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ４において混光ＸＺを階調する（階調数１２８）ことができるため、色光Ｚの実質的な階調数は７６８となる。
【００５０】
上記のプロジェクタ用光源装置によれば、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜Ｓ６の各々において、３つの原色光である色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つ以上の色光が同時に投射可能であるため、高い光の利用効率が得られる。
また、第１の色光光源部１０Ｘ、第２の色光光源部１０Ｙおよび第３の色光光源部１０Ｙの各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの各々を時間的に２分割することにより、それぞれｓ波の直線偏光による分割色光およびｐ波の直線偏光による分割色光を形成してこれらを分離し、ｓ波の直線偏光による分割色光の各々を合成することにより形成される第１の合成光Ｇ1 が第１の空間変調素子３０に入射されると共に、ｐ波の直線偏光による分割色光の各々を合成することにより形成される第２の合成光Ｇ2 が第２の空間変調素子３５に入射されることにより、第１の空間変調素子３０および第２の空間変調素子３５の各々において各色光の階調を制御することが可能となり、各色光の階調数を実質的に増やすことができるので、第１の空間変調素子３０よりの第１の光画像Ｒ1 と第２の空間変調素子３５よりの第２の光画像Ｒ2 とを合成することによって、高い色再現性を有する画像を得ることができる。
【００５１】
〈第２の実施の形態〉
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタ用光源装置の構成を示す説明図である。このプロジェクタ用光源装置は、色光Ｘが時間的に２分割されることによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成すると共に、第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 を同一の光路で出射する第１の色光光源部１０Ｘ、色光Ｙが時間的に２分割されることによりｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成すると共に、第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 を同一の光路で出射する第２の色光光源部１０Ｙ、並びに、色光Ｚが時間的に２分割されることによりｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成すると共に、第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 を同一の光路で出射する第３の色光光源部１０Ｚを有する。
ここで、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの各々は、互いに異なる原色光である。すなわち、赤色光、緑色光および青色光の３つの原色光の１つが色光Ｘ、他の１つが色光Ｙ、残りの１つが色光Ｚである。
【００５２】
第１の色光光源部１０Ｘは、色光Ｘ（例えば赤色光）を放射する第１のレーザ光源１１Ｘと、この第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘを時間的に２分割することによりｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成する第１の位相差板機構１２Ｘとにより構成されている。
第２の色光光源部１０Ｙは、色光Ｙ（例えば緑色光）を放射する第２のレーザ光源１１Ｙと、この第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙを時間的に２分割することによりｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成する第２の位相差板機構１２Ｙとにより構成されている。
第３の色光光源部１０Ｚは、色光Ｚ（例えば青色光）を放射する第３のレーザ光源１１Ｚと、この第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚを時間的に２分割することによりｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成する第３の位相差板機構１２Ｚとにより構成されている。
第１のレーザ光源１１Ｘ、第２のレーザ光源１１Ｙおよび第３のレーザ光源１１Ｚ、並びに、第１の位相差板機構１２Ｘ、第２の位相差板機構１２Ｙおよび第３の位相差板機構１２Ｚの各々は、第１の実施の形態に係るプロジェクタ用光源装置におけるものと同様の構成である。
【００５３】
また、図６に示すプロジェク用光源装置は、第１の色光光源部１０Ｘよりの第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 、第２の色光光源部１０Ｙよりの第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 が入射されて、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 をｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換して当該第１分割色光Ｘ1 、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を合成することによりｓ波の直線偏光による第１の合成光Ｇ1 を形成すると共に、当該第２分割色光Ｘ2 をｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換して当該第２分割色光Ｘ2 、当該第２分割色光Ｙ2 および当該第２分割色光Ｚ2 を合成することによりｓ波による第２の合成光Ｇ2 を形成し、当該第１の合成光Ｇ1 および当該第２の合成光Ｇ2 を互いに異なる光路に切り替えて出射する光分離合成光学機構２０を有する。図示の例では、第１の色光光源部１０Ｘと光分離合成光学機構２０との間に、第１の色光光源部１０Ｘよりの第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 の光路を形成する光反射板１５が設けられ、第３の色光光源部１０Ｚと光分離合成光学機構２０との間に、第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 の光路を形成する光反射板１６が設けられている。
【００５４】
光分離合成光学機構２０は、第１の色光光源部１０Ｘよりの第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 が入射される第１の光分離合成部材２１と、第２の色光光源部１０Ｙよりの第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 が入射される色合成部材２５と、この色合成部材２５よりの中間合成光Ｇ0 が入射される第２の光分離合成部材２６と、第１の光分離合成部材２１および第２の光分離合成部材２６の間の光路上に配置された位相差板２４とにより構成されている。
【００５５】
第１の光分離合成部材２１は、第１の色光光源部１０Ｘよりの第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 が入射されて当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とを分離し、当該第１分割色光Ｘ1 と後述する第２の光分離合成部材２６よりの第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 とを合成すると共に、第２分割色光Ｘ2 を第２の光分離合成部材２６に向かって出射する機能を有するものである。
色合成部材２５は、第２の色光光源部１０Ｙよりの第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 が入射されてこれらを合成することにより中間合成光Ｇ0 を形成すると共に、この中間合成光Ｇ0 を第２の光分離合成部材２６に向かって出射する機能を有するものである。
第２の光分離合成部材２６は、色合成部材２５からの中間合成光Ｇ0 が入射されて当該中間合成光Ｇ0 を第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 と第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 とに分離し、当該第２分割色光Ｙ2 およ当該び第２分割色光Ｚ2 と第１の光分離合成部材２１よりの第２分割色光Ｘ2 とを合成すると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 を第１の光分離合成部材２１に向かって出射する機能を有するものである。
位相差板２４は、第１の光分離合成部材２１よりの第２分割色光Ｘ2 が入射されて当該第２分割色光Ｘ2 に係るｐ波の直線偏光をｓ波の直線変換に変換すると共に、第２の光分離合成部材２６よりの第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 が入射されて当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 に係るｐ波の直線偏光をｓ波の直線変換に変換する機能を有するものである。
【００５６】
具体的に説明すると、第１の光分離合成部材２１は、図７（ａ）に示すように、光入射面が互いに直交するよう配置された２種類のダイクロイックミラー２２，２３により構成され、一方のダイクロイックミラー２２の光入射面が、第１の光分離合成部材２１に入射する第１分割色光Ｘ1 および第２分割色光Ｘ2 の光路に対して４５°傾斜し、他方のダイクロイックミラー２３の光入射面が、第１の光分離合成部材２１に入射する第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 の光路に対して４５°傾斜するよう配置されている。
一方のダイクロイックミラー２２は、ｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 （例えばｓ波の直線偏光による赤色光）を反射すると共に、ｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 （例えばｐ波の直線偏光による赤色光）、位相差板２４によってｓ波の直線偏光に変換された第１分割色光Ｙ1 （例えばｓ波の直線偏光による緑色光）および第１分割色光Ｚ1 （例えばｓ波の直線偏光による青色光）を透過する機能を有するものである。
他方のダイクロイックミラー２３は、位相差板２４によってｓ波の直線偏光に変換された第１分割色光Ｙ1 （例えばｓ波の直線偏光による緑色光）およびｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 （例えばｓ波の直線偏光による青色光）を反射すると共に、ｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 （例えばｐ波の直線偏光による赤色光）を透過する機能を有するものである。
【００５７】
また、色合成部材２５は、ダイクロイックミラーにより構成され、光入射面が当該色合成部材２５に入射する第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 並びに第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 の各々の光路に対して４５°傾斜するよう配置されている。
色合成部材２５を構成するダイクロイックミラーは、第２の色光光源部１０Ｙよりの第１分割色光Ｙ1 および第２分割色光Ｙ2 を反射すると共に、第３の色光光源部１０Ｚよりの第１分割色光Ｚ1 および第２分割色光Ｚ2 を透過する機能を有するものである。
【００５８】
また、第２の光分離合成部材２６は、図７（ｂ）に示すように、光入射面が互いに直交するよう配置された２種類のダイクロイックミラー２７，２８により構成され、一方のダイクロイックミラー２７の光入射面が、第２の光分離合成部材２６に入射する第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 の光路に対して４５°傾斜し、他方のダイクロイックミラー２８の光入射面が、第２の光分離合成部材２６に入射する第２分割色光Ｘ2 の光路に対して４５°傾斜するよう配置されている。
一方のダイクロイックミラー２７は、中間合成光Ｇ0 におけるｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 （例えばｓ波の直線偏光による緑色光）および第２分割色光Ｚ2 （例えばｓ波の直線偏光による青色光）を反射すると共に、中間合成光Ｇ0 におけるｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 （例えばｐ波の直線偏光による緑色光）および第１分割色光Ｚ1 （例えばｐ波の直線偏光による青色光）、並びに位相差板２４によってｓ波の直線偏光に変換された第２分割色光Ｘ2 （例えばｓ波の直線偏光による赤色光）を透過する機能を有するものである。
他方のダイクロイックミラー２８は、位相差板２４によってｓ波の直線偏光に変換された第２分割色光Ｘ2 （例えばｓ波の直線偏光による赤色光）を反射すると共に、中間合成光Ｇ0 におけるｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 （例えばｓ波の直線偏光による緑色光）および第２分割色光Ｚ2 （例えばｓ波の直線偏光による青色光）を透過する機能を有するものである。
【００５９】
位相差板２４は、入射光の位相を１８０°変化させる１／２波長板であり、この位相差板２４に、第１の光分離合成部材２１よりの第２分割色光Ｘ2 が入射されることにより、当該第２分割色光Ｘ2 に係るｐ波の直線偏光がｓ波の直線偏光に変換されると共に、第２の光分離合成部材２６よりの第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 が入射されることにより、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 に係るｐ波の直線偏光がｓ波の直線偏光に変換される。
【００６０】
そして、第１の光分離合成部材２１においては、第１の色光光源部１０Ｘよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 が、一方のダイクロイックミラー２２によって反射されると共に、位相差板２４によってｓ波の直線偏光に変換された、第２の光分離合成部材２６よりの第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 が、他方のダイクロイックミラー２３によって反射されることにより、第１の合成光Ｇ1 が形成される。
一方、第２の光分離合成部材２６においては、色合成部材２５よりのｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 が、一方のダイクロイックミラー２７によって反射されると共に、位相差板２４によってｓ波の直線偏光に変換された、第１の光分離合成部材２１よりの第２分割色光Ｘ2 が、他方のダイクロイックミラー２８によって反射されることにより、第２の合成光Ｇ2 が形成される。
【００６１】
光分離合成光学機構２０における第１の光分離合成部材２１よりの第１の合成光Ｇ1 の光路上には、第１の合成光Ｇ1 が入射されて第１の光画像Ｒ1 が出射される透過型の第１の空間変調素子３０が配置され、第２の光分離合成部材２６よりの第２の合成光Ｇ2 の光路上には、第２の合成光Ｇ2 が入射されて第２の光画像Ｒ2 が出射される透過型の第２の空間変調素子３５が配置されている。ここで、第２の空間変調素子３５は、第１の空間変調素子３０と関連して駆動されるものである。
【００６２】
また、第１の空間変調素子３０よりの第１の光画像Ｒ1 の光路および第２の空間変調素子３５よりの第２の光画像Ｒ2 の光路の交点には、第１の光画像Ｒ1 と第２の光画像Ｒ2 とを合成して合成光画像Ｐを形成する、偏光ビームスプリッターよりなる光画像合成機構４０が配置され、光画像合成機構４０よりの合成光画像Ｐの光路上には、合成光画像Ｐを拡大してスクリーン１に投射する、投射レンズよりなる合成光画像投射機構５０が配置されている。
また、光分離合成光学機構２０における第２の光分離合成部材２６よりの第２の合成光Ｇ2 の光路上において、当該光分離合成光学機構２０と第２の空間変調素子３５との間には、位相差板２９が配置されている。
【００６３】
位相差板２９は、入射光の位相を１８０°変化させる１／２波長板であり、この位相差板２９に第２の合成光Ｇ2 が入射されることにより、第２の合成光Ｇ2 に係るｓ波の直線偏光がｐ波の直線偏光に変換される。
【００６４】
第１の空間変調素子３０および第２の空間変調素子３５、並びに光画像合成機構４０としては、第１の実施の形態に係るプロジェクタ用光源装置におけるものと同様の構成のものを用いることができる。
【００６５】
上記のプロジェクタ用光源装置においては、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する区分の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つまたは３つの色光が同時に投射可能とされる。以下、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つの色光が同時に投射される場合、３つの色光が同時に投射される場合に分けて、上記のプロジェクタ用光源装置の動作を説明する。
【００６６】
［２つの色光が同時に投射される場合］
図８は、図６に示すプロジェクタ用光源装置について、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つの色光が同時に投射される場合における各レーザ光源部の動作、各位相差板機構の動作、各空間変調素子への入射光、および合成光画像の色光の関係の一例を示す図である。この例では、表示すべき画像の一のフレームの投射時間が時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割され、この条件下において、プロジェクタ用光源装置が動作される。
【００６７】
第１の色光光源部１０Ｘにおいては、第１のレーザ光源１１Ｘの動作は、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ２、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ５において色光Ｘを放射するＯＮ状態とされると共に、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ６においてＯＦＦ状態とされる。一方、第１の位相差板機構１２Ｘは、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ３において位相差板素子１３Ｘｓが第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ４〜時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｘｐが第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘの光路を通過する。これにより、第１の色光光源部１０Ｘは、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ２においてｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ３において非動作とされ、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ５においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成して出射し、時間区分Ｓ６において非動作とされる。
【００６８】
第２の色光光源部１０Ｙにおいては、第２のレーザ光源１１Ｙの動作は、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ３、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ６において色光Ｙを放射するＯＮ状態とされると共に、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ５においてＯＦＦ状態とされる。一方、第２の位相差板機構１２Ｙは、時間区分Ｓ３〜時間区分Ｓ５において位相差板素子１３Ｙｐが第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｙｓが第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙの光路を通過する。これにより、第２の色光光源部１０Ｙは、時間区分Ｓ１においてｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を出射し、時間区分Ｓ２において非動作とされ、時間区分Ｓ３および区分Ｓ４においてｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ５において非動作とされ、時間区分Ｓ６においてｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射する。
【００６９】
第３の色光光源部１０Ｚにおいては、第３のレーザ光源１１Ｚの動作は、時間区分Ｓ２、時間区分Ｓ３、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６において色光Ｚを放射するＯＮ状態とされると共に、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ４においてＯＦＦ状態とされる。一方、第３の位相差板機構１２Ｚは、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｚｐが第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ２〜時間区分Ｓ４において位相差板素子１３Ｚｓが第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚの光路を通過する。これにより、第３の色光光源部１０Ｚは、時間区分Ｓ１において非動作とされ、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ３においてｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成して出射し、時間区分Ｓ４において非動作とされ、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６においてｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 を形成して出射する。
【００７０】
光分離合成光学機構２０においては、第１の色光光源部１０Ｘよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 が第１の光分離合成部材２１に入射されることにより、当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とが分離されると共に、当該第２分割色光Ｘ2 が第１の光分離合成部材２１から第２の光分離合成部材２６に向かって出射され、位相差板２４によってｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換された後、第２の光分離合成部材２６に入射される。
また、第２の色光光源部１０Ｙよりのｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりのｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 が、色合成部材２５に入射されて合成されることにより、中間合成光Ｇ0 が形成され、この中間合成光Ｇ0 が第２の光分離合成部材２６に入射されることにより、当該中間合成光Ｇ0 がｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 とｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 とに分離されると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 が第２の光分離合成部材２６から第１の光分離合成部材２１に向かって出射され、位相差板２４によってｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換された後、第１の光分離合成部材２１に入射される。
そして、第１の光分離合成部材２１においては、それぞれｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 、第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 が合成されてｓ波の直線偏光による第１の合成光Ｇ1 が形成され出射され、第２の光分離合成部材２６においては、それぞれｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 、第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 が合成されてｓ波の直線偏光による第２の合成光Ｇ2 が形成されて出射される。
【００７１】
光分離合成光学機構２０における第１の光分離合成部材２１から出射された第１の合成光Ｇ1 は、第１の空間変調素子３０に入射される。この第１の空間変調素子３０への入射光（第１の合成光Ｇ1 ）を時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ２における入射光は色光Ｘであり、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ４における入射光は色光Ｙであり、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６における入射光は色光Ｚである。
一方、光分離合成光学機構２０における第２の光分離合成部材２６から出射された第２の合成光Ｇ2 は、位相差板２９によってｓ波の直線偏光からｐ波の直線偏光に変換された後、第２の空間変調素子３５に入射される。この第２の空間変調素子３５への入射光（第２の合成光Ｇ2 ）を時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１における入射光は色光Ｙであり、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ３における入射光は色光Ｚであり、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ５における入射光は色光Ｘであり、時間区分Ｓ６における入射光は色光Ｙである。
【００７２】
そして、第１の空間変調素子３０よりの第１の光画像Ｒ1 および第２の空間変調素子３５よりの第２の光画像Ｒ2 は、光画像合成機構４０おいて合成されることにより、当該光画像合成機構４０から合成光画像Ｐが出射され、合成光画像投射機構５０によって拡大されてスクリーン１に投射される。この合成光画像Ｐを時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ４における色光は、色光Ｘおよび色光Ｙの２つであり、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ５における色光は、色光Ｘおよび色光Ｚの２つであり、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ６における色光は、色光Ｙおよび色光Ｚの２つである。
以上のように、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つの色光が同時に投射される。
【００７３】
また、第１の空間変調素子３０および第２の空間変調素子３５の各々においては、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々について階調数を１２８に設定することができる。
従って、色光Ｘの階調数は、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ２における第１の空間変調素子３０による階調数２５６と、時間区分Ｓ４および時間区分Ｓ５における第２の空間変調素子３５による階調数２５６との合計で５１２となる。
また、色光Ｙの階調数は、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ４における第１の空間変調素子３０による階調数２５６と、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ６における第２の空間変調素子３５による階調数２５６との合計で５１２となる。
また、色光Ｚの階調数は、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６における第１の空間変調素子３０による階調数２５６と、時間区分Ｓ３および時間区分Ｓ３における第２の空間変調素子３５による階調数２５６との合計で５１２となる。
【００７４】
［３つの色光が同時に投射される場合］
図９は、図６に示すプロジェクタ用光源装置について、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの３つの色光が同時に投射される場合における各レーザ光源部の動作、各位相差板機構の動作、各空間変調素子への入射光、および合成光画像の色光の関係の一例を示す図である。この例では、表示すべき画像の一のフレームの投射時間が時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割され、この条件下において、プロジェクタ用光源装置が動作される。
【００７５】
第１の色光光源部１０Ｘにおいては、第１のレーザ光源１１Ｘの動作は、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の全てにおいて色光Ｘを放射するＯＮ状態とされ、一方、第１の位相差板機構１２Ｘは、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ３において位相差板素子１３Ｘｓが第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ４〜時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｘｐが第１のレーザ光源１１Ｘよりの色光Ｘの光路を通過する。これにより、第１の色光光源部１０Ｘは、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ３においてｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ４〜時間区分Ｓ６においてｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 を形成して出射する。
【００７６】
第２の色光光源部１０Ｙにおいては、第２のレーザ光源１１Ｙの動作は、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の全てにおいて色光Ｙを放射するＯＮ状態とされ、一方、第２の位相差板機構１２Ｙは、時間区分Ｓ３〜時間区分Ｓ５において位相差板素子１３Ｙｐが第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ２および時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｙｓが第２のレーザ光源１１Ｙよりの色光Ｙの光路を通過する。これにより、第２の色光光源部１０Ｙは、時間区分Ｓ１および時間区分Ｓ２においてｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射し、時間区分Ｓ３〜時間区分Ｓ５においてｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ６においてｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 を形成して出射する。
【００７７】
第３の色光光源部１０Ｚにおいては、第３のレーザ光源１１Ｚの動作は、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の全てにおいて色光Ｚを放射するＯＮ状態とされ、一方、第３の位相差板機構１２Ｚは、時間区分Ｓ１、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６において位相差板素子１３Ｚｐが第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚの光路を通過すると共に、時間区分Ｓ２〜時間区分Ｓ４において位相差板素子１３Ｚｓが第３のレーザ光源１１Ｚよりの色光Ｚの光路を通過する。これにより、第３の色光光源部１０Ｚは、時間区分Ｓ１においてｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 を形成して出射し、時間区分Ｓ２〜時間区分Ｓ４においてｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 を形成して出射し、時間区分Ｓ５および時間区分Ｓ６においてｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 を形成して出射する。
【００７８】
光分離合成光学機構２０においては、第１の色光光源部１０Ｘよりのｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 およびｐ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 が第１の光分離合成部材２１に入射されることにより、当該第１分割色光Ｘ1 と当該第２分割色光Ｘ2 とが分離されると共に、当該第２分割色光Ｘ2 が第１の光分離合成部材２１から第２の光分離合成部材２６に向かって出射され、位相差板２４によってｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換された後、第２の光分離合成部材２６に入射される。
また、第２の色光光源部１０Ｙよりのｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 、並びに第３の色光光源部１０Ｚよりのｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｚ1 およびｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｚ2 が、色合成部材２５に入射されて合成されることにより、中間合成光Ｇ0 が形成され、この中間合成光Ｇ0 が第２の光分離合成部材２６に入射されることにより、当該中間合成光Ｇ0 がｐ波の直線偏光による第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 とｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 とに分離されると共に、当該第１分割色光Ｙ1 および当該第１分割色光Ｚ1 が第２の光分離合成部材２６から第１の光分離合成部材２１に向かって出射され、位相差板２４によってｐ波の直線偏光からｓ波の直線偏光に変換された後、第１の光分離合成部材２１に入射される。
そして、第１の光分離合成部材２１においては、それぞれｓ波の直線偏光による第１分割色光Ｘ1 、第１分割色光Ｙ1 および第１分割色光Ｚ1 が合成されてｓ波の直線偏光による第１の合成光Ｇ1 が形成され出射され、第２の光分離合成部材２６においては、それぞれｓ波の直線偏光による第２分割色光Ｘ2 、第２分割色光Ｙ2 および第２分割色光Ｚ2 が合成されてｐ波の直線偏光による第２の合成光Ｇ2 が形成されて出射される。
【００７９】
光分離合成光学機構２０における第１の光分離合成部材２１から出射された第１の合成光Ｇ1 は、第１の空間変調素子３０に入射される。この第１の空間変調素子３０への入射光（第１の合成光Ｇ1 ）を時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１における入射光は色光Ｘと色光Ｚとの混光ＸＺであり、時間区分Ｓ２における入射光は色光Ｘであり、時間区分Ｓ３における入射光は色光Ｘと色光Ｙとの混光ＸＹであり、時間区分Ｓ４における入射光は色光Ｙであり、時間区分Ｓ５における入射光は色光Ｙと色光Ｚとの混光ＹＺであり、時間区分Ｓ６における入射光は色光Ｚである。
一方、光分離合成光学機構２０における第２の光分離合成部材２６から出射された第２の合成光Ｇ2 は、位相差板２９によってｓ波の直線偏光からｐ波の直線偏光に変換された後、第２の空間変調素子３５に入射される。この第２の空間変調素子３５への入射光（第２の合成光Ｇ2 ）を時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１における入射光は色光Ｙであり、時間区分Ｓ２における入射光は色光Ｙと色光Ｚとの混光ＹＺであり、時間区分Ｓ３における入射光は色光Ｚであり、時間区分Ｓ４における入射光は色光Ｘと色光Ｚとの混光ＸＺであり、時間区分Ｓ５における入射光は色光Ｘであり、時間区分Ｓ６における入射光は色光Ｘと色光Ｙとの混光ＸＹである。
【００８０】
そして、第１の空間変調素子３０よりの第１の光画像Ｒ1 および第２の空間変調素子３５よりの第２の光画像Ｒ2 は、光画像合成機構４０おいて合成されることにより、当該光画像合成機構４０から合成光画像Ｐが出射され、合成光画像投射機構５０によって拡大されてスクリーン１に投射される。この合成光画像Ｐを時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６に分割すると、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々における色光は、色光Ｚ、色光Ｙおよび色光Ｚの３つである。
以上のように、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの３つの色光が同時に投射される。
【００８１】
また、第１の空間変調素子３０および第２の空間変調素子３５の各々においては、時間区分Ｓ１〜時間区分Ｓ６の各々について階調数を１２８に設定することができる。
従って、色光Ｘの階調数は、時間区分Ｓ２における第１の空間変調素子３０による階調数１２８と、時間区分Ｓ５における第２の空間変調素子３５による階調数１２８との合計で２５６となるが、第１の空間変調素子３０によって、時間区分Ｓ１において混光ＸＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ３において混光ＸＹを階調する（階調数１２８）ことができると共に、第２の空間変調素子３５によって、時間区分Ｓ４において混光ＸＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ６において混光ＸＹを階調する（階調数１２８）ことができるため、色光Ｘの実質的な階調数は７６８となる。
また、色光Ｙの階調数は、時間区分Ｓ４における第１の空間変調素子３０による階調数１２８と、時間区分Ｓ１における第２の空間変調素子３５による階調数１２８との合計で２５６となるが、第１の空間変調素子３０によって、時間区分Ｓ３において混光ＸＹを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ５において混光ＹＺを階調する（階調数１２８）ことができると共に、第２の空間変調素子３５によって、時間区分Ｓ２において混光ＹＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ６において混光ＸＹを階調する（階調数１２８）ことができるため、色光Ｙの実質的な階調数は７６８となる。
また、色光Ｚの階調数は、時間区分Ｓ６における第１の空間変調素子３０による階調数１２８と、時間区分Ｓ３における第２の空間変調素子３５による階調数１２８との合計で２５６となるが、第１の空間変調素子３０によって、時間区分Ｓ１において混光ＸＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ５において混光ＹＺを階調する（階調数１２８）ことができると共に、第２の空間変調素子３５によって、時間区分Ｓ２において混光ＹＺを階調し（階調数１２８）、時間区分Ｓ４において混光ＸＺを階調する（階調数１２８）ことができるため、色光Ｚの実質的な階調数は７６８となる。
【００８２】
上記のプロジェクタ用光源装置によれば、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する６つの時間区分Ｓ１〜Ｓ６の各々において、３つの原色光である色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚのうちの２つ以上の色光が同時に投射可能であるため、高い光の利用効率が得られる。
また、第１の色光光源部１０Ｘ、第２の色光光源部１０Ｙおよび第３の色光光源部１０Ｙの各々において、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚの各々を時間的に２分割し、一方の分割色光の各々を合成して得られる第１の合成光Ｇ1 が第１の空間変調素子３０に入射されると共に、他方の分割色光の各々を合成して得られる第２の合成光Ｇ2 が第２の空間変調素子３５に入射されることにより、第１の空間変調素子３０および第２の空間変調素子３５の各々において各色光の階調を制御することが可能となり、各色光の階調を実質的に増やすことができるので、第１の空間変調素子３０よりの第１の光画像Ｒ1 と第２の空間変調素子３５よりの第２の光画像Ｒ2 とを合成することによって、高い色再現性を有する画像を得ることができる。
【００８３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚは、それぞれ互いに異なる原色光であればよく、色光Ｘが緑色光または青色光、色光Ｙが青色光または赤色光、色光Ｚが赤色光または緑色光であってもよい。
また、表示すべき画像のフレームの各々における時間的に連続する時間区分の数は６つに限定されず、適宜の数を選択することができる。
また、上記の実施の形態においては、色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚを得る手段として、第１のレーザ光源１１Ｘ、第２のレーザ光源１１Ｙおよび第３のレーザ光源１１Ｚの３つのレーザ光源が用いられているが、単一の白色光源からの白色光を例えばダイクロイックミラーなどの分光光学部材によって色光Ｘ、色光Ｙおよび色光Ｚを形成してもよい。
また、第２の実施の形態においては、位相差板２９は、光分離合成光学機構２０における第１の光分離合成部材２１から第１の空間変調素子３０を介して光画像合成機構４０に至る光路および第２の光分離合成部材２６から第２の空間変調素子３５を介して光画像合成機構４０に至る光路のいずれか一方の光路上に配置されていればよく、具体的には、位相差板２６は、第２の空間変調素子３５と光画像合成機構４０との間における第２の合成光Ｇ2 の光路上、第１の光分離合成部材２１と第１の空間変調素子３０との間における第１の合成光Ｇ1 の光路上、または第１の空間変調素子３０と光画像合成機構４０との間における第１の合成光Ｇ1 の光路上に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１      スクリーン
１０Ｘ  第１の色光光源部
１０Ｙ  第２の色光光源部
１０Ｚ  第３の色光光源部
１１Ｘ  第１のレーザ光源
１１Ｙ  第２のレーザ光源
１１Ｚ  第３のレーザ光源
１２Ｘ  第１の位相差板機構
１２Ｙ  第２の位相差板機構
１２Ｚ  第３の位相差板機構
１３Ｘｐ，１３Ｘｓ，１３Ｙｐ，１３Ｙｓ，１３Ｚｐ，１３Ｚｓ  位相差板素子
１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ  回転軸
１５，１６  光反射板
２０  光分離合成光学機構
２１    第１の光分離合成部材
２２，２３  ダイクロイックミラー
２４  位相差板
２５  色合成部材
２６    第２の光分離合成部材
２７，２８  ダイクロイックミラー
２９  位相差板
３０    第１の空間変調素子
３１    光反射板
３５    第２の空間変調素子
４０    光画像合成機構
５０    合成光画像投射機構
８０    プロジェクタ装置
８１    光源ランプ
８２    楕円反射鏡
８３    カラーホイール
８４    ロッドインテグレータ
８５    平板反射鏡
８６    空間変調素子
８７    空間変調素子駆動部
８８    投射レンズ
８３ｂ，８３ｒ，８３ｇ，８３ｗ  フィルタ素子
Ｇ0     中間合成光
Ｇ1     第１の合成光
Ｇ2     第２の合成光
Ｐ      合成光画像
Ｒ1     第１の光画像
Ｒ2     第２の光画像
Ｘ，Ｙ，Ｚ  色光
Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1   第１分割色光
Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2   第２分割色光
【図１】
2012220846.tif 000003
【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】
2012220846.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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