投写型映像表示装置
【課題】広いスペクトル幅を有する発光体を用いる場合であっても、色再現範囲の拡大を図ることを可能とする投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】投写型映像表示装置１００は、励起光を出射する励起光源（光源１０Ｂ１）及び所定色成分光を出射する固体光源（光源１０Ｂ２又は光源１０Ｒ）を有する光源ユニット１０と、カラーホイール２０と、複数のＤＭＤ４０と、投写ユニット５０とを備える。カラーホイール２０は、励起光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面２１を有する。分離光学素子（プリズム２２０又はプリズム２３０）は、発光光のうち、所定波長を有する主成分光を第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）に至る第１光路に分離するとともに、発光光のうち、主成分光以外の残成分光を（ＤＭＤ４０Ｂ又はＤＭＤ４０Ｒ）に至る第２光路に分離する。
【解決手段】投写型映像表示装置１００は、励起光を出射する励起光源（光源１０Ｂ１）及び所定色成分光を出射する固体光源（光源１０Ｂ２又は光源１０Ｒ）を有する光源ユニット１０と、カラーホイール２０と、複数のＤＭＤ４０と、投写ユニット５０とを備える。カラーホイール２０は、励起光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面２１を有する。分離光学素子（プリズム２２０又はプリズム２３０）は、発光光のうち、所定波長を有する主成分光を第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）に至る第１光路に分離するとともに、発光光のうち、主成分光以外の残成分光を（ＤＭＤ４０Ｂ又はＤＭＤ４０Ｒ）に至る第２光路に分離する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を出射する光源と、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体とを備える投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。
【０００３】
ここで、光源から出射される光を励起光として、赤成分光、緑成分光、青成分光などの基準映像光（以下、発光光）発光する発光体を有する投写型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、各色成分光を発光する複数種類の発光体がカラーホイールに設けられており、カラーホイールの回転によって、各色成分光が時分割で出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８５７４０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、発光効率が高い蛍光体などの発光体は、一般的に、広いスペクトル幅を有するものが多い。言い換えると、発光体から発光する発光光の色純度は低い。従って、発光光を用いて表現可能な色再現範囲が狭まってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、広いスペクトル幅を有する発光体を用いる場合であっても、色再現範囲の拡大を図ることを可能とする投写型映像表示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】
【０００７】
第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、励起光を出射する励起光源（光源１０Ｂ１）を有する光源ユニット（光源ユニット１０）と、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体（カラーホイール２０）と、前記光源ユニットから出射される光を変調する複数の光変調素子（ＤＭＤ４０）と、前記複数の光変調素子によって変調される光を投写する投写ユニット（投写ユニット５０）とを備える。前記回転体は、前記励起光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面（回転面２１）を有する。前記光源ユニットは、前記励起光源に加えて、所定色成分光を出射する固体光源（光源１０Ｂ２又は光源１０Ｒ）を有する。前記複数の光変調素子は、前記発光光を変調する第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）と、前記所定色成分光を変調する第２光変調素子（ＤＭＤ４０Ｂ又はＤＭＤ４０Ｒ）とを含む。前記光源ユニットから前記第１光変調素子に至る第１光路及び前記光源ユニットから前記第２光変調素子に至る第２光路は、互いに共通する共通光路を有する。前記共通光路には、前記所定色成分光を前記第２光路に分離する分離光学素子（プリズム２２０又はプリズム２３０）が設けられる。前記分離光学素子は、前記発光光のうち、所定波長を有する主成分光を前記第１光路に分離するとともに、前記発光光のうち、前記主成分光以外の残成分光を前記第２光路に分離する。
【０００８】
第１の特徴において、前記発光光は、緑成分光を前記主成分光として有する光である。前記所定色成分光は、赤成分光又は青成分光である。
【０００９】
第１の特徴において、前記発光光は、緑成分光を前記主成分光として有する光である。前記所定色成分光は、赤成分光及び青成分光である。前記青成分光のピーク波長は、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲である。前記緑成分光のうち、前記主成分光のピーク波長は、５００ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲である。前記緑成分光のうち、前記主成分光のスペクトル幅は、半値全幅で９０〜１３０ｎｍである。前記赤成分光のピーク波長は、６３０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲である。
【００１０】
第１の特徴において、前記励起光源の発光期間は、前記固体光源の発光期間と異なる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、広いスペクトル幅を有する発光体を用いる場合であっても、色再現範囲の拡大を図ることを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るカラーホイール２０を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る各色成分光の波長帯を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る各色成分光の重畳を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る色再現範囲を示す図である。
【図６】図６は、変更例１に係るカラーホイール２０を示す図である。
【図７】図７は、変更例１に係る各色成分光の重畳を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１４】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
［実施形態の概要］
実施形態に係る投写型映像表示装置は、励起光を出射する励起光源を有する光源ユニットと、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体と、前記光源ユニットから出射される光を変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子によって変調される光を投写する投写ユニットとを備える。前記回転体は、前記励起光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面を有する。前記光源ユニットは、前記励起光源に加えて、所定色成分光を出射する固体光源を有する。前記複数の光変調素子は、前記発光光を変調する第１光変調素子と、前記所定色成分光を変調する第２光変調素子とを含む。前記光源ユニットから前記第１光変調素子に至る第１光路及び前記光源ユニットから前記第２光変調素子に至る第２光路は、互いに共通する共通光路を有する。前記共通光路には、前記所定色成分光を前記第２光路に分離する分離光学素子が設けられる。前記分離光学素子は、前記発光光のうち、所定波長を有する主成分光を前記第１光路に分離するとともに、前記発光光のうち、前記主成分光以外の残成分光を前記第２光路に分離する。
【００１６】
実施形態では、分離光学素子は、発光光のうち、所定波長を有する主成分光を第１光路に分離するとともに、発光光のうち、主成分光以外の残成分光を第２光路に分離する。すなわち、第１光変調素子には、発光光のうち、主成分光のみが導かれる。一方で、第２光変調素子には、固体光源から出射される所定色成分光に加えて、発光光のうち、主成分光以外の残成分光が導かれる。
【００１７】
これによって、第１光変調素子に導かれる発光光（主成分光）の波長帯が狭まるため、発光体を用いる場合であっても、色再現範囲の拡大を図ることができる。また、一般的に、固体光源から出射される所定色成分光の色純度が非常に高く、所定色成分光に加えて、発光光（主成分光以外の残成分光）が第２光変調素子に導かれるため、色再現範囲が適切な範囲となる。
【００１８】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。なお、第１実施形態では、基準映像光として、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを用いるケースについて例示する。
【００１９】
第１実施形態において、発光光は、緑成分光Ｇを主成分光として有する光である。所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒである。
【００２０】
図１に示すように、第１に、投写型映像表示装置１００は、光源ユニット１０と、カラーホイール２０と、ロッドインテグレータ３０と、ＤＭＤ４０と、投写ユニット５０とを有する。
【００２１】
光源ユニット１０は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成される。第１実施形態では、光源ユニット１０として、光源１０Ｂ１、光源１０Ｂ２び光源１０Ｒが設けられる。
【００２２】
光源１０Ｂ１は、青成分光Ｂを励起光として出射する励起光源である。光源１０Ｂ１は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２３】
光源１０Ｂ２は、青成分光Ｂを基準映像光として出射する固体光源である。光源１０Ｂ２は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２４】
光源１０Ｒは、基準映像光として赤成分光Ｒを出射する固体光源である。。光源１０Ｒは、例えば、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２５】
カラーホイール２０は、励起光（青成分光Ｂ）の光軸に沿って延びる回転軸２０Ｘを中心として回転するように構成される。カラーホイール２０は、励起光及び発光光を反射する反射型回転体の一例である。
【００２６】
詳細には、カラーホイール２０は、図２に示すように、回転面２１と、緑領域２２Ｇとを有する。回転面２１は、反射膜によって構成される。緑領域２２Ｇは、光源１０Ｂ１から出射される励起光（青成分光Ｂ）に応じて緑成分光Ｇ（発光光）を発光する発光体Ｇを有する。発光体Ｇは、蛍光体或いは燐光体である。
【００２７】
ロッドインテグレータ３０は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ３０は、光源ユニット１０から出射される光を均一化する。なお、ロッドインテグレータ３０は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。
【００２８】
ＤＭＤ４０は、光源ユニット１０から出射される光を変調する。詳細には、ＤＭＤ４０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ４０は、各微小ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット５０側に光を反射するか否かを切り替える。
【００２９】
第１実施形態では、ＤＭＤ４０として、ＤＭＤ４０Ｒ、ＤＭＤ４０Ｇ及びＤＭＤ４０Ｂが設けられる。ＤＭＤ４０Ｒは、赤映像信号Ｒに基づいて赤成分光Ｒを変調する。ＤＭＤ４０Ｇは、緑映像信号Ｇに基づいて緑成分光Ｇを変調する。ＤＭＤ４０Ｂは、青映像信号Ｂに基づいて青成分光Ｂを変調する。
【００３０】
第１実施形態において、ＤＭＤ４０Ｇは、第１光変調素子の一例であり、ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂは、第２光変調素子の一例である。
【００３１】
投写ユニット５０は、ＤＭＤ４０によって変調された映像光を投写面上に投写する。
【００３２】
第２に、投写型映像表示装置１００は、必要なレンズ群及びミラー群を有する。レンズ群としては、レンズ１１１〜レンズ１１５が設けられており、ミラー群としては、ミラー１２１〜ミラー１２３が設けられる。
【００３３】
レンズ１１１及びレンズ１１２は、励起光（青成分光Ｂ）を発光体（発光体Ｇ）の発光面上に集光するコンデンサレンズである。レンズ１１３は、光源１０Ｂ１、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒのそれぞれから出射される光をロッドインテグレータ３０の光入射面に集光する集光レンズである。レンズ１１４及びレンズ１１５は、ロッドインテグレータ３０から出射される光を各ＤＭＤ４０上に略結像するリレーレンズである。
【００３４】
ミラー１２１は、赤成分光Ｒを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２２は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒを透過して、緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２３は、各色成分光を反射する反射ミラーである。
【００３５】
第３に、投写型映像表示装置１００は、必要なプリズム群を有する。プリズム群として、プリズム２１０、プリズム２２０、プリズム２３０、プリズム２４０及びプリズム２５０が設けられる。
【００３６】
プリズム２１０は、透光性部材によって構成されており、面２１１及び面２１２を有する。プリズム２１０（面２１１）とプリズム２５０（面２５１）との間にはエアギャップが設けられており、プリズム２１０に入射した光が面２１１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、プリズム２１０に入射した光は面２１１で反射される。一方で、プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられるが、面２１１で反射された光が面２１２に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２１１で反射された光は面２１２を透過する。
【００３７】
プリズム２２０は、透光性部材によって構成されており、面２２１及び面２２２を有する。プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられており、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂは面２２１で反射される。一方で、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂは面２２１を透過する。
【００３８】
面２２２は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２１１で反射された光のうち、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇは面２２２を透過し、青成分光Ｂは面２２２で反射される。面２２１で反射された青成分光Ｂは面２２２で反射される。
【００３９】
プリズム２３０は、透光性部材によって構成されており、面２３１及び面２３２を有する。プリズム２２０（面２２２）とプリズム２３０（面２３１）との間にはエアギャップが設けられており、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒは面２３１で反射される。一方で、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒは面２３１を透過する。
【００４０】
面２３２は、緑成分光Ｇを透過して、赤成分光Ｒを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２３１を透過した光のうち、緑成分光Ｇは面２３２を透過し、赤成分光Ｒは面２３２で反射される。面２３１で反射された赤成分光Ｒは面２３２で反射される。ＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２３２を透過する。
【００４１】
プリズム２４０は、透光性部材によって構成されており、面２４１を有する。面２４１は、緑成分光Ｇを透過するように構成されている。なお、ＤＭＤ４０Ｇへ入射する緑成分光Ｇ及びＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２４１を透過する。
【００４２】
プリズム２５０は、透光性部材によって構成されており、面２５１を有する。
【００４３】
言い換えると、青成分光Ｂは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２２２で反射されて、（３）面２２１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｂで反射されて、（５）面２２１で反射されて、（６）面２２２で反射されて、（７）面２２１、面２５１を透過する。これによって、青成分光Ｂは、ＤＭＤ４０Ｂで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４４】
赤成分光Ｒは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２及び面２３１を透過した上で、面２３２で反射されて、（３）面２３１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｒで反射されて、（５）面２３１で反射されて、（６）面２３２で反射されて、（７）面２３１、面２３２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、赤成分光Ｒは、ＤＭＤ４０Ｒで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４５】
緑成分光Ｇは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２、面２３１、面２３２、面２４１を透過した上で、ＤＭＤ４０Ｇで反射されて、（３）面２４１、面２３２、面２３１、面２２２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、緑成分光Ｇは、ＤＭＤ４０Ｇで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４６】
第１実施形態において、上述したように、発光光は、緑成分光Ｇである。所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒである。光源ユニット１０から第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）に至る第１光路及び光源ユニット１０から第２光変調素子（ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂ）に至る第２光路は、互いに共通する共通光路を有する。
【００４７】
ここで、プリズム２２０は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光と青成分光Ｂとを面２２２によって分離する。すなわち、プリズム２２０は、共通光路に設けられており、青成分光Ｂを第２光路に分離する分離光学素子を構成する。
【００４８】
プリズム２２０は、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、所定波長を有する主成分光をＤＭＤ４０Ｇに至る第１光路に分離するとともに、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、主成分光以外の残成分光をＤＭＤ４０Ｂに至る第２光路に分離する。
【００４９】
また、プリズム２３０は、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを面２３２によって分離する。すなわち、プリズム２３０は、共通光路に設けられており、赤成分光ＲをＤＭＤ４０Ｒに至る第２光路に分離する分離光学素子を構成する。
【００５０】
プリズム２２０は、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、所定波長を有する主成分光をＤＭＤ４０Ｇに至る第１光路に分離するとともに、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、主成分光以外の残成分光をＤＭＤ４０Ｒに至る第２光路に分離する。
【００５１】
言い換えると、第１実施形態において、プリズム２２０の面２２２のカットオフ波長は、緑成分光Ｇ（発光光）が有する波長帯のうち、短波長側において、緑成分光Ｇ（発光光）を主成分光及び残成分光に分離する波長である。プリズム２３０の面２３２のカットオフ波長は、緑成分光Ｇ（発光光）が有する波長帯のうち、長波長側において、緑成分光Ｇ（発光光）を主成分光及び残成分光に分離する波長である。
【００５２】
例えば、図３に示すように、光源１０Ｂ２から出射される青成分光Ｂのピーク波長は、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲である（図３に示すＢ−ＬＤを参照）。光源１０Ｒから出射される赤成分光Ｒのピーク波長は、６３０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲である（図３に示すＢ−ＬＤを参照）。
【００５３】
ここで、プリズム２２０の面２２２において、緑成分光Ｇから分離される残成分光のピーク波長は、略５００ｎｍである（図３に示す発光体Ｂ成分を参照）。また、プリズム２３０の面２３２において、緑成分光Ｇから分離される残成分光のピーク波長は、略５７０ｎｍである（図３に示す発光体Ｒ成分を参照）。従って、最終的にＤＭＤ４０Ｇに導かれる緑成分光Ｇの主成分光のピーク波長は、５００ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲である（図３に示す発光体Ｇ成分を参照）。なお、緑成分光の主成分光のスペクトル幅は、半値全幅で９０〜１３０ｎｍである。
【００５４】
ここで、図３に示す発光体Ｇ成分を出射する発光体Ｇとしては、ＬＡＧ系の蛍光体、ＹＡＧ系の蛍光体を用いることが可能である。
【００５５】
なお、プリズム２２０は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光と青成分光Ｂとを面２２２によって合成する。プリズム２３０は、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを面２３２によって合成する。すなわち、プリズム２２０及びプリズム２３０は、各色成分光を合成する色合成素子として機能する。
【００５６】
（色再現範囲）
以下において、第１実施形態に係る色再現範囲について、図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係る色再現範囲を示す図である。
【００５７】
図４に示すように、光源１０Ｒから出射される赤成分光Ｒの純度は、標準的な色再現範囲（図４に示すｓＲＧＢ）の赤色の純度よりも高い。第１実施形態では、光源１０Ｒから出射される赤成分光Ｒに緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｒ成分）が重畳される。従って、赤成分光Ｒによって再現される赤色が緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光によって黄色側に補正されて、色再現範囲が適正化される。
【００５８】
同様に、光源１０Ｂ２から出射される青成分光Ｂの純度は、標準的な色再現範囲（図４に示すｓＲＧＢ）の青色の純度よりも高い。第１実施形態では、光源１０Ｂ２から出射される青成分光Ｂに緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｂ成分）が重畳される。従って、青成分光Ｂによって再現される青色が緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光によってシアン色側に補正されて、色再現範囲が適正化される。
【００５９】
また、緑成分光Ｇ（発光光）の波長帯が狭まるため、ＤＭＤ４０Ｇに導かれる緑成分光Ｇ（発光光）の主成分光によって再現される緑の純度が高まる。
【００６０】
結果として、投写型映像表示装置１００の色再現範囲が拡大するとともに標準的な色再現範囲（図４に示すｓＲＧＢ）よりも広い色再現範囲が実現される。
【００６１】
なお、図４に示す色再現範囲（○で示される色再現範囲）は、光源１０Ｂ１、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒを連続点灯するケースの色再現範囲である。
【００６２】
（各色成分光の重畳）
以下において、第１実施形態に係る各色成分光の重畳について、図５を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態に係る各色成分光の重畳を示す図である。
【００６３】
図５に示すように、１つのフレームは、２つのサブフレームによって構成される。サブフレーム＃１は、光源１０Ｂ１の発光期間（ＯＮ）であり、サブフレーム＃２は、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒの発光期間（ＯＮ）である。すなわち、光源１０Ｂ１の発光期間（ＯＮ）は、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒの発光期間（ＯＮ）と異なっている。
【００６４】
なお、サブフレーム＃１においては、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、主成分光は、ＤＭＤ４０Ｇに導かれる。一方で、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、残成分光は、ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂに導かれる。
【００６５】
すなわち、ＤＭＤ４０Ｒは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｒ成分）を変調し、サブフレーム＃２において、赤成分光Ｒを変調する。同様に、ＤＭＤ４０Ｂは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｂ成分）を変調し、サブフレーム＃２において、青成分光Ｂを変調する。
【００６６】
一方で、ＤＭＤ４０Ｇは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の主成分光を変調する。なお、サブフレーム＃２において、ＤＭＤ４０Ｇには光が導かれない。
【００６７】
このように、サブフレーム＃１においては、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｒ成分）及び緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｂ成分）が変調される。一方で、サブフレーム＃２においては、、赤成分光Ｒ及び青成分光Ｂが変調される。従って、光源１０Ｂ１、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒを時分割で点灯することによって、図４において点線で示される色再現範囲（５角形の色再現範囲）が実現される。
【００６８】
（作用及び効果）
第１実施形態では、分離光学素子（プリズム２２０及びプリズム２３０）は、発光光（緑成分光Ｇ）のうち、所定波長を有する主成分光を第１光路に分離するとともに、発光光（緑成分光Ｇ）のうち、主成分光以外の残成分光を第２光路に分離する。すなわち、第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）には、発光光のうち、主成分光のみが導かれる。一方で、第２光変調素子（ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂ）には、固体光源（光源１０Ｒ及び光源１０Ｂ２）から出射される所定色成分光に加えて、発光光のうち、主成分光以外の残成分光が導かれる。
【００６９】
これによって、第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）に導かれる発光光（緑成分光Ｇ）の波長帯が狭まるため、発光体を用いる場合であっても、色再現範囲の拡大を図ることができる。また、一般的に、固体光源（光源１０Ｒ及び光源１０Ｂ２）から出射される所定色成分光の色純度が非常に高く、所定色成分光に加えて、発光光（主成分光以外の残成分光）が第２光変調素子（ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂ）に導かれるため、色再現範囲が適切な範囲となる。
【００７０】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００７１】
具体的には、第１実施形態では、発光光が緑成分光Ｇのみであるケースについて例示した。これに対して、変更例１では、発光光が緑成分光Ｇ及び赤成分光Ｒであるケースについて例示する。すなわち、
変更例１では、図６に示すように、カラーホイール２０は、緑領域２２Ｇに加えて、赤領域２２Ｒを有する。赤領域２２Ｒは、光源１０Ｂ１から出射される励起光（青成分光Ｂ）に応じて赤成分光Ｒ（発光光）を発光する発光体Ｒを有する。発光体Ｒは、蛍光体或いは燐光体である。
【００７２】
図７に示すように、例えば、１つのフレームは、３つのサブフレームによって構成される。サブフレーム＃１及びサブフレーム＃２は、光源１０Ｂ１の発光期間（ＯＮ）であり、サブフレーム＃３は、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒの発光期間（ＯＮ）である。すなわち、光源１０Ｂ１の発光期間（ＯＮ）は、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒの発光期間（ＯＮ）と異なっている。
【００７３】
なお、サブフレーム＃１及びサブフレーム＃２の一方においては、発光光（緑成分光Ｇ）のうち、主成分光は、ＤＭＤ４０Ｇに導かれ、残成分光は、ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂに導かれる。サブフレーム＃１及びサブフレーム＃２の他方においては、発光光（赤成分光Ｒ）のうち、主成分光は、ＤＭＤ４０Ｒに導かれ、残成分光は、ＤＭＤ４０Ｇに導かれる。
【００７４】
すなわち、ＤＭＤ４０Ｒは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｒ成分）を変調し、サブフレーム＃２において、赤成分光Ｒ（発光光）の主成分光を変調し、サブフレーム＃３において、光源１０Ｒから出射される赤成分光Ｒを変調する。
【００７５】
ＤＭＤ４０Ｂは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｂ成分）を変調し、サブフレーム＃３において、青成分光Ｂを変調する。
【００７６】
一方で、ＤＭＤ４０Ｇは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の主成分光を変調し、サブフレーム＃２において、赤成分光Ｒ（発光光）の残成分光を変調する。
【００７７】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７８】
実施形態では、光変調素子として、ＤＭＤ４０が例示されているが、実施形態は、これに限定されるものではない。光変調素子は、３つの液晶パネル（赤液晶パネル、緑液晶パネル及び青液晶パネル）であってもよい。液晶パネルは、透過型であってもよく、反射型であってもよい。
【００７９】
実施形態では、励起光として青成分光Ｂを用いるケースについて説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、励起光として紫外成分光を用いてもよい。このようなケースでは、紫外成分光に応じて青成分光Ｂを出射する発光体が用いられる。
【００８０】
実施形態では、発光光は、緑成分光Ｇである。しかしながら、発光光は、緑成分光Ｇ以外の他の色成分光であってもよい。
【００８１】
実施形態では、所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒである。しかしながら、所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒのいずれか一方であってもよい。また、所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒ以外の他の色成分光であってもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…光源ユニット、１０Ｂ１…光源、１０Ｂ２…光源、１０Ｒ…光源、２０…カラーホイール、２０Ｘ…回転軸、２１…回転面、２２…面、２２Ｇ…緑領域、２２Ｒ…赤領域、３０…ロッドインテグレータ、４０…ＤＭＤ、４０Ｂ…ＤＭＤ、４０Ｇ…ＤＭＤ、４０Ｒ…ＤＭＤ、５０…投写ユニット、１００…投写型映像表示装置、１１１〜１１５…レンズ、１２１〜１２３…ミラー、２１０…プリズム、２１１…面、２１２…面、２２０…プリズム、２２１…面、２２２…面、２３０…プリズム、２３１…面、２３２…面、２４０…プリズム、２４１…面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を出射する光源と、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体とを備える投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。
【０００３】
ここで、光源から出射される光を励起光として、赤成分光、緑成分光、青成分光などの基準映像光（以下、発光光）発光する発光体を有する投写型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、各色成分光を発光する複数種類の発光体がカラーホイールに設けられており、カラーホイールの回転によって、各色成分光が時分割で出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８５７４０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、発光効率が高い蛍光体などの発光体は、一般的に、広いスペクトル幅を有するものが多い。言い換えると、発光体から発光する発光光の色純度は低い。従って、発光光を用いて表現可能な色再現範囲が狭まってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、広いスペクトル幅を有する発光体を用いる場合であっても、色再現範囲の拡大を図ることを可能とする投写型映像表示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】
【０００７】
第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、励起光を出射する励起光源（光源１０Ｂ１）を有する光源ユニット（光源ユニット１０）と、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体（カラーホイール２０）と、前記光源ユニットから出射される光を変調する複数の光変調素子（ＤＭＤ４０）と、前記複数の光変調素子によって変調される光を投写する投写ユニット（投写ユニット５０）とを備える。前記回転体は、前記励起光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面（回転面２１）を有する。前記光源ユニットは、前記励起光源に加えて、所定色成分光を出射する固体光源（光源１０Ｂ２又は光源１０Ｒ）を有する。前記複数の光変調素子は、前記発光光を変調する第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）と、前記所定色成分光を変調する第２光変調素子（ＤＭＤ４０Ｂ又はＤＭＤ４０Ｒ）とを含む。前記光源ユニットから前記第１光変調素子に至る第１光路及び前記光源ユニットから前記第２光変調素子に至る第２光路は、互いに共通する共通光路を有する。前記共通光路には、前記所定色成分光を前記第２光路に分離する分離光学素子（プリズム２２０又はプリズム２３０）が設けられる。前記分離光学素子は、前記発光光のうち、所定波長を有する主成分光を前記第１光路に分離するとともに、前記発光光のうち、前記主成分光以外の残成分光を前記第２光路に分離する。
【０００８】
第１の特徴において、前記発光光は、緑成分光を前記主成分光として有する光である。前記所定色成分光は、赤成分光又は青成分光である。
【０００９】
第１の特徴において、前記発光光は、緑成分光を前記主成分光として有する光である。前記所定色成分光は、赤成分光及び青成分光である。前記青成分光のピーク波長は、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲である。前記緑成分光のうち、前記主成分光のピーク波長は、５００ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲である。前記緑成分光のうち、前記主成分光のスペクトル幅は、半値全幅で９０〜１３０ｎｍである。前記赤成分光のピーク波長は、６３０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲である。
【００１０】
第１の特徴において、前記励起光源の発光期間は、前記固体光源の発光期間と異なる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、広いスペクトル幅を有する発光体を用いる場合であっても、色再現範囲の拡大を図ることを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るカラーホイール２０を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る各色成分光の波長帯を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る各色成分光の重畳を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る色再現範囲を示す図である。
【図６】図６は、変更例１に係るカラーホイール２０を示す図である。
【図７】図７は、変更例１に係る各色成分光の重畳を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１４】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
［実施形態の概要］
実施形態に係る投写型映像表示装置は、励起光を出射する励起光源を有する光源ユニットと、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体と、前記光源ユニットから出射される光を変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子によって変調される光を投写する投写ユニットとを備える。前記回転体は、前記励起光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面を有する。前記光源ユニットは、前記励起光源に加えて、所定色成分光を出射する固体光源を有する。前記複数の光変調素子は、前記発光光を変調する第１光変調素子と、前記所定色成分光を変調する第２光変調素子とを含む。前記光源ユニットから前記第１光変調素子に至る第１光路及び前記光源ユニットから前記第２光変調素子に至る第２光路は、互いに共通する共通光路を有する。前記共通光路には、前記所定色成分光を前記第２光路に分離する分離光学素子が設けられる。前記分離光学素子は、前記発光光のうち、所定波長を有する主成分光を前記第１光路に分離するとともに、前記発光光のうち、前記主成分光以外の残成分光を前記第２光路に分離する。
【００１６】
実施形態では、分離光学素子は、発光光のうち、所定波長を有する主成分光を第１光路に分離するとともに、発光光のうち、主成分光以外の残成分光を第２光路に分離する。すなわち、第１光変調素子には、発光光のうち、主成分光のみが導かれる。一方で、第２光変調素子には、固体光源から出射される所定色成分光に加えて、発光光のうち、主成分光以外の残成分光が導かれる。
【００１７】
これによって、第１光変調素子に導かれる発光光（主成分光）の波長帯が狭まるため、発光体を用いる場合であっても、色再現範囲の拡大を図ることができる。また、一般的に、固体光源から出射される所定色成分光の色純度が非常に高く、所定色成分光に加えて、発光光（主成分光以外の残成分光）が第２光変調素子に導かれるため、色再現範囲が適切な範囲となる。
【００１８】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。なお、第１実施形態では、基準映像光として、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを用いるケースについて例示する。
【００１９】
第１実施形態において、発光光は、緑成分光Ｇを主成分光として有する光である。所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒである。
【００２０】
図１に示すように、第１に、投写型映像表示装置１００は、光源ユニット１０と、カラーホイール２０と、ロッドインテグレータ３０と、ＤＭＤ４０と、投写ユニット５０とを有する。
【００２１】
光源ユニット１０は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成される。第１実施形態では、光源ユニット１０として、光源１０Ｂ１、光源１０Ｂ２び光源１０Ｒが設けられる。
【００２２】
光源１０Ｂ１は、青成分光Ｂを励起光として出射する励起光源である。光源１０Ｂ１は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２３】
光源１０Ｂ２は、青成分光Ｂを基準映像光として出射する固体光源である。光源１０Ｂ２は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２４】
光源１０Ｒは、基準映像光として赤成分光Ｒを出射する固体光源である。。光源１０Ｒは、例えば、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２５】
カラーホイール２０は、励起光（青成分光Ｂ）の光軸に沿って延びる回転軸２０Ｘを中心として回転するように構成される。カラーホイール２０は、励起光及び発光光を反射する反射型回転体の一例である。
【００２６】
詳細には、カラーホイール２０は、図２に示すように、回転面２１と、緑領域２２Ｇとを有する。回転面２１は、反射膜によって構成される。緑領域２２Ｇは、光源１０Ｂ１から出射される励起光（青成分光Ｂ）に応じて緑成分光Ｇ（発光光）を発光する発光体Ｇを有する。発光体Ｇは、蛍光体或いは燐光体である。
【００２７】
ロッドインテグレータ３０は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ３０は、光源ユニット１０から出射される光を均一化する。なお、ロッドインテグレータ３０は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。
【００２８】
ＤＭＤ４０は、光源ユニット１０から出射される光を変調する。詳細には、ＤＭＤ４０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ４０は、各微小ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット５０側に光を反射するか否かを切り替える。
【００２９】
第１実施形態では、ＤＭＤ４０として、ＤＭＤ４０Ｒ、ＤＭＤ４０Ｇ及びＤＭＤ４０Ｂが設けられる。ＤＭＤ４０Ｒは、赤映像信号Ｒに基づいて赤成分光Ｒを変調する。ＤＭＤ４０Ｇは、緑映像信号Ｇに基づいて緑成分光Ｇを変調する。ＤＭＤ４０Ｂは、青映像信号Ｂに基づいて青成分光Ｂを変調する。
【００３０】
第１実施形態において、ＤＭＤ４０Ｇは、第１光変調素子の一例であり、ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂは、第２光変調素子の一例である。
【００３１】
投写ユニット５０は、ＤＭＤ４０によって変調された映像光を投写面上に投写する。
【００３２】
第２に、投写型映像表示装置１００は、必要なレンズ群及びミラー群を有する。レンズ群としては、レンズ１１１〜レンズ１１５が設けられており、ミラー群としては、ミラー１２１〜ミラー１２３が設けられる。
【００３３】
レンズ１１１及びレンズ１１２は、励起光（青成分光Ｂ）を発光体（発光体Ｇ）の発光面上に集光するコンデンサレンズである。レンズ１１３は、光源１０Ｂ１、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒのそれぞれから出射される光をロッドインテグレータ３０の光入射面に集光する集光レンズである。レンズ１１４及びレンズ１１５は、ロッドインテグレータ３０から出射される光を各ＤＭＤ４０上に略結像するリレーレンズである。
【００３４】
ミラー１２１は、赤成分光Ｒを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２２は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒを透過して、緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２３は、各色成分光を反射する反射ミラーである。
【００３５】
第３に、投写型映像表示装置１００は、必要なプリズム群を有する。プリズム群として、プリズム２１０、プリズム２２０、プリズム２３０、プリズム２４０及びプリズム２５０が設けられる。
【００３６】
プリズム２１０は、透光性部材によって構成されており、面２１１及び面２１２を有する。プリズム２１０（面２１１）とプリズム２５０（面２５１）との間にはエアギャップが設けられており、プリズム２１０に入射した光が面２１１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、プリズム２１０に入射した光は面２１１で反射される。一方で、プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられるが、面２１１で反射された光が面２１２に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２１１で反射された光は面２１２を透過する。
【００３７】
プリズム２２０は、透光性部材によって構成されており、面２２１及び面２２２を有する。プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられており、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂは面２２１で反射される。一方で、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂは面２２１を透過する。
【００３８】
面２２２は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２１１で反射された光のうち、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇは面２２２を透過し、青成分光Ｂは面２２２で反射される。面２２１で反射された青成分光Ｂは面２２２で反射される。
【００３９】
プリズム２３０は、透光性部材によって構成されており、面２３１及び面２３２を有する。プリズム２２０（面２２２）とプリズム２３０（面２３１）との間にはエアギャップが設けられており、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒは面２３１で反射される。一方で、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒは面２３１を透過する。
【００４０】
面２３２は、緑成分光Ｇを透過して、赤成分光Ｒを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２３１を透過した光のうち、緑成分光Ｇは面２３２を透過し、赤成分光Ｒは面２３２で反射される。面２３１で反射された赤成分光Ｒは面２３２で反射される。ＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２３２を透過する。
【００４１】
プリズム２４０は、透光性部材によって構成されており、面２４１を有する。面２４１は、緑成分光Ｇを透過するように構成されている。なお、ＤＭＤ４０Ｇへ入射する緑成分光Ｇ及びＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２４１を透過する。
【００４２】
プリズム２５０は、透光性部材によって構成されており、面２５１を有する。
【００４３】
言い換えると、青成分光Ｂは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２２２で反射されて、（３）面２２１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｂで反射されて、（５）面２２１で反射されて、（６）面２２２で反射されて、（７）面２２１、面２５１を透過する。これによって、青成分光Ｂは、ＤＭＤ４０Ｂで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４４】
赤成分光Ｒは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２及び面２３１を透過した上で、面２３２で反射されて、（３）面２３１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｒで反射されて、（５）面２３１で反射されて、（６）面２３２で反射されて、（７）面２３１、面２３２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、赤成分光Ｒは、ＤＭＤ４０Ｒで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４５】
緑成分光Ｇは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２、面２３１、面２３２、面２４１を透過した上で、ＤＭＤ４０Ｇで反射されて、（３）面２４１、面２３２、面２３１、面２２２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、緑成分光Ｇは、ＤＭＤ４０Ｇで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４６】
第１実施形態において、上述したように、発光光は、緑成分光Ｇである。所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒである。光源ユニット１０から第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）に至る第１光路及び光源ユニット１０から第２光変調素子（ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂ）に至る第２光路は、互いに共通する共通光路を有する。
【００４７】
ここで、プリズム２２０は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光と青成分光Ｂとを面２２２によって分離する。すなわち、プリズム２２０は、共通光路に設けられており、青成分光Ｂを第２光路に分離する分離光学素子を構成する。
【００４８】
プリズム２２０は、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、所定波長を有する主成分光をＤＭＤ４０Ｇに至る第１光路に分離するとともに、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、主成分光以外の残成分光をＤＭＤ４０Ｂに至る第２光路に分離する。
【００４９】
また、プリズム２３０は、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを面２３２によって分離する。すなわち、プリズム２３０は、共通光路に設けられており、赤成分光ＲをＤＭＤ４０Ｒに至る第２光路に分離する分離光学素子を構成する。
【００５０】
プリズム２２０は、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、所定波長を有する主成分光をＤＭＤ４０Ｇに至る第１光路に分離するとともに、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、主成分光以外の残成分光をＤＭＤ４０Ｒに至る第２光路に分離する。
【００５１】
言い換えると、第１実施形態において、プリズム２２０の面２２２のカットオフ波長は、緑成分光Ｇ（発光光）が有する波長帯のうち、短波長側において、緑成分光Ｇ（発光光）を主成分光及び残成分光に分離する波長である。プリズム２３０の面２３２のカットオフ波長は、緑成分光Ｇ（発光光）が有する波長帯のうち、長波長側において、緑成分光Ｇ（発光光）を主成分光及び残成分光に分離する波長である。
【００５２】
例えば、図３に示すように、光源１０Ｂ２から出射される青成分光Ｂのピーク波長は、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲である（図３に示すＢ−ＬＤを参照）。光源１０Ｒから出射される赤成分光Ｒのピーク波長は、６３０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲である（図３に示すＢ−ＬＤを参照）。
【００５３】
ここで、プリズム２２０の面２２２において、緑成分光Ｇから分離される残成分光のピーク波長は、略５００ｎｍである（図３に示す発光体Ｂ成分を参照）。また、プリズム２３０の面２３２において、緑成分光Ｇから分離される残成分光のピーク波長は、略５７０ｎｍである（図３に示す発光体Ｒ成分を参照）。従って、最終的にＤＭＤ４０Ｇに導かれる緑成分光Ｇの主成分光のピーク波長は、５００ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲である（図３に示す発光体Ｇ成分を参照）。なお、緑成分光の主成分光のスペクトル幅は、半値全幅で９０〜１３０ｎｍである。
【００５４】
ここで、図３に示す発光体Ｇ成分を出射する発光体Ｇとしては、ＬＡＧ系の蛍光体、ＹＡＧ系の蛍光体を用いることが可能である。
【００５５】
なお、プリズム２２０は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光と青成分光Ｂとを面２２２によって合成する。プリズム２３０は、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを面２３２によって合成する。すなわち、プリズム２２０及びプリズム２３０は、各色成分光を合成する色合成素子として機能する。
【００５６】
（色再現範囲）
以下において、第１実施形態に係る色再現範囲について、図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係る色再現範囲を示す図である。
【００５７】
図４に示すように、光源１０Ｒから出射される赤成分光Ｒの純度は、標準的な色再現範囲（図４に示すｓＲＧＢ）の赤色の純度よりも高い。第１実施形態では、光源１０Ｒから出射される赤成分光Ｒに緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｒ成分）が重畳される。従って、赤成分光Ｒによって再現される赤色が緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光によって黄色側に補正されて、色再現範囲が適正化される。
【００５８】
同様に、光源１０Ｂ２から出射される青成分光Ｂの純度は、標準的な色再現範囲（図４に示すｓＲＧＢ）の青色の純度よりも高い。第１実施形態では、光源１０Ｂ２から出射される青成分光Ｂに緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｂ成分）が重畳される。従って、青成分光Ｂによって再現される青色が緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光によってシアン色側に補正されて、色再現範囲が適正化される。
【００５９】
また、緑成分光Ｇ（発光光）の波長帯が狭まるため、ＤＭＤ４０Ｇに導かれる緑成分光Ｇ（発光光）の主成分光によって再現される緑の純度が高まる。
【００６０】
結果として、投写型映像表示装置１００の色再現範囲が拡大するとともに標準的な色再現範囲（図４に示すｓＲＧＢ）よりも広い色再現範囲が実現される。
【００６１】
なお、図４に示す色再現範囲（○で示される色再現範囲）は、光源１０Ｂ１、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒを連続点灯するケースの色再現範囲である。
【００６２】
（各色成分光の重畳）
以下において、第１実施形態に係る各色成分光の重畳について、図５を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態に係る各色成分光の重畳を示す図である。
【００６３】
図５に示すように、１つのフレームは、２つのサブフレームによって構成される。サブフレーム＃１は、光源１０Ｂ１の発光期間（ＯＮ）であり、サブフレーム＃２は、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒの発光期間（ＯＮ）である。すなわち、光源１０Ｂ１の発光期間（ＯＮ）は、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒの発光期間（ＯＮ）と異なっている。
【００６４】
なお、サブフレーム＃１においては、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、主成分光は、ＤＭＤ４０Ｇに導かれる。一方で、緑成分光Ｇ（発光光）のうち、残成分光は、ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂに導かれる。
【００６５】
すなわち、ＤＭＤ４０Ｒは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｒ成分）を変調し、サブフレーム＃２において、赤成分光Ｒを変調する。同様に、ＤＭＤ４０Ｂは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｂ成分）を変調し、サブフレーム＃２において、青成分光Ｂを変調する。
【００６６】
一方で、ＤＭＤ４０Ｇは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の主成分光を変調する。なお、サブフレーム＃２において、ＤＭＤ４０Ｇには光が導かれない。
【００６７】
このように、サブフレーム＃１においては、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｒ成分）及び緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｂ成分）が変調される。一方で、サブフレーム＃２においては、、赤成分光Ｒ及び青成分光Ｂが変調される。従って、光源１０Ｂ１、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒを時分割で点灯することによって、図４において点線で示される色再現範囲（５角形の色再現範囲）が実現される。
【００６８】
（作用及び効果）
第１実施形態では、分離光学素子（プリズム２２０及びプリズム２３０）は、発光光（緑成分光Ｇ）のうち、所定波長を有する主成分光を第１光路に分離するとともに、発光光（緑成分光Ｇ）のうち、主成分光以外の残成分光を第２光路に分離する。すなわち、第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）には、発光光のうち、主成分光のみが導かれる。一方で、第２光変調素子（ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂ）には、固体光源（光源１０Ｒ及び光源１０Ｂ２）から出射される所定色成分光に加えて、発光光のうち、主成分光以外の残成分光が導かれる。
【００６９】
これによって、第１光変調素子（ＤＭＤ４０Ｇ）に導かれる発光光（緑成分光Ｇ）の波長帯が狭まるため、発光体を用いる場合であっても、色再現範囲の拡大を図ることができる。また、一般的に、固体光源（光源１０Ｒ及び光源１０Ｂ２）から出射される所定色成分光の色純度が非常に高く、所定色成分光に加えて、発光光（主成分光以外の残成分光）が第２光変調素子（ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂ）に導かれるため、色再現範囲が適切な範囲となる。
【００７０】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００７１】
具体的には、第１実施形態では、発光光が緑成分光Ｇのみであるケースについて例示した。これに対して、変更例１では、発光光が緑成分光Ｇ及び赤成分光Ｒであるケースについて例示する。すなわち、
変更例１では、図６に示すように、カラーホイール２０は、緑領域２２Ｇに加えて、赤領域２２Ｒを有する。赤領域２２Ｒは、光源１０Ｂ１から出射される励起光（青成分光Ｂ）に応じて赤成分光Ｒ（発光光）を発光する発光体Ｒを有する。発光体Ｒは、蛍光体或いは燐光体である。
【００７２】
図７に示すように、例えば、１つのフレームは、３つのサブフレームによって構成される。サブフレーム＃１及びサブフレーム＃２は、光源１０Ｂ１の発光期間（ＯＮ）であり、サブフレーム＃３は、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒの発光期間（ＯＮ）である。すなわち、光源１０Ｂ１の発光期間（ＯＮ）は、光源１０Ｂ２及び光源１０Ｒの発光期間（ＯＮ）と異なっている。
【００７３】
なお、サブフレーム＃１及びサブフレーム＃２の一方においては、発光光（緑成分光Ｇ）のうち、主成分光は、ＤＭＤ４０Ｇに導かれ、残成分光は、ＤＭＤ４０Ｒ及びＤＭＤ４０Ｂに導かれる。サブフレーム＃１及びサブフレーム＃２の他方においては、発光光（赤成分光Ｒ）のうち、主成分光は、ＤＭＤ４０Ｒに導かれ、残成分光は、ＤＭＤ４０Ｇに導かれる。
【００７４】
すなわち、ＤＭＤ４０Ｒは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｒ成分）を変調し、サブフレーム＃２において、赤成分光Ｒ（発光光）の主成分光を変調し、サブフレーム＃３において、光源１０Ｒから出射される赤成分光Ｒを変調する。
【００７５】
ＤＭＤ４０Ｂは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の残成分光（発光体Ｂ成分）を変調し、サブフレーム＃３において、青成分光Ｂを変調する。
【００７６】
一方で、ＤＭＤ４０Ｇは、サブフレーム＃１において、緑成分光Ｇ（発光光）の主成分光を変調し、サブフレーム＃２において、赤成分光Ｒ（発光光）の残成分光を変調する。
【００７７】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７８】
実施形態では、光変調素子として、ＤＭＤ４０が例示されているが、実施形態は、これに限定されるものではない。光変調素子は、３つの液晶パネル（赤液晶パネル、緑液晶パネル及び青液晶パネル）であってもよい。液晶パネルは、透過型であってもよく、反射型であってもよい。
【００７９】
実施形態では、励起光として青成分光Ｂを用いるケースについて説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、励起光として紫外成分光を用いてもよい。このようなケースでは、紫外成分光に応じて青成分光Ｂを出射する発光体が用いられる。
【００８０】
実施形態では、発光光は、緑成分光Ｇである。しかしながら、発光光は、緑成分光Ｇ以外の他の色成分光であってもよい。
【００８１】
実施形態では、所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒである。しかしながら、所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒのいずれか一方であってもよい。また、所定色成分光は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒ以外の他の色成分光であってもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…光源ユニット、１０Ｂ１…光源、１０Ｂ２…光源、１０Ｒ…光源、２０…カラーホイール、２０Ｘ…回転軸、２１…回転面、２２…面、２２Ｇ…緑領域、２２Ｒ…赤領域、３０…ロッドインテグレータ、４０…ＤＭＤ、４０Ｂ…ＤＭＤ、４０Ｇ…ＤＭＤ、４０Ｒ…ＤＭＤ、５０…投写ユニット、１００…投写型映像表示装置、１１１〜１１５…レンズ、１２１〜１２３…ミラー、２１０…プリズム、２１１…面、２１２…面、２２０…プリズム、２２１…面、２２２…面、２３０…プリズム、２３１…面、２３２…面、２４０…プリズム、２４１…面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する励起光源を有する光源ユニットと、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体と、前記光源ユニットから出射される光を変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子によって変調される光を投写する投写ユニットとを備える投写型映像表示装置であって、
前記回転体は、前記励起光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面を有しており、
前記光源ユニットは、前記励起光源に加えて、所定色成分光を出射する固体光源を有しており、
前記複数の光変調素子は、前記発光光を変調する第１光変調素子と、前記所定色成分光を変調する第２光変調素子とを含み、
前記光源ユニットから前記第１光変調素子に至る第１光路及び前記光源ユニットから前記第２光変調素子に至る第２光路は、互いに共通する共通光路を有しており、
前記共通光路には、前記所定色成分光を前記第２光路に分離する分離光学素子が設けられており、
前記分離光学素子は、前記発光光のうち、所定波長を有する主成分光を前記第１光路に分離するとともに、前記発光光のうち、前記主成分光以外の残成分光を前記第２光路に分離することを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記発光光は、緑成分光を前記主成分光として有する光であり、
前記所定色成分光は、赤成分光又は青成分光であることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記発光光は、緑成分光を前記主成分光として有する光であり、
前記所定色成分光は、赤成分光及び青成分光であり、
前記青成分光のピーク波長は、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲であり、
前記緑成分光のうち、前記主成分光のピーク波長は、５００ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲であり、
前記緑成分光のうち、前記主成分光のスペクトル幅は、半値全幅で９０〜１３０ｎｍであり、
前記赤成分光のピーク波長は、６３０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記励起光源の発光期間は、前記固体光源の発光期間と異なることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項１】
励起光を出射する励起光源を有する光源ユニットと、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体と、前記光源ユニットから出射される光を変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子によって変調される光を投写する投写ユニットとを備える投写型映像表示装置であって、
前記回転体は、前記励起光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面を有しており、
前記光源ユニットは、前記励起光源に加えて、所定色成分光を出射する固体光源を有しており、
前記複数の光変調素子は、前記発光光を変調する第１光変調素子と、前記所定色成分光を変調する第２光変調素子とを含み、
前記光源ユニットから前記第１光変調素子に至る第１光路及び前記光源ユニットから前記第２光変調素子に至る第２光路は、互いに共通する共通光路を有しており、
前記共通光路には、前記所定色成分光を前記第２光路に分離する分離光学素子が設けられており、
前記分離光学素子は、前記発光光のうち、所定波長を有する主成分光を前記第１光路に分離するとともに、前記発光光のうち、前記主成分光以外の残成分光を前記第２光路に分離することを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記発光光は、緑成分光を前記主成分光として有する光であり、
前記所定色成分光は、赤成分光又は青成分光であることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記発光光は、緑成分光を前記主成分光として有する光であり、
前記所定色成分光は、赤成分光及び青成分光であり、
前記青成分光のピーク波長は、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲であり、
前記緑成分光のうち、前記主成分光のピーク波長は、５００ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲であり、
前記緑成分光のうち、前記主成分光のスペクトル幅は、半値全幅で９０〜１３０ｎｍであり、
前記赤成分光のピーク波長は、６３０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記励起光源の発光期間は、前記固体光源の発光期間と異なることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−７２８８８（Ｐ２０１３−７２８８８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９５４３（Ｐ２０１１−２０９５４３）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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