照明装置及び画像投影装置
【課題】光源から出射される光の変動を減じるとともに光源の寿命が短くなるのを抑止する。
【解決手段】ＬＥＤ３１、３３は点灯・消灯が交互に切り替えられる。ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングに連動して、これらのＬＥＤ３１、３３から出射される光の偏光状態を選択的に変えることの可能な液晶スイッチが設けられる。液晶スイッチを透過した光の光量が安定化するようにＬＥＤ３１、３３に供給される電流が制御される。ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えのタイミングの前から後にわたる時間の間、ＬＥＤ３３、３１に供給される電流がサンプリング（ｂ１，ｂ２，…，ａ８，ａ９）される。サンプリングした電流値から、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の変動に関連する指標がそれぞれ導出され比較される。比較した結果に基づき、液晶スイッチの偏光変調状態を変えるタイミングが調節される。
【解決手段】ＬＥＤ３１、３３は点灯・消灯が交互に切り替えられる。ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングに連動して、これらのＬＥＤ３１、３３から出射される光の偏光状態を選択的に変えることの可能な液晶スイッチが設けられる。液晶スイッチを透過した光の光量が安定化するようにＬＥＤ３１、３３に供給される電流が制御される。ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えのタイミングの前から後にわたる時間の間、ＬＥＤ３３、３１に供給される電流がサンプリング（ｂ１，ｂ２，…，ａ８，ａ９）される。サンプリングした電流値から、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の変動に関連する指標がそれぞれ導出され比較される。比較した結果に基づき、液晶スイッチの偏光変調状態を変えるタイミングが調節される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速パルス点灯が可能な発光ダイオード等の光源を複数用いて高出力且つ偏光面の揃えられた照明光を出射可能な照明装置、及び、そのような照明装置を用いた画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料の安全性が高く、長寿命且つ小型で、入力される電力の大きさに対してより大きな光量が得られる光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）が注目されている。近年では出射される光の色を自由に選択でき、より大きな光量が得られるＬＥＤが開発されていて、従来はハロゲンランプやメタル・ハライド・ランプなどが主として用いられてきた、データ・プロジェクタやヘッドライトなどの光源としてＬＥＤを用いることの可能性が模索されている。
【０００３】
データ・プロジェクタやヘッドライトなどの光源としてＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの発光部における、単位面積あたりの発光輝度を高めることが、ＬＥＤの組み込まれた装置全体の大きさを小さくする上で求められる。
【０００４】
特許文献１には、上記の要求に応える技術として、互いに直交する光軸上に複数のＬＥＤを配置し、それらのＬＥＤから出射されるそれぞれの光を、一つのＰＢＳの互いに異なる入射面から入射させ、ＰＢＳに入射したそれらの光を、ＰＢＳの一つの出射面から出射させるものが開示されている。これら複数のＬＥＤを交互にパルス発光させる（間欠的に発光させる）ことにより、これらのＬＥＤを定常発光させる場合に比して大きな電流を各ＬＥＤに対して供給することができ、それによって、より大きな光量の光を得ることができる。又、複数のＬＥＤから出射された光は、上述のようにＰＢＳの一つの出射面から出射するように構成されているので、一つひとつのＬＥＤはパルス発光していても、上記一つの出射面から出射する光はほぼ定常光とみなせる状態となるので、上記出射面を発光体として捉えたときに、発光体の単位面積あたりの光束、すなわち光量を増すことが可能となる。
【０００５】
上述の構成において、ＰＢＳで反射されて上述の出射面に向かう光と、ＰＢＳを透過して上述の出射面に向かう光とで偏光状態が異なっているので、それらの光の偏光状態を揃えるため、上述した出射面の近傍には偏光変調素子としての液晶が設けられている。そして、一の偏光状態を有する光に対してはその偏光状態を変化させることなく透過させ、他の偏光状態を有する光に対しては、液晶の状態を切り替えて上記一の偏光状態となるように旋光させて透過させる構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１８３４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した構成の照明装置では、複数のＬＥＤから出射された光のうち、ＰＢＳによって上記一つの出射面に導かれず、照明用の光として利用できない部分があり、光の利用効率をさらに向上させることが求められる。又、複数のＬＥＤを切り替えて交互に発光させる際に、上記液晶の偏光変調状態を切り替えることを説明したが、液晶の偏光変調状態が一の状態から他の状態へ切り替わるのに時間を要する。すなわち、液晶の偏光変調状態の切り替え動作が過渡特性を有していて、その過渡特性が原因で、液晶を透過する光の光量が周期的に低下する。
【０００７】
上記光量の低下が周期的に起きることにより、光量低下の程度によってはフリッカの一因となりうる。フリッカが目立たない場合であっても、周期的に光量の低下を生じていることにより、積算光量は低下し、暗く見えることもある。又、この照明装置を、データ・プロジェクタ等に組み込み、画像を形成して投影するための空間光変調素子として、ＰＭＷ駆動によって階調を表示するデバイスを用いた場合には、周期的な光量低下によって、投影される画像の階調異常を招くことがある。
【０００８】
加えて、上記過渡特性は液晶の温度によって変化するので、液晶の温度が標準状態から大きくずれていた場合には、過渡特性も大きく変化することになる。液晶の過渡特性が大きく変化することにより、ＬＥＤの発光切り替えタイミングと液晶の切り替わりタイミングがずれてしまって、フリッカがさらに目立つ事態を招きうる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１） 本発明の第１の態様は照明装置に適用され、Ｐ偏光光出射用のＰ偏光光源と、Ｓ偏光光出射用のＳ偏光光源とを有する偏光光発光部であって、予め定められた発光切り替えタイミングに従ってＰ偏光光及びＳ偏光光を同一の出射部から交互に出射可能に構成される、偏光光発光部と、前記同一の出射部から出射される前記Ｐ偏光光及び前記Ｓ偏光光のうち、一方の偏光光が出射されるときにはその偏光状態を変えることなく透過させ、他方の偏光光が出射されるときにはその偏光状態を前記一方の偏光光と同じ偏光状態となるように変化させて透過させるように偏光変調作用を切り替え可能に構成される偏光変調手段と、前記偏光変調手段を透過した光の光量を検出する光量検出手段と、前記光量検出手段による前記光量の検出結果に基づき、前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源から出射されるそれぞれの光の発光量を制御して、前記偏光変調手段を透過して被照明部に向かう光の光量が略一定となるように構成される光源光量制御手段と、前記発光切り替えタイミングの前後において前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源から出射されるそれぞれの光の、発光量の変動に関連する指標を導出する光源発光量変動導出手段と、前記光源発光量変動導出手段による前記指標の導出結果に基づき、前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源の前記発光切り替えタイミングに対する前記偏光変調手段の前記偏光変調作用の切り替えのタイミングを変化させるように構成される偏光変調作用切り替えタイミング制御手段とを有することにより上述した課題を解決する。
（２） 本発明の第２の態様も又、照明装置に適用され、点滅駆動可能な第１及び第２の光源と、前記第１及び第２の光源の点灯及び消灯を予め定められた発光切り替えタイミングで交互に切り替え可能に構成される光源切り替え制御回路と、前記第１の光源から出射される光は第１の偏光状態にする一方、前記第２の光源から出射される光は、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態にして、前記第１及び第２の偏光状態の光を共通の光路に導くように構成される偏光導光部と、第１の偏光変調状態と第２の偏光変調状態との間で偏光変調状態を切り替え可能な偏光変調素子であって、前記第１の偏光変調状態においては、前記共通の光路に導かれた前記第１の偏光状態を有する光を、その偏光状態を変化させることなく透過させて被照明部に向かって導く一方、前記第２の偏光変調状態においては、前記共通の光路に導かれた前記第２の偏光状態を有する光を、その偏光状態が前記第１の偏光状態となるように偏光状態を変化させて透過させ、前記被照明部に向かって導くように構成される、偏光変調素子と、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを制御するための偏光変調状態切り替え制御部と、前記偏光変調素子を透過して前記被照明部に向かって導かれる光の光量を検出するための照明光量検出部と、前記照明光量検出部で検出される光量に基づき、前記照明光量検出部で検出される光量が一定となるように前記第１及び第２の光源から出射される光の発光量を制御可能に構成される発光量制御回路と、前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の発光量に関連する物理量を前記発光切り替えタイミングの前後においてそれぞれ複数回にわたって検出可能に構成される光源光量検出部と、前記光源光量検出部で検出された前記物理量から、前記発光切り替えタイミングの前後における前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の、発光量の変動に関連する指標を導出する発光量変動導出部と、を有し、前記偏光変調状態切り替え制御部は、前記指標の導出結果に基づき、前記発光量の変動が減じられるように前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることにより、上述した課題を解決する。
（３） 本発明の第３の態様に係る照明装置は、上記第２の態様に係る照明装置において、前記光源光量検出部が、前記第１及び第２の光源のそれぞれに供給される電流の大きさの変動を検出するための供給電流検出装置又は前記第１及び第２の光源のそれぞれに供給される電力の変動を検出するための供給電力検出装置を有する。
（４） 本発明の第４の態様に係る照明装置は、上記第２の態様に係る照明装置において、前記光源光量検出部が、前記第１及び第２の光源から出射され、前記偏光変調素子に入射する前の光の光量を検出する光量センサを有する。
（５） 本発明の第５の態様に係る照明装置は、上記第２から第４の態様に係る照明装置のいずれかにおいて、前記光源光量検出部が、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定時間の間、前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の発光量に関連する前記物理量を繰り返しサンプリングするように構成され、前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部で繰り返しサンプリングして得られた前記物理量から、前記発光切り替えタイミングの前後それぞれにおいて、前記発光量の変動に関連する指標を導出して積算することにより、発光切り替え前の発光量変動積算値及び発光切り替え後の発光量変動積算値を求めるように構成され、前記偏光変調状態切り替え制御部は、前記発光切り替え前の発光量変動積算値と前記発光切り替え後の発光量変動積算値との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成される。
（６） 本発明の第６の態様に係る照明装置は、上記第２から第４の態様に係る照明装置のいずれかにおいて、前記光源光量検出部が、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で少なくとも１回、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動する可能性のある時間帯で少なくとも２回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で少なくとも１回、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動する可能性のある時間帯で少なくとも２回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第１及び第２の光源の発光期間中における前記発光量の変動に関連する指標をそれぞれ導出し、導出された前記指標から、前記第１の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値及び前記第２の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値をそれぞれ推定によって求め、前記第１の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値と前記第２の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする。
（７） 本発明の第７の態様に係る照明装置は、上記第２から第４の態様に係る照明装置のいずれかにおいて、前記光源光量検出部が、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第１の光源が消灯する寸前のタイミングで１回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第１の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標及び前記第２の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標を求め、前記第１の光源の発光期間中における前記指標と前記第２の光源の発光期間中における前記指標との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成される。
（８） 本発明の第８の態様に係る照明装置は、上記第２から第４及び第７の態様に係る照明装置のいずれかにおいて、前記光源光量検出部が、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第２の光源が消灯する寸前のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第２の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標及び前記第１の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標を求め、前記第２の光源の発光期間中における前記指標と前記第１の光源の発光期間中における前記指標との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調整するように構成される。
（９） 本発明の第９の態様は、画像投影装置に適用される。そして、上記第１から第８のいずれか一つに係る照明装置とともに、前記被照明部に配置された空間光変調素子であって、入力された画像信号に対応する画像を形成するための空間光変調素子と、前記空間光変調素子で形成された画像を投影するための投影光学系とを有する。
（１０） 本発明の第１０の態様は、画像投影装置に適用される。そして上記第１から第８のいずれか一つに係る照明装置を複数有し、入力されたカラー画像信号から得られる複数の色成分ごとの画像信号に対応する画像を形成するように構成される複数の空間光変調素子と、前記複数の空間光変調素子のそれぞれで形成される画像を一つに合成して投影するための投影光学系とを有し、前記照明装置それぞれの被照明部に前記複数の空間光変調素子のいずれか一つが配置される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液晶スイッチの偏光変調状態の切り替えに係る過渡特性が液晶スイッチの温度変化等によって変化することがあっても、その過渡特性の変化に追従して液晶スイッチの偏光変調状態の切り替えタイミングを調整することができる。このため、複数の光源のいずれかに供給される電流が過大となって、光源の寿命の短縮、無駄なエネルギの消費、フリッカの発生というような不具合の発生を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１Ａ及び図１Ｂを参照して本発明の実施の形態に係る照明装置１００について説明する。図１Ａは、照明装置１００の概略的構成を示すブロック図である。図１Ｂは、照明装置１００を構成する各要素の作用を説明する概略的な光路図である。
【００１２】
図１Ａにおいて、偏光ビームスプリッタ（以下、偏光ビームスプリッタを「ＰＢＳ」と称する）３２は、一例としてＳ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過する特性を有している。ＰＢＳ３２の第１の入射面とテーパロッド３８の出射面とが対向しあうようにしてこれらＰＢＳ３２及びテーパロッド３８が配置されている。テーパロッド３８の入射面には第１の光源としてのＬＥＤ３３が取り付けられていて、ＬＥＤ３３から出射される光はテーパロッド３８によってＰＢＳ３２に向かうように導かれる。又、ＰＢＳ３２の第２の入射面とテーパロッド３０の出射面とが対向しあうようにしてこれらＰＢＳ３２及びテーパロッド３０が配置されている。テーパロッド３０の入射面には第１の光源としてのＬＥＤ３１が取り付けられていて、ＬＥＤ３１から出射される光はテーパロッド３０によってＰＢＳ３２に向かうように導かれる。
【００１３】
ＰＢＳ３２の、第２の入射面と対向する第２の出射面と、直角プリズム３４の入射面とが対向しあうようにしてこれらＰＢＳ３２及び直角プリズム３４が配置されている。ＰＢＳ３２の、第１の入射面と対向する第１の出射面と、直角プリズム３４の出射面とは、ほぼ同一平面上に位置するように位置決めされている。これらＰＢＳ３２の第１の出射面及び直角プリズム３４の出射面と、インテグレータロッド４０の入射面とが対向しあうようにインテグレータロッド４０が配置される。インテグレータロッド４０の入射面と直角プリズムの出射面との間には１／２波長板３６が介装される。
【００１４】
インテグレータロッド４０の出射面に対向するようにして、偏光変調素子としての液晶スイッチ２２が配置され、液晶スイッチ２２の後方には、液晶スイッチ２２を透過したＰ偏光光を透過するように構成された偏光板４２が配置される。この偏光板４２は、液晶スイッチ２２を透過した光の中に含まれうるＰ偏光光以外の光の成分を弁別するためのものである。偏光板４２の後方には、液晶スイッチ２２を透過したＰ偏光光の発光量を検出するための光量センサ１０が配置される。この光量センサ１０は、図１Ａに示されるように偏光板４２の後方に配置されていても、液晶スイッチ２２と偏光板４２との間の位置に配置されていてもよい。
【００１５】
図１Ｂを参照して、ＬＥＤ３１及び３３から出射された光が上述した照明装置１００を経てどのように被照明部に導かれるかについて説明する。ＬＥＤ３１から出射され、テーパロッド３０を介して導かれてＰＢＳ３２に入射したＰ偏光光Ｐ２及びＳ偏光光Ｓ２を含む光のうち、Ｓ偏光光Ｓ２はＰＢＳ３２で反射されてインテグレータロッド４０中に導かれ、Ｐ偏光光Ｐ２はＰＢＳ３２を透過して直角プリズム３４に入射する。そしてＰ偏光光Ｐ２は直角プリズム３４の反射面で反射されて１／２波長板３６に入射するように導かれる。Ｐ偏光光Ｐ２が１／２波長板３６を透過する際にＰ偏光光Ｐ２はその偏光状態がＳ偏光に変換され、Ｓ偏光光Ｓ２としてインテグレータロッド４０中に入射する。上述のようにして、ＬＥＤ３１から出射した光は全てＳ偏光光Ｓ２となってインテグレータロッド４０中に導かれて集光される。
【００１６】
ＬＥＤ３３から出射され、テーパロッド３８を介して導かれてＰＢＳ３２に入射したＰ偏光光Ｐ１及びＳ偏光光Ｓ１を含む光のうち、Ｐ偏光光Ｐ１はＰＢＳ３２を透過してインテグレータロッド４０中に導かれ、Ｓ偏光光Ｓ１はＰＢＳ３２で反射されて直角プリズム３４に入射する。そしてＳ偏光光Ｓ１は直角プリズム３４の反射面で反射されて１／２波長板３６に入射するように導かれる。Ｓ偏光光Ｓ１が１／２波長板３６を透過する際にＳ偏光光Ｓ１はその偏光状態がＰ偏光に変換され、Ｐ偏光光Ｐ１としてインテグレータロッド４０中に入射する。上述のようにして、ＬＥＤ３３から出射した光は全てＰ偏光光Ｐ１となってインテグレータロッド４０中に導かれて集光される。
【００１７】
上記の説明から分かるように、ＬＥＤ３１から出射される光はすべてＳ偏光Ｓ２に偏光状態が揃えられ、ＬＥＤ３３から出射される光はすべてＰ偏光光Ｐ１に揃えられて、インテグレータロッド４０の出射部から出射される。ＬＥＤ３１及び３３が交互にパルス点灯するのに同期して、液晶スイッチ２２は、後で図２を参照して説明するタイミング生成部１８により、液晶ドライバ２０を介してその偏光変調状態の切り替え動作が制御される。この液晶スイッチ２２は、ＬＥＤ３１が発光中、すなわちＳ偏光光Ｓ２が液晶スイッチ２２に入射するタイミングにおいては、透過する光の偏光状態をＳ偏光状態からＰ偏光状態に変化させるように偏光変調作用が切り替えられる。従って、ＬＥＤ３１から出射されて偏光状態が揃えられ、すべてＳ偏光光Ｓ２となった光は、液晶スイッチ２２を透過する際にＰ偏光光Ｐ２へとその偏光状態が変えられて被照明部（不図示）へと向かう。液晶スイッチ２２は又、ＬＥＤ３３が発光中、すなわちＰ偏光光Ｐ１が液晶スイッチ２２に入射するタイミングにおいては、透過する光の偏光状態を変化させることのないように偏光変調作用が切り替えられる。従って、ＬＥＤ３３から出射されて偏光状態が揃えられ、すべてＰ偏光光Ｐ１となった光は、液晶スイッチ２２を透過する際に偏光状態が変わることなく、Ｐ偏光に維持されたまま被照明部へと向かう。
【００１８】
以上に説明したように、照明装置１００は、交互にパルス発光するＬＥＤ３１及び３３から出射される光がすべてＰ偏光となるようにその偏光状態が揃えられて被照明部に導かれる。又、ＬＥＤ３１及び３３のそれぞれはパルス発光、すなわち間欠的に発光しているが、その点灯及び消灯がＬＥＤ３１とＬＥＤ３３とで間断なく交互に切り替わるように制御され、その切り替わりタイミングに同期して液晶スイッチ２２の偏光変調作用が切り替えられる。その結果、後述するＬＥＤ３１及び３３の光量制御並びに液晶スイッチ２２の偏光変調切り替えタイミングの制御と相俟って、被照明部に導かれる光は偏光状態が統一され、且つ光量変動が抑制された、安定化されたものとなる。なお、以上では光源として２つのＬＥＤ３１及び３３を用い、これらの光源から出射される光をＰ偏光に揃えて被照明部に導く例について説明したが、パルス点灯可能なものであれば光源としてＬＥＤ以外の光源を用いることも可能である。又、その数は必要に応じて３つ以上とすることも可能である。さらに、被照明部に導かれる光はＰ偏光に揃えられる構成を例示したが、用途に応じてＳ偏光に揃えるようにすることも可能である。
【００１９】
図２は、照明装置１００から出射して被照明部に導かれる光の光量を安定化させるための光量安定化装置２００の概略的構成を示すブロック図である。光量安定化装置２００は、
（ａ） 予め定められたタイミングに従ってＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯を交互に切り替える機能と、
（ｂ） 液晶スイッチ２２を透過して被照明部に導かれる光の光量を安定化する機能と、
（ｃ） 液晶スイッチ２２の偏光変調作用切り替えのタイミングをＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯切り替えのタイミングに対して変化させる機能と
を有する。以下、この光量安定化装置２００の構成及び上述した機能について説明する。
【００２０】
ヘッドアンプを内蔵する光量センサ１０の出力は、オペアンプ１２の反転入力部に接続されており、オペアンプ１２の出力は、ＬＥＤへの供給電流を制御する（基準電流を生成する）ＦＥＴ８２のゲートに接続されている。オペアンプ１２の非反転入力部には、基準電圧Ｖｒｅｆが入力されており、オペアンプ１２は光量センサ１０から出力される電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとの差に基づいてＦＥＴ８２のゲート電圧を制御する。ＦＥＴ８２のゲートとグラウンドとの間に接続されているツェナーダイオード６０は、リミッタとして作用する。すなわち、光量センサ１０の故障やＬＥＤ３１、３３の光量の異常低下等があった場合に、オペアンプ１２の出力電圧が想定される範囲を超え、それによってＦＥＴ８２のゲート電圧が過度に高まり、ＬＥＤ３１、３３に大電流が供給されてしまうのを抑止するためのものである。
【００２１】
ＬＥＤ電源の電源電圧Ｖｄｄとグラウンドとの間において、ＦＥＴ８２と直列に、抵抗６２、ＦＥＴ７２、及び抵抗８４が接続され、基準電流生成部が構成されている。これらの回路素子間の接続状態をさらに説明すると、電源電圧ＶｄｄとＦＥＴ７２のドレインとの間に抵抗６２が接続され、ＦＥＴ７２のゲート及びソースを接続した部分とＦＥＴ８２のドレインが接続され、ＦＥＴ８２のソースとグラウンドとの間に抵抗８４が接続される。
【００２２】
続いて、上記の基準電流生成部で生成される基準電流Ｉｒｅｆの大きさに応じて、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流を制御するためのブロックについて説明する。抵抗６４の一端とＦＥＴ７４のドレイン、抵抗６６の一端とＦＥＴ７６のドレイン、抵抗６８の一端とＦＥＴ７８のドレイン、そして抵抗７０の一端とＦＥＴ８０のドレインがそれぞれ接続され、抵抗６４、６６、６８、７０の他端が電源電圧Ｖｄｄに接続されている一方、ＦＥＴ７４、７６、７８、８０のゲートが、ＦＥＴ７２のゲート及びソースを接続した部分と接続されている。又、ＦＥＴ７４、７６、７８、８０のソースは、ＬＥＤ３１及び３３のアノードが接続された部分に接続されている。
【００２３】
上述した抵抗６２、６４、６６、６８、７０並びにＦＥＴ７２、７４、７６、７８、８０の接続によってカレントミラー回路が形成される。抵抗６２の抵抗値と、抵抗６４、６６、６８、７０の抵抗値との比率（抵抗比）を適宜定めることにより、抵抗６２中を流れる基準電流Ｉｒｅｆに上記抵抗比を乗じた大きさの電流を各ＦＥＴ７４、７６、７８、８０に流すことが可能となる。なお、図２においては４つのＦＥＴ７４、７６、７８、８０が並列に接続された例を示しているが、これはＬＥＤ３１、３３に供給する電流の大きさによって抵抗６４、６６、６８、７０における電圧降下の量が大きくなりすぎるのを抑制することを目的としている。したがって、ＬＥＤ３１、３３に供給する電流の大きさや許容される電圧降下量に応じて、並列接続するＦＥＴの数は、図２で例示した４より多くすることも少なくすることもできる。
【００２４】
ＬＥＤ３１のカソードはスイッチング素子としてのＦＥＴ８８のドレインに接続され、ＬＥＤ３３のカソードは、同じくスイッチング素子としてのＦＥＴ８６のドレインに接続される。ＦＥＴ８６及び８８のソースはグラウンドに接続され、ゲートはそれぞれタイミング生成部１８に接続される。タイミング生成部１８から出力される信号によってこれらのＦＥＴ８６、８８のオン・オフが制御され、且つ上述した基準電流生成部及びカレントミラー回路の構成により、ＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯の交互切り替え、及び点灯中のＬＥＤの光量を制御（安定化）することが可能となる。
【００２５】
ＦＥＴ８２のソースと抵抗８４との接続部にＡ／Ｄコンバータ１６のアナログ入力端子が接続されている。Ａ／Ｄコンバータ１６から出力されるディジタル信号はタイミング生成部１８に入力される。タイミング生成部１８は、Ａ／Ｄコンバータ１６を介して、抵抗８４にかかる電圧の大きさを検知することにより、基準電流Ｉｒｅｆの大きさを検知することが可能に構成されている。上述した構成から明らかなように、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさは、基準電流Ｉｒｅｆの大きさに比例するので、抵抗８４の両端にかかる電位差を検知することによりＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを知ることができる。
【００２６】
タイミング生成部１８には、液晶ドライバ２０を介して液晶スイッチ２２が電気的に接続されていて、タイミング生成部１８は液晶スイッチ２２の偏光変調作用（液晶スイッチ２２を透過する光の偏光状態を変化させる／しない）を適宜切り替えることが可能に構成されている。タイミング生成部１８は、ハードウェアロジック回路又は予め組み込まれたプログラムを逐次実行可能なプロセッサで構成される。
【００２７】
光量安定化装置２００が起動されるのに伴い、タイミング生成部１８内部で生成されるタイミング信号、或いは光量安定化装置２００の外部から供給されるタイミング信号に従って、タイミング生成部１８はＦＥＴ８６、８８のオン・オフを交互に切り替え、ＬＥＤ３１、３３の消灯・点灯が交互に切り替えられるようにする。これが上述した機能（ａ）に相当する。
【００２８】
ＬＥＤ３１、３３のうちのいずれかに電流が供給されて発光する。いずれかのＬＥＤから出射された光は、先に説明したように、Ｐ偏光及びＳ偏光のうち、いずれかの偏光状態に揃えられてインテグレータロッド４０から出射し、液晶スイッチ２２を透過するように進む。このときにタイミング生成部１８は、ＬＥＤ３１、３３のうち、どちらのＬＥＤを発光させるのかに応じて液晶スイッチ２２に制御信号を出力し、発光中のＬＥＤに適した状態に液晶スイッチ２２の偏光変調状態を切り替える。これが上述した機能（ｃ）に対応する。
【００２９】
液晶スイッチ２２を透過する際に一つの偏光状態に揃えられて（本実施の形態においてはＰ偏光状態に揃えられて）偏光板４２を透過し、被照明部に向かう光の光量は、光量センサ１０によって検出され、上述したオペアンプ１２、ＦＥＴ８２、７２、７４、７６、７８、８０などの作用によって、安定化される。これが上述した機能（ｂ）に対応する。
【００３０】
上述した機能（ｂ）及び（ｃ）に関して、図３、図４、及び図５を参照してさらに説明する。なお、ここでは、本発明に係る照明装置が有する偏光変調作用切り替えタイミング制御の作用の理解を容易にするために、この偏光変調作用切り替えタイミング制御が機能していない場合の例を説明する。
【００３１】
図３は、上から順に、
・ＬＥＤ３１、３３のオン・オフの切り替え制御、
・タイミング生成部１８から液晶スイッチ２２に入力される液晶スイッチ切り替え制御信号、
・液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わり、
・ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさ、そして
・被照明部に導かれる光の光量が、時間経過に伴って変化する様子
の一例を示すタイミングチャートである。図４は、図３のタイミングチャートにおける時刻ｔ０からｔ１に至る時間区間の近辺を、時間軸を拡大して示している。そして、タイミング生成部１８から液晶スイッチ２２に入力される液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がり部分と、この立ち下がりに反応して液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替わる様子が、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃ及び５０°Ｃの２つの場合で示されている。なお、図３及び図４においては、Ｐ波（Ｐ偏光光）の透過率の時間推移というかたちで液晶スイッチ２２の偏光変調状態の時間経過に伴う推移を示しており、図３及び図４中、「Ｐ波の透過率」が「最大」に達するとＰ偏光光に対する透過率が最大となり、「最小」にまで下がると、Ｐ偏光光に対する透過率が最小となる。Ｓ偏光光に対する特性は特に図示していないが、Ｐ偏光光に対する特性と逆の特性となる。すなわち、図３及び図４中、Ｐ偏光光に対する透過率が「最大」に達するとＳ偏光光に対する透過率は最小となり、Ｐ偏光光に対する透過率が「最小」に達するとＳ偏光光に対する透過率が最大となる。これに関しては、後で参照する図５、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃにおいても同様である。
【００３２】
図３を参照して説明すると、液晶スイッチ２２に入力される液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから（液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち上がり・立ち下がりのタイミングから）液晶スイッチ２２の偏光変調状態が実際に切り替わるまでには遅れを生ずる。特に、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングに対する液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替え開始及び完了までの遅れが顕著である。この液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替え動作に関する過渡特性に対応するため、タイミング生成部１８は、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングに対して先行するかたちで液晶スイッチ切り替え制御信号を切り替える。図３においては、タイミング生成部１８による上記のタイミング制御が理想的に作用していて、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えタイミングがＬＥＤ３１、３３の切り替えタイミングと合致している様子が描かれている。
【００３３】
引き続き図３を参照して、液晶スイッチ２２の偏光変調状態が一の偏光変調状態から他の偏光変調状態へ切り替わる際の過渡状態、或いはこれとは逆に切り替わる際の過渡状態に着目して説明する。先ず、ＬＥＤ３３がオフ（非発光）、ＬＥＤ３１がオン（発光）の状態から、ＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフの状態へと切り替わる時刻ｔ３に先立つ時刻ｔ２において液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替わり始め、Ｐ偏光光の透過率が増加し始めると同時にＳ偏光光の透過率が減少し始める。時刻ｔ３までは、ＬＥＤ３１が発光しているので、図１Ｂにも示されるように、液晶スイッチ２２に入射する光はＳ偏光光である。従って、ＬＥＤ３１から出射されてＳ偏光に偏光状態が揃えられ、液晶スイッチ２２を透過する際にＰ偏光光に偏光状態が切り替えられて被照明部に向かう光の光量は徐々に減少する。光量センサ１０がこの光量減少を検知するのに反応して、光量安定化装置２００は、基準電流Ｉｒｅｆを増し、ＬＥＤ３１から出射される光の光量を増す。その様子が、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフ中、時刻ｔ２からｔ３における電流値の増加として示されている。
【００３４】
時刻ｔ３においてＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフの状態へと切り替えられ、液晶スイッチ２２に入射する光の偏光状態はＰ偏光状態となる。時刻ｔ３からｔ４にかけて液晶スイッチ２２のＰ偏光光に対する透過率は「最大」に向かって増加する。従って、ＬＥＤ３３から出射されてＰ偏光に偏光状態が揃えられ、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に向かう光の光量は徐々に増加する。光量センサ１０がこの光量増加を検知するのに反応して、光量安定化装置２００は、基準電流Ｉｒｅｆを減じ、ＬＥＤ３３から出射される光の光量を減ずる。その様子が、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフ中、時刻ｔ３からｔ４における電流値の減少として示されている。
【００３５】
時刻ｔ４からｔ５にかけては、液晶スイッチ２２の偏光変調状態が安定していてＰ偏光光に対する透過率は「最大」を維持しているので、光量センサ１０で検出される光量も安定して定常状態に維持される。
【００３６】
次に、ＬＥＤ３３がオン（発光）、ＬＥＤ３１がオフ（非発光）の状態から、ＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態へと切り替わる時刻ｔ６に先立つ時刻ｔ５において液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替わり始め、Ｐ偏光光の透過率が減少し始めると同時にＳ偏光光の透過率が増加し始める。時刻ｔ６までは、ＬＥＤ３３が発光しているので、液晶スイッチ２２に入射する光はＰ偏光光である。従って、ＬＥＤ３３から出射されてＰ偏光に偏光状態が揃えられ、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に向かう光の光量は徐々に減少する。光量センサ１０がこの光量減少を検出するのに反応して、光量安定化装置２００は、基準電流Ｉｒｅｆを増し、ＬＥＤ３１から出射される光の光量を増す。その様子が、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフ中、時刻ｔ５からｔ６における電流値の増加として示されている。
【００３７】
時刻ｔ６においてＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態へと切り替えられ、液晶スイッチ２２に入射する光の偏光状態はＳ偏光状態となる。時刻ｔ６からｔ７にかけて液晶スイッチ２２のＰ偏光光に対する透過率は「最小」に向かって減少する一方、Ｓ偏光光に対する透過率は「最大」に向かって増加する。従って、ＬＥＤ３１から出射されてＳ偏光に偏光状態が揃えられ、液晶スイッチ２２を透過する際にＰ偏光へと偏光状態が切り替えられて被照明部に向かう光の光量は徐々に増加する。光量センサ１０がこの光量増加を検知するのに反応して、光量安定化装置２００は、基準電流Ｉｒｅｆを減じ、ＬＥＤ３１から出射される光の光量を減ずる。その様子が、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフ中、時刻ｔ６からｔ７における電流値の減少として示されている。
【００３８】
時刻ｔ７からｔ８にかけては、液晶スイッチ２２の偏光変調状態が安定していてＳ偏光光に対する透過率は「最大」に維持されるので、光量センサ１０で検出される光量も安定して定常状態に維持される。
【００３９】
以上に説明したように、液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替わりの過渡期において被照明部に向かって出射する光の光量の変動が光量センサ１０によって検知されてＬＥＤに供給される電流が調節され、図３の一番下のグラフに示されるように、被照明部に導かれる光の光量を安定化することができる。
【００４０】
ところで、液晶スイッチ２２に入力される液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替えられてから液晶スイッチ２２の偏光変調状態が実際に切り替わるまでの遅れは、液晶スイッチ２２の温度によって変化し、高温になるほど遅れは減少する。その一例が図４に示されている。図４は、図３の時刻ｔ０からｔ１にかけての部分を、時間軸に沿う方向に拡大して、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃ及び５０°Ｃの場合の、偏光変調切り替え過渡特性を示している。図４に示す例において、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃの場合、ＬＥＤ３１及び３３の点灯・消灯切り替えのタイミングである時刻ｔ１を含む時間区間で偏光変調状態が切り替わる。この場合、図３を参照して説明したように、光量安定化装置２００によってＬＥＤ３１、３３それぞれから出射される光の光量が調節されて被照明部にむかって出射する光の光量が安定化される。しかし、図４に示す例において液晶スイッチの温度が５０°Ｃの場合、ＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフの状態から、ＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態へと切り替わる時刻ｔ１よりも前の時点で偏光変調状態の切り替えが完了してしまっている。この場合、時刻ｔ０から２．２ミリ秒経過した時点で、液晶スイッチ２２はＰ偏光光を透過せず、Ｓ偏光光のみを透過する状態となっている。時刻ｔ１に達するまではＬＥＤ３３がオンとなっている、すなわちＰ偏光光Ｐ１が液晶スイッチ２２に入射する状態となっているので、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に向かって導かれる光の光量はほぼゼロとなり、光量不足やフリッカの原因となりうる。
【００４１】
図５には、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃ、３５°Ｃ、及び５０°Ｃ、それぞれの場合の偏光変調切り替え過渡特性が例示されており、被照明部に導かれる光の光量が光量安定化装置２００によって安定化される様子が示されている。液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃの場合には、先に図３を参照して説明したのと同様に、被照明部に導かれる光の光量は、光量安定化装置２００によって定常状態に維持されている。
【００４２】
図５に示す例では、液晶スイッチ２２の温度が３５°Ｃの場合にも、被照明部に導かれる光の光量は、光量安定化装置２００によって定常状態に維持されている。しかし、液晶スイッチ２２の偏光変調切り替えタイミングが図示されるように早まっている結果、発光するＬＥＤがＬＥＤ３３からＬＥＤ３１に切り替えられる直前の段階で液晶スイッチ２２のＰ偏光光に対する透過率が比較的大きく低下している。その結果、ＬＥＤ３３から出射されてＰ偏光に偏光状態が揃えられた光は、液晶スイッチ２２を透過する際に比較的大きく減衰するので、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に導かれる光の光量も比較的大きく低下することになる。光量安定化装置２００は、その光量低下を検知して、ＬＥＤ３３に供給する電流を増す。このような状態が続くと、無駄に消費されるエネルギの量も増え、場合によってはＬＥＤの寿命を縮めることがあるばかりか、ＬＥＤ３３の光量が増すことによって液晶スイッチ２２の温度がさらに上昇して、以下に説明するような状況に陥る場合がある。
【００４３】
図５において液晶スイッチ２２の温度が５０°Ｃの場合、先に図４を参照して説明したように、液晶スイッチ２２の切り替えタイミングがさらに早まり、ＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯が切り替えられる前に偏光変調状態の切り替えが完了してしまっている。その結果、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えが完了してからＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯が切り替えられるまでの間は、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に導かれる光の光量はほぼゼロとなってしまう。その様子が図５の一番下に描かれるグラフに示されている。このような状況においては、被照明部に導かれる光が断続的となるので、被照明部に導かれる光の光量が全体として低下するだけでなく、フリッカを生ずることになる。なお、被照明部に導かれる光の光量がほぼゼロの状態となっても、図２を参照して先に説明したツェナーダイオード６０の作用によって、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流が所定の大きさを越すことは無い。したがって、ＬＥＤ３１、３３に過大な電流が供給されて故障を招くと云った不都合は生じない。
【００４４】
ここで図５を参照して、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさに関して補足説明をしておく。ＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフのとき、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフは、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさを示している。同様に、ＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンのとき、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフは、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさを示している。これらＬＥＤ３１、３３に供給される電流のグラフを見て理解できるように、定常状態、すなわち液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えが完了し、且つ液晶スイッチ２２の偏光変調状態に対応するＬＥＤが発光している状態において、ＬＥＤに供給される電流の大きさはほぼ一定の状態となる。図５に示す例においては、この定常状態においてＬＥＤ３１へ供給される電流の大きさと、定常状態においてＬＥＤ３３に供給される電流の大きさとに差があり、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさを上回っている。これは、各ＬＥＤ３１、３３の発光効率に個体差があって異なっていたり、ＰＢＳ３２、１／２波長板３６、テーパロッド３０、３８中をＬＥＤ３１、３３から出射した光が通過する際に、各ＬＥＤから出射される光の減衰率が異なっていたりすることに起因し得る。本発明に係る光量安定化装置２００は、以下の説明で明らかになるように、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさの変動（この電流変動は、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動とほぼ一致する）を検知して、その変動が減じられるように液晶スイッチ２２の偏光変調切り替えタイミングを制御する。以下、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃを参照して、点灯・消灯が交互に切り替えられるＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動を検出し、その検出結果に基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用切り替えのタイミングを調節する例について説明する。
【００４５】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、図３に示すチャートの時刻ｔ０からｔ１を含む時間区間を、時間軸方向に拡大して示すタイミングチャートである。被照明部に向かって出射する光量の変動を光量安定化装置２００のタイミング生成部１８が検出して、液晶スイッチ２２の偏光変調切り替えタイミングをどのように調節するかについて、これらの図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃを参照して説明する。なお、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃには、異なる方法で光量の変動を検出する例が示されており、これら図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃのそれぞれに示される方法に対応するフローチャートが図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示されている。
【００４６】
図６Ａを参照すると、時刻ｔ１においてＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフの状態からＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態に切り替えられるのに先立つ時刻ｔ０において、タイミング生成部１８は液晶スイッチ切り替え制御信号をハイからローに切り替える。この時点ではＬＥＤ３３から出射する光はＰ偏光に偏光状態が揃えられて液晶スイッチ２２に入射し、液晶スイッチ２２の偏光変調切り替え状態はＰ偏光光を最大限に透過させる状態で安定している。したがって、光量センサ１０で検出される光量も安定しているので、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさも安定していて「定常状態」にある。
【００４７】
上述のように液晶スイッチ切り替え制御信号をハイからローに切り替える前、或いは切り替えた後、タイミング生成部１８はＡ／Ｄコンバータ１６を介して抵抗８４の両端にかかる電圧を繰り返し計測することを開始する。抵抗８４の両端にかかる電圧は、基準電流Ｉｒｅｆに比例するものであるから、この電圧値を検出することにより、ＬＥＤ３１又は３３に供給される電流の大きさを知ることが可能となる。以下では、Ａ／Ｄコンバータ１６を介して抵抗８４の両端にかかる電圧を測定することにより基準電流Ｉｒｅｆの大きさを検出し、その結果からＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを検出することを、単に「ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさをサンプリングする」と表現する。当業者には明らかなように、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを検出するための他の方法として、図２に示される抵抗６２、６４、６６、６８、７０のいずれかの両端にかかる電圧を測定してもよいし、或いはＬＥＤ３１、３３の順方向電圧を測定する等、他の方法を用いてもよい。図６Ａに示す例においてタイミング生成部１８は、時刻ｔ１におけるＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯切り替えのタイミングを挟む前後の時間帯において、点灯中のＬＥＤ３３又は３１に供給される電流の大きさを繰り返しサンプリングする。その様子が図６Ａにおいてサンプリングｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９で示されている。図６Ａでは、時刻ｔ１におけるＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯切り替えのタイミングを挟む前後の時間帯において、それぞれ９回づつサンプリングする例が示されているが、そのサンプリング回数及びサンプリング間隔は例示を目的としたものであって、本発明を制限することを意図したものではない。
【００４８】
時刻ｔ０からある長さの時間が経過した後、液晶スイッチ２２の偏光変調切り替え状態が変化し始め、その結果Ｐ偏光光に対する透過率が減少し始めるのに伴い、光量センサ１０で検出される光量も減少し始める。しかし、光量安定化装置２００はその光量減少を検出してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさを増し始める。その結果、液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替わり始めるまでのサンプリングｂ１からｂ４までは、検出される電流の大きさが安定していて「定常状態」にあり、偏光変調状態が切り替わり始めた後のサンプリングｂ５からｂ９では検出される電流の大きさが徐々に増加して「変動状態」にあると定義することができる。
【００４９】
時刻ｔ１において、ＬＥＤ３３が消灯し、ＬＥＤ３１が点灯する状態に切り替えられると、ＬＥＤ３１から出射する光がＳ偏光に偏光状態が揃えられた状態で液晶スイッチ２２に入射する。時刻ｔ１においては、液晶スイッチ２２の偏光変調状態はまだ過渡期にあるため、光量センサ１０で検出される光量は少なめとなるので、光量安定化装置２００はＬＥＤ３１に供給する電流を増す。その後、液晶スイッチ２２の偏光変調状態がＳ偏光光を最大限に透過してＰ偏光光に旋光する状態に近づくにつれ、光量センサ１０で検出される光量が増加するので、ＬＥＤ３１に供給される電流は徐々に減少する。その結果、サンプリングａ１からａ６までは検出される電流の大きさが徐々に減少して「変動状態」にあり、偏光変調状態が切り替わった後のサンプリングａ６からａ９では検出される電流の大きさが安定して「定常状態」にある。
【００５０】
時刻ｔ１の前後においてＬＥＤ３３、ＬＥＤ３１のそれぞれに供給される電流の大きさを図６Ａに示される例で比較すると、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの方が大きい。しかし、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替え動作が過渡的現象を伴うことにより生じる、光量安定化装置２００からＬＥＤ３１、３３に供給される電流の変動の大きさという観点から捉えたときには、以下に説明するように結果が異なる場合がある。
【００５１】
上記「変動状態」においてＬＥＤ３１、３３それぞれに対して供給される電流の大きさに対する、「定常状態」においてＬＥＤ３１、３３それぞれに対して供給される電流の大きさの比（以下、これを「電流変動率」と称する）を求めてグラフ化すると、図６Ａの一番下のグラフに示されるような結果となる。すなわち、時刻ｔ１を境としてＬＥＤ３１、３３それぞれに供給される電流の積算値を比較すると、ＬＥＤ３３に供給される積算電流値の方が大きいが、電流変動率で比較すると、ＬＥＤ３１の方が変動率は大きい。このような結果となるのは、「定常状態」においてＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが、「定常状態」においてＬＥＤ３３に供給される電流の大きさに比して小さいため、ＬＥＤ３１の電流変動率の方が電流の変動に敏感となるからである。
【００５２】
引き続き図６Ａを参照し、上記電流変動率の求め方について具体的に説明すると、サンプリングｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９によって得られたそれぞれの計測値を（ｂ１、ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９）と表し、以下の式（１）及び（２）を用いて、上記の電流変動率を算出する。
Ｂｉ＝ｂｉ／ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…，ｂ９）−１ … 式（１）
Ａｉ＝ａｉ／ｍｉｎ（ａ１、ａ２、…，ａ９）−１ … 式（２）
上記式（１）における、ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…、ｂ９）、及び上記式（２）における、ｍｉｎ（ａ１、ａ２、…、ａ９）はそれぞれ、サンプリングｂ１，ｂ２，…，ｂ９によって得られた計測値中の最小値、サンプリングａ１，ａ２，…，ａ９によって得られた計測値中の最小値を意味する。これらの最小値ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…、ｂ９）及びｍｉｎ（ａ１，ａ２，…，ａ９）は、「定常状態」においてＬＥＤ３１、３３それぞれに供給される電流の大きさに相当する。すなわち、ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…、ｂ９）は計測値ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４のうち、いずれかの値であり、ｍｉｎ（ａ１，ａ２，…，ａ９）は計測値ａ６，ａ７，ａ８，ａ９のうち、いずれかの値である。そしてｂ１，ｂ２，…，ｂ９の各計測値を、ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…、ｂ９）で除算し、又、ａ１，ａ２，…，ａ９の各計測値を、ｍｉｎ（ａ１，ａ２，…，ａ９）で除算することにより、「変動状態」における計測値の、「定常状態」における計測値に対する比を算出することができる。さらに、このようにして求められた比から値１を減ずることにより、いわゆる定常成分が除去されて電流変動率のみに関与する値を求めることができる。本発明の実施の形態において、このように各サンプリングによって得られた計測値のそれぞれを、それらの計測値のうち、「定常状態」においてサンプリングして得られた計測値で除算して値１を減ずる処理を「正規化する」と称する。
【００５３】
以上に説明した方法によって計測値ｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９に「正規化」の処理を施して電流変動率Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ９，Ａ１，Ａ２，…，Ａ９を求め、プロットしたものが図６Ａの一番下に示されるグラフとなる。このグラフにおいては、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさの変動率だけが抽出されてプロットされている。
【００５４】
以上のように、ＬＥＤ３１、３３の発光・消灯が切り替えられるタイミングの前後においてそれぞれのＬＥＤに供給される電流の大きさを繰り返しサンプリングして得られた計測結果に対して上述した「正規化」の処理をすることにより、ＬＥＤ３１、３３それぞれの発光量の変動に関連する指標を算出することができる。この指標をＬＥＤ３１、３３それぞれの発光期間ごとに積算することにより、図６Ａの一番下に示すグラフにおいて、時刻ｔ１よりも前側の三角形の面積と、時刻ｔ１より後側の三角形の面積とが求められる。図６Ａに示す例においては、ＬＥＤ３１の発光量の変動に関連する指標の積算値の方が大きいことから、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりが遅いと判断することができる。このような場合、タイミング生成部１８は、次のＬＥＤ発光切り替えタイミングに対して液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりのタイミングを所定時間早める。
【００５５】
この、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを早める、或いは遅くする際の制御単位（制御分解能）は、照明装置の用途や、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え周期等に応じて適宜設定することが可能である。例えば照明装置が画像投影装置の光源として用いられる場合、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え周期を１／６０秒（約１６．７ミリ秒）とすることができる。そのような場合には、上述の制御単位を０．１ミリ秒から２ミリ秒の間に設定することが望ましい。そして、１／６０秒ごとに上述した液晶スイッチの切り替えタイミングを制御することにより、液晶スイッチ２２の温度が変化する速度に比して十分に早い速度で液晶スイッチの切り替えタイミングが最適化される。
【００５６】
図７Ａは、以上で図６Ａを参照して説明した処理をタイミング生成部１８内部で行う際の処理手順を示すフローチャートである。図７Ａに示される処理は、タイミング生成部１８内のＣＰＵによって実行される光源制御プログラム中で、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え制御タイミング（図６Ａの時刻ｔ１）に先立ってコールされるサブルーチンとして示されている。図７Ａに示される処理プログラムは、例えば液晶スイッチ２２に対して偏光変調状態切り替えの制御信号を発するタイミングに近いタイミングでコールされて実行される。
【００５７】
タイミング生成部１８はＳ７１１において、図６Ａのサンプリングｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９の処理を行う。すなわち、第１の光源としてのＬＥＤ３３がオン、第２の光源としてのＬＥＤ３１がオフの状態からＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態に切り替えられる前から後にわたる一定時間の間、ＬＥＤ３３、３１に供給される電流値をタイミング生成部１８は繰り返しサンプリングする。
【００５８】
Ｓ７１２においてタイミング生成部１８は、Ｓ７１１でサンプリングして得られた測定値（ｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９）のそれぞれに対して上記式（１）、式（２）で示される「正規化」の処理を施して、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ２，…Ｂ９，Ａ１，Ａ２，…，Ａ９）を求める。
【００５９】
Ｓ７１３においてタイミング生成部１８は、Ｓ７１２で求めたＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ９）及び（Ａ１，Ａ２，…，Ａ９）の積算値ＳＢ、ＳＡをそれぞれ算出する。
【００６０】
Ｓ７１４においてタイミング生成部１８は、Ｓ７１３で算出した積算値ＳＢ、ＳＡの大きさを比較し、積算値ＳＢが積算値ＳＡよりも大きいか否かを判定する。
【００６１】
Ｓ７１４における判定が肯定された場合の分岐先であるＳ７１５においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間遅らせる処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動が大きい（発光切り替え前の電流変動が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して早まっていることが予想されるからである。
【００６２】
Ｓ７１４における判定が否定された場合の分岐先であるＳ７１６においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間早める処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動が小さい（発光切り替え後の電流変動が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して遅くなっていることが予想されるからである。
【００６３】
なお、図７Ａに示す処理においては、ＳＡ＝ＳＢの場合、すなわち液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えタイミングが理想的である場合も、Ｓ７１４での判定によってＳ７１６に分岐し、液晶スイッチ２２の制御信号の立ち下がりタイミングが早められてしまう。しかし、この処理による液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替わりのタイミング変化は上述したように僅かであり、次の発光切り替え周期ですぐに補正がなされるので問題はない。或いは、必要に応じてＳＡ＝ＳＢである場合の分岐先を設けるように処理プログラムを変更し、ＳＡ＝ＳＢと判定される場合には液晶スイッチ２２の制御信号のタイミングを変化させずに維持するように処理をしてもよい。後で説明する図７Ｂ、及び図７Ｃにおける処理も同様である。
【００６４】
以上、図６Ａ及び図７Ａを参照して説明した液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替えタイミング制御の処理においては、
・ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定時間の間、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさ（ｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９）を繰り返しサンプリングし、
・サンプリングして得られた電流の大きさから、発光切り替えタイミングの前後それぞれにおいて、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ９，Ａ１，Ａ２，… ，Ａ９）を導出し、
・発光切り替えタイミングの前後における上記指標（Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ９，Ａ１，Ａ２，…，Ａ９）の積算値ＳＡ、ＳＢを求め、
・これらの積算値ＳＡ、ＳＢを比較して次の周期における液晶スイッチ２２の制御信号の切り替えタイミングを調整するものであった。
【００６５】
これに対して、図６Ｂ及び図７Ｂに示されるものは、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミング前後においてＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさをサンプリングする際の回数を減じて、上述した電流の変動に関連する指標の積算値ＳＡ、ＳＢを推定によって求めるものである。
【００６６】
図６Ｂを参照すると、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングｔ１の前においてＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが３回サンプリング（ｂ１，ｂ６，ｂ９）され、ｔ１の後においてＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが３回サンプリング（ａ１，ａ４，ａ９）される。以下、これらのサンプリングのタイミングについて説明する。
【００６７】
時刻ｔ１よりも前で、ＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回サンプリングが行われ（ｂ１）、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回サンプリングが行われて（ｂ６，ｂ９）いる。同様に、時刻ｔ１より後で、ＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回サンプリングが行われ（ａ９）、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回サンプリングが行われて（ａ１，ａ４）いる。
【００６８】
上記のサンプリングのタイミングは、次のようにして設定することが可能である。液晶スイッチ切り替え制御信号が変化するタイミング、及びＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングはいずれもタイミング生成部１８によって把握されている。又、液晶スイッチ２２の想定しうる温度範囲内における偏光変調状態の切り替わり速度（液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから液晶スイッチ２２がその偏光変調状態を切り替え終えるまでの時間）も、事前の実験によって求めることができる。したがって、タイミング生成部１８が時刻ｔ０において液晶スイッチ切り替え制御信号を切り替え、時刻ｔ１においてＬＥＤ３１、３３の発光切り替えを行う場合に、どのようなタイミングでＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさのサンプリングを行えば上記のようなサンプリングｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９が可能かは容易に決定することが可能である。
【００６９】
上記のサンプリングｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９によって得られたそれぞれの計測値を（ｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９）と表すと、これらの計測値ｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９に対し、図６Ａを参照して先に説明した「正規化」の処理をして、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ６，Ｂ９，Ａ１，Ａ４，Ａ９）を導出する。次に、これらの指標（Ｂ１，Ｂ６，Ｂ９，Ａ１，Ａ４，Ａ９）をもとに、先に説明した積算値ＳＡ、ＳＢを求めるのであるが、図６Ａを参照して説明したのと異なり、図６Ｂに示される例においては、これらの指標（Ｂ１，Ｂ６，Ｂ９，Ａ１，Ａ４，Ａ９）から積算値ＳＡ、ＳＢを近似によって求める。例えば、Ａ／Ｄコンバータ１６のサンプリング周波数に制約があって、より短い時間間隔でのサンプリングが行えないような場合に、図６Ｂ及び図７Ｂを参照して説明する方法が有効である。
【００７０】
これらの積算値ＳＡ、ＳＢは、図６Ｂの一番下に示されるグラフにおいて、時刻ｔ１よりも右側の三角形の部分、左側の三角形の部分の面積に相当する。上記のように積算値ＳＡ、ＳＢを求めて比較した結果に基づき、図６Ａ及び図７Ａを参照して説明したのと同様の方法によって次の周期における液晶スイッチ２２の制御信号の切り替えタイミングを調整することができる。
【００７１】
図７Ｂは、以上で図６Ｂを参照して説明した処理をタイミング生成部１８内部で行う際の処理手順を示すフローチャートである。図７Ｂに示される処理は、タイミング生成部１８内のＣＰＵによって実行される光源制御プログラム中で、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え制御タイミング（図６Ｂの時刻ｔ１）に先立ってコールされるサブルーチンとして示されている。図７Ｂに示される処理プログラムは、例えば液晶スイッチ２２に対して偏光変調状態切り替えの制御信号を発するタイミングに近いタイミングでコールされて実行される。
【００７２】
タイミング生成部１８はＳ７２１において、図６Ｂに示すｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９のサンプリングをする処理を行う。すなわち、タイミング生成部１８は、第１の光源としてのＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ｂ１）、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回（ｂ６，ｂ９）、サンプリングを行う。同様に、時刻ｔ１より後で、第２の光源としてのＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ａ９）、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回（ａ１，ａ４）サンプリングを行う。
【００７３】
Ｓ７２２においてタイミング生成部１８は、Ｓ７２１でサンプリングして得られた測定値（ｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９）のそれぞれに対して下記式（３）、式（４）で示される「正規化」の処理を施して、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ４，Ｂ９，Ａ１，Ａ４，Ａ９）を求める。
Ｂｉ＝ｂｉ／ｂ１−１ … 式（３）
Ａｉ＝ａｉ／ａ９−１ … 式（４）
Ｓ７２３においてタイミング生成部１８は、Ｓ７２２で求めたＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ４，Ｂ９）及び（Ａ１，Ａ４，Ａ９）の推定積算値ＳＢ、ＳＡをそれぞれ算出する。この推定積算値ＳＢ、ＳＡの算出方法について図７Ｂを参照して説明する。先ず、推定積算値ＳＢを求めるにあたり、値が既に分かっているものを列挙すると、Ｂ１、Ｂ６、Ｂ９及びサンプリングｂ６とサンプリングｂ９との間の時間間隔ｔｂである。そこで、ｔｂを底辺とし、（Ｂ９−Ｂ６）を高さとする三角形の面積、すなわち０．５＊ｔｂ＊（Ｂ９−Ｂ６）を求める。ここで記号「＊」は乗算を表す。次に、上記の計算結果に対し、高さ（Ｂ９−Ｂ６）を有する三角形と、高さ（Ｂ９−Ｂ１）を有する三角形との相似比（Ｂ９−Ｂ１）／（Ｂ９−Ｂ６）の二乗を乗じて式を整理すると、推定積算値ＳＢを求める式は以下の式（５）で示されるものとなる。
ＳＢ＝０．５＊ｔｂ＊（Ｂ９−Ｂ１）2／（Ｂ９−Ｂ６） … 式（５）
同様にして、推定積算値ＳＡを求めるにあたり、値が既に分かっているものを列挙すると、Ａ１、Ａ４、Ａ９及びサンプリングａ１とサンプリングａ４との間の時間間隔ｔａである。推定積算値ＳＢの求め方に関して以上に説明したのと同様にして、推定積算値ＳＡは以下の式（６）で示されるものとなる。
ＳＡ＝０．５＊ｔａ＊（Ａ１−Ａ９）2／（Ａ１−Ａ４） … 式（６）
Ｓ７２４においてタイミング生成部１８は、Ｓ７２３で算出した、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標の推定積算値ＳＢ、ＳＡの大きさを比較し、積算値ＳＢが積算値ＳＡよりも大きいか否かを判定する。
【００７４】
Ｓ７２４における判定が肯定された場合の分岐先であるＳ７２５においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間遅らせる処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動が大きい（発光切り替え前の電流変動が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して早まっていることが予想されるからである。
【００７５】
Ｓ７２４における判定が否定された場合の分岐先であるＳ７２６においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間早める処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動が小さい（発光切り替え後の電流変動が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して遅くなっていることが予想されるからである。
【００７６】
なお、図６Ｂ及び図７Ｂを参照しての上記説明において、タイミング生成部１８が、
・第１の光源としてのＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ｂ１）、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回（ｂ６，ｂ９）、サンプリングを行い、
・時刻ｔ１より後で、第２の光源としてのＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ａ９）、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回（ａ１，ａ４）サンプリングを行う、
例について説明した。しかし、上記のサンプリング回数については、ＬＥＤ３１又は３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で２回以上とし、ＬＥＤ３１又は３３に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で３回以上とするものであってもよい。
【００７７】
図６Ｃ及び図７Ｃを参照して説明する以下の方法においては、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内において、先ず第１の光源としてのＬＥＤ３３の発光期間中、ＬＥＤ３３から出射される光の光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、ＬＥＤ３３が消灯する寸前のタイミングで１回、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさをサンプリングする。次に、第２の光源としてのＬＥＤ３１の発光期間中、ＬＥＤ３１が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさをサンプリングする。このようにサンプリングをして得た計測結果を用い、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動量に関連する指標とＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動量に関連する指標とを算出してこれらを比較し、その比較結果に基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調節する。図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂを参照して説明した方法との大きな違いは、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさの変動量に関連する指標の積算値を求める処理が無い点である。
【００７８】
図６Ｃを参照すると、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングｔ１の前においてＬＥＤ３３に供給される電流が２回サンプリング（ｂ１，ｂ９）され、ｔ１の後においてＬＥＤ３１に供給される電流が２回サンプリング（ａ１，ａ９）される。以下、これらのサンプリングのタイミングについて説明する。
【００７９】
時刻ｔ１よりも前で、ＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中でサンプリングが１回行われ（ｂ１）、ＬＥＤ３３が消灯する寸前のタイミングでサンプリングが１回行われて（ｂ９）いる。同様に、時刻ｔ１より後で、ＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１が発光を開始した直後のタイミングでサンプリングが１回行われ（ａ１）、ＬＥＤ３１に供給される電流が変動していないことが予想される時間帯中でサンプリングが１回行われて（ａ９）いる。
【００８０】
上記のサンプリングのタイミングは、次のようにして設定することが可能である。液晶スイッチ切り替え制御信号が変化するタイミング、及びＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングはいずれもタイミング生成部１８によって把握されている。又、液晶スイッチ２２の想定しうる温度範囲内における偏光変調状態の切り替わり速度（液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから液晶スイッチ２２がその偏光変調状態を切り替え終えるまでの時間）も、事前の実験によって求めることができる。したがって、タイミング生成部１８が時刻ｔ０において液晶スイッチ切り替え制御信号を切り替え、時刻ｔ１においてＬＥＤ３１、３３の発光切り替えを行う場合に、どのようなタイミングでＬＥＤ３１、３３に供給される電流のサンプリングを行えば上記のようなサンプリングｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９が可能かは容易に決定することが可能である。
【００８１】
上記のサンプリングｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９によって得られたそれぞれの計測値を（ｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９）と表すと、これらの計測値ｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９を用い、図６Ａを参照して先に説明した「正規化」の処理をして、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の変動に関連する指標（Ａ，Ｂ）を導出する。図６Ｃに示される方法も、図６Ｂに示される用法と同様、例えば、Ａ／Ｄコンバータ１６のサンプリング周波数に制約があって、より短い時間間隔でのサンプリングが行えないような場合に有効である。
【００８２】
これらの指標Ａ、Ｂは、図６Ｃの一番下に示されるグラフにおいて、ＬＥＤ３３が消灯する直前及びＬＥＤ３１が点灯を開始した直後、それぞれのタイミングにおいてＬＥＤ３１又は３３に供給される電流の変動に関連する指標となっている。ＬＥＤ３１、３３それぞれに供給される電流は、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングにおいて最大となるので、上記指標も又ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングにおいて最大となる。したがって、指標Ａ及びＢを比較することにより、ＬＥＤ３３、３１のうち、どちらに供給される電流の変動が多いかを判定することが可能であり、その結果に基づいて次の発光切り替えタイミングに際して行われる液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節することが可能となる。
【００８３】
図７Ｃは、以上で図６Ｃを参照して説明した処理をタイミング生成部１８内部で行う際の処理手順を示すフローチャートである。図７Ｃに示される処理は、タイミング生成部１８内のＣＰＵによって実行される光源制御プログラム中で、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え制御タイミング（図６Ｃの時刻ｔ１）に先立ってコールされるサブルーチンとして示されている。図７Ｃに示される処理プログラムは、例えば液晶スイッチ２２に対して偏光変調状態切り替えの制御信号を発するタイミングに近いタイミングでコールされて実行される。
【００８４】
タイミング生成部１８はＳ７３１において、図６Ｃに示すｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９のサンプリングをする処理を行う。すなわち、タイミング生成部１８は、第１の光源としてのＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ｂ１）、ＬＥＤ３３が消灯する寸前で１回（ｂ９）、サンプリングを行う。同様に、時刻ｔ１より後で、第２の光源としてのＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１が点灯を開始した直後で１回（ａ１）、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ａ９）、サンプリングを行う。以上のサンプリングを行うことにより、ＬＥＤ３３が点灯から消灯に切り替わるタイミングの前後において、ＬＥＤ３３、３１それぞれに供給される電流の定常値及び最大値をサンプリングすることができる。
【００８５】
Ｓ７３２においてタイミング生成部１８は、Ｓ７３１でサンプリングして得られた測定値（ｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９）を用いて、下記式（７）、式（８）で示される「正規化」の処理を施して、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の変動に関連する指標（Ｂ，Ａ）を求める。
Ｂ＝ｂ９／ｂ１−１ … 式（７）
Ａ＝ａ１／ａ９−１ … 式（８）
Ｓ７３３においてタイミング生成部１８は、Ｓ７３２で算出した、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の変動に関連する、指標Ａと指標Ｂとを比較し、指標Ｂが指標Ａよりも大きいか否かを判定する。
【００８６】
Ｓ７３３における判定が肯定された場合の分岐先であるＳ７３４においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間遅らせる処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の変動が大きい（ＬＥＤ３３が消灯する寸前の電流変動の方が、ＬＥＤ３１が点灯を開始した直後の電流変動よりも大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して早まっていることが予想されるからである。
【００８７】
Ｓ７３３における判定が否定された場合の分岐先であるＳ７３５においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間早める処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の変動が小さい（ＬＥＤ３３が消灯する寸前の電流変動よりも、ＬＥＤ３１が点灯を開始した直後の電流変動の方が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して遅くなっていることが予想されるからである。
【００８８】
以上、図６Ａ、図７Ａ、図６Ｂ、図７Ｂ、図６Ｃ、図７Ｃを参照して、ＬＥＤ３３が点灯、ＬＥＤ３１が消灯の状態から、ＬＥＤ３３が消灯、ＬＥＤ３１が点灯の状態に切り替わるタイミングｔ１の前後においてＬＥＤ３１、３３に供給される電流の変動の大きさに基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調整する例について説明した。本発明は上記に加えて、図３における時刻ｔ３、すなわちＬＥＤ３３が消灯、ＬＥＤ３１が点灯の状態から、ＬＥＤ３３が点灯、ＬＥＤ３１が消灯の状態に切り替わるタイミングにおいても以上に説明したのと同様の方法によって液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調節することが可能であることは当業者には明らかである。
【００８９】
又、以上では、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを決定する基準電流Ｉｒｅｆの値を、タイミング生成部１８に接続されるＡ／Ｄコンバータ１６を介して検出し、この検出結果からＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを検出する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えと相前後して液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替えられる際に生じるＬＥＤ３１、３３それぞれから出射される光の光量変動を検出できれば、ＬＥＤ３１、３３それぞれの光量変動の大きさを比較して、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節することができる。この、光量の変動の大きさを検出する方法の一例として以上ではＬＥＤ３１、３３に供給される電流値の変動を検出する例について説明したが、他の方法を用いることもできる。これについて図８を参照して説明する。
【００９０】
図８の（ａ）は、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流と、これらのＬＥＤ３１、３３の両端にかかる順方向電圧との関係を例示するグラフである。このような関係をルックアップテーブル化してタイミング生成部１８内部のメモリに記憶しておくことが可能である。或いは、図８（ａ）に示されるようなグラフに対応する関数をプログラムしておき、検出される電流から順方向電圧を計算により求めることができる。そして、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを、Ａ／Ｄコンバータ１６を介して検出し、その電流の大きさに基づいて上記ルックアップテーブル又は関数から順方向電圧を求め、電流と順方向電圧との積から、ＬＥＤ３１、３３に供給される電力を求める構成を有していてもよい。或いは、別のＡ／Ｄコンバータを設けてＬＥＤ３１、３３の順方向電圧を測定した結果をタイミング生成部１８に入力するように構成することも可能である。そして、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさに代えて、ＬＥＤ３１、３３に供給される電力の大きさを検出し、その電力の変動を検出して、以上に説明した方法に準じて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調整することができる。
【００９１】
図８の（ｂ）は、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさとこれらＬＥＤ３１、３３のそれぞれから出射される光の光量との関係を例図する図である。このような関係も又、タイミング生成部１８内部のメモリにルックアップテーブル化して記憶しておくことができる。或いは、図８（ｂ）に示されるようなグラフに対応する関数をプログラムしておき、検出される電流から光量を計算により求めることができる。そしてタイミング生成部１８は、Ａ／Ｄコンバータ１６を介してＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを検出し、その電流の大きさに基づいて上記ルックアップテーブル又は関数からＬＥＤ３１、３３の光量を求めることができる。そして、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさに代えて、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動の大きさを検出し、以上に説明した方法に準じて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調整することができる。
【００９２】
ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動の大きさを検出するために、例えば図１Ａに示されるようにインテグレータロッド４０にライトガイド５０を介して光量センサ５２を配置しておくことも可能である。そして、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングの前後において発光ダイオード３１、３３から出射される光の光量変動を光量センサ５２で検出し、以上に説明した方法に準じて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調整することができる。以上のように、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれから出射された光が共通の光路を経て進む位置に光量センサを設けることにより、一つの光量センサでＬＥＤ３１、３３のいずれから出射する光の光量変動も検出することができる。或いは、テーパロッド３０、３８それぞれの近傍に不図示の光量センサをそれぞれ設け、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動を独立して検出することも可能である。以上の説明から明らかなように、本発明においては、ＬＥＤ３１、３３から出射されるそれぞれの光の光量に関連する物理量を検出することにより、これらＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量の変動を検出することが可能となる。
【００９３】
以上では、液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調節する際に、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え前後におけるＬＥＤ３１、３３それぞれから出射される光の光量変動の大きさを比較し、その比較結果に基づいて上記偏光変調作用の切り替えタイミングをずらす例について説明した。これに対して、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え前後におけるＬＥＤ３１、３３それぞれから出射される光の光量が変動を生じている時間の長さを求め、この時間の長さの比較結果に基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調節するようにしてもよい。例えば、図６Ａを参照して説明すると、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングｔ１の前後にわたる時間においてサンプリング（ｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９）を行う。このサンプリング結果から、ＬＥＤ３１、３３から出射される光に光量変動を生じているのは、サンプリング（ｂ４，ｂ５，…ｂ９）が行われた時間帯及びサンプリング（ａ１，ａ２，…，ａ６）が行われた時間帯であることを判定する。これらの時間帯の長さを比較して、例えばサンプリング（ａ１，ａ２，…，ａ６）が行われた時間帯の長さの方が長いと判断された場合に、液晶スイッチ２２の偏光変調作用切り替えタイミングを早める。理由は、ＬＥＤ３３が発光しているとき（時刻ｔ１よりも前側）で発光量に変動を生じている時間よりも、ＬＥＤ３１が発光しているとき（時刻ｔ１よりも後側）で発光量に変動を生じている時間の方が長い、ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングが遅れていることが予想されるからである。
【００９４】
又、本発明に係る照明装置においては、以上に説明したように、例えば図５における、液晶スイッチ２２の温度が３５°Ｃの場合、すなわち被照明部に導かれる光の量が一定であっても、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングの前後においてＬＥＤ３１、３３それぞれから出射する光の光量の変動に差を生じている場合には液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングが制御される。その結果、図５における、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃの場合として示される状態に近い状態となり、特定のＬＥＤだけ発光量の変動が大きくなって、エネルギを無駄に消費したり、ＬＥＤの寿命を縮めてしまったりするような不具合が抑制され、被照明部に導かれる光の量も一定に保たれる。これに代えて、液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミング制御を以下のようにすることも可能である。すなわち、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に導かれる光の光量を検出するためのセンサを設けるか、或いは上述した光量センサ１０から信号を入力し、図５における液晶スイッチ２２の温度が５０°Ｃの場合のグラフに示されるように、被照明部に導かれる光が断続的、或いは光量に変動を生じていることを検出する。そして、ＬＥＤ３１が発光している時間の中で被照明部に導かれる光が途切れている（或いは光量が変動している）時間と、ＬＥＤ３３が発光している時間の中で被照明部に導かれる光が途切れている時間（或いは光量が変動している時間）とを比較し、その比較結果に基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを制御する。この場合、片方のＬＥＤの光量変動が増え始めていること（図５における、液晶スイッチ２２の温度が３５°Ｃのような状態）は検出できないが、フリッカの発生は抑制できる。
【００９５】
さらに、以上の説明において、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量を制御するために、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを変化させる例について説明したが、ＬＥＤ３１、３３に供給する電流の大きさは一定としておき、ＰＷＭ制御によって光量の制御を行うものであってもよい。その場合、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量の変動を検出するためには、ＰＷＭ制御に際してＬＥＤ３１、３３に供給されるパルス状電流のデューティー比の変動を検出することが可能である。
【００９６】
以上の説明においては、ＬＥＤ３１、３３の発光を切り替える度、液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを毎回制御する例について説明したが、これらＬＥＤ３１、３３の発光切り替えを所定回数行う度に１回行うようにしてもよいし、所定の時間間隔をおいて行うようにしてもよい。
【００９７】
ここで図９を参照して、本発明に係る照明装置を複数備える画像投影装置について説明する。図９に示される画像投影装置では、図１Ａを参照して説明した照明装置が３つ用いられ、それぞれの照明装置はＲ（赤色）画像投影用照明装置、Ｇ（緑色）画像投影用照明装置、Ｂ（青色）画像投影用照明装置として機能する。これらＲ、Ｇ、Ｂ各色の画像投影用照明装置には符号１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが付されている。図９では図示されていないが、これらの照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂのそれぞれには、図２を参照して説明した光量安定化装置２００が接続されている。
【００９８】
図９中に示される照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂそれぞれを構成する要素で、図１Ａに示される照明装置１００を構成する要素と同様の作用を有するものについては、照明装置１００を構成する各要素に付された数字と同じ数字（例：３０、４０）が付されており、それらの数字の後にＲ、Ｇ、Ｂの文字が付されている（例：３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ、４０Ｒ、４０Ｂ、４０Ｇ）。上記のようにして符号が付された要素については、その説明を省略する。
【００９９】
図９において、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の光を選択的に透過又は反射可能に構成されるクロスダイクロイックプリズム４６が有する３つの入射面と、照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂそれぞれの照明光出射部とが対向するようにして、これらクロスダイクロイックプリズム４６及びＲ、Ｇ、Ｂ各色の照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが配置されている。
【０１００】
Ｒ色照明装置１００Ｒの照明光出射部とクロスダイクロイックプリズム４６のＲ色用入射面との間には、Ｒ色画像生成用の透過形液晶表示素子４３Ｒ（以下、「Ｒ液晶４３Ｒ」と称する）と、Ｒ色検光子としての偏光板４４Ｒとが配置されている。すなわち、照明装置１００Ｒの照明光出射部から出射される光は、被照明部としてのＲ液晶４３Ｒに入射し、このＲ液晶４３Ｒ及び偏光板４４Ｒ透過して形成されたＲ画像光はクロスダイクロイックプリズム４６に入射してＲ色用反射面４６ｒで反射され、出射面４６ｅから出射する。
【０１０１】
Ｂ色照明装置１００Ｂの照明光出射部とクロスダイクロイックプリズム４６のＢ色用入射面との間には、Ｂ色画像生成用の透過形液晶表示素子４３Ｂ（以下、「Ｂ液晶４３Ｂ」と称する）と、Ｂ色検光子としての偏光板４４Ｂとが配置されている。すなわち、照明装置１００Ｂの照明光出射部から出射される光は、被照明部としてのＢ液晶４３Ｂに入射し、このＢ液晶４３Ｂ及び偏光板４４Ｂ透過して形成されたＢ画像光はクロスダイクロイックプリズム４６に入射してＢ色用反射面４６ｂで反射され、出射面４６ｅから出射する。
【０１０２】
Ｇ色照明装置１００Ｇの照明光出射部とクロスダイクロイックプリズム４６のＧ色用入射面との間には、Ｇ色画像生成用の透過形液晶表示素子４３Ｇ（以下、「Ｇ液晶４３Ｇ」と称する）と、Ｇ色検光子としての偏光板４４Ｇとが配置されている。すなわち、照明装置１００Ｇの照明光出射部から出射される光は、被照明部としてのＧ液晶４３Ｇに入射し、このＧ液晶４３Ｇ及び偏光板４４Ｇ透過して形成されたＧ画像光はクロスダイクロイックプリズム４６に入射してＲ色用反射面４６ｒ及びＢ色反射面４６ｂを透過して直進し、出射面４６ｅから出射する。
【０１０３】
以上に説明したようにクロスダイクロイックプリズム４６の出射面４６ｅから出射したＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像光は投影レンズ４８を介してスクリーンＳ上に投影される。Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは、それぞれ独立して光量の安定化が図られ、それぞれの照明装置の液晶スイッチ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂも又各色ごとに独立してそれらの偏光変調作用の切り替えタイミングが調節される。したがって、各色の照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂから被照明部に向けて出射される照明光の光量は安定し、カラーバランスの崩れやフリッカの無い高品位の画像を投影することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明に係る照明装置は、内視鏡や顕微鏡などの照明装置、或いは他の用途向けの照明装置、例えば自動車用の前照灯などとして利用することができる。又、データ・プロジェクタ等の画像投影装置や、リヤプロジェクション式の画像表示装置等に利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１Ａ】照明装置の概略的構成を示すブロック図である。
【図１Ｂ】光源から出射された光が被照明部に向かって導かれる様子を示す光路図である。
【図２】光量安定化装置の概略的構成を示すブロック図である。
【図３】光源の発光切り替えに連動して液晶スイッチの偏光変調作用が切り替えられる様子及び光源に供給される電流が変動する様子を説明するタイミング図である。
【図４】液晶スイッチの温度が変わるのに伴い、液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから液晶スイッチの偏光変調状態が切り替わるまでの過渡特性が変化する様子を説明するタイミング図である。
【図５】液晶スイッチの温度が変わるのに伴い、液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから液晶スイッチの偏光変調状態が切り替わるまでの過渡特性が変化し、それによって光源に供給される電流の変動量が変わる様子を説明するタイミング図である。
【図６Ａ】光源の発光切り替えタイミングの前から後にわたる時間の間、各光源に供給される電流の大きさを測定して、その測定結果から光源に供給される電流の変動の大きさを求める方法の一例を説明する図である。
【図６Ｂ】光源の発光切り替えタイミングの前から後にわたる時間の間、各光源に供給される電流の大きさを測定して、その測定結果から光源に供給される電流の変動の大きさを求める方法の別の一例を説明する図である。
【図６Ｃ】光源の発光切り替えタイミングの前から後にわたる時間の間、各光源に供給される電流の大きさを測定して、その測定結果から光源に供給される電流の変動の大きさを求める方法のさらに別の一例を説明する図である。
【図７Ａ】タイミング生成部により、図６Ａに示される方法に従って液晶スイッチの偏光変調作用の切り替えタイミングが調整される際の手順を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】タイミング生成部により、図６Ｂに示される方法に従って液晶スイッチの偏光変調作用の切り替えタイミングが調整される際の手順を示すフローチャートである。
【図７Ｃ】タイミング生成部により、図６Ｃに示される方法に従って液晶スイッチの偏光変調作用の切り替えタイミングが調整される際の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）は、光源としてのＬＥＤに供給される電流と順方向電圧との関係を例示する図であり、図８（ｂ）は、光源としてのＬＥＤに供給される電流と光源から出射される光の光量との関係を例示する図である。
【図９】本発明に係る照明装置を画像投影装置に組み込む例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０、５２ 光量センサ
１６ Ａ／Ｄコンバータ
１８ タイミング生成部
２２ 液晶スイッチ
３０、３８ テーパロッド
３１ ＬＥＤ（第１の光源）
３２ ＰＢＳ
３３ ＬＥＤ（第２の光源）
３４ 直角プリズム
３６ １／２波長板
４０ インテグレータロッド
４２ 偏光板
４４ 偏光板（検光子）
４６ クロスダイクロイックプリズム
４８ 投影レンズ
５０ ライトガイド
６０ ツェナーダイオード
７２、７４、７６、７８、８０ 電流増幅用のＦＥＴ
８２ 基準電流生成用のＦＥＴ
８４ 基準電流検出用の抵抗
８６、８８ スイッチング用のＦＥＴ
１００ 照明装置
２００ 光量安定化装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速パルス点灯が可能な発光ダイオード等の光源を複数用いて高出力且つ偏光面の揃えられた照明光を出射可能な照明装置、及び、そのような照明装置を用いた画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料の安全性が高く、長寿命且つ小型で、入力される電力の大きさに対してより大きな光量が得られる光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）が注目されている。近年では出射される光の色を自由に選択でき、より大きな光量が得られるＬＥＤが開発されていて、従来はハロゲンランプやメタル・ハライド・ランプなどが主として用いられてきた、データ・プロジェクタやヘッドライトなどの光源としてＬＥＤを用いることの可能性が模索されている。
【０００３】
データ・プロジェクタやヘッドライトなどの光源としてＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの発光部における、単位面積あたりの発光輝度を高めることが、ＬＥＤの組み込まれた装置全体の大きさを小さくする上で求められる。
【０００４】
特許文献１には、上記の要求に応える技術として、互いに直交する光軸上に複数のＬＥＤを配置し、それらのＬＥＤから出射されるそれぞれの光を、一つのＰＢＳの互いに異なる入射面から入射させ、ＰＢＳに入射したそれらの光を、ＰＢＳの一つの出射面から出射させるものが開示されている。これら複数のＬＥＤを交互にパルス発光させる（間欠的に発光させる）ことにより、これらのＬＥＤを定常発光させる場合に比して大きな電流を各ＬＥＤに対して供給することができ、それによって、より大きな光量の光を得ることができる。又、複数のＬＥＤから出射された光は、上述のようにＰＢＳの一つの出射面から出射するように構成されているので、一つひとつのＬＥＤはパルス発光していても、上記一つの出射面から出射する光はほぼ定常光とみなせる状態となるので、上記出射面を発光体として捉えたときに、発光体の単位面積あたりの光束、すなわち光量を増すことが可能となる。
【０００５】
上述の構成において、ＰＢＳで反射されて上述の出射面に向かう光と、ＰＢＳを透過して上述の出射面に向かう光とで偏光状態が異なっているので、それらの光の偏光状態を揃えるため、上述した出射面の近傍には偏光変調素子としての液晶が設けられている。そして、一の偏光状態を有する光に対してはその偏光状態を変化させることなく透過させ、他の偏光状態を有する光に対しては、液晶の状態を切り替えて上記一の偏光状態となるように旋光させて透過させる構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１８３４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した構成の照明装置では、複数のＬＥＤから出射された光のうち、ＰＢＳによって上記一つの出射面に導かれず、照明用の光として利用できない部分があり、光の利用効率をさらに向上させることが求められる。又、複数のＬＥＤを切り替えて交互に発光させる際に、上記液晶の偏光変調状態を切り替えることを説明したが、液晶の偏光変調状態が一の状態から他の状態へ切り替わるのに時間を要する。すなわち、液晶の偏光変調状態の切り替え動作が過渡特性を有していて、その過渡特性が原因で、液晶を透過する光の光量が周期的に低下する。
【０００７】
上記光量の低下が周期的に起きることにより、光量低下の程度によってはフリッカの一因となりうる。フリッカが目立たない場合であっても、周期的に光量の低下を生じていることにより、積算光量は低下し、暗く見えることもある。又、この照明装置を、データ・プロジェクタ等に組み込み、画像を形成して投影するための空間光変調素子として、ＰＭＷ駆動によって階調を表示するデバイスを用いた場合には、周期的な光量低下によって、投影される画像の階調異常を招くことがある。
【０００８】
加えて、上記過渡特性は液晶の温度によって変化するので、液晶の温度が標準状態から大きくずれていた場合には、過渡特性も大きく変化することになる。液晶の過渡特性が大きく変化することにより、ＬＥＤの発光切り替えタイミングと液晶の切り替わりタイミングがずれてしまって、フリッカがさらに目立つ事態を招きうる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１） 本発明の第１の態様は照明装置に適用され、Ｐ偏光光出射用のＰ偏光光源と、Ｓ偏光光出射用のＳ偏光光源とを有する偏光光発光部であって、予め定められた発光切り替えタイミングに従ってＰ偏光光及びＳ偏光光を同一の出射部から交互に出射可能に構成される、偏光光発光部と、前記同一の出射部から出射される前記Ｐ偏光光及び前記Ｓ偏光光のうち、一方の偏光光が出射されるときにはその偏光状態を変えることなく透過させ、他方の偏光光が出射されるときにはその偏光状態を前記一方の偏光光と同じ偏光状態となるように変化させて透過させるように偏光変調作用を切り替え可能に構成される偏光変調手段と、前記偏光変調手段を透過した光の光量を検出する光量検出手段と、前記光量検出手段による前記光量の検出結果に基づき、前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源から出射されるそれぞれの光の発光量を制御して、前記偏光変調手段を透過して被照明部に向かう光の光量が略一定となるように構成される光源光量制御手段と、前記発光切り替えタイミングの前後において前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源から出射されるそれぞれの光の、発光量の変動に関連する指標を導出する光源発光量変動導出手段と、前記光源発光量変動導出手段による前記指標の導出結果に基づき、前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源の前記発光切り替えタイミングに対する前記偏光変調手段の前記偏光変調作用の切り替えのタイミングを変化させるように構成される偏光変調作用切り替えタイミング制御手段とを有することにより上述した課題を解決する。
（２） 本発明の第２の態様も又、照明装置に適用され、点滅駆動可能な第１及び第２の光源と、前記第１及び第２の光源の点灯及び消灯を予め定められた発光切り替えタイミングで交互に切り替え可能に構成される光源切り替え制御回路と、前記第１の光源から出射される光は第１の偏光状態にする一方、前記第２の光源から出射される光は、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態にして、前記第１及び第２の偏光状態の光を共通の光路に導くように構成される偏光導光部と、第１の偏光変調状態と第２の偏光変調状態との間で偏光変調状態を切り替え可能な偏光変調素子であって、前記第１の偏光変調状態においては、前記共通の光路に導かれた前記第１の偏光状態を有する光を、その偏光状態を変化させることなく透過させて被照明部に向かって導く一方、前記第２の偏光変調状態においては、前記共通の光路に導かれた前記第２の偏光状態を有する光を、その偏光状態が前記第１の偏光状態となるように偏光状態を変化させて透過させ、前記被照明部に向かって導くように構成される、偏光変調素子と、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを制御するための偏光変調状態切り替え制御部と、前記偏光変調素子を透過して前記被照明部に向かって導かれる光の光量を検出するための照明光量検出部と、前記照明光量検出部で検出される光量に基づき、前記照明光量検出部で検出される光量が一定となるように前記第１及び第２の光源から出射される光の発光量を制御可能に構成される発光量制御回路と、前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の発光量に関連する物理量を前記発光切り替えタイミングの前後においてそれぞれ複数回にわたって検出可能に構成される光源光量検出部と、前記光源光量検出部で検出された前記物理量から、前記発光切り替えタイミングの前後における前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の、発光量の変動に関連する指標を導出する発光量変動導出部と、を有し、前記偏光変調状態切り替え制御部は、前記指標の導出結果に基づき、前記発光量の変動が減じられるように前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることにより、上述した課題を解決する。
（３） 本発明の第３の態様に係る照明装置は、上記第２の態様に係る照明装置において、前記光源光量検出部が、前記第１及び第２の光源のそれぞれに供給される電流の大きさの変動を検出するための供給電流検出装置又は前記第１及び第２の光源のそれぞれに供給される電力の変動を検出するための供給電力検出装置を有する。
（４） 本発明の第４の態様に係る照明装置は、上記第２の態様に係る照明装置において、前記光源光量検出部が、前記第１及び第２の光源から出射され、前記偏光変調素子に入射する前の光の光量を検出する光量センサを有する。
（５） 本発明の第５の態様に係る照明装置は、上記第２から第４の態様に係る照明装置のいずれかにおいて、前記光源光量検出部が、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定時間の間、前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の発光量に関連する前記物理量を繰り返しサンプリングするように構成され、前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部で繰り返しサンプリングして得られた前記物理量から、前記発光切り替えタイミングの前後それぞれにおいて、前記発光量の変動に関連する指標を導出して積算することにより、発光切り替え前の発光量変動積算値及び発光切り替え後の発光量変動積算値を求めるように構成され、前記偏光変調状態切り替え制御部は、前記発光切り替え前の発光量変動積算値と前記発光切り替え後の発光量変動積算値との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成される。
（６） 本発明の第６の態様に係る照明装置は、上記第２から第４の態様に係る照明装置のいずれかにおいて、前記光源光量検出部が、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で少なくとも１回、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動する可能性のある時間帯で少なくとも２回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で少なくとも１回、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動する可能性のある時間帯で少なくとも２回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第１及び第２の光源の発光期間中における前記発光量の変動に関連する指標をそれぞれ導出し、導出された前記指標から、前記第１の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値及び前記第２の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値をそれぞれ推定によって求め、前記第１の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値と前記第２の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする。
（７） 本発明の第７の態様に係る照明装置は、上記第２から第４の態様に係る照明装置のいずれかにおいて、前記光源光量検出部が、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第１の光源が消灯する寸前のタイミングで１回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第１の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標及び前記第２の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標を求め、前記第１の光源の発光期間中における前記指標と前記第２の光源の発光期間中における前記指標との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成される。
（８） 本発明の第８の態様に係る照明装置は、上記第２から第４及び第７の態様に係る照明装置のいずれかにおいて、前記光源光量検出部が、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第２の光源が消灯する寸前のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第２の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標及び前記第１の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標を求め、前記第２の光源の発光期間中における前記指標と前記第１の光源の発光期間中における前記指標との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調整するように構成される。
（９） 本発明の第９の態様は、画像投影装置に適用される。そして、上記第１から第８のいずれか一つに係る照明装置とともに、前記被照明部に配置された空間光変調素子であって、入力された画像信号に対応する画像を形成するための空間光変調素子と、前記空間光変調素子で形成された画像を投影するための投影光学系とを有する。
（１０） 本発明の第１０の態様は、画像投影装置に適用される。そして上記第１から第８のいずれか一つに係る照明装置を複数有し、入力されたカラー画像信号から得られる複数の色成分ごとの画像信号に対応する画像を形成するように構成される複数の空間光変調素子と、前記複数の空間光変調素子のそれぞれで形成される画像を一つに合成して投影するための投影光学系とを有し、前記照明装置それぞれの被照明部に前記複数の空間光変調素子のいずれか一つが配置される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液晶スイッチの偏光変調状態の切り替えに係る過渡特性が液晶スイッチの温度変化等によって変化することがあっても、その過渡特性の変化に追従して液晶スイッチの偏光変調状態の切り替えタイミングを調整することができる。このため、複数の光源のいずれかに供給される電流が過大となって、光源の寿命の短縮、無駄なエネルギの消費、フリッカの発生というような不具合の発生を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１Ａ及び図１Ｂを参照して本発明の実施の形態に係る照明装置１００について説明する。図１Ａは、照明装置１００の概略的構成を示すブロック図である。図１Ｂは、照明装置１００を構成する各要素の作用を説明する概略的な光路図である。
【００１２】
図１Ａにおいて、偏光ビームスプリッタ（以下、偏光ビームスプリッタを「ＰＢＳ」と称する）３２は、一例としてＳ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過する特性を有している。ＰＢＳ３２の第１の入射面とテーパロッド３８の出射面とが対向しあうようにしてこれらＰＢＳ３２及びテーパロッド３８が配置されている。テーパロッド３８の入射面には第１の光源としてのＬＥＤ３３が取り付けられていて、ＬＥＤ３３から出射される光はテーパロッド３８によってＰＢＳ３２に向かうように導かれる。又、ＰＢＳ３２の第２の入射面とテーパロッド３０の出射面とが対向しあうようにしてこれらＰＢＳ３２及びテーパロッド３０が配置されている。テーパロッド３０の入射面には第１の光源としてのＬＥＤ３１が取り付けられていて、ＬＥＤ３１から出射される光はテーパロッド３０によってＰＢＳ３２に向かうように導かれる。
【００１３】
ＰＢＳ３２の、第２の入射面と対向する第２の出射面と、直角プリズム３４の入射面とが対向しあうようにしてこれらＰＢＳ３２及び直角プリズム３４が配置されている。ＰＢＳ３２の、第１の入射面と対向する第１の出射面と、直角プリズム３４の出射面とは、ほぼ同一平面上に位置するように位置決めされている。これらＰＢＳ３２の第１の出射面及び直角プリズム３４の出射面と、インテグレータロッド４０の入射面とが対向しあうようにインテグレータロッド４０が配置される。インテグレータロッド４０の入射面と直角プリズムの出射面との間には１／２波長板３６が介装される。
【００１４】
インテグレータロッド４０の出射面に対向するようにして、偏光変調素子としての液晶スイッチ２２が配置され、液晶スイッチ２２の後方には、液晶スイッチ２２を透過したＰ偏光光を透過するように構成された偏光板４２が配置される。この偏光板４２は、液晶スイッチ２２を透過した光の中に含まれうるＰ偏光光以外の光の成分を弁別するためのものである。偏光板４２の後方には、液晶スイッチ２２を透過したＰ偏光光の発光量を検出するための光量センサ１０が配置される。この光量センサ１０は、図１Ａに示されるように偏光板４２の後方に配置されていても、液晶スイッチ２２と偏光板４２との間の位置に配置されていてもよい。
【００１５】
図１Ｂを参照して、ＬＥＤ３１及び３３から出射された光が上述した照明装置１００を経てどのように被照明部に導かれるかについて説明する。ＬＥＤ３１から出射され、テーパロッド３０を介して導かれてＰＢＳ３２に入射したＰ偏光光Ｐ２及びＳ偏光光Ｓ２を含む光のうち、Ｓ偏光光Ｓ２はＰＢＳ３２で反射されてインテグレータロッド４０中に導かれ、Ｐ偏光光Ｐ２はＰＢＳ３２を透過して直角プリズム３４に入射する。そしてＰ偏光光Ｐ２は直角プリズム３４の反射面で反射されて１／２波長板３６に入射するように導かれる。Ｐ偏光光Ｐ２が１／２波長板３６を透過する際にＰ偏光光Ｐ２はその偏光状態がＳ偏光に変換され、Ｓ偏光光Ｓ２としてインテグレータロッド４０中に入射する。上述のようにして、ＬＥＤ３１から出射した光は全てＳ偏光光Ｓ２となってインテグレータロッド４０中に導かれて集光される。
【００１６】
ＬＥＤ３３から出射され、テーパロッド３８を介して導かれてＰＢＳ３２に入射したＰ偏光光Ｐ１及びＳ偏光光Ｓ１を含む光のうち、Ｐ偏光光Ｐ１はＰＢＳ３２を透過してインテグレータロッド４０中に導かれ、Ｓ偏光光Ｓ１はＰＢＳ３２で反射されて直角プリズム３４に入射する。そしてＳ偏光光Ｓ１は直角プリズム３４の反射面で反射されて１／２波長板３６に入射するように導かれる。Ｓ偏光光Ｓ１が１／２波長板３６を透過する際にＳ偏光光Ｓ１はその偏光状態がＰ偏光に変換され、Ｐ偏光光Ｐ１としてインテグレータロッド４０中に入射する。上述のようにして、ＬＥＤ３３から出射した光は全てＰ偏光光Ｐ１となってインテグレータロッド４０中に導かれて集光される。
【００１７】
上記の説明から分かるように、ＬＥＤ３１から出射される光はすべてＳ偏光Ｓ２に偏光状態が揃えられ、ＬＥＤ３３から出射される光はすべてＰ偏光光Ｐ１に揃えられて、インテグレータロッド４０の出射部から出射される。ＬＥＤ３１及び３３が交互にパルス点灯するのに同期して、液晶スイッチ２２は、後で図２を参照して説明するタイミング生成部１８により、液晶ドライバ２０を介してその偏光変調状態の切り替え動作が制御される。この液晶スイッチ２２は、ＬＥＤ３１が発光中、すなわちＳ偏光光Ｓ２が液晶スイッチ２２に入射するタイミングにおいては、透過する光の偏光状態をＳ偏光状態からＰ偏光状態に変化させるように偏光変調作用が切り替えられる。従って、ＬＥＤ３１から出射されて偏光状態が揃えられ、すべてＳ偏光光Ｓ２となった光は、液晶スイッチ２２を透過する際にＰ偏光光Ｐ２へとその偏光状態が変えられて被照明部（不図示）へと向かう。液晶スイッチ２２は又、ＬＥＤ３３が発光中、すなわちＰ偏光光Ｐ１が液晶スイッチ２２に入射するタイミングにおいては、透過する光の偏光状態を変化させることのないように偏光変調作用が切り替えられる。従って、ＬＥＤ３３から出射されて偏光状態が揃えられ、すべてＰ偏光光Ｐ１となった光は、液晶スイッチ２２を透過する際に偏光状態が変わることなく、Ｐ偏光に維持されたまま被照明部へと向かう。
【００１８】
以上に説明したように、照明装置１００は、交互にパルス発光するＬＥＤ３１及び３３から出射される光がすべてＰ偏光となるようにその偏光状態が揃えられて被照明部に導かれる。又、ＬＥＤ３１及び３３のそれぞれはパルス発光、すなわち間欠的に発光しているが、その点灯及び消灯がＬＥＤ３１とＬＥＤ３３とで間断なく交互に切り替わるように制御され、その切り替わりタイミングに同期して液晶スイッチ２２の偏光変調作用が切り替えられる。その結果、後述するＬＥＤ３１及び３３の光量制御並びに液晶スイッチ２２の偏光変調切り替えタイミングの制御と相俟って、被照明部に導かれる光は偏光状態が統一され、且つ光量変動が抑制された、安定化されたものとなる。なお、以上では光源として２つのＬＥＤ３１及び３３を用い、これらの光源から出射される光をＰ偏光に揃えて被照明部に導く例について説明したが、パルス点灯可能なものであれば光源としてＬＥＤ以外の光源を用いることも可能である。又、その数は必要に応じて３つ以上とすることも可能である。さらに、被照明部に導かれる光はＰ偏光に揃えられる構成を例示したが、用途に応じてＳ偏光に揃えるようにすることも可能である。
【００１９】
図２は、照明装置１００から出射して被照明部に導かれる光の光量を安定化させるための光量安定化装置２００の概略的構成を示すブロック図である。光量安定化装置２００は、
（ａ） 予め定められたタイミングに従ってＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯を交互に切り替える機能と、
（ｂ） 液晶スイッチ２２を透過して被照明部に導かれる光の光量を安定化する機能と、
（ｃ） 液晶スイッチ２２の偏光変調作用切り替えのタイミングをＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯切り替えのタイミングに対して変化させる機能と
を有する。以下、この光量安定化装置２００の構成及び上述した機能について説明する。
【００２０】
ヘッドアンプを内蔵する光量センサ１０の出力は、オペアンプ１２の反転入力部に接続されており、オペアンプ１２の出力は、ＬＥＤへの供給電流を制御する（基準電流を生成する）ＦＥＴ８２のゲートに接続されている。オペアンプ１２の非反転入力部には、基準電圧Ｖｒｅｆが入力されており、オペアンプ１２は光量センサ１０から出力される電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとの差に基づいてＦＥＴ８２のゲート電圧を制御する。ＦＥＴ８２のゲートとグラウンドとの間に接続されているツェナーダイオード６０は、リミッタとして作用する。すなわち、光量センサ１０の故障やＬＥＤ３１、３３の光量の異常低下等があった場合に、オペアンプ１２の出力電圧が想定される範囲を超え、それによってＦＥＴ８２のゲート電圧が過度に高まり、ＬＥＤ３１、３３に大電流が供給されてしまうのを抑止するためのものである。
【００２１】
ＬＥＤ電源の電源電圧Ｖｄｄとグラウンドとの間において、ＦＥＴ８２と直列に、抵抗６２、ＦＥＴ７２、及び抵抗８４が接続され、基準電流生成部が構成されている。これらの回路素子間の接続状態をさらに説明すると、電源電圧ＶｄｄとＦＥＴ７２のドレインとの間に抵抗６２が接続され、ＦＥＴ７２のゲート及びソースを接続した部分とＦＥＴ８２のドレインが接続され、ＦＥＴ８２のソースとグラウンドとの間に抵抗８４が接続される。
【００２２】
続いて、上記の基準電流生成部で生成される基準電流Ｉｒｅｆの大きさに応じて、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流を制御するためのブロックについて説明する。抵抗６４の一端とＦＥＴ７４のドレイン、抵抗６６の一端とＦＥＴ７６のドレイン、抵抗６８の一端とＦＥＴ７８のドレイン、そして抵抗７０の一端とＦＥＴ８０のドレインがそれぞれ接続され、抵抗６４、６６、６８、７０の他端が電源電圧Ｖｄｄに接続されている一方、ＦＥＴ７４、７６、７８、８０のゲートが、ＦＥＴ７２のゲート及びソースを接続した部分と接続されている。又、ＦＥＴ７４、７６、７８、８０のソースは、ＬＥＤ３１及び３３のアノードが接続された部分に接続されている。
【００２３】
上述した抵抗６２、６４、６６、６８、７０並びにＦＥＴ７２、７４、７６、７８、８０の接続によってカレントミラー回路が形成される。抵抗６２の抵抗値と、抵抗６４、６６、６８、７０の抵抗値との比率（抵抗比）を適宜定めることにより、抵抗６２中を流れる基準電流Ｉｒｅｆに上記抵抗比を乗じた大きさの電流を各ＦＥＴ７４、７６、７８、８０に流すことが可能となる。なお、図２においては４つのＦＥＴ７４、７６、７８、８０が並列に接続された例を示しているが、これはＬＥＤ３１、３３に供給する電流の大きさによって抵抗６４、６６、６８、７０における電圧降下の量が大きくなりすぎるのを抑制することを目的としている。したがって、ＬＥＤ３１、３３に供給する電流の大きさや許容される電圧降下量に応じて、並列接続するＦＥＴの数は、図２で例示した４より多くすることも少なくすることもできる。
【００２４】
ＬＥＤ３１のカソードはスイッチング素子としてのＦＥＴ８８のドレインに接続され、ＬＥＤ３３のカソードは、同じくスイッチング素子としてのＦＥＴ８６のドレインに接続される。ＦＥＴ８６及び８８のソースはグラウンドに接続され、ゲートはそれぞれタイミング生成部１８に接続される。タイミング生成部１８から出力される信号によってこれらのＦＥＴ８６、８８のオン・オフが制御され、且つ上述した基準電流生成部及びカレントミラー回路の構成により、ＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯の交互切り替え、及び点灯中のＬＥＤの光量を制御（安定化）することが可能となる。
【００２５】
ＦＥＴ８２のソースと抵抗８４との接続部にＡ／Ｄコンバータ１６のアナログ入力端子が接続されている。Ａ／Ｄコンバータ１６から出力されるディジタル信号はタイミング生成部１８に入力される。タイミング生成部１８は、Ａ／Ｄコンバータ１６を介して、抵抗８４にかかる電圧の大きさを検知することにより、基準電流Ｉｒｅｆの大きさを検知することが可能に構成されている。上述した構成から明らかなように、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさは、基準電流Ｉｒｅｆの大きさに比例するので、抵抗８４の両端にかかる電位差を検知することによりＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを知ることができる。
【００２６】
タイミング生成部１８には、液晶ドライバ２０を介して液晶スイッチ２２が電気的に接続されていて、タイミング生成部１８は液晶スイッチ２２の偏光変調作用（液晶スイッチ２２を透過する光の偏光状態を変化させる／しない）を適宜切り替えることが可能に構成されている。タイミング生成部１８は、ハードウェアロジック回路又は予め組み込まれたプログラムを逐次実行可能なプロセッサで構成される。
【００２７】
光量安定化装置２００が起動されるのに伴い、タイミング生成部１８内部で生成されるタイミング信号、或いは光量安定化装置２００の外部から供給されるタイミング信号に従って、タイミング生成部１８はＦＥＴ８６、８８のオン・オフを交互に切り替え、ＬＥＤ３１、３３の消灯・点灯が交互に切り替えられるようにする。これが上述した機能（ａ）に相当する。
【００２８】
ＬＥＤ３１、３３のうちのいずれかに電流が供給されて発光する。いずれかのＬＥＤから出射された光は、先に説明したように、Ｐ偏光及びＳ偏光のうち、いずれかの偏光状態に揃えられてインテグレータロッド４０から出射し、液晶スイッチ２２を透過するように進む。このときにタイミング生成部１８は、ＬＥＤ３１、３３のうち、どちらのＬＥＤを発光させるのかに応じて液晶スイッチ２２に制御信号を出力し、発光中のＬＥＤに適した状態に液晶スイッチ２２の偏光変調状態を切り替える。これが上述した機能（ｃ）に対応する。
【００２９】
液晶スイッチ２２を透過する際に一つの偏光状態に揃えられて（本実施の形態においてはＰ偏光状態に揃えられて）偏光板４２を透過し、被照明部に向かう光の光量は、光量センサ１０によって検出され、上述したオペアンプ１２、ＦＥＴ８２、７２、７４、７６、７８、８０などの作用によって、安定化される。これが上述した機能（ｂ）に対応する。
【００３０】
上述した機能（ｂ）及び（ｃ）に関して、図３、図４、及び図５を参照してさらに説明する。なお、ここでは、本発明に係る照明装置が有する偏光変調作用切り替えタイミング制御の作用の理解を容易にするために、この偏光変調作用切り替えタイミング制御が機能していない場合の例を説明する。
【００３１】
図３は、上から順に、
・ＬＥＤ３１、３３のオン・オフの切り替え制御、
・タイミング生成部１８から液晶スイッチ２２に入力される液晶スイッチ切り替え制御信号、
・液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わり、
・ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさ、そして
・被照明部に導かれる光の光量が、時間経過に伴って変化する様子
の一例を示すタイミングチャートである。図４は、図３のタイミングチャートにおける時刻ｔ０からｔ１に至る時間区間の近辺を、時間軸を拡大して示している。そして、タイミング生成部１８から液晶スイッチ２２に入力される液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がり部分と、この立ち下がりに反応して液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替わる様子が、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃ及び５０°Ｃの２つの場合で示されている。なお、図３及び図４においては、Ｐ波（Ｐ偏光光）の透過率の時間推移というかたちで液晶スイッチ２２の偏光変調状態の時間経過に伴う推移を示しており、図３及び図４中、「Ｐ波の透過率」が「最大」に達するとＰ偏光光に対する透過率が最大となり、「最小」にまで下がると、Ｐ偏光光に対する透過率が最小となる。Ｓ偏光光に対する特性は特に図示していないが、Ｐ偏光光に対する特性と逆の特性となる。すなわち、図３及び図４中、Ｐ偏光光に対する透過率が「最大」に達するとＳ偏光光に対する透過率は最小となり、Ｐ偏光光に対する透過率が「最小」に達するとＳ偏光光に対する透過率が最大となる。これに関しては、後で参照する図５、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃにおいても同様である。
【００３２】
図３を参照して説明すると、液晶スイッチ２２に入力される液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから（液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち上がり・立ち下がりのタイミングから）液晶スイッチ２２の偏光変調状態が実際に切り替わるまでには遅れを生ずる。特に、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングに対する液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替え開始及び完了までの遅れが顕著である。この液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替え動作に関する過渡特性に対応するため、タイミング生成部１８は、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングに対して先行するかたちで液晶スイッチ切り替え制御信号を切り替える。図３においては、タイミング生成部１８による上記のタイミング制御が理想的に作用していて、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えタイミングがＬＥＤ３１、３３の切り替えタイミングと合致している様子が描かれている。
【００３３】
引き続き図３を参照して、液晶スイッチ２２の偏光変調状態が一の偏光変調状態から他の偏光変調状態へ切り替わる際の過渡状態、或いはこれとは逆に切り替わる際の過渡状態に着目して説明する。先ず、ＬＥＤ３３がオフ（非発光）、ＬＥＤ３１がオン（発光）の状態から、ＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフの状態へと切り替わる時刻ｔ３に先立つ時刻ｔ２において液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替わり始め、Ｐ偏光光の透過率が増加し始めると同時にＳ偏光光の透過率が減少し始める。時刻ｔ３までは、ＬＥＤ３１が発光しているので、図１Ｂにも示されるように、液晶スイッチ２２に入射する光はＳ偏光光である。従って、ＬＥＤ３１から出射されてＳ偏光に偏光状態が揃えられ、液晶スイッチ２２を透過する際にＰ偏光光に偏光状態が切り替えられて被照明部に向かう光の光量は徐々に減少する。光量センサ１０がこの光量減少を検知するのに反応して、光量安定化装置２００は、基準電流Ｉｒｅｆを増し、ＬＥＤ３１から出射される光の光量を増す。その様子が、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフ中、時刻ｔ２からｔ３における電流値の増加として示されている。
【００３４】
時刻ｔ３においてＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフの状態へと切り替えられ、液晶スイッチ２２に入射する光の偏光状態はＰ偏光状態となる。時刻ｔ３からｔ４にかけて液晶スイッチ２２のＰ偏光光に対する透過率は「最大」に向かって増加する。従って、ＬＥＤ３３から出射されてＰ偏光に偏光状態が揃えられ、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に向かう光の光量は徐々に増加する。光量センサ１０がこの光量増加を検知するのに反応して、光量安定化装置２００は、基準電流Ｉｒｅｆを減じ、ＬＥＤ３３から出射される光の光量を減ずる。その様子が、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフ中、時刻ｔ３からｔ４における電流値の減少として示されている。
【００３５】
時刻ｔ４からｔ５にかけては、液晶スイッチ２２の偏光変調状態が安定していてＰ偏光光に対する透過率は「最大」を維持しているので、光量センサ１０で検出される光量も安定して定常状態に維持される。
【００３６】
次に、ＬＥＤ３３がオン（発光）、ＬＥＤ３１がオフ（非発光）の状態から、ＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態へと切り替わる時刻ｔ６に先立つ時刻ｔ５において液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替わり始め、Ｐ偏光光の透過率が減少し始めると同時にＳ偏光光の透過率が増加し始める。時刻ｔ６までは、ＬＥＤ３３が発光しているので、液晶スイッチ２２に入射する光はＰ偏光光である。従って、ＬＥＤ３３から出射されてＰ偏光に偏光状態が揃えられ、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に向かう光の光量は徐々に減少する。光量センサ１０がこの光量減少を検出するのに反応して、光量安定化装置２００は、基準電流Ｉｒｅｆを増し、ＬＥＤ３１から出射される光の光量を増す。その様子が、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフ中、時刻ｔ５からｔ６における電流値の増加として示されている。
【００３７】
時刻ｔ６においてＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態へと切り替えられ、液晶スイッチ２２に入射する光の偏光状態はＳ偏光状態となる。時刻ｔ６からｔ７にかけて液晶スイッチ２２のＰ偏光光に対する透過率は「最小」に向かって減少する一方、Ｓ偏光光に対する透過率は「最大」に向かって増加する。従って、ＬＥＤ３１から出射されてＳ偏光に偏光状態が揃えられ、液晶スイッチ２２を透過する際にＰ偏光へと偏光状態が切り替えられて被照明部に向かう光の光量は徐々に増加する。光量センサ１０がこの光量増加を検知するのに反応して、光量安定化装置２００は、基準電流Ｉｒｅｆを減じ、ＬＥＤ３１から出射される光の光量を減ずる。その様子が、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフ中、時刻ｔ６からｔ７における電流値の減少として示されている。
【００３８】
時刻ｔ７からｔ８にかけては、液晶スイッチ２２の偏光変調状態が安定していてＳ偏光光に対する透過率は「最大」に維持されるので、光量センサ１０で検出される光量も安定して定常状態に維持される。
【００３９】
以上に説明したように、液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替わりの過渡期において被照明部に向かって出射する光の光量の変動が光量センサ１０によって検知されてＬＥＤに供給される電流が調節され、図３の一番下のグラフに示されるように、被照明部に導かれる光の光量を安定化することができる。
【００４０】
ところで、液晶スイッチ２２に入力される液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替えられてから液晶スイッチ２２の偏光変調状態が実際に切り替わるまでの遅れは、液晶スイッチ２２の温度によって変化し、高温になるほど遅れは減少する。その一例が図４に示されている。図４は、図３の時刻ｔ０からｔ１にかけての部分を、時間軸に沿う方向に拡大して、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃ及び５０°Ｃの場合の、偏光変調切り替え過渡特性を示している。図４に示す例において、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃの場合、ＬＥＤ３１及び３３の点灯・消灯切り替えのタイミングである時刻ｔ１を含む時間区間で偏光変調状態が切り替わる。この場合、図３を参照して説明したように、光量安定化装置２００によってＬＥＤ３１、３３それぞれから出射される光の光量が調節されて被照明部にむかって出射する光の光量が安定化される。しかし、図４に示す例において液晶スイッチの温度が５０°Ｃの場合、ＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフの状態から、ＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態へと切り替わる時刻ｔ１よりも前の時点で偏光変調状態の切り替えが完了してしまっている。この場合、時刻ｔ０から２．２ミリ秒経過した時点で、液晶スイッチ２２はＰ偏光光を透過せず、Ｓ偏光光のみを透過する状態となっている。時刻ｔ１に達するまではＬＥＤ３３がオンとなっている、すなわちＰ偏光光Ｐ１が液晶スイッチ２２に入射する状態となっているので、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に向かって導かれる光の光量はほぼゼロとなり、光量不足やフリッカの原因となりうる。
【００４１】
図５には、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃ、３５°Ｃ、及び５０°Ｃ、それぞれの場合の偏光変調切り替え過渡特性が例示されており、被照明部に導かれる光の光量が光量安定化装置２００によって安定化される様子が示されている。液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃの場合には、先に図３を参照して説明したのと同様に、被照明部に導かれる光の光量は、光量安定化装置２００によって定常状態に維持されている。
【００４２】
図５に示す例では、液晶スイッチ２２の温度が３５°Ｃの場合にも、被照明部に導かれる光の光量は、光量安定化装置２００によって定常状態に維持されている。しかし、液晶スイッチ２２の偏光変調切り替えタイミングが図示されるように早まっている結果、発光するＬＥＤがＬＥＤ３３からＬＥＤ３１に切り替えられる直前の段階で液晶スイッチ２２のＰ偏光光に対する透過率が比較的大きく低下している。その結果、ＬＥＤ３３から出射されてＰ偏光に偏光状態が揃えられた光は、液晶スイッチ２２を透過する際に比較的大きく減衰するので、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に導かれる光の光量も比較的大きく低下することになる。光量安定化装置２００は、その光量低下を検知して、ＬＥＤ３３に供給する電流を増す。このような状態が続くと、無駄に消費されるエネルギの量も増え、場合によってはＬＥＤの寿命を縮めることがあるばかりか、ＬＥＤ３３の光量が増すことによって液晶スイッチ２２の温度がさらに上昇して、以下に説明するような状況に陥る場合がある。
【００４３】
図５において液晶スイッチ２２の温度が５０°Ｃの場合、先に図４を参照して説明したように、液晶スイッチ２２の切り替えタイミングがさらに早まり、ＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯が切り替えられる前に偏光変調状態の切り替えが完了してしまっている。その結果、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えが完了してからＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯が切り替えられるまでの間は、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に導かれる光の光量はほぼゼロとなってしまう。その様子が図５の一番下に描かれるグラフに示されている。このような状況においては、被照明部に導かれる光が断続的となるので、被照明部に導かれる光の光量が全体として低下するだけでなく、フリッカを生ずることになる。なお、被照明部に導かれる光の光量がほぼゼロの状態となっても、図２を参照して先に説明したツェナーダイオード６０の作用によって、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流が所定の大きさを越すことは無い。したがって、ＬＥＤ３１、３３に過大な電流が供給されて故障を招くと云った不都合は生じない。
【００４４】
ここで図５を参照して、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさに関して補足説明をしておく。ＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフのとき、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフは、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさを示している。同様に、ＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンのとき、「ＬＥＤに供給される電流」のグラフは、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさを示している。これらＬＥＤ３１、３３に供給される電流のグラフを見て理解できるように、定常状態、すなわち液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えが完了し、且つ液晶スイッチ２２の偏光変調状態に対応するＬＥＤが発光している状態において、ＬＥＤに供給される電流の大きさはほぼ一定の状態となる。図５に示す例においては、この定常状態においてＬＥＤ３１へ供給される電流の大きさと、定常状態においてＬＥＤ３３に供給される電流の大きさとに差があり、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさを上回っている。これは、各ＬＥＤ３１、３３の発光効率に個体差があって異なっていたり、ＰＢＳ３２、１／２波長板３６、テーパロッド３０、３８中をＬＥＤ３１、３３から出射した光が通過する際に、各ＬＥＤから出射される光の減衰率が異なっていたりすることに起因し得る。本発明に係る光量安定化装置２００は、以下の説明で明らかになるように、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさの変動（この電流変動は、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動とほぼ一致する）を検知して、その変動が減じられるように液晶スイッチ２２の偏光変調切り替えタイミングを制御する。以下、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃを参照して、点灯・消灯が交互に切り替えられるＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動を検出し、その検出結果に基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用切り替えのタイミングを調節する例について説明する。
【００４５】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、図３に示すチャートの時刻ｔ０からｔ１を含む時間区間を、時間軸方向に拡大して示すタイミングチャートである。被照明部に向かって出射する光量の変動を光量安定化装置２００のタイミング生成部１８が検出して、液晶スイッチ２２の偏光変調切り替えタイミングをどのように調節するかについて、これらの図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃを参照して説明する。なお、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃには、異なる方法で光量の変動を検出する例が示されており、これら図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃのそれぞれに示される方法に対応するフローチャートが図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示されている。
【００４６】
図６Ａを参照すると、時刻ｔ１においてＬＥＤ３３がオン、ＬＥＤ３１がオフの状態からＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態に切り替えられるのに先立つ時刻ｔ０において、タイミング生成部１８は液晶スイッチ切り替え制御信号をハイからローに切り替える。この時点ではＬＥＤ３３から出射する光はＰ偏光に偏光状態が揃えられて液晶スイッチ２２に入射し、液晶スイッチ２２の偏光変調切り替え状態はＰ偏光光を最大限に透過させる状態で安定している。したがって、光量センサ１０で検出される光量も安定しているので、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさも安定していて「定常状態」にある。
【００４７】
上述のように液晶スイッチ切り替え制御信号をハイからローに切り替える前、或いは切り替えた後、タイミング生成部１８はＡ／Ｄコンバータ１６を介して抵抗８４の両端にかかる電圧を繰り返し計測することを開始する。抵抗８４の両端にかかる電圧は、基準電流Ｉｒｅｆに比例するものであるから、この電圧値を検出することにより、ＬＥＤ３１又は３３に供給される電流の大きさを知ることが可能となる。以下では、Ａ／Ｄコンバータ１６を介して抵抗８４の両端にかかる電圧を測定することにより基準電流Ｉｒｅｆの大きさを検出し、その結果からＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを検出することを、単に「ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさをサンプリングする」と表現する。当業者には明らかなように、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを検出するための他の方法として、図２に示される抵抗６２、６４、６６、６８、７０のいずれかの両端にかかる電圧を測定してもよいし、或いはＬＥＤ３１、３３の順方向電圧を測定する等、他の方法を用いてもよい。図６Ａに示す例においてタイミング生成部１８は、時刻ｔ１におけるＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯切り替えのタイミングを挟む前後の時間帯において、点灯中のＬＥＤ３３又は３１に供給される電流の大きさを繰り返しサンプリングする。その様子が図６Ａにおいてサンプリングｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９で示されている。図６Ａでは、時刻ｔ１におけるＬＥＤ３１、３３の点灯・消灯切り替えのタイミングを挟む前後の時間帯において、それぞれ９回づつサンプリングする例が示されているが、そのサンプリング回数及びサンプリング間隔は例示を目的としたものであって、本発明を制限することを意図したものではない。
【００４８】
時刻ｔ０からある長さの時間が経過した後、液晶スイッチ２２の偏光変調切り替え状態が変化し始め、その結果Ｐ偏光光に対する透過率が減少し始めるのに伴い、光量センサ１０で検出される光量も減少し始める。しかし、光量安定化装置２００はその光量減少を検出してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさを増し始める。その結果、液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替わり始めるまでのサンプリングｂ１からｂ４までは、検出される電流の大きさが安定していて「定常状態」にあり、偏光変調状態が切り替わり始めた後のサンプリングｂ５からｂ９では検出される電流の大きさが徐々に増加して「変動状態」にあると定義することができる。
【００４９】
時刻ｔ１において、ＬＥＤ３３が消灯し、ＬＥＤ３１が点灯する状態に切り替えられると、ＬＥＤ３１から出射する光がＳ偏光に偏光状態が揃えられた状態で液晶スイッチ２２に入射する。時刻ｔ１においては、液晶スイッチ２２の偏光変調状態はまだ過渡期にあるため、光量センサ１０で検出される光量は少なめとなるので、光量安定化装置２００はＬＥＤ３１に供給する電流を増す。その後、液晶スイッチ２２の偏光変調状態がＳ偏光光を最大限に透過してＰ偏光光に旋光する状態に近づくにつれ、光量センサ１０で検出される光量が増加するので、ＬＥＤ３１に供給される電流は徐々に減少する。その結果、サンプリングａ１からａ６までは検出される電流の大きさが徐々に減少して「変動状態」にあり、偏光変調状態が切り替わった後のサンプリングａ６からａ９では検出される電流の大きさが安定して「定常状態」にある。
【００５０】
時刻ｔ１の前後においてＬＥＤ３３、ＬＥＤ３１のそれぞれに供給される電流の大きさを図６Ａに示される例で比較すると、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの方が大きい。しかし、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替え動作が過渡的現象を伴うことにより生じる、光量安定化装置２００からＬＥＤ３１、３３に供給される電流の変動の大きさという観点から捉えたときには、以下に説明するように結果が異なる場合がある。
【００５１】
上記「変動状態」においてＬＥＤ３１、３３それぞれに対して供給される電流の大きさに対する、「定常状態」においてＬＥＤ３１、３３それぞれに対して供給される電流の大きさの比（以下、これを「電流変動率」と称する）を求めてグラフ化すると、図６Ａの一番下のグラフに示されるような結果となる。すなわち、時刻ｔ１を境としてＬＥＤ３１、３３それぞれに供給される電流の積算値を比較すると、ＬＥＤ３３に供給される積算電流値の方が大きいが、電流変動率で比較すると、ＬＥＤ３１の方が変動率は大きい。このような結果となるのは、「定常状態」においてＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが、「定常状態」においてＬＥＤ３３に供給される電流の大きさに比して小さいため、ＬＥＤ３１の電流変動率の方が電流の変動に敏感となるからである。
【００５２】
引き続き図６Ａを参照し、上記電流変動率の求め方について具体的に説明すると、サンプリングｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９によって得られたそれぞれの計測値を（ｂ１、ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９）と表し、以下の式（１）及び（２）を用いて、上記の電流変動率を算出する。
Ｂｉ＝ｂｉ／ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…，ｂ９）−１ … 式（１）
Ａｉ＝ａｉ／ｍｉｎ（ａ１、ａ２、…，ａ９）−１ … 式（２）
上記式（１）における、ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…、ｂ９）、及び上記式（２）における、ｍｉｎ（ａ１、ａ２、…、ａ９）はそれぞれ、サンプリングｂ１，ｂ２，…，ｂ９によって得られた計測値中の最小値、サンプリングａ１，ａ２，…，ａ９によって得られた計測値中の最小値を意味する。これらの最小値ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…、ｂ９）及びｍｉｎ（ａ１，ａ２，…，ａ９）は、「定常状態」においてＬＥＤ３１、３３それぞれに供給される電流の大きさに相当する。すなわち、ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…、ｂ９）は計測値ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４のうち、いずれかの値であり、ｍｉｎ（ａ１，ａ２，…，ａ９）は計測値ａ６，ａ７，ａ８，ａ９のうち、いずれかの値である。そしてｂ１，ｂ２，…，ｂ９の各計測値を、ｍｉｎ（ｂ１，ｂ２，…、ｂ９）で除算し、又、ａ１，ａ２，…，ａ９の各計測値を、ｍｉｎ（ａ１，ａ２，…，ａ９）で除算することにより、「変動状態」における計測値の、「定常状態」における計測値に対する比を算出することができる。さらに、このようにして求められた比から値１を減ずることにより、いわゆる定常成分が除去されて電流変動率のみに関与する値を求めることができる。本発明の実施の形態において、このように各サンプリングによって得られた計測値のそれぞれを、それらの計測値のうち、「定常状態」においてサンプリングして得られた計測値で除算して値１を減ずる処理を「正規化する」と称する。
【００５３】
以上に説明した方法によって計測値ｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９に「正規化」の処理を施して電流変動率Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ９，Ａ１，Ａ２，…，Ａ９を求め、プロットしたものが図６Ａの一番下に示されるグラフとなる。このグラフにおいては、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさの変動率だけが抽出されてプロットされている。
【００５４】
以上のように、ＬＥＤ３１、３３の発光・消灯が切り替えられるタイミングの前後においてそれぞれのＬＥＤに供給される電流の大きさを繰り返しサンプリングして得られた計測結果に対して上述した「正規化」の処理をすることにより、ＬＥＤ３１、３３それぞれの発光量の変動に関連する指標を算出することができる。この指標をＬＥＤ３１、３３それぞれの発光期間ごとに積算することにより、図６Ａの一番下に示すグラフにおいて、時刻ｔ１よりも前側の三角形の面積と、時刻ｔ１より後側の三角形の面積とが求められる。図６Ａに示す例においては、ＬＥＤ３１の発光量の変動に関連する指標の積算値の方が大きいことから、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりが遅いと判断することができる。このような場合、タイミング生成部１８は、次のＬＥＤ発光切り替えタイミングに対して液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりのタイミングを所定時間早める。
【００５５】
この、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを早める、或いは遅くする際の制御単位（制御分解能）は、照明装置の用途や、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え周期等に応じて適宜設定することが可能である。例えば照明装置が画像投影装置の光源として用いられる場合、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え周期を１／６０秒（約１６．７ミリ秒）とすることができる。そのような場合には、上述の制御単位を０．１ミリ秒から２ミリ秒の間に設定することが望ましい。そして、１／６０秒ごとに上述した液晶スイッチの切り替えタイミングを制御することにより、液晶スイッチ２２の温度が変化する速度に比して十分に早い速度で液晶スイッチの切り替えタイミングが最適化される。
【００５６】
図７Ａは、以上で図６Ａを参照して説明した処理をタイミング生成部１８内部で行う際の処理手順を示すフローチャートである。図７Ａに示される処理は、タイミング生成部１８内のＣＰＵによって実行される光源制御プログラム中で、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え制御タイミング（図６Ａの時刻ｔ１）に先立ってコールされるサブルーチンとして示されている。図７Ａに示される処理プログラムは、例えば液晶スイッチ２２に対して偏光変調状態切り替えの制御信号を発するタイミングに近いタイミングでコールされて実行される。
【００５７】
タイミング生成部１８はＳ７１１において、図６Ａのサンプリングｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９の処理を行う。すなわち、第１の光源としてのＬＥＤ３３がオン、第２の光源としてのＬＥＤ３１がオフの状態からＬＥＤ３３がオフ、ＬＥＤ３１がオンの状態に切り替えられる前から後にわたる一定時間の間、ＬＥＤ３３、３１に供給される電流値をタイミング生成部１８は繰り返しサンプリングする。
【００５８】
Ｓ７１２においてタイミング生成部１８は、Ｓ７１１でサンプリングして得られた測定値（ｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９）のそれぞれに対して上記式（１）、式（２）で示される「正規化」の処理を施して、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ２，…Ｂ９，Ａ１，Ａ２，…，Ａ９）を求める。
【００５９】
Ｓ７１３においてタイミング生成部１８は、Ｓ７１２で求めたＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ９）及び（Ａ１，Ａ２，…，Ａ９）の積算値ＳＢ、ＳＡをそれぞれ算出する。
【００６０】
Ｓ７１４においてタイミング生成部１８は、Ｓ７１３で算出した積算値ＳＢ、ＳＡの大きさを比較し、積算値ＳＢが積算値ＳＡよりも大きいか否かを判定する。
【００６１】
Ｓ７１４における判定が肯定された場合の分岐先であるＳ７１５においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間遅らせる処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動が大きい（発光切り替え前の電流変動が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して早まっていることが予想されるからである。
【００６２】
Ｓ７１４における判定が否定された場合の分岐先であるＳ７１６においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間早める処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動が小さい（発光切り替え後の電流変動が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して遅くなっていることが予想されるからである。
【００６３】
なお、図７Ａに示す処理においては、ＳＡ＝ＳＢの場合、すなわち液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えタイミングが理想的である場合も、Ｓ７１４での判定によってＳ７１６に分岐し、液晶スイッチ２２の制御信号の立ち下がりタイミングが早められてしまう。しかし、この処理による液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替わりのタイミング変化は上述したように僅かであり、次の発光切り替え周期ですぐに補正がなされるので問題はない。或いは、必要に応じてＳＡ＝ＳＢである場合の分岐先を設けるように処理プログラムを変更し、ＳＡ＝ＳＢと判定される場合には液晶スイッチ２２の制御信号のタイミングを変化させずに維持するように処理をしてもよい。後で説明する図７Ｂ、及び図７Ｃにおける処理も同様である。
【００６４】
以上、図６Ａ及び図７Ａを参照して説明した液晶スイッチ２２の偏光変調状態切り替えタイミング制御の処理においては、
・ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定時間の間、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさ（ｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９）を繰り返しサンプリングし、
・サンプリングして得られた電流の大きさから、発光切り替えタイミングの前後それぞれにおいて、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ９，Ａ１，Ａ２，… ，Ａ９）を導出し、
・発光切り替えタイミングの前後における上記指標（Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ９，Ａ１，Ａ２，…，Ａ９）の積算値ＳＡ、ＳＢを求め、
・これらの積算値ＳＡ、ＳＢを比較して次の周期における液晶スイッチ２２の制御信号の切り替えタイミングを調整するものであった。
【００６５】
これに対して、図６Ｂ及び図７Ｂに示されるものは、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミング前後においてＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさをサンプリングする際の回数を減じて、上述した電流の変動に関連する指標の積算値ＳＡ、ＳＢを推定によって求めるものである。
【００６６】
図６Ｂを参照すると、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングｔ１の前においてＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが３回サンプリング（ｂ１，ｂ６，ｂ９）され、ｔ１の後においてＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが３回サンプリング（ａ１，ａ４，ａ９）される。以下、これらのサンプリングのタイミングについて説明する。
【００６７】
時刻ｔ１よりも前で、ＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回サンプリングが行われ（ｂ１）、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回サンプリングが行われて（ｂ６，ｂ９）いる。同様に、時刻ｔ１より後で、ＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回サンプリングが行われ（ａ９）、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回サンプリングが行われて（ａ１，ａ４）いる。
【００６８】
上記のサンプリングのタイミングは、次のようにして設定することが可能である。液晶スイッチ切り替え制御信号が変化するタイミング、及びＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングはいずれもタイミング生成部１８によって把握されている。又、液晶スイッチ２２の想定しうる温度範囲内における偏光変調状態の切り替わり速度（液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから液晶スイッチ２２がその偏光変調状態を切り替え終えるまでの時間）も、事前の実験によって求めることができる。したがって、タイミング生成部１８が時刻ｔ０において液晶スイッチ切り替え制御信号を切り替え、時刻ｔ１においてＬＥＤ３１、３３の発光切り替えを行う場合に、どのようなタイミングでＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさのサンプリングを行えば上記のようなサンプリングｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９が可能かは容易に決定することが可能である。
【００６９】
上記のサンプリングｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９によって得られたそれぞれの計測値を（ｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９）と表すと、これらの計測値ｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９に対し、図６Ａを参照して先に説明した「正規化」の処理をして、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ６，Ｂ９，Ａ１，Ａ４，Ａ９）を導出する。次に、これらの指標（Ｂ１，Ｂ６，Ｂ９，Ａ１，Ａ４，Ａ９）をもとに、先に説明した積算値ＳＡ、ＳＢを求めるのであるが、図６Ａを参照して説明したのと異なり、図６Ｂに示される例においては、これらの指標（Ｂ１，Ｂ６，Ｂ９，Ａ１，Ａ４，Ａ９）から積算値ＳＡ、ＳＢを近似によって求める。例えば、Ａ／Ｄコンバータ１６のサンプリング周波数に制約があって、より短い時間間隔でのサンプリングが行えないような場合に、図６Ｂ及び図７Ｂを参照して説明する方法が有効である。
【００７０】
これらの積算値ＳＡ、ＳＢは、図６Ｂの一番下に示されるグラフにおいて、時刻ｔ１よりも右側の三角形の部分、左側の三角形の部分の面積に相当する。上記のように積算値ＳＡ、ＳＢを求めて比較した結果に基づき、図６Ａ及び図７Ａを参照して説明したのと同様の方法によって次の周期における液晶スイッチ２２の制御信号の切り替えタイミングを調整することができる。
【００７１】
図７Ｂは、以上で図６Ｂを参照して説明した処理をタイミング生成部１８内部で行う際の処理手順を示すフローチャートである。図７Ｂに示される処理は、タイミング生成部１８内のＣＰＵによって実行される光源制御プログラム中で、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え制御タイミング（図６Ｂの時刻ｔ１）に先立ってコールされるサブルーチンとして示されている。図７Ｂに示される処理プログラムは、例えば液晶スイッチ２２に対して偏光変調状態切り替えの制御信号を発するタイミングに近いタイミングでコールされて実行される。
【００７２】
タイミング生成部１８はＳ７２１において、図６Ｂに示すｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９のサンプリングをする処理を行う。すなわち、タイミング生成部１８は、第１の光源としてのＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ｂ１）、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回（ｂ６，ｂ９）、サンプリングを行う。同様に、時刻ｔ１より後で、第２の光源としてのＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ａ９）、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回（ａ１，ａ４）サンプリングを行う。
【００７３】
Ｓ７２２においてタイミング生成部１８は、Ｓ７２１でサンプリングして得られた測定値（ｂ１，ｂ６，ｂ９，ａ１，ａ４，ａ９）のそれぞれに対して下記式（３）、式（４）で示される「正規化」の処理を施して、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ４，Ｂ９，Ａ１，Ａ４，Ａ９）を求める。
Ｂｉ＝ｂｉ／ｂ１−１ … 式（３）
Ａｉ＝ａｉ／ａ９−１ … 式（４）
Ｓ７２３においてタイミング生成部１８は、Ｓ７２２で求めたＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標（Ｂ１，Ｂ４，Ｂ９）及び（Ａ１，Ａ４，Ａ９）の推定積算値ＳＢ、ＳＡをそれぞれ算出する。この推定積算値ＳＢ、ＳＡの算出方法について図７Ｂを参照して説明する。先ず、推定積算値ＳＢを求めるにあたり、値が既に分かっているものを列挙すると、Ｂ１、Ｂ６、Ｂ９及びサンプリングｂ６とサンプリングｂ９との間の時間間隔ｔｂである。そこで、ｔｂを底辺とし、（Ｂ９−Ｂ６）を高さとする三角形の面積、すなわち０．５＊ｔｂ＊（Ｂ９−Ｂ６）を求める。ここで記号「＊」は乗算を表す。次に、上記の計算結果に対し、高さ（Ｂ９−Ｂ６）を有する三角形と、高さ（Ｂ９−Ｂ１）を有する三角形との相似比（Ｂ９−Ｂ１）／（Ｂ９−Ｂ６）の二乗を乗じて式を整理すると、推定積算値ＳＢを求める式は以下の式（５）で示されるものとなる。
ＳＢ＝０．５＊ｔｂ＊（Ｂ９−Ｂ１）2／（Ｂ９−Ｂ６） … 式（５）
同様にして、推定積算値ＳＡを求めるにあたり、値が既に分かっているものを列挙すると、Ａ１、Ａ４、Ａ９及びサンプリングａ１とサンプリングａ４との間の時間間隔ｔａである。推定積算値ＳＢの求め方に関して以上に説明したのと同様にして、推定積算値ＳＡは以下の式（６）で示されるものとなる。
ＳＡ＝０．５＊ｔａ＊（Ａ１−Ａ９）2／（Ａ１−Ａ４） … 式（６）
Ｓ７２４においてタイミング生成部１８は、Ｓ７２３で算出した、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の大きさの変動に関連する指標の推定積算値ＳＢ、ＳＡの大きさを比較し、積算値ＳＢが積算値ＳＡよりも大きいか否かを判定する。
【００７４】
Ｓ７２４における判定が肯定された場合の分岐先であるＳ７２５においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間遅らせる処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動が大きい（発光切り替え前の電流変動が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して早まっていることが予想されるからである。
【００７５】
Ｓ７２４における判定が否定された場合の分岐先であるＳ７２６においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間早める処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動が小さい（発光切り替え後の電流変動が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して遅くなっていることが予想されるからである。
【００７６】
なお、図６Ｂ及び図７Ｂを参照しての上記説明において、タイミング生成部１８が、
・第１の光源としてのＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ｂ１）、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回（ｂ６，ｂ９）、サンプリングを行い、
・時刻ｔ１より後で、第２の光源としてのＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ａ９）、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で２回（ａ１，ａ４）サンプリングを行う、
例について説明した。しかし、上記のサンプリング回数については、ＬＥＤ３１又は３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で２回以上とし、ＬＥＤ３１又は３３に供給される電流の大きさが変動する可能性のある時間帯で３回以上とするものであってもよい。
【００７７】
図６Ｃ及び図７Ｃを参照して説明する以下の方法においては、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内において、先ず第１の光源としてのＬＥＤ３３の発光期間中、ＬＥＤ３３から出射される光の光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、ＬＥＤ３３が消灯する寸前のタイミングで１回、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさをサンプリングする。次に、第２の光源としてのＬＥＤ３１の発光期間中、ＬＥＤ３１が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさをサンプリングする。このようにサンプリングをして得た計測結果を用い、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさの変動量に関連する指標とＬＥＤ３１に供給される電流の大きさの変動量に関連する指標とを算出してこれらを比較し、その比較結果に基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調節する。図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂを参照して説明した方法との大きな違いは、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさの変動量に関連する指標の積算値を求める処理が無い点である。
【００７８】
図６Ｃを参照すると、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングｔ１の前においてＬＥＤ３３に供給される電流が２回サンプリング（ｂ１，ｂ９）され、ｔ１の後においてＬＥＤ３１に供給される電流が２回サンプリング（ａ１，ａ９）される。以下、これらのサンプリングのタイミングについて説明する。
【００７９】
時刻ｔ１よりも前で、ＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中でサンプリングが１回行われ（ｂ１）、ＬＥＤ３３が消灯する寸前のタイミングでサンプリングが１回行われて（ｂ９）いる。同様に、時刻ｔ１より後で、ＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１が発光を開始した直後のタイミングでサンプリングが１回行われ（ａ１）、ＬＥＤ３１に供給される電流が変動していないことが予想される時間帯中でサンプリングが１回行われて（ａ９）いる。
【００８０】
上記のサンプリングのタイミングは、次のようにして設定することが可能である。液晶スイッチ切り替え制御信号が変化するタイミング、及びＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングはいずれもタイミング生成部１８によって把握されている。又、液晶スイッチ２２の想定しうる温度範囲内における偏光変調状態の切り替わり速度（液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから液晶スイッチ２２がその偏光変調状態を切り替え終えるまでの時間）も、事前の実験によって求めることができる。したがって、タイミング生成部１８が時刻ｔ０において液晶スイッチ切り替え制御信号を切り替え、時刻ｔ１においてＬＥＤ３１、３３の発光切り替えを行う場合に、どのようなタイミングでＬＥＤ３１、３３に供給される電流のサンプリングを行えば上記のようなサンプリングｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９が可能かは容易に決定することが可能である。
【００８１】
上記のサンプリングｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９によって得られたそれぞれの計測値を（ｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９）と表すと、これらの計測値ｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９を用い、図６Ａを参照して先に説明した「正規化」の処理をして、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の変動に関連する指標（Ａ，Ｂ）を導出する。図６Ｃに示される方法も、図６Ｂに示される用法と同様、例えば、Ａ／Ｄコンバータ１６のサンプリング周波数に制約があって、より短い時間間隔でのサンプリングが行えないような場合に有効である。
【００８２】
これらの指標Ａ、Ｂは、図６Ｃの一番下に示されるグラフにおいて、ＬＥＤ３３が消灯する直前及びＬＥＤ３１が点灯を開始した直後、それぞれのタイミングにおいてＬＥＤ３１又は３３に供給される電流の変動に関連する指標となっている。ＬＥＤ３１、３３それぞれに供給される電流は、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングにおいて最大となるので、上記指標も又ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングにおいて最大となる。したがって、指標Ａ及びＢを比較することにより、ＬＥＤ３３、３１のうち、どちらに供給される電流の変動が多いかを判定することが可能であり、その結果に基づいて次の発光切り替えタイミングに際して行われる液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節することが可能となる。
【００８３】
図７Ｃは、以上で図６Ｃを参照して説明した処理をタイミング生成部１８内部で行う際の処理手順を示すフローチャートである。図７Ｃに示される処理は、タイミング生成部１８内のＣＰＵによって実行される光源制御プログラム中で、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え制御タイミング（図６Ｃの時刻ｔ１）に先立ってコールされるサブルーチンとして示されている。図７Ｃに示される処理プログラムは、例えば液晶スイッチ２２に対して偏光変調状態切り替えの制御信号を発するタイミングに近いタイミングでコールされて実行される。
【００８４】
タイミング生成部１８はＳ７３１において、図６Ｃに示すｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９のサンプリングをする処理を行う。すなわち、タイミング生成部１８は、第１の光源としてのＬＥＤ３３が発光している状態において、ＬＥＤ３３に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ｂ１）、ＬＥＤ３３が消灯する寸前で１回（ｂ９）、サンプリングを行う。同様に、時刻ｔ１より後で、第２の光源としてのＬＥＤ３１が発光している状態において、ＬＥＤ３１が点灯を開始した直後で１回（ａ１）、ＬＥＤ３１に供給される電流の大きさが変動していないことが予測される時間帯中で１回（ａ９）、サンプリングを行う。以上のサンプリングを行うことにより、ＬＥＤ３３が点灯から消灯に切り替わるタイミングの前後において、ＬＥＤ３３、３１それぞれに供給される電流の定常値及び最大値をサンプリングすることができる。
【００８５】
Ｓ７３２においてタイミング生成部１８は、Ｓ７３１でサンプリングして得られた測定値（ｂ１，ｂ９，ａ１，ａ９）を用いて、下記式（７）、式（８）で示される「正規化」の処理を施して、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の変動に関連する指標（Ｂ，Ａ）を求める。
Ｂ＝ｂ９／ｂ１−１ … 式（７）
Ａ＝ａ１／ａ９−１ … 式（８）
Ｓ７３３においてタイミング生成部１８は、Ｓ７３２で算出した、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれに供給される電流の変動に関連する、指標Ａと指標Ｂとを比較し、指標Ｂが指標Ａよりも大きいか否かを判定する。
【００８６】
Ｓ７３３における判定が肯定された場合の分岐先であるＳ７３４においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間遅らせる処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の変動が大きい（ＬＥＤ３３が消灯する寸前の電流変動の方が、ＬＥＤ３１が点灯を開始した直後の電流変動よりも大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して早まっていることが予想されるからである。
【００８７】
Ｓ７３３における判定が否定された場合の分岐先であるＳ７３５においてタイミング生成部１８は、液晶スイッチ切り替え制御信号の立ち下がりタイミングを所定時間早める処理を実行してリターンする。その理由は、ＬＥＤ３１に供給される電流の変動に比してＬＥＤ３３に供給される電流の変動が小さい（ＬＥＤ３３が消灯する寸前の電流変動よりも、ＬＥＤ３１が点灯を開始した直後の電流変動の方が大きい）ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替わりタイミングが理想的な状態に対して遅くなっていることが予想されるからである。
【００８８】
以上、図６Ａ、図７Ａ、図６Ｂ、図７Ｂ、図６Ｃ、図７Ｃを参照して、ＬＥＤ３３が点灯、ＬＥＤ３１が消灯の状態から、ＬＥＤ３３が消灯、ＬＥＤ３１が点灯の状態に切り替わるタイミングｔ１の前後においてＬＥＤ３１、３３に供給される電流の変動の大きさに基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調整する例について説明した。本発明は上記に加えて、図３における時刻ｔ３、すなわちＬＥＤ３３が消灯、ＬＥＤ３１が点灯の状態から、ＬＥＤ３３が点灯、ＬＥＤ３１が消灯の状態に切り替わるタイミングにおいても以上に説明したのと同様の方法によって液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調節することが可能であることは当業者には明らかである。
【００８９】
又、以上では、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを決定する基準電流Ｉｒｅｆの値を、タイミング生成部１８に接続されるＡ／Ｄコンバータ１６を介して検出し、この検出結果からＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを検出する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えと相前後して液晶スイッチ２２の偏光変調状態が切り替えられる際に生じるＬＥＤ３１、３３それぞれから出射される光の光量変動を検出できれば、ＬＥＤ３１、３３それぞれの光量変動の大きさを比較して、液晶スイッチ２２の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節することができる。この、光量の変動の大きさを検出する方法の一例として以上ではＬＥＤ３１、３３に供給される電流値の変動を検出する例について説明したが、他の方法を用いることもできる。これについて図８を参照して説明する。
【００９０】
図８の（ａ）は、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流と、これらのＬＥＤ３１、３３の両端にかかる順方向電圧との関係を例示するグラフである。このような関係をルックアップテーブル化してタイミング生成部１８内部のメモリに記憶しておくことが可能である。或いは、図８（ａ）に示されるようなグラフに対応する関数をプログラムしておき、検出される電流から順方向電圧を計算により求めることができる。そして、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを、Ａ／Ｄコンバータ１６を介して検出し、その電流の大きさに基づいて上記ルックアップテーブル又は関数から順方向電圧を求め、電流と順方向電圧との積から、ＬＥＤ３１、３３に供給される電力を求める構成を有していてもよい。或いは、別のＡ／Ｄコンバータを設けてＬＥＤ３１、３３の順方向電圧を測定した結果をタイミング生成部１８に入力するように構成することも可能である。そして、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさに代えて、ＬＥＤ３１、３３に供給される電力の大きさを検出し、その電力の変動を検出して、以上に説明した方法に準じて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調整することができる。
【００９１】
図８の（ｂ）は、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさとこれらＬＥＤ３１、３３のそれぞれから出射される光の光量との関係を例図する図である。このような関係も又、タイミング生成部１８内部のメモリにルックアップテーブル化して記憶しておくことができる。或いは、図８（ｂ）に示されるようなグラフに対応する関数をプログラムしておき、検出される電流から光量を計算により求めることができる。そしてタイミング生成部１８は、Ａ／Ｄコンバータ１６を介してＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを検出し、その電流の大きさに基づいて上記ルックアップテーブル又は関数からＬＥＤ３１、３３の光量を求めることができる。そして、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさに代えて、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動の大きさを検出し、以上に説明した方法に準じて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調整することができる。
【００９２】
ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動の大きさを検出するために、例えば図１Ａに示されるようにインテグレータロッド４０にライトガイド５０を介して光量センサ５２を配置しておくことも可能である。そして、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングの前後において発光ダイオード３１、３３から出射される光の光量変動を光量センサ５２で検出し、以上に説明した方法に準じて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調整することができる。以上のように、ＬＥＤ３１、３３のそれぞれから出射された光が共通の光路を経て進む位置に光量センサを設けることにより、一つの光量センサでＬＥＤ３１、３３のいずれから出射する光の光量変動も検出することができる。或いは、テーパロッド３０、３８それぞれの近傍に不図示の光量センサをそれぞれ設け、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量変動を独立して検出することも可能である。以上の説明から明らかなように、本発明においては、ＬＥＤ３１、３３から出射されるそれぞれの光の光量に関連する物理量を検出することにより、これらＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量の変動を検出することが可能となる。
【００９３】
以上では、液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調節する際に、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え前後におけるＬＥＤ３１、３３それぞれから出射される光の光量変動の大きさを比較し、その比較結果に基づいて上記偏光変調作用の切り替えタイミングをずらす例について説明した。これに対して、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替え前後におけるＬＥＤ３１、３３それぞれから出射される光の光量が変動を生じている時間の長さを求め、この時間の長さの比較結果に基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを調節するようにしてもよい。例えば、図６Ａを参照して説明すると、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングｔ１の前後にわたる時間においてサンプリング（ｂ１，ｂ２，…，ｂ９，ａ１，ａ２，…，ａ９）を行う。このサンプリング結果から、ＬＥＤ３１、３３から出射される光に光量変動を生じているのは、サンプリング（ｂ４，ｂ５，…ｂ９）が行われた時間帯及びサンプリング（ａ１，ａ２，…，ａ６）が行われた時間帯であることを判定する。これらの時間帯の長さを比較して、例えばサンプリング（ａ１，ａ２，…，ａ６）が行われた時間帯の長さの方が長いと判断された場合に、液晶スイッチ２２の偏光変調作用切り替えタイミングを早める。理由は、ＬＥＤ３３が発光しているとき（時刻ｔ１よりも前側）で発光量に変動を生じている時間よりも、ＬＥＤ３１が発光しているとき（時刻ｔ１よりも後側）で発光量に変動を生じている時間の方が長い、ということは、液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングが遅れていることが予想されるからである。
【００９４】
又、本発明に係る照明装置においては、以上に説明したように、例えば図５における、液晶スイッチ２２の温度が３５°Ｃの場合、すなわち被照明部に導かれる光の量が一定であっても、ＬＥＤ３１、３３の発光切り替えタイミングの前後においてＬＥＤ３１、３３それぞれから出射する光の光量の変動に差を生じている場合には液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングが制御される。その結果、図５における、液晶スイッチ２２の温度が２０°Ｃの場合として示される状態に近い状態となり、特定のＬＥＤだけ発光量の変動が大きくなって、エネルギを無駄に消費したり、ＬＥＤの寿命を縮めてしまったりするような不具合が抑制され、被照明部に導かれる光の量も一定に保たれる。これに代えて、液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミング制御を以下のようにすることも可能である。すなわち、液晶スイッチ２２を透過して被照明部に導かれる光の光量を検出するためのセンサを設けるか、或いは上述した光量センサ１０から信号を入力し、図５における液晶スイッチ２２の温度が５０°Ｃの場合のグラフに示されるように、被照明部に導かれる光が断続的、或いは光量に変動を生じていることを検出する。そして、ＬＥＤ３１が発光している時間の中で被照明部に導かれる光が途切れている（或いは光量が変動している）時間と、ＬＥＤ３３が発光している時間の中で被照明部に導かれる光が途切れている時間（或いは光量が変動している時間）とを比較し、その比較結果に基づいて液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを制御する。この場合、片方のＬＥＤの光量変動が増え始めていること（図５における、液晶スイッチ２２の温度が３５°Ｃのような状態）は検出できないが、フリッカの発生は抑制できる。
【００９５】
さらに、以上の説明において、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量を制御するために、ＬＥＤ３１、３３に供給される電流の大きさを変化させる例について説明したが、ＬＥＤ３１、３３に供給する電流の大きさは一定としておき、ＰＷＭ制御によって光量の制御を行うものであってもよい。その場合、ＬＥＤ３１、３３から出射される光の光量の変動を検出するためには、ＰＷＭ制御に際してＬＥＤ３１、３３に供給されるパルス状電流のデューティー比の変動を検出することが可能である。
【００９６】
以上の説明においては、ＬＥＤ３１、３３の発光を切り替える度、液晶スイッチ２２の偏光変調作用の切り替えタイミングを毎回制御する例について説明したが、これらＬＥＤ３１、３３の発光切り替えを所定回数行う度に１回行うようにしてもよいし、所定の時間間隔をおいて行うようにしてもよい。
【００９７】
ここで図９を参照して、本発明に係る照明装置を複数備える画像投影装置について説明する。図９に示される画像投影装置では、図１Ａを参照して説明した照明装置が３つ用いられ、それぞれの照明装置はＲ（赤色）画像投影用照明装置、Ｇ（緑色）画像投影用照明装置、Ｂ（青色）画像投影用照明装置として機能する。これらＲ、Ｇ、Ｂ各色の画像投影用照明装置には符号１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが付されている。図９では図示されていないが、これらの照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂのそれぞれには、図２を参照して説明した光量安定化装置２００が接続されている。
【００９８】
図９中に示される照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂそれぞれを構成する要素で、図１Ａに示される照明装置１００を構成する要素と同様の作用を有するものについては、照明装置１００を構成する各要素に付された数字と同じ数字（例：３０、４０）が付されており、それらの数字の後にＲ、Ｇ、Ｂの文字が付されている（例：３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ、４０Ｒ、４０Ｂ、４０Ｇ）。上記のようにして符号が付された要素については、その説明を省略する。
【００９９】
図９において、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の光を選択的に透過又は反射可能に構成されるクロスダイクロイックプリズム４６が有する３つの入射面と、照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂそれぞれの照明光出射部とが対向するようにして、これらクロスダイクロイックプリズム４６及びＲ、Ｇ、Ｂ各色の照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが配置されている。
【０１００】
Ｒ色照明装置１００Ｒの照明光出射部とクロスダイクロイックプリズム４６のＲ色用入射面との間には、Ｒ色画像生成用の透過形液晶表示素子４３Ｒ（以下、「Ｒ液晶４３Ｒ」と称する）と、Ｒ色検光子としての偏光板４４Ｒとが配置されている。すなわち、照明装置１００Ｒの照明光出射部から出射される光は、被照明部としてのＲ液晶４３Ｒに入射し、このＲ液晶４３Ｒ及び偏光板４４Ｒ透過して形成されたＲ画像光はクロスダイクロイックプリズム４６に入射してＲ色用反射面４６ｒで反射され、出射面４６ｅから出射する。
【０１０１】
Ｂ色照明装置１００Ｂの照明光出射部とクロスダイクロイックプリズム４６のＢ色用入射面との間には、Ｂ色画像生成用の透過形液晶表示素子４３Ｂ（以下、「Ｂ液晶４３Ｂ」と称する）と、Ｂ色検光子としての偏光板４４Ｂとが配置されている。すなわち、照明装置１００Ｂの照明光出射部から出射される光は、被照明部としてのＢ液晶４３Ｂに入射し、このＢ液晶４３Ｂ及び偏光板４４Ｂ透過して形成されたＢ画像光はクロスダイクロイックプリズム４６に入射してＢ色用反射面４６ｂで反射され、出射面４６ｅから出射する。
【０１０２】
Ｇ色照明装置１００Ｇの照明光出射部とクロスダイクロイックプリズム４６のＧ色用入射面との間には、Ｇ色画像生成用の透過形液晶表示素子４３Ｇ（以下、「Ｇ液晶４３Ｇ」と称する）と、Ｇ色検光子としての偏光板４４Ｇとが配置されている。すなわち、照明装置１００Ｇの照明光出射部から出射される光は、被照明部としてのＧ液晶４３Ｇに入射し、このＧ液晶４３Ｇ及び偏光板４４Ｇ透過して形成されたＧ画像光はクロスダイクロイックプリズム４６に入射してＲ色用反射面４６ｒ及びＢ色反射面４６ｂを透過して直進し、出射面４６ｅから出射する。
【０１０３】
以上に説明したようにクロスダイクロイックプリズム４６の出射面４６ｅから出射したＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像光は投影レンズ４８を介してスクリーンＳ上に投影される。Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは、それぞれ独立して光量の安定化が図られ、それぞれの照明装置の液晶スイッチ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂも又各色ごとに独立してそれらの偏光変調作用の切り替えタイミングが調節される。したがって、各色の照明装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂから被照明部に向けて出射される照明光の光量は安定し、カラーバランスの崩れやフリッカの無い高品位の画像を投影することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明に係る照明装置は、内視鏡や顕微鏡などの照明装置、或いは他の用途向けの照明装置、例えば自動車用の前照灯などとして利用することができる。又、データ・プロジェクタ等の画像投影装置や、リヤプロジェクション式の画像表示装置等に利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１Ａ】照明装置の概略的構成を示すブロック図である。
【図１Ｂ】光源から出射された光が被照明部に向かって導かれる様子を示す光路図である。
【図２】光量安定化装置の概略的構成を示すブロック図である。
【図３】光源の発光切り替えに連動して液晶スイッチの偏光変調作用が切り替えられる様子及び光源に供給される電流が変動する様子を説明するタイミング図である。
【図４】液晶スイッチの温度が変わるのに伴い、液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから液晶スイッチの偏光変調状態が切り替わるまでの過渡特性が変化する様子を説明するタイミング図である。
【図５】液晶スイッチの温度が変わるのに伴い、液晶スイッチ切り替え制御信号が切り替わってから液晶スイッチの偏光変調状態が切り替わるまでの過渡特性が変化し、それによって光源に供給される電流の変動量が変わる様子を説明するタイミング図である。
【図６Ａ】光源の発光切り替えタイミングの前から後にわたる時間の間、各光源に供給される電流の大きさを測定して、その測定結果から光源に供給される電流の変動の大きさを求める方法の一例を説明する図である。
【図６Ｂ】光源の発光切り替えタイミングの前から後にわたる時間の間、各光源に供給される電流の大きさを測定して、その測定結果から光源に供給される電流の変動の大きさを求める方法の別の一例を説明する図である。
【図６Ｃ】光源の発光切り替えタイミングの前から後にわたる時間の間、各光源に供給される電流の大きさを測定して、その測定結果から光源に供給される電流の変動の大きさを求める方法のさらに別の一例を説明する図である。
【図７Ａ】タイミング生成部により、図６Ａに示される方法に従って液晶スイッチの偏光変調作用の切り替えタイミングが調整される際の手順を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】タイミング生成部により、図６Ｂに示される方法に従って液晶スイッチの偏光変調作用の切り替えタイミングが調整される際の手順を示すフローチャートである。
【図７Ｃ】タイミング生成部により、図６Ｃに示される方法に従って液晶スイッチの偏光変調作用の切り替えタイミングが調整される際の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）は、光源としてのＬＥＤに供給される電流と順方向電圧との関係を例示する図であり、図８（ｂ）は、光源としてのＬＥＤに供給される電流と光源から出射される光の光量との関係を例示する図である。
【図９】本発明に係る照明装置を画像投影装置に組み込む例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０、５２ 光量センサ
１６ Ａ／Ｄコンバータ
１８ タイミング生成部
２２ 液晶スイッチ
３０、３８ テーパロッド
３１ ＬＥＤ（第１の光源）
３２ ＰＢＳ
３３ ＬＥＤ（第２の光源）
３４ 直角プリズム
３６ １／２波長板
４０ インテグレータロッド
４２ 偏光板
４４ 偏光板（検光子）
４６ クロスダイクロイックプリズム
４８ 投影レンズ
５０ ライトガイド
６０ ツェナーダイオード
７２、７４、７６、７８、８０ 電流増幅用のＦＥＴ
８２ 基準電流生成用のＦＥＴ
８４ 基準電流検出用の抵抗
８６、８８ スイッチング用のＦＥＴ
１００ 照明装置
２００ 光量安定化装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ偏光光出射用のＰ偏光光源と、Ｓ偏光光出射用のＳ偏光光源とを有する偏光光発光部であって、予め定められた発光切り替えタイミングに従ってＰ偏光光及びＳ偏光光を同一の出射部から交互に出射可能に構成される、偏光光発光部と、
前記同一の出射部から出射される前記Ｐ偏光光及び前記Ｓ偏光光のうち、一方の偏光光が出射されるときにはその偏光状態を変えることなく透過させ、他方の偏光光が出射されるときにはその偏光状態を前記一方の偏光光と同じ偏光状態となるように変化させて透過させるように偏光変調作用を切り替え可能に構成される偏光変調手段と、
前記偏光変調手段を透過した光の光量を検出する光量検出手段と、
前記光量検出手段による前記光量の検出結果に基づき、前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源から出射されるそれぞれの光の発光量を制御して、前記偏光変調手段を透過して被照明部に向かう光の光量が略一定となるように構成される光源光量制御手段と、
前記発光切り替えタイミングの前後において前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源から出射されるそれぞれの光の、発光量の変動に関連する指標を導出する光源発光量変動導出手段と、
前記光源発光量変動導出手段による前記指標の導出結果に基づき、前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源の前記発光切り替えタイミングに対する前記偏光変調手段の前記偏光変調作用の切り替えのタイミングを変化させるように構成される偏光変調作用切り替えタイミング制御手段と
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
点滅駆動可能な第１及び第２の光源と、
前記第１及び第２の光源の点灯及び消灯を予め定められた発光切り替えタイミングで交互に切り替え可能に構成される光源切り替え制御回路と、
前記第１の光源から出射される光は第１の偏光状態にする一方、前記第２の光源から出射される光は、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態にして、前記第１及び第２の偏光状態の光を共通の光路に導くように構成される偏光導光部と、
第１の偏光変調状態と第２の偏光変調状態との間で偏光変調状態を切り替え可能な偏光変調素子であって、前記第１の偏光変調状態においては、前記共通の光路に導かれた前記第１の偏光状態を有する光を、その偏光状態を変化させることなく透過させて被照明部に向かって導く一方、前記第２の偏光変調状態においては、前記共通の光路に導かれた前記第２の偏光状態を有する光を、その偏光状態が前記第１の偏光状態となるように偏光状態を変化させて透過させ、前記被照明部に向かって導くように構成される、偏光変調素子と、
前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを制御するための偏光変調状態切り替え制御部と、
前記偏光変調素子を透過して前記被照明部に向かって導かれる光の光量を検出するための照明光量検出部と、
前記照明光量検出部で検出される光量に基づき、前記照明光量検出部で検出される光量が一定となるように前記第１及び第２の光源から出射される光の発光量を制御可能に構成される発光量制御回路と、
前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の発光量に関連する物理量を前記発光切り替えタイミングの前後においてそれぞれ複数回にわたって検出可能に構成される光源光量検出部と、
前記光源光量検出部で検出された前記物理量から、前記発光切り替えタイミングの前後における前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の、発光量の変動に関連する指標を導出する発光量変動導出部と、
を有し、前記偏光変調状態切り替え制御部は、前記指標の導出結果に基づき、前記発光量の変動が減じられるように前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記光源光量検出部は、前記第１及び第２の光源のそれぞれに供給される電流の大きさの変動を検出するための供給電流検出装置又は前記第１及び第２の光源のそれぞれに供給される電力の変動を検出するための供給電力検出装置を有することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光源光量検出部は、前記第１及び第２の光源から出射され、前記偏光変調素子に入射する前の光の光量を検出する光量センサを有することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源光量検出部は、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定時間の間、前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の発光量に関連する前記物理量を繰り返しサンプリングするように構成され、
前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部で繰り返しサンプリングして得られた前記物理量から、前記発光切り替えタイミングの前後それぞれにおいて、前記発光量の変動に関連する指標を導出して積算することにより、発光切り替え前の発光量変動積算値及び発光切り替え後の発光量変動積算値を求めるように構成され、
前記偏光変調状態切り替え制御部は、前記発光切り替え前の発光量変動積算値と前記発光切り替え後の発光量変動積算値との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光源光量検出部は、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で少なくとも１回、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動する可能性のある時間帯で少なくとも２回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で少なくとも１回、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動する可能性のある時間帯で少なくとも２回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、
前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第１及び第２の光源の発光期間中における前記発光量の変動に関連する指標をそれぞれ導出し、導出された前記指標から、前記第１の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値及び前記第２の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値をそれぞれ推定によって求め、
前記第１の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値と前記第２の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源光量検出部は、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第１の光源が消灯する寸前のタイミングで１回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、
前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第１の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標及び前記第２の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標を求め、
前記第１の光源の発光期間中における前記指標と前記第２の光源の発光期間中における前記指標との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光源光量検出部は、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第２の光源が消灯する寸前のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、
前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第２の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標及び前記第１の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標を求め、
前記第２の光源の発光期間中における前記指標と前記第１の光源の発光期間中における前記指標との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調整するように構成されることを特徴とする、請求項２から４及び７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記被照明部に配置された空間光変調素子であって、入力された画像信号に対応する画像を形成するための空間光変調素子と、
前記空間光変調素子で形成された画像を投影するための投影光学系とを、
請求項１から８のいずれか一つに記載の照明装置とともに有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一つに記載の照明装置を複数有する画像投影装置であって、
入力されたカラー画像信号から得られる複数の色成分ごとの画像信号に対応する画像を形成するように構成される複数の空間光変調素子と、
前記複数の空間光変調素子のそれぞれで形成される画像を一つに合成して投影するための投影光学系とを有し、
前記照明装置それぞれの被照明部に前記複数の空間光変調素子のいずれか一つが配置されることを特徴とする画像投影装置。
【請求項１】
Ｐ偏光光出射用のＰ偏光光源と、Ｓ偏光光出射用のＳ偏光光源とを有する偏光光発光部であって、予め定められた発光切り替えタイミングに従ってＰ偏光光及びＳ偏光光を同一の出射部から交互に出射可能に構成される、偏光光発光部と、
前記同一の出射部から出射される前記Ｐ偏光光及び前記Ｓ偏光光のうち、一方の偏光光が出射されるときにはその偏光状態を変えることなく透過させ、他方の偏光光が出射されるときにはその偏光状態を前記一方の偏光光と同じ偏光状態となるように変化させて透過させるように偏光変調作用を切り替え可能に構成される偏光変調手段と、
前記偏光変調手段を透過した光の光量を検出する光量検出手段と、
前記光量検出手段による前記光量の検出結果に基づき、前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源から出射されるそれぞれの光の発光量を制御して、前記偏光変調手段を透過して被照明部に向かう光の光量が略一定となるように構成される光源光量制御手段と、
前記発光切り替えタイミングの前後において前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源から出射されるそれぞれの光の、発光量の変動に関連する指標を導出する光源発光量変動導出手段と、
前記光源発光量変動導出手段による前記指標の導出結果に基づき、前記Ｐ偏光光源及び前記Ｓ偏光光源の前記発光切り替えタイミングに対する前記偏光変調手段の前記偏光変調作用の切り替えのタイミングを変化させるように構成される偏光変調作用切り替えタイミング制御手段と
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
点滅駆動可能な第１及び第２の光源と、
前記第１及び第２の光源の点灯及び消灯を予め定められた発光切り替えタイミングで交互に切り替え可能に構成される光源切り替え制御回路と、
前記第１の光源から出射される光は第１の偏光状態にする一方、前記第２の光源から出射される光は、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態にして、前記第１及び第２の偏光状態の光を共通の光路に導くように構成される偏光導光部と、
第１の偏光変調状態と第２の偏光変調状態との間で偏光変調状態を切り替え可能な偏光変調素子であって、前記第１の偏光変調状態においては、前記共通の光路に導かれた前記第１の偏光状態を有する光を、その偏光状態を変化させることなく透過させて被照明部に向かって導く一方、前記第２の偏光変調状態においては、前記共通の光路に導かれた前記第２の偏光状態を有する光を、その偏光状態が前記第１の偏光状態となるように偏光状態を変化させて透過させ、前記被照明部に向かって導くように構成される、偏光変調素子と、
前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを制御するための偏光変調状態切り替え制御部と、
前記偏光変調素子を透過して前記被照明部に向かって導かれる光の光量を検出するための照明光量検出部と、
前記照明光量検出部で検出される光量に基づき、前記照明光量検出部で検出される光量が一定となるように前記第１及び第２の光源から出射される光の発光量を制御可能に構成される発光量制御回路と、
前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の発光量に関連する物理量を前記発光切り替えタイミングの前後においてそれぞれ複数回にわたって検出可能に構成される光源光量検出部と、
前記光源光量検出部で検出された前記物理量から、前記発光切り替えタイミングの前後における前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の、発光量の変動に関連する指標を導出する発光量変動導出部と、
を有し、前記偏光変調状態切り替え制御部は、前記指標の導出結果に基づき、前記発光量の変動が減じられるように前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記光源光量検出部は、前記第１及び第２の光源のそれぞれに供給される電流の大きさの変動を検出するための供給電流検出装置又は前記第１及び第２の光源のそれぞれに供給される電力の変動を検出するための供給電力検出装置を有することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光源光量検出部は、前記第１及び第２の光源から出射され、前記偏光変調素子に入射する前の光の光量を検出する光量センサを有することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源光量検出部は、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定時間の間、前記第１の光源及び前記第２の光源から出射されるそれぞれの光の発光量に関連する前記物理量を繰り返しサンプリングするように構成され、
前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部で繰り返しサンプリングして得られた前記物理量から、前記発光切り替えタイミングの前後それぞれにおいて、前記発光量の変動に関連する指標を導出して積算することにより、発光切り替え前の発光量変動積算値及び発光切り替え後の発光量変動積算値を求めるように構成され、
前記偏光変調状態切り替え制御部は、前記発光切り替え前の発光量変動積算値と前記発光切り替え後の発光量変動積算値との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光源光量検出部は、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で少なくとも１回、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動する可能性のある時間帯で少なくとも２回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で少なくとも１回、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動する可能性のある時間帯で少なくとも２回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、
前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第１及び第２の光源の発光期間中における前記発光量の変動に関連する指標をそれぞれ導出し、導出された前記指標から、前記第１の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値及び前記第２の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値をそれぞれ推定によって求め、
前記第１の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値と前記第２の光源の発光期間中における前記発光量変動積算値との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源光量検出部は、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第１の光源が消灯する寸前のタイミングで１回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、
前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第１の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標及び前記第２の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標を求め、
前記第１の光源の発光期間中における前記指標と前記第２の光源の発光期間中における前記指標との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調節するように構成されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光源光量検出部は、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第２の光源の発光期間中、前記第２の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第２の光源が消灯する寸前のタイミングで１回、前記第２の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングし、又、前記発光切り替えタイミングの前から後にわたる一定の時間内における前記第１の光源の発光期間中、前記第１の光源が点灯を開始した直後のタイミングで１回、前記第１の光源から出射される光の発光量が変動していないことが予測される時間帯で１回、前記第１の光源から出射される光の発光量に関連する前記物理量をサンプリングするように構成され、
前記発光量変動導出部は、前記光源光量検出部が前記サンプリングをして得た前記物理量から、前記第２の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標及び前記第１の光源から出射される光の前記発光量変動に関連する指標を求め、
前記第２の光源の発光期間中における前記指標と前記第１の光源の発光期間中における前記指標との比較結果に基づき、前記偏光変調素子の偏光変調状態の切り替えタイミングを調整するように構成されることを特徴とする、請求項２から４及び７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記被照明部に配置された空間光変調素子であって、入力された画像信号に対応する画像を形成するための空間光変調素子と、
前記空間光変調素子で形成された画像を投影するための投影光学系とを、
請求項１から８のいずれか一つに記載の照明装置とともに有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一つに記載の照明装置を複数有する画像投影装置であって、
入力されたカラー画像信号から得られる複数の色成分ごとの画像信号に対応する画像を形成するように構成される複数の空間光変調素子と、
前記複数の空間光変調素子のそれぞれで形成される画像を一つに合成して投影するための投影光学系とを有し、
前記照明装置それぞれの被照明部に前記複数の空間光変調素子のいずれか一つが配置されることを特徴とする画像投影装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２０３３１６（Ｐ２００８−２０３３１６Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３６１３９（Ｐ２００７−３６１３９）
【出願日】平成１９年２月１６日（２００７．２．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１６日（２００７．２．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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