(57)【要約】【課題】光源装置から出射される光の幅の増加を抑制しつつ高輝度化を図る。【解決手段】光源装置１００は、第１および第２ランプ１１０Ａ、１１０Ｂ、ホイール１２１、ホイール１２１を駆動するモータ１２２を含む。ホイール１２１には、第１ランプ１１０Ａの光を透過し導光ユニット２００へ向かわせる透過領域１２５と、第２ランプ１１０Ｂの光を反射し当該光による光路が第１ランプ１１０Ａの光の光路に重なる状態で導光ユニット２００へ向かわせる反射領域１２４とが形成される。制御回路４０は、第１ランプ１１０Ａの出力を許容出力ＰＯを挟んで周期的に増減させ、第２ランプ１１０Ｂの出力を許容出力を挟んで第１ランプ１１０Ａの出力の増減タイミングと反対となるよう周期的に増減させ、さらに、許容出力より高い出力の光が２つのランプ１１０Ａ、１１０Ｂから交互に出射されるようランプ１１０Ａ、１１０Ｂの動作とモータ１２２の動作とを同期させる。【選択図】図６
2013134340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、
前記光源装置から出射された光を、映像信号に基づいて変調する光変調部と、
前記光源装置から出射された光を前記光変調部へ導く導光光学部と、
前記光源装置を制御する制御部と、を備え、
前記光源装置は、
第１の光源および第２の光源と、
前記第１の光源から出射された光を前記導光光学部へ向かわせる第１の状態と、前記第２の光源から出射された第２の光を、当該第２の光による光路が前記第１の光の光路に重なる状態で、前記導光光学部へ向かわせる第２の状態とに切り替え可能な光案内部と、
前記光案内部を、前記第１の状態と前記第２の状態との間で切り替える駆動部と、を含み、
前記制御部は、
前記第１の光源の出力を、前記第１の光源が常時点灯された場合に許容される許容出力を挟んで周期的に増減させるとともに、前記第２の光源の出力を、前記第２の光源が常時点灯された場合に許容される許容出力を挟んで、前記第１の光源の出力の増減タイミングと反対となるように周期的に増減させ、
前記第１の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記光案内部が前記第１の状態とされ、前記第２の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記光案内部が前記第２の状態とされるよう、前記第１の光源および前記第２の光源の動作と前記駆動部の動作とを同期させる、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投写型表示装置において、
前記光案内部は、前記第２の状態において、前記第２の光の中心軸が前記第１の光の中心軸と一致する状態で、前記第２の光を前記導光光学部へ向かわせる、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の投写型表示装置において、
前記制御部は、前記映像信号のフレームレートより高い周波数で、前記光源装置から出射される光が前記第１の光と前記第２の光との間で切り替わるように、前記第１の光源および前記第２の光源を制御する、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の投写型表示装置において、
前記第１の光源および前記第２の光源は、互いの光軸が交差するように配され、
前記光案内部は、前記第１の光を透過する透過領域と、前記第２の光を反射して前記透過領域を透過した前記第１の光と同じ方向に進ませる反射領域とが形成された可動部材を含み、
前記駆動部は、前記可動部材を移動させ、
前記制御部は、前記第１の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記透過領域が前記第１の光源の光軸と前記第２の光源の光軸との交差位置に配され、前記第２の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記反射領域が前記交差位置に配されるよう、前記第１の光源および前記第２の光源の動作と前記駆動部の動作とを同期させる、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の投写型表示装置において、
前記可能部材は、前記反射領域と前記透過領域とが回転方向に形成された回転部材であ
り、
前記駆動部は、前記回転部材を回転させる、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の投写型表示装置において、
前記第１の光源および前記第２の光源は、互いの光軸が交差するように配され、
前記光案内部は、前記第１の光源の光軸と前記第２の光源の光軸との交差位置から外れ、前記第１の光を通過させる開放状態と、前記交差位置に留まり、前記第２の光を反射して前記交差位置を通過した前記第１の光と同じ方向に進ませる閉鎖状態とに切り替え可能な反射部材を含み、
前記駆動部は、前記反射部材を、前記開放状態と前記閉鎖状態との間で切り替え、
前記制御部は、前記第１の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記反射部材が前記開放状態とされ、前記第２の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記反射部材が前記閉鎖状態とされるよう、前記第１の光源および前記第２の光源の動作と前記駆動部の動作とを同期させる、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項７】
光源装置と、
前記光源装置から出射された光を所定の照明対象へ導く導光光学部と、
前記光源装置を制御する制御部と、を備え、
前記光源装置は、
第１の光源および第２の光源と、
前記第１の光源から出射された光を前記導光光学部へ向かわせる第１の状態と、前記第２の光源から出射された第２の光を、当該第２の光による光路が前記第１の光の光路に重なる状態で、前記導光光学部へ向かわせる第２の状態とに切り替え可能な光案内部と、
前記光案内部を、前記第１の状態と前記第２の状態との間で切り替える駆動部と、を含み、
前記制御部は、
前記第１の光源の出力を、前記第１の光源が常時点灯された場合に許容される許容出力を挟んで周期的に増減させるとともに、前記第２の光源の出力を、前記第２の光源が常時点灯された場合に許容される許容出力を挟んで、前記第１の光源の出力の増減タイミングと反対となるように周期的に増減させ、
前記第１の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記光案内部が前記第１の状態とされ、前記第２の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記光案内部が前記第２の状態とされるよう、前記第１の光源および前記第２の光源の動作と前記駆動部の動作とを同期させる、
ことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を変調して被投写面に投写する投写型表示装置に関する。また、本発明は、所定の照明対象を照明する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投写型表示装置（以下、「プロジェクタ」という）において、高輝度化を図るために、複数の光源より構成された光源装置を備える、いわゆる多灯式のプロジェクタが知られている。たとえば、光源装置は、少なくとも２つの光源と、プリズム等の反射部材を含む。各光源から出射された光は、相反する方向から反射部材に入射される。２つの光は、反射部材における各光源に対応する反射面によって、それぞれ反射され、同じ方向に進む。こうして、２つの光により構成された光が、光源装置から出射される（特許文献１参照）。
【０００３】
光源装置から出射された光は、導光光学系により液晶パネル、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等の光変調素子に導かれ、光変調素子により変調された光がスクリーン等の被投写面に投写される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２０００−１９４０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の構成では、各光源から出射された光が、互いに重ならず、並んだ状態で光源装置から出射される。このため、光源装置から出射された光は、その幅が広くなる。
【０００６】
導光光学系は、光源装置から出射された光の強度分布を均一化するために、フライアイインテグレータ、または、ロッドインテグレータを備える。
【０００７】
導光光学系にフライアイインテグレータが用いられた場合、光源装置から出射された光の幅が広いと、フライインテグレータの中央部分だけでなく、幅広い領域に光が照射されることとなる。こうなると、光変調素子へと集まる光の収束角度が大きくなる。光変調素子に液晶パネルが用いられた場合、一般に液晶パネルは入射角度が大きな光に対して偏光回転性能が低下する。このため、これに起因して、スクリーンに投写される画像にコントラストの低下が生じやすい。
【０００８】
また、導光光学系にロッドインテグレータが用いられた場合、ロッドインテグレータには、光が小さく絞られた状態で入射されるが、光源装置から出射された光の幅が広いと、光を小さく絞りにくくなる。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、光源装置から出射される光の幅の増加を抑制しつつ高輝度化を図ることができる投写型表示装置および照明装置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】
【００１０】
本発明の第１の態様に係る投写型表示装置は、光源装置と、前記光源装置から出射された光を、映像信号に基づいて変調する光変調部と、前記光源装置から出射された光を前記
光変調部へ導く導光光学部と、前記光源装置を制御する制御部と、を備える。ここで、前記光源装置は、第１の光源および第２の光源と、前記第１の光源から出射された光を前記導光光学部へ向かわせる第１の状態と、前記第２の光源から出射された第２の光を、当該第２の光による光路が前記第１の光の光路に重なる状態で、前記導光光学部へ向かわせる第２の状態とに切り替え可能な光案内部と、前記光案内部を、前記第１の状態と前記第２の状態との間で切り替える駆動部と、を含む。さらに、前記制御部は、前記第１の光源の出力を、前記第１の光源が常時点灯された場合に許容される許容出力を挟んで周期的に増減させるとともに、前記第２の光源の出力を、前記第２の光源が常時点灯された場合に許容される許容出力を挟んで、前記第１の光源の出力の増減タイミングと反対となるように周期的に増減させ、前記第１の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記光案内部が前記第１の状態とされ、前記第２の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記光案内部が前記第２の状態とされるよう、前記第１の光源および前記第２の光源の動作と前記駆動部の動作とを同期させる。
【００１１】
通常、光源には、劣化や破損を防止する観点から、常時点灯された場合に許容される許容出力が、光源の製造メーカ等により予め定められている。光源が許容出力を超える出力で常時点灯された場合、光源に劣化および破損が生じやすい。しかしながら、比較的短時間であれば、許容出力を超える出力となるよう光源が駆動されても、光源の劣化および破損は生じにくい。
【００１２】
第１の態様に係る投写型表示装置によれば、第１の光および第２の光が、その出力が許容出力より高い状態で交互に光源装置から出射される。よって、１つの光源を常時点灯する場合に比べて、光源装置から出射される光の輝度を高くすることができる。しかも、光源装置からは、第１の光および第２の光の何れかが出射されるので、出射される光の幅が広くならない。
【００１３】
さらに、第１の光の光路と第２の光の光路とが重なるよう構成されているため、導光光学系における光の照射範囲が拡がることが抑えられる。よって、照射範囲の拡がりに起因する画像劣化等の発生を防止できる。
【００１４】
本態様に係る投写型表示装置において、前記光案内部は、前記第２の状態において、前記第２の光の中心軸が前記第１の光の中心軸と一致する状態で、前記第２の光を前記導光光学部へ向かわせるような構成とされ得る。
【００１５】
このような構成とすれば、第１の光が照射される場合と第２の光が照射される場合とで、導光光学系に照射される光の中心位置がずれるのを抑えることができる。よって、中心位置のずれに起因する画像劣化等の発生を防止できる。
【００１６】
本態様に係る投写型表示装置において、前記制御部は、前記映像信号のフレームレートより高い周波数で、前記光源装置から出射される光が前記第１の光と前記第２の光との間で切り替わるように、前記第１の光源および前記第２の光源を制御するような構成とされ得る。
【００１７】
このような構成とすれば、第１の光と第２の光との間の切り替わりが映像のフレームの切り替わりより速いため、第１の光と第２の光との間の切り替わりに起因して投写される映像にフリッカーが発生することを抑制できる。
【００１８】
本態様に係る投写型表示装置において、前記第１の光源および前記第２の光源は、互いの光軸が交差するように配され得る。この場合、前記光案内部は、前記第１の光を透過する透過領域と、前記第２の光を反射して前記透過領域を透過した前記第１の光と同じ方向
に進ませる反射領域とが形成された可動部材を含む構成とされ、前記駆動部は、前記可動部材を移動させる構成とされる。さらに、前記制御部は、前記第１の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記透過領域が前記第１の光源の光軸と前記第２の光源の光軸との交差位置に配され、前記第２の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記反射領域が前記交差位置に配されるよう、前記第１の光源および前記第２の光源の動作と前記駆動部の動作とを同期させる構成とされる。
【００１９】
たとえば、前記可能部材は、前記反射領域と前記透過領域とが回転方向に形成された回転部材とされる。この場合、前記駆動部は、前記回転部材を回転させる。
【００２０】
このような構成とすれば、許容出力を超える第１の光が、可動部材の透過領域を透過して導光光学部へ入射し、許容出力を超える第２の光が、可動部材の反射領域で反射されて導光光学部へ入射する。これにより、光源装置から出射される光の幅が広くなることを抑制しつつ、１つの光源を常時点灯するよりも輝度の高い光を光源装置から連続的に出射させることができる。
【００２１】
本態様に係る投写型表示装置において、前記第１の光源および前記第２の光源は、互いの光軸が交差するように配され得る。この場合、前記光案内部は、前記第１の光源の光軸と前記第２の光源の光軸との交差位置から外れ、前記第１の光を通過させる開放状態と、前記交差位置に留まり、前記第２の光を反射して前記交差位置を通過した前記第１の光と同じ方向に進ませる閉鎖状態とに切り替え可能な反射部材を含む構成とされ、前記駆動部は、前記反射部材を、前記開放状態と前記閉鎖状態との間で切り替える構成とされる。さらに、前記制御部は、前記第１の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記反射部材が前記開放状態とされ、前記第２の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記反射部材が前記閉鎖状態とされるよう、前記第１の光源および前記第２の光源の動作と前記駆動部の動作とを同期させる構成とされる。
【００２２】
このような構成とすれば、許容出力を超える第１の光が、２つの光軸の交差位置を通過して導光光学部へ入射し、許容出力を超える第２の光が、交差位置において反射部材で反射されて導光光学部へ入射する。これにより、光源装置から出射される光の幅が広くなることを抑制しつつ、１つの光源を常時点灯するよりも輝度の高い光を光源装置から連続的に出射させることができる。
【００２３】
本発明の第２の態様に係る照明装置は、光源装置と、前記光源装置から出射された光を所定の照明対象へ導く導光光学部と、前記光源装置を制御する制御部と、を備える。ここで、前記光源装置は、第１の光源および第２の光源と、前記第１の光源から出射された光を前記導光光学部へ向かわせる第１の状態と、前記第２の光源から出射された第２の光を、当該第２の光による光路が前記第１の光の光路に重なる状態で、前記導光光学部へ向かわせる第２の状態とに切り替え可能な光案内部と、前記光案内部を、前記第１の状態と前記第２の状態との間で切り替える駆動部と、を含む。さらに、前記制御部は、前記第１の光源の出力を、前記第１の光源が常時点灯された場合に許容される許容出力を挟んで周期的に増減させるとともに、前記第２の光源の出力を、前記第２の光源が常時点灯された場合に許容される許容出力を挟んで、前記第１の光源の出力の増減タイミングと反対となるように周期的に増減させ、前記第１の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記光案内部が前記第１の状態とされ、前記第２の光源の出力が前記許容出力を超えるタイミングにおいて前記光案内部が前記第２の状態とされるよう、前記第１の光源および前記第２の光源の動作と前記駆動部の動作とを同期させる。
【００２４】
本態様に係る照明装置によれば、第１の態様と同様な作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のとおり、本発明によれば、光源装置から出射される光の幅の増加を抑制しつつ高輝度化を図ることができる投写型表示装置および照明装置を提供することができる。
【００２６】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施の形態に係る、プロジェクタの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る、光学エンジンの構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係る、光源装置の構成を示す図である。
【図４】実施の形態に係る、光源装置を駆動するための構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態に係る、光源装置の駆動について説明するためのタイムチャートである。
【図６】実施の形態に係る、制御回路により同期制御が行われたときの光源装置の動作について説明するための図である。
【図７】変更例に係る、光源装置の構成を示す図である。
【図８】変更例に係る、光源装置の駆動について説明するためのタイムチャートである。
【図９】その他の変更例に係る、光源装置の構成を示す図である。
【図１０】その他の変更例に係る、光源装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。
【００２９】
図１は、プロジェクタ１の構成を示す図である。同図を参照して、プロジェクタ１は、筺体となる、略直方体形状のキャビネット１０を備えている。キャビネット１０には、前面左側に投写窓１０１が形成されており、前面右側および右側面にキャビネット１０内部から排気を行うための排気口１０２、１０３がそれぞれ形成されている。また、キャビネット１０の上面には、操作部１０４が設けられている。操作部１０４には、複数の操作キーが配されている。
【００３０】
キャビネット１０の内部には、光学エンジン２０および投写レンズユニット３０が配されている。光学エンジン２０は、映像信号に基づいて変調された映像光を生成する。光学エンジン２０には、投写レンズユニット３０が装着されており、投写レンズユニット３０の前端部が、投写窓１０１から前方に露出している。投写レンズユニット３０は、光学エンジン２０で生成された映像光を、プロジェクタ１の前方に配されたスクリーンに拡大投写する。
【００３１】
図２は、光学エンジン２０の構成を示す図である。
【００３２】
光学エンジン２０は、光源装置１００と、導光ユニット２００と、表示ユニット３００とを備える。光源装置１００から出射された光は、導光ユニット２００により表示ユニット３００に導かれ、表示ユニット３００により変調される。
【００３３】
導光ユニット２００は、フライアイインテグレータ２０１と、ＰＢＳアレイ２０２と、４つのコンデンサレンズ２０３、２０４、２０５、２０６と、２つのダイクロイックミラー２０７、２０８と、３つの反射ミラー２０９、２１０、２１１と、リレーレンズ２１２
とを含む。表示ユニット３００は、３つの液晶パネル３０１、３０２、３０３と、ダイクロイックプリズム３０４とを含む。
【００３４】
光源装置１００からは白色光が出射される。出射された白色光は、フライアイインテグレータ２０１、ＰＢＳアレイ２０２、コンデンサレンズ２０３を通過する。フライアイインテグレータ２０１は一対のフライアイレンズ２０１ａ、２０１ｂからなり、各フライアイレンズ２０１ａ、２０１ｂは蠅の目状に配列された多数の小レンズから構成されている。フライアイインテグレータ２０１に入射した光は、これら小レンズによって分割される。分割された各光は、コンデンサレンズ２０３により液晶パネル（後述する）に重畳される。これにより、液晶パネルに照射される光の強度分布が均一化される。また、フライアイインテグレータ２０１により分割された各光は、ＰＢＳアレイ２０２によって偏光方向が一方向に揃えられる。
【００３５】
コンデンサレンズ２０３を通過した光は、ダイクロイックミラー２０７に入射する。ダイクロイックミラー２０７は、入射した光のうち、赤色波長帯の光（以下、「Ｒ光」という）と緑色波長帯（以下、「Ｇ光」という）を透過し、青色波長帯（以下、「Ｂ光」という）を反射する。
【００３６】
ダイクロイックミラー２０７を透過したＲ光およびＧ光は、ダイクロイックミラー２０８に入射する。ダイクロイックミラー２０８は、Ｒ光を透過しＧ光を反射する。
【００３７】
ダイクロイックミラー２０８を透過したＲ光は、リレーレンズ２１２および反射ミラー２０９、２１０によってコンデンサレンズ２０４に導かれ、コンデンサレンズ２０４を通過して液晶パネル３０１に照射される。液晶パネル３０１は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。なお、液晶パネル３０１の入射側には、図示しない入射側偏光板が配されており、入射側偏光板を介して液晶パネル３０１にＲ光が照射される。また、液晶パネル３０１の出射側には図示しない出射側偏光板が配されており、液晶パネル３０１から出射されたＲ光が出射側偏光板に入射する。
【００３８】
ダイクロイックミラー２０８で反射されたＧ光は、コンデンサレンズ２０５を通過して液晶パネル３０２に照射される。液晶パネル３０２は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。なお、液晶パネル３０２の入射側には、図示しない入射側偏光板が配されており、入射側偏光板を介して液晶パネル３０２にＧ光が照射される。また、液晶パネル３０２の出射側には図示しない出射側偏光板が配されており、液晶パネル３０２から出射されたＧ光が出射側偏光板に入射する。
【００３９】
ダイクロイックミラー２０７で反射されたＢ光は、反射ミラー２１１によってコンデンサレンズ２０６に導かれ、コンデンサレンズ２０６を通過して液晶パネル３０３に照射される。液晶パネル３０３は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。なお、液晶パネル３０３の入射側には、図示しない入射側偏光板が配されており、入射側偏光板を介して液晶パネル３０３にＢ光が照射される。また、液晶パネル３０３の出射側には図示しない出射側偏光板が配されており、液晶パネル３０３から出射されたＢ光が出射側偏光板に入射する。
【００４０】
液晶パネル３０１、３０２、３０３によって変調され、出射側偏光板から出射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、ダイクロイックプリズム３０４に入射する。ダイクロイックプリズム３０４は、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光のうち、Ｒ光とＢ光を反射するとともにＧ光を透過し、これにより、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を色合成する。こうして、色合成された映像光が、ダイクロイックプリズム３０４から投写レンズユニット３０に向けて出射される。
【００４１】
なお、光学エンジン２０を構成する光変調素子としては、上記透過型の液晶パネル３０１、３０２、３０３の他、反射型の液晶パネルや、ＭＥＭＳデバイスを用いることもできる。また、光学エンジン２０は、上記のように３つの光変調素子を備えた３板式の光学系ではなく、たとえば、１つの光変調素子とカラーホイールを用いた単板式の光学系により構成することもできる。さらに、光変調素子に照射される光の強度分布を均一化するための光学素子として、ロッドインテグレータを用いることもできる。
【００４２】
光源装置１００の構成について、以下、詳細に説明する。
【００４３】
図３は、光源装置１００の構成を示す図である。図３（ａ）は、光源装置１００の平面図であり、図３（ｂ）は、ホイールユニット１２０の斜視図である。
【００４４】
光源装置１００は、第１ランプ１１０Ａと、第２ランプ１１０Ｂと、ホイールユニット１２０とを備えている。
【００４５】
第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂは、ともに、白色光を発する発光体１１１と、発光体１１１から発せられた光を反射するリフレクター１１２とを備えている。発光体１１１には、たとえば、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等、放電式ランプが用いられる。第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂは、互いの光軸Ｌ１、Ｌ２がほぼ直交するように配されている。
【００４６】
ホイールユニット１２０は、円盤状のホイール１２１と、ホイール１２１を回転させるためのモータ１２２と、位置センサ１２３を備えている。
【００４７】
ホイール１２１は、ガラス等の透明な材料で形成されている。ホイール１２１には、回転方向に２つの反射領域１２４と２つの透過領域１２５とが交互に形成されている。これら反射領域１２４および透過領域１２５は、ともに、９０度の角度範囲で設けられている。
【００４８】
たとえば、ホイール１２１の表面に、アルミニウム等、反射特性に優れた材料からなる反射膜を形成することにより、反射領域１２４が形成される。反射領域１２４は、白色光をほぼ全反射させる。一方、透過領域１２５は、反射膜等が形成されず透明な状態の領域である。透過領域１２５は、白色光をほぼ全透過させる。
【００４９】
ホイール１２１の中心部には、ハブ１２６が設けられている。モータ１２２の回転軸がハブ１２６に取り付けられる。ホイール１２１の外周端には、反射領域１２４と透過領域１２５との境界位置にマーカー１２７が配されている。マーカー１２７は、ホイール１２１の回転基準位置を決めるためのものである。
【００５０】
位置センサ１２３は、ホイール１２１が１回転する度に、マーカー１２７が回転基準位置に到来したタイミングで、インデックス信号を出力する。
【００５１】
ホイールユニット１２０は、ホイール１２１（ホイール１２１の表面）が、第２ランプ１１０Ｂの光軸Ｌ２に対して４５度の角度を有する状態で光軸Ｌ１と光軸Ｌ２との交差位置に位置するように、光源装置１００内に配されている。
【００５２】
図４は、光源装置１００を駆動するための構成を示すブロック図である。
【００５３】
図４に示すように、位置センサ１２３、モータ１２２、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂは、制御回路４０に接続されている。制御回路４０は、ＣＰＵ、メモリ、
映像信号処理回路、モータ駆動回路、ランプ駆動回路等を備えている。制御回路４０は、位置センサ１２３からのインデックス信号等に基づいて、モータ１２２、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂを駆動する。なお、図示されていないが、液晶パネル３０１、３０２、３０３も、制御回路４０に接続される。
【００５４】
図５は、光源装置１００の駆動について説明するためのタイムチャートである。
【００５５】
図５に示すように、制御回路４０は、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂの出力が、許容出力ＰＯより高い出力（以下、「高出力」という）ＰＨと、許容出力ＰＯより低い出力（以下、「低出力」という）ＰＬとの間で周期的に増減するように、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ａを駆動する。第１ランプ１１０Ａと第２ランプ１１０Ｂとの駆動タイミングは、半周期分ずらされており、第１ランプ１１０Ａが高出力ＰＨの状態にあるとき、第２ランプ１１０Ｂは低出力ＰＬの状態となる。高出力ＰＨは、許容出力ＰＯの約１．５倍〜２倍の値に設定される。低出力ＰＬは、ゼロに近い、小さな値に設定される。低出力ＰＬが、ゼロに設定されることにより、各ランプ１１０Ａ、１１０Ｂが停止されても良い。
【００５６】
許容出力ＰＯは、ランプの劣化や破損を防止する観点から、ランプを常時させた場合に許容される出力であり、ランプの製造メーカ等により予め定められている。ランプが許容出力ＰＯを超える出力で常時点灯された場合、ランプに劣化および破損が生じやすい。しかしながら、比較的短時間であれば、許容出力ＰＯを超える出力となるようランプが駆動されても、ランプの劣化および破損は生じにくい。
【００５７】
本実施の形態では、ランプの劣化や破損を防止する観点から、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂの駆動周波数が、数十Ｈｚ〜数百Ｈｚに設定されている。さらに、本実施の形態では、映像信号のフレームレートより高い周波数で、光源装置１００から出射される光が第１ランプ１１０Ａからの光と第２ランプ１１０Ｂからの光との間で切り替わるように、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂの駆動周波数が設定されている。
【００５８】
制御回路４０は、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂの出力の増減が２回行われる間にホイール１２１が１回転するよう、モータ１２２を回転させる。さらに、制御回路４０は、位置センサ１２３からのインデックス信号を用いて、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂの動作とモータ１２２の動作とを同期させる同期制御を行う。即ち、制御回路４０は、第１ランプ１１０Ａが高出力ＰＨの状態にある期間、ホイール１２１の透過領域１２５が光軸Ｌ１と光軸Ｌ２との交差位置を通過し、第２ランプ１１０Ｂが高出力ＰＨの状態にある期間、ホイール１２１の反射領域１２４が光軸Ｌ１と光軸Ｌ２との交差位置を通過するよう、同期制御を行う。
【００５９】
図６は、制御回路４０により同期制御が行われたときの光源装置１００の動作について説明するための図である。図６（ａ）は、第１ランプ１１０Ａの光が光源装置１００から出射される様子を示す図である。図６（ｂ）は、第２ランプ１１０Ｂの光が光源装置１００から出射される様子を示す図である。
【００６０】
図６（ａ）に示すように、第１ランプ１１０Ａから出射された、高出力ＰＨの状態の光（矢印で示す）は、ホイール１２１の透過領域１２５に入射する。入射した光は、透過領域１２５を透過し、光源装置１００から出射されて、フライアイインテグレータ２０１のフライアイレンズ２０１ａに照射される。このとき、フライアイレンズ２０１ａに照射される光のスポットＳ１の中心が、フライアイレンズ２０１ａの中心に一致する。なお、第２ランプ１１０Ｂから出射された、低出力ＰＬの状態の光（図示せず）は、透過領域１２
５を透過し、光源装置１００内で吸収される。
【００６１】
図６（ｂ）に示すように、第２ランプ１１０Ｂから出射された、高出力ＰＨの状態の光（矢印で示す）は、ホイール１２１の反射領域１２４に入射する。入射した光は、反射領域１２４によりほぼ直角に反射され、光源装置１００から出射されて、フライアイインテグレータ２０１のフライアイレンズ２０１ａに照射される。このとき、光源装置１００から出射される第２ランプ１１０Ｂの光の中心軸は、第１ランプ１１０Ａの光の中心軸と一致する。このため、第２ランプ１１０Ｂからの光による光路が第１ランプ１１０Ａからの光の光路に完全に重なる。よって、フライアイレンズ２０１ａに照射される光のスポットＳ２の中心も、フライアイレンズ２０１ａの中心に一致する。即ち、第１ランプ１１０Ａの光と第２ランプ１１０Ｂの光は、フライアイレンズ２０１ａの同じ位置に照射される。なお、第１ランプ１１０Ａから出射された、低出力ＰＬの状態の光（図示せず）は、反射領域１２４で反射され、光源装置１００内で吸収される。
【００６２】
こうして、第１ランプ１１０Ａからの高出力ＰＨの状態の光と第２ランプ１１０Ｂからの高出力ＰＨの状態の光とが交互に光源装置１００から出射される。
【００６３】
このように、本実施の形態によれば、光源装置１００から、１つのランプを常時点灯させる場合の許容出力ＰＯよりも高い出力の光が連続的に出射されるので、光源装置１００の輝度を高めることができる。しかも、光源装置１００からは、第１ランプ１１０Ａの光および第２ランプ１１０Ｂの光の何れか１つが出射されるので、出射される光の幅が広くならない。
【００６４】
さらに、本実施の形態によれば、第１ランプ１１０Ａの光の光路と第２ランプ１１０Ｂの光の光路とが重なるよう構成されているため、フライアイインテグレータ２０１（導光ユニット２００）における光の照射範囲が拡がることが抑えられる。よって、照射範囲の拡がりに起因する画像劣化等の発生を防止できる。
【００６５】
さらに、本実施の形態によれば、光源装置１００から出射される第２ランプ１１０Ｂの光の中心軸は、第１ランプ１１０Ａの光の中心軸と一致するよう構成されている。これにより、第１ランプ１１０Ａの光が照射される場合と第２ランプ１１０Ｂの光が照射される場合とで、フライアイインテグレータ２０１に照射される光の中心位置がずれるのを抑えることができる。よって、中心位置のずれに起因する画像劣化等の発生を防止できる。
【００６６】
さらに、本実施の形態によれば、第１ランプ１１０Ａの光と第２ランプ１１０Ｂの光との間の切り替わりが映像のフレームの切り替わりより速いため、これら光の切り替わりに起因して、投写される映像にフリッカーが発生することを抑制できる。
【００６７】
＜変更例＞
図７は、変更例に係る、光源装置１００の構成を示す図である。図７（ａ）は、一対のブレード１３１、１３２が開放した状態を示し、図７（ｂ）は、一対のブレード１３１、１３２が閉鎖した状態を示す。
【００６８】
上記実施の形態では、光源装置１００から出射される光を、第１ランプ１１０Ａの光と第２ランプ１１０Ｂの光との間で切り替えるための機構として、光源装置１００に、ホイールユニット１２０が設けられた。本変更例では、ホイールユニット１２０に替えて、光切替ユニット１３０が、光源装置１００に用いられる。
【００６９】
図７を参照して、光切替ユニット１３０は、一対のブレード１３１、１３２を備える。一対のブレード１３１、１３２は、閉鎖状態と開放状態とに切り替えられる。図７（ｂ）
に示すように、閉鎖状態では、２つのブレード１３１、１３２の先端部同士が接し、２つのブレード１３１、１３２が一直線の状態となる。一直線の状態となったブレード１３１、１３２は、第２ランプ１１０Ｂの光軸Ｌ１に対して４５度の角度を有する。各ブレード１３１、１３２における、閉鎖状態において第２ランプ１１０Ｂに向く面には、反射面を構成するため、アルミニウム等、反射特性に優れた材料からなる反射膜が形成されている。一方、図７（ａ）に示すように、開放状態では、各ブレード１３１、１３２が第１ランプ１１０Ａの光軸Ｌ１に平行な状態となる。
【００７０】
各ブレード１３１、１３２の基端部は、それぞれ、ギアホイール１３３、１３４に固定されている。各ギアホイール１３３、１３４は、固定プレート１３５に回転可能に取り付けられている。固定プレート１３５上には、可動プレート１３６が配されている。可動プレート１３６は、固定プレート１３５に設けられた２つのガイド部１３７、１３８よってカイドされ、固定プレート１３５に沿って移動する。可動プレート１３６には、各ギアホイール１３３、１３４に、それぞれ、噛み合うラックギア部１３６ａ、１３６ｂが形成されている。
【００７１】
固定プレート１３５上には、可動プレート１３６を駆動するためのボイスコイルモータ１３９が配されている。ボイスコイルモータ１３９は、前後に移動するプランジャー１３９ａを備える。プランジャー１３９ａが可動プレート１３６に固定されている。
【００７２】
図７（ａ）に示すように、一対のブレード１３１、１３２が開放状態にあるときには、ボイスコイルモータ１３９のプランジャー１３９ａが前方に突き出している。この状態からプランジャー１３９ａが後方（光源装置１００の後側）に移動すると、可動プレート１３６が後方に移動する。これにより、各ギアホイール１３３、１３４が右回りに回転する。これに伴い、各ブレード１３１、１３２が右回りに回転し、図７（ｂ）に示すように、一対のブレード１３１、１３２が閉鎖状態となる。
【００７３】
反対に、一対のブレード１３１、１３２が閉鎖状態にあるときに、プランジャー１３９ａが前方（光源装置１００の前側）に移動すると、可動プレート１３６が前方に移動する。これにより、各ブレード１３１、１３２が左回りに回転し、図７（ａ）に示すように、一対のブレード１３１、１３２が開放状態となる。
【００７４】
本変更例では、図４に示す制御回路４０に、モータ１２２および位置センサ１２３に替えて、ボイスコイルモータ１３９が接続される。
【００７５】
図８は、変更例に係る、光源装置１００の駆動について説明するためのタイムチャートである。
【００７６】
本変更例では、制御回路４０は、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂの動作とボイスコイルモータ１３９の動作とを同期させる同期制御を行う。即ち、制御回路４０は、第１ランプ１１０Ａが高出力ＰＨの状態にある期間、一対のブレード１３１、１３２が開放状態となり、第２ランプ１１０Ｂが高出力ＰＨの状態にある期間、一対のブレード１３１、１３２が閉鎖状態となるよう、同期制御を行う。
【００７７】
図７（ａ）に示すように、第１ランプ１１０Ａから高出力ＰＨの状態の光（矢印で示す）が出射されるとき、一対のブレード１３１、１３２は開放状態にある。よって、光は、一対のブレード１３１、１３２に遮られることなく進み、光源装置１００から出射される。なお、第２ランプ１１０Ｂから出射された、低出力ＰＬの状態の光（図示せず）は、一対のブレード１３１、１３２よって遮られ、光源装置１００内で吸収される。
【００７８】
図７（ｂ）に示すように、第２ランプ１１０Ｂから高出力ＰＨの状態の光（矢印で示す）が出射されるとき、一対のブレード１３１、１３２は閉鎖状態にある。光は、一対のブレード１３１、１３２の反射面によりほぼ直角に反射され、光源装置１００から出射される。
【００７９】
こうして、第１ランプ１１０Ａからの高出力ＰＨの状態の光と第２ランプ１１０Ｂからの高出力ＰＨの状態の光とが交互に光源装置１００から出射される。これにより、光源装置１００からは、１つのランプを常時点灯させる場合の許容出力ＰＯよりも高い出力の光が、即ち高輝度の光が連続的に出射される。
【００８０】
以上、本変更例の構成によっても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００８１】
＜その他＞
以上のとおり、本実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も、上記実施の形態以外に、種々の変更が可能である。
【００８２】
たとえば、上記実施の形態では、光源装置１００にランプ光源が用いられている。しかしながら、これに限らず、光源装置１００に、ＬＥＤ光源、レーザ光源等の固体光源が用いられても良い。
【００８３】
さらに、上記実施の形態では、ホイールユニット１２０のホイール１２１に反射領域１２４および透過領域１２５が、それぞれ２つずつ形成されている。しかしながら、これに限らず、ホイール１２１に反射領域１２４および透過領域１２５が、それぞれ１つずつ形成されても良いし、３つ以上ずつ形成されても良い。
【００８４】
さらに、上記実施の形態では、反射領域１２４と透過領域１２５とがホイール１２１に形成され、ホイール１２１が回転することにより、光軸Ｌ１と光軸Ｌ２との交差位置に反射領域１２４と透過領域１２５とが交互に配される構成とされている。しかしながら、これに限らず、たとえば、反射領域１２４と透過領域１２５とが、直線的に移動可能なプレートに形成され、プレートを移動させることにより、光軸Ｌ１と光軸Ｌ２との交差位置に反射領域１２４と透過領域１２５とが交互に配される構成とされても良い。
【００８５】
さらに、上記変更例では、光切替ユニット１３０の可動プレート１３６が、ボイスコイルモータ１３９により駆動される。しかしながら、これに替えて、たとえば、図９に示すように、可動プレート１３６が、カム機構により駆動さても良い。
【００８６】
図９を参照して、可動プレート１３６には、長方形状の開口部１３６ｃが形成されている。可動プレート１３６の下方に円盤状のホイールカム１４０が配される。ホイールカム１４０の直径は、開口部１３６ｃの長手方向の幅Ｄ１より小さく、短手方向の幅Ｄ２より大きい。ホイールカム１４０の外周部には突起部１４０ａが形成されており、突起部１４０ａが開口部１３６ｃ内に挿入されている。ホイールカム１４０は、モータ１４１により回転される。
【００８７】
図９（ａ）に示すように、突起部１４０ａが上死点位置あるときには、可動プレート１３６は、光源装置１００の前側に移動されており、図７（ｂ）と同様、一対のブレード１３１、１３２は閉鎖状態にある。ホイールカム１４０が回転し、突起部１４０ａが、開口部１３６ｃの後辺に当接するまで、閉鎖状態が維持される。図９（ｂ）に示すように、突起部１４０ａが開口部１３６ｃの後辺に当接し、可動プレート１３６を後方に移動させ、
図９（ｃ）に示すように、突起部１４０ａが下死点位置に到達すると、図７（ａ）と同様、一対のブレード１３１、１３２は開放状態となる。ホイールカム１４０が回転し、突起部１４０ａが、開口部１３６ｃの前辺に当接するまで、開放状態が維持される。図９（ｄ）に示すように、突起部１４０ａが開口部１３６ｃの前辺に当接し、可動プレート１３６を前方に移動させ、図９（ａ）に示すように、突起部１４０ａが上死点位置に到達すると、一対のブレード１３１、１３２は、再び開放状態となる。
【００８８】
図９（ｂ）に示すように、可動プレート１３６の往復ピッチＰは、ホイールカム１４０の半径Ｒ、突起部１４０ａが上死点から９０度の回転した位置から開口部１３６ｃの下辺に至るまでの回転角度θを用いて表すと、Ｐ＝Ｒ（１−ｓｉｎθ）となる。たとえば、往復ピッチＰが５ｍｍ、回転角度θが６０度に設定された場合、ホイールカム１４０の半径は７４．６ｍｍとなる。この場合、突起部１４０ａが上死点位置から１５０度回転する期間、第２ランプ１１０Ｂが高出力ＰＨの状態とされ、突起部１４０ａが下死点位置から１５０度回転する期間、第１ランプ１１０Ａが高出力ＰＨの状態されるよう、制御回路４０により同期制御が行われれば、第１ランプ１１０Ａおよび第２ランプ１１０Ｂから出射された高出力ＰＨの状態の光を、光源装置１００からロスなく出射させることができる。
【００８９】
さらに、上記変更例では、光切替ユニット１３０が一対のブレード１３１、１３２により構成されている。しかしながら、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、光切替ユニット１３０が、１つのブレード１５０により構成されても良い。この場合、１つのブレード１５０が回動することにより、光源装置１００から出射される光が、第１ランプ１１０Ａの光と第２ランプ１１０Ｂの光との間で切り替えられる。
【００９０】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９１】
２０  光学エンジン
１００  光源装置
１１０Ａ  第１ランプ（第１の光源）
１１０Ｂ  第２ランプ（第２の光源）
１２０  ホイールユニット
１２１  ホイール（光案内部、可動部材、回転部材）
１２２  モータ（駆動部）
１２４  反射領域
１２５  透過領域
１３０  光切替ユニット
１３１、１３２  ブレード（光案内部、反射部材）
１３３、１３４  ギアホイール（駆動部）
１３６  可動プレート（駆動部）
１３９  ボイスコイルモータ（駆動部）
１４０  ホイールカム（駆動部）
１４１  モータ（駆動部）
１５０  ブレード（光案内部、反射部材）
２００  導光ユニット（導光光学部）
３００  表示ユニット（光変調部）
４０  制御回路（制御部）
【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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