JP2010286521A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、輝度の向上させることができる映像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の係る映像表示装置１００は、３原色の第一乃至第三の色の光を夫々発光する第一乃至第三の光源２０，２１，２２と、第一乃至第三の光源２０，２１，２２のうちの一の特定光源と同じ色で、かつ異なる波長域の光を発光する第四の光源２３とを備えている。さらに、当該映像表示装置１００は、第一乃至第四の光源２０，２１，２２，２３の光を一の光軸上に導く複数のダイクロイックミラー５０，５１，５２を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像表示装置に関するものであり、たとえば光源としてＬＥＤやレーザーなどを使用した映像表示装置に適用することができる。

従来技術に係る映像表示装置として、たとえば特許文献１に開示されている技術が存在している。

当該特許文献１に係る技術では、焦点調整手段を有する投射レンズと、投射レンズの焦点調整を行う焦点調整機構と、ダイクロイックミラー等と投射レンズとの間に設置された半透明反射膜手段３とを、備えている。さらに、特許文献１に係る技術では、スクリーンまでの焦点位置を検出演算し、焦点調整機構の駆動制御を行う焦点調整制御部、および焦点調整機構の調整位置を検出する位置検出器なども備えている。

特開平１１−１１９１８４号公報

従来のＬＥＤまたはレーザーを光源とした映像表示装置では、出力が十分ではなく、映像表示装置から出力される映像の輝度が低くなるという問題があった。

そこで、本発明は、輝度の向上をさせることができる映像表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の映像表示装置は、３原色の第一乃至第三の色の光を夫々発光する第一乃至第三の光源と、前記第一乃至第三の光源のうちの一の特定光源と同じ色で、かつ異なる波長域の光を発光する第四の光源と、前記第一乃至第四の光源の光を一の光軸上に導く複数のダイクロイックミラーとを、備えている。

本発明の請求項１に記載の映像表示装置は、３原色の第一乃至第三の色の光を夫々発光する第一乃至第三の光源と、第一乃至第三の光源のうちの一の特定光源と同じ色で、かつ異なる波長域の光を発光する第四の光源と、第一乃至第四の光源の光を一の光軸上に導く複数のダイクロイックミラーとを、備えている。したがって、複数のダイクロイックミラーにより光軸上に導かれた、特定光源および第四の光源が発光する光の色の輝度を、向上させることができる。

実施の形態１に係る映像表示装置の構成を示す図である。 Ｒ光源２０が発光する光の波長域とＲ光源２３が発光する光の波長域との関係を示す図である。 ダイクロイックミラー５２の反射・透過特性および各光源の発光波長域の関係を示す図である。 ダイクロイックミラー５１の反射・透過特性および各光源の発光波長域の関係を示す図である。 ダイクロイックミラー５０の反射・透過特性および各光源の発光波長域の関係を示す図である。 各光源から出力される光の合成光の光量の関係を示す図である。 実施の形態１に係る映像表示装置の効果を説明するための図である。 光の波長と視認感度との関係を示す図である。 実施の形態２に係る映像表示装置の構成を示す図である。 ダイクロイックミラー６２の反射・透過特性および各光源の発光波長域の関係を示す図である。 ダイクロイックミラー６１の反射・透過特性および各光源の発光波長域の関係を示す図である。 ダイクロイックミラー６０の反射・透過特性および各光源の発光波長域の関係を示す図である。 実施の形態２に係る映像表示装置の効果を説明するための図である。 実施の形態３に係る映像表示装置の構成を示す図である。 ダイクロイックミラー７２の反射・透過特性および各光源の発光波長域の関係を示す図である。 ダイクロイックミラー７１の反射・透過特性および各光源の発光波長域の関係を示す図である。 ダイクロイックミラー７０の反射・透過特性および各光源の発光波長域の関係を示す図である。 実施の形態３に係る映像表示装置の効果を説明するための図である。

本願発明に係る映像表示装置は、光源により発光された３原色（赤色（Ｒ）・青色（Ｂ）・緑色（Ｇ））の光を合成し、当該合成により得られた映像を出力する。以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る映像表示装置１００の構成を示す図である。当該映像表示装置１００では、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）素子をライトバルブとして使用し、光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を使用している。なお、光源は、ＬＥＤに限定されるものでなく、たとえばレーザーを採用することもできる。

図１において、ＡＣ/ＤＣコンバータ１は、入力されたＡＣ電源から、ＬＥＤ駆動に必要なＤＣ電圧である中間電圧（たとえば１２Ｖ）を生成する。そして、ＡＣ/ＤＣコンバータ１で生成された当該中間電圧は、ＬＥＤ駆動用定電流回路１０，１１，１２，１３に供給される。

各ＬＥＤ駆動用定電流回路１０〜１３は、各光源２０，２１，２２，２３のフォワード電圧に従って、たとえば１２ＶのＤＣ電圧を２Ｖから６ＶのＤＣ電圧に変換し、当該変化後のＤＣ電圧を駆動電圧として、各光源２０〜２３に供給する。

ここで、ＬＥＤ駆動用定電流回路１０は、３原色の一つである赤色を発光するＲ光源２０を駆動する。また、ＬＥＤ駆動用定電流回路１１は、３原色の一つである緑色を発光するＧ光源２１を駆動する。また、ＬＥＤ駆動用定電流回路１２は、３原色の一つである青色を発光するＢ光源２２を駆動する。さらに、ＬＥＤ駆動用定電流回路１３は、３原色の一つである赤色を発光するＲ光源２３を駆動する。

本実施の形態では、Ｒ光源２０、Ｇ光源２１およびＢ光源２２が第一、第二および第三の光源と把握できる。また、Ｒ光源２０が、特定光源であると把握できる。さらに、Ｒ光源２３が、第四の光源であると把握できる。

また、本実施の形態では、Ｒ光源２０は、赤色である第一の波長域の光を出射する。他方、Ｒ光源２３は、赤色であり、当該第一の波長域と異なる第二の波長域の光を出射する。なお、第一の波長域と第二の波長域とは異なれば良い（つまり、Ｒ光源２０とＲ光源２３とが、全く同じ波長の光を出力しなければ良い）。

本実施の形態では、図２に示すように、第二の波長域Ｒ２の最小波長は、第一の波長域Ｒ１の最小波長より短い。また、第一の波長域Ｒ１の低域側と第二の波長域Ｒ２の高域側とは、重複（図２の斜線領域）している。つまり、本実施の形態では、Ｒ光源２０の方が、Ｒ光源２３よりも、波長の長い赤色の光を出力するものとする。ここで、図２において、縦軸は光量を示しており、横軸は波長を示している。

各光源２０〜２３から出射される各色の光は、拡散している。そこで、各光源から出射された拡散光を平行光にするために、映像表示装置１００には、レンズ３０，３１，３２，３３の各々が配設されている。

ここで、Ｒ光源２０から出射された赤色の光は、レンズ３０を透過する。また、Ｇ光源２１から出射された緑色の光は、レンズ３１を透過する。また、Ｂ光源２２から出射された青色の光は、レンズ３３を透過する。また、Ｒ光源２３から出射された赤色の光は、レンズ３３を透過する。

また、映像表示装置１００は、三つのダイクロイックミラー５０，５１，５２を備えている。各ダイクロイックミラー５０〜５２は、図１の横方向に沿って配設されており、各ダイクロイックミラー５０〜５２の傾き方向は、各々平行である。各光源２０〜２３から出射される光の波長特性と、ダイクロイックミラー５０〜５２の反射率特性とを図３，４，５において図示する。図３〜５における細線は、光源２０〜２３から出射される光の波長の分布を示す。また、図３〜５における太線が、波長とダイクロイックミラー５０〜５２の反射率との関係を示している。

図３に示すように、ダイクロイックミラー５２は、Ｂ光源２２から出射される波長域の光を反射し、Ｒ光源２０，２３から出力される波長域の光およびＧ光源２１から出力される波長域の光は透過する。

また、図４に示すように、ダイクロイックミラー５１は、Ｇ光源２１から出射される波長域の光を反射し、Ｒ光源２０，２３から出力される波長域の光およびＢ光源２２から出力される波長域の光は透過する。

また、図５に示すように、ダイクロイックミラー５０は、Ｒ光源２０から出射される第一の波長域Ｒ１の光を反射し、Ｇ光源２１から出力される波長域の光およびＢ光源２２から出力される波長域の光は透過する。ここで、上記の通り、第一の波長域Ｒ１の低域側と第二の波長域Ｒ２の高域側とは、一部において重複している。したがって、Ｒ光源２３から出力される第二の波長域Ｒ２の一部における光は、ダイクロイックミラー５０において反射し、Ｒ光源２３から出力される第二の波長域Ｒ２の他の部分における光は、ダイクロイックミラー５０を透過する。

つまり、本実施の形態では、ダイクロイックミラー５０が第一のダイクロイックミラーと把握でき、ダイクロイックミラー５１，５２が第二のダイクロイックミラーおよび第三のダイクロイックミラーと把握できる。

図１に示すように、ダイクロイックミラー５０の第一の主面５０Ａに対して入射角４５°で、Ｒ光源２０から出射された光は、当該第一の主面５０Ａに入射する。また、ダイクロイックミラー５１の第一の主面５１Ａに対する入射角４５°で、Ｇ光源２１から出射された光は、当該第一の主面５１Ａに入射する。また、ダイクロイックミラー５２の第一の主面５２Ａに対する入射角４５°で、Ｂ光源２２から出射された光は、当該第一の主面５２Ａに入射する。さらに、ダイクロイックミラー５２の第二の主面５２Ｂに対する入射角４５°で、Ｒ光源２３から出射された光は、当該第二の主面５２Ｂに入射する。

ダイクロイックミラー５２では、Ｂ光源２２から出射される光を反射する（図３参照）。したがって、図１に示すように、Ｂ光源２２から出射された光は、第一の主面５２Ａにおいて反射角４５°で全反射し、Ｒ光源２３から出射された光は、ダイクロイックミラー５２を全透過する。

ダイクロイックミラー５１では、Ｇ光源２１から出射される光を反射する（図４参照）。したがって、図１に示すように、Ｇ光源２１から出射された光は、第一の主面５１Ａにおいて反射角４５°で全反射し、第二の主面５１Ｂにおいて入射角４５°で入射する、Ｒ光源２３から出射された光およびＢ光源２２から出射された光は、ダイクロイックミラー５１を全透過する。

ダイクロイックミラー５０では、Ｒ光源２０から出射される光を反射する（図５参照）。したがって、図１に示すように、Ｒ光源２０から出射された光は、第一の主面５０Ａにおいて反射角４５°で全反射し、第二の主面５０Ｂにおいて入射角４５°で入射する、Ｂ光源２２から出射された光およびＧ光源２１から出射された光は、ダイクロイックミラー５２を全透過する。さらに、第二の主面５０Ｂにおいて入射角４５°で入射するＲ光源２３から出射された光において、低域波長領域の光は、ダイクロイックミラー５０を透過する。これに対して、高域波長領域の光は、ダイクロイックミラー５０の第二の主面５０Ｂにおいて反射する。

したがって、最終的にダイクロイックミラー５０の第一の主面５０Ａから、一の光軸上（図１においてＲ光源２３から集光レンズ５に延びる光軸上）に導かれる光出力は、図６に示すようになる。図６に示すように、緑色の光の光量は、Ｇ光源２１から出射された光の光量と等しく、青色の光の光量は、Ｂ光源２２から出射された光の光量と等しい。さらに、赤色の光の光量は、Ｒ光源２０から出射された光の光量と、Ｒ光源２３から出射された光の光量のうちのダイクロイックミラー５０で透過された光量との和となる。

換言すれば、集光レンズ５に入力される光（上記一の光軸上）に導かれる光出力は、は、ダイクロイックミラー５０で反射されたＲ光源２０からの光、ダイクロイックミラー５０を透過したＲ光源２３からの光、ダイクロイックミラー５１で反射されたＧ光源２１からの光、およびダイクロイックミラー５２で反射されたＢ光源２２からの光の合成光である。

なお、映像表示装置１００において、各光源２０〜２３は、図７に示すように、垂直同期信号に同期して発光する。さらに、Ｒ光源２０とＲ光源２３とは、同時・同期間発光し、Ｒ光源２０，２３とＧ光源２１とＢ光源２２とは、Ｒ，Ｇ，Ｂ単位で時分割にて発光する。なお、各ＬＥＤ駆動用定電流回路１０〜１３には、垂直同期信号が入力される。そして、当該垂直同期信号に従ったＬＥＤ駆動用定電流回路１０〜１３による制御により、各光源２０〜２３の発光のタイミングが制御される。

また、ダイクロイックミラー５０の第一の主面５０Ａからの出力光（上記一の光軸上に導かれる合成光）は、集光レンズ５に入力される。ここで、集光レンズ５の光軸方向は、Ｒ光源２３の光出射方向と平行である。なお、集光レンズ５の光軸方向とＲ光源２０の光出射方向とは垂直角を成し、集光レンズ５の光軸方向とＧ光源２１の光出射方向とは垂直角を成し、集光レンズ５の光軸方向とＢ光源２２の光出射方向とは垂直角を成す。

さて、合成された光出力は、次に集光レンズ５を通してライトトンネル６に供給される。当該供給された光は、ライトトンネル６内部で反射を繰り返す。これにより、当該供給された光は積分され、均一化する。ライトトンネル６からの出力光は、リレーレンズ７を経て、ＤＭＤ素子８に供給される。

ＤＭＤ素子８は、微小なミラーの複数配列から構成され、入力画像（図示せず）に応じて当該ミラーの傾きを変化させることができる素子である。ＤＭＤ素子８のＯＮ状態の時には、当該ＤＭＤ素子８に供給された光を投射レンズ９へ反射し、画像が表示される。これに対して、ＤＭＤ素子８のＯＦＦ状態の時には、当該ＤＭＤ素子８に供給された光を投射レンズ９外に反射する。ここでは、入力画像は、時分割でＲ，Ｇ，Ｂ単位でＤＭＤ素子８に入力される。ＤＭＤ素子８では、Ｒ，Ｇ，Ｂ単位でミラーをＯＮ／ＯＦＦ状態にする。これにより、映像表示装置１００は、画像を生成し、表示させることができる。

図１の構成において、例えば次のような具体的な態様を採用することができる。

つまり、Ｒ光源２０は中心波長が６２３ｎｍである赤色の光を発光し、Ｒ光源２３は中心波長が６１７ｎｍである赤色の光を発光し、Ｇ光源２１は中心波長が５２６ｎｍである緑色の光を発光し、Ｂ光源２２は中心波長が４６２ｎｍである青色の光を発光する。

また、第１のダイクロイックミラー５０のカットオフ周波数は６２０ｎｍであり、波長が６２０ｎｍ以上である光を反射する。また、第２のダイクロイックミラー５１は波長が４９０ｎｍ〜５９０ｎｍである光を反射し、第３のダイクロイックミラー５２波長が４９０ｎｍ以下である光を反射する。

上記具体的構成例の場合においても、図６に例示するように、Ｇ光源２１からの出力光と、Ｂ光源２２からの出力光と、Ｒ光源２０の出力光およびＲ光源２３の出力光との合成光とが、集光レンズ５に入力される。

なお、上記各光源２０〜２３の発光は、中心波長を中心として、温度に依存してその発光波長がばらつく。つまり、実際には、各光源２０〜２３は、温度に依存して所定の波長域の光を発光する。したがって、映像表示装置１００内の温度変化が大きいと、各光源２０〜２３における発光波長域も大きく変化する。よって、当該温度変化が大きいと、結果として映像表示装置１００から出力される映像の輝度、色度が変わってしまい、さらにはダイクロイックミラー５０においてＲ光源２０からの光が正しく反射され、またＲ光源２３からの光が正しく透過されなくなる。

そこで、映像表示装置１００には、温度センサ（図１において図示せず）が配設されている。そして、各光源２０〜２３付近の温度が当該温度センサにより測定され、各光源２０〜２３付近の温度が所定の範囲内におさまるように（または、温度が一定の所定値となるように）、映像表示装置１００内の制御部（図示せず）は、当該温度センサの測定結果を逐次監視している。また、当該制御部は、温度センサの測定結果が上記所定の範囲内におさまるように、映像表示装置１００内の温度管理（温度調整制御：たとえばファンの強弱や通気孔の開閉など）を行う。

以上のように、本実施の形態に係る映像表示装置１００では、赤色であり、第一の波長域Ｒ１の光を発光するＲ光源２０と、赤色であり、第一の波長域Ｒ１と異なる第二の波長域Ｒ２の光を発光するＲ光源２３とを、備えている。さらに、当該映像表示装置１００は、上記第一の波長域Ｒ１の光を反射するダイクロイックミラー５０を、備えている。ここで、当該ダイクロイックミラー５０の第一の主面５０Ａにおいて、Ｒ光源２０から出力された光が照射される。また、当該ダイクロイックミラー５０の第二の主面５０Ｂにおいて、Ｒ光源２３から出力された光が照射される。

つまり、発光波長が異なる２種類のＲ光源２０，２３を用意し、ダイクロイックミラー５０の異なる面に各々を照射し、当該ダイクロイックミラー５０にて合成する。これにより、赤色の出力光の輝度を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る映像表示装置１００では、緑色の光を発光するＧ光源２１と青色の光を発光するＢ光源２２とを、さらに備えている。当該映像表示装置１００は、Ｇ光源２１からの出力光を反射するダイクロイックミラー５１と、Ｂ光源２２からの出力光を反射するダイクロイックミラー５２とを、さらに備えている。そして、当該映像表示装置１００は、Ｒ光源２０とＲ光源２３とを同期間発光し、Ｒ光源２０，２３とＧ光源２１とＢ光源２２とを、各色毎に時分割で発光させる。

したがって、上述のように赤色の光の輝度を向上できるため、Ｒ光源２０，２３の発光時間を短くして、当該短くなった分、Ｇ光源２１およびＢ光源２２の発光時間を長くすることができる。これにより、映像表示装置１００で生成される映像における視感上の輝度を向上させることができる。当該効果を図を用いて説明すると、下記の通りである。

人間の可視光に対する視感特性は、図８に示すように波長５５０ｎｍ（緑色）での感度が最も高い。したがって、図７（Ｂ）に示すように、Ｇ光源２１の発光期間を長くすることで映像における視感上の輝度を向上させることが可能となる。すなわち、たとえばＲ光源が１個（Ｒ光源は、Ｒ光源２０のみ）の場合において、図７（Ａ）に示すように、Ｒ光源２０、Ｇ光源２１およびＢ光源２２の発光期間をそれぞれ２５％、５０％、２５％であったとする。当該状況において、本実施の形態のように、Ｒ光源としてＲ光源２３をも設けることにより、上記のように赤色の光量が増える。

したがって、Ｒ光源２０，２３の発光時間をＲ光源が一個の構成の場合よりも短くでき、その分Ｇ光源２１およびＢ光源２２の発光時間をながくできる。たとえば、図７（Ｂ）に示すように、Ｒ光源２０，２３の発光時間、Ｇ光源２１の発光時間およびＢ光源２２の発光時間を、それぞれ１５％、５５％、３０％とすることができる。

このように、本実施の形態では赤色の光量を増加できるので、Ｒ光源２０，２３の時分割における発光時間を短くでき、その分をＧ光源２１およびＢ光源２２の発光期間に割り当てることができる。よって、出力画像における視感上の輝度を向上させることが可能となる。

＜実施の形態２＞
図９は、実施の形態２に係る映像表示装置２００の構成を示す図である。当該映像表示装置２００は、図１に示した映像表示装置１００の構成とほぼ同じである。本実施の形態では、映像表示装置２００における映像表示装置１００と異なる構成に着目して説明を行う。

映像表示装置２００では、ＬＥＤ駆動用定電流回路１３の代わりにＬＥＤ駆動用定電流回路１４が配設されており、Ｒ光源２３の代わりにＢ光源２４が配設されている。ＡＣ/ＤＣコンバータ１で生成された当該中間電圧は、ＬＥＤ駆動用定電流回路１０〜１２だけでなく、ＬＥＤ駆動用定電流回路１４にも供給される。ＬＥＤ駆動用定電流回路１４は、Ｂ光源２４のフォワード電圧に従って、たとえば１２ＶのＤＣ電圧を２Ｖから６ＶのＤＣ電圧に変換し、当該変化後のＤＣ電圧を駆動電圧として、Ｂ光源２４に供給する。換言すれば、ＬＥＤ駆動用定電流回路１４は、３原色の一つである青色を発光するＢ光源２４を駆動する。

本実施の形態では、Ｒ光源２０、Ｇ光源２１およびＢ光源２２が第一、第二および第三の光源と把握できる。また、Ｂ光源２２が、特定光源であると把握できる。さらに、Ｂ光源２４が、第四の光源であると把握できる。

また、本実施の形態では、Ｂ光源２２は、青色である第一の波長域の光を出射する。他方、Ｂ光源２４は、青色であり、当該第一の波長域と異なる第二の波長域の光を出射する。なお、第一の波長域と第二の波長域とは異なれば良い（つまり、Ｂ光源２２とＢ光源２４とが、全く同じ波長の光を出力しなければ良い）。

本実施の形態では、第二の波長域の最小波長は、第一の波長域の最小波長より長い。また、第二の波長域の低域側と第一の波長域の高域側とは、重複している。つまり、本実施の形態では、Ｂ光源２４の方が、Ｂ光源２２よりも、波長の長い青色の光を出力するものとする。

Ｂ光源２４から出射される青色の光も、他の光源２０〜２２から出力される光と同様に、拡散している。そこで、Ｂ光源２４から出射された拡散光を平行光にするために、映像表示装置２００には、レンズ３０〜３２に加えて、レンズ３４も配設されている。Ｂ光源２４から出射された青色の光は、レンズ３４を透過する。

また、映像表示装置２００は、三つのダイクロイックミラー５０，５１，５２の代わりに、三つのダイクロイックミラー６０，６１，６２を備えている。各ダイクロイックミラー６０〜６２は、図９の横方向に沿って配設されており、各ダイクロイックミラー６０〜６２の傾き方向は、各々平行である。各光源２０〜２２，２４から出射される光の波長特性と、ダイクロイックミラー６０〜６２の反射率特性とを図１０，１１，１２において図示する。図１０〜１２における細線は、光源２０〜２２，２４から出射される光の波長の分布を示す。また、図１０〜１２における太線が、波長とダイクロイックミラー６０〜６２の反射率との関係を示している。

図１０に示すように、ダイクロイックミラー６２は、Ｂ光源２２から出射される第一の波長域の光を反射し、Ｒ光源２０から出力される波長域の光およびＧ光源２１から出力される波長域の光は透過する。ここで、上記の通り、第二の波長域の低域側と第一の波長域の高域側とは、一部において重複している。したがって、Ｂ光源２４から出力される第二の波長域の一部における光は、ダイクロイックミラー６２において反射し、Ｂ光源２４から出力される第二の波長域の他の部分における光は、ダイクロイックミラー６２を透過する。

また、図１１に示すように、ダイクロイックミラー６１は、Ｇ光源２１から出射される波長域の光を反射し、Ｒ光源２０から出力される波長域の光およびＢ光源２２，２４から出力される波長域の光は透過する。

また、図１２に示すように、ダイクロイックミラー６０は、Ｒ光源２０から出射される波長域の光を反射し、Ｂ光源２２，２４から出力される波長域の光およびＧ光源２１から出力される波長域の光は透過する。

つまり、本実施の形態では、ダイクロイックミラー６２が第一のダイクロイックミラーと把握でき、ダイクロイックミラー６０，６１が第二のダイクロイックミラーおよび第三のダイクロイックミラーと把握できる。

図９に示すように、ダイクロイックミラー６０の第一の主面６０Ａに対して入射角４５°で、Ｒ光源２０から出射された光は、当該第一の主面６０Ａに入射する。また、ダイクロイックミラー６１の第一の主面６１Ａに対する入射角４５°で、Ｇ光源２１から出射された光は、当該第一の主面６１Ａに入射する。また、ダイクロイックミラー６２の第一の主面６２Ａに対する入射角４５°で、Ｂ光源２２から出射された光は、当該第一の主面６２Ａに入射する。さらに、ダイクロイックミラー６２の第二の主面６２Ｂに対する入射角４５°で、Ｂ光源２４から出射された光は、当該第二の主面６２Ｂに入射する。

ダイクロイックミラー６２では、Ｂ光源２２から出射される光を反射する（図１０参照）。したがって、図９に示すように、Ｂ光源２２から出射された光は、第一の主面６２Ａにおいて反射角４５°で全反射する。さらに、第二の主面６２Ｂにおいて入射角４５°で入射するＢ光源２４から出射された光において、高域波長領域の光は、ダイクロイックミラー６２を透過する。これに対して、低域波長領域の光は、ダイクロイックミラー６２の第二の主面６２Ｂにおいて反射する。

ダイクロイックミラー６１では、Ｇ光源２１から出射される光を反射する（図１１参照）。したがって、図９に示すように、Ｇ光源２１から出射された光は、第一の主面６１Ａにおいて反射角４５°で全反射し、第二の主面６１Ｂにおいて入射角４５°で入射する、Ｂ光源２４から出射された光およびＢ光源２２から出射された光は、ダイクロイックミラー６１を全透過する。

ダイクロイックミラー６０では、Ｒ光源２０から出射される光を反射する（図１２参照）。したがって、図９に示すように、Ｒ光源２０から出射された光は、第一の主面６０Ａにおいて反射角４５°で全反射し、第二の主面６０Ｂにおいて入射角４５°で入射する、Ｂ光源２２，２４から出射された光およびＧ光源２１から出射された光は、ダイクロイックミラー６０を全透過する。

したがって、最終的にダイクロイックミラー６０の第一の主面６０Ａから、一の光軸上（図９においてＢ光源２４から集光レンズ５に延びる光軸上）に導かれる光出力は、緑色の光の光量は、Ｇ光源２１から出射された光の光量と等しく、赤色の光の光量は、Ｒ光源２０から出射された光の光量と等しい。さらに、青色の光の光量は、Ｂ光源２２から出射された光の光量と、Ｂ光源２４から出射された光の光量のうちのダイクロイックミラー６２で透過された光量との和となる。

換言すれば、集光レンズ５に入力される光（上記一の光軸上に導かれた光）は、ダイクロイックミラー６２で反射されたＢ光源２２からの光、ダイクロイックミラー６２を透過したＢ光源２４からの光、ダイクロイックミラー６１で反射されたＧ光源２１からの光、およびダイクロイックミラー６０で反射されたＲ光源２０からの光の合成光である。

なお、映像表示装置２００において、各光源２０〜２２，２４は、垂直同期信号に同期して発光する。さらに、Ｂ光源２２とＢ光源２４とは、同時・同期間発光し、Ｒ光源２０とＧ光源２１とＢ光源２２，２４とは、Ｒ，Ｇ，Ｂ単位で時分割にて発光する。なお、各ＬＥＤ駆動用定電流回路１０〜１２，１４には、垂直同期信号が入力される。そして、当該垂直同期信号に従ったＬＥＤ駆動用定電流回路１０〜１２，１４による制御により、各光源２０〜２２，２４の発光のタイミングが制御される。

また、ダイクロイックミラー６０の第一の主面６０Ａからの出力光（上記一の光軸上に導かれた合成光）は、集光レンズ５に入力される。ここで、集光レンズ５の光軸方向は、Ｂ光源２４の光出射方向と平行である。なお、集光レンズ５の光軸方向とＲ光源２０の光出射方向とは垂直角を成し、集光レンズ５の光軸方向とＧ光源２１の光出射方向とは垂直角を成し、集光レンズ５の光軸方向とＢ光源２２の光出射方向とは垂直角を成す。

また、実施の形態１と同様に、合成された光出力は、集光レンズ５、ライトトンネル６、リレーレンズ７、ＤＭＤ素子８および投射レンズ９を経て、画像として表示される。

なお、映像表示装置２００においても、映像表示装置１００と同様に、各光源２０〜２２，２４付近の温度を所定の範囲におさめるため（または、温度が一定の所定値となるようにするため）、温度センサおよび当該温度センサの測定結果に応じて装置２００内の温度を制御する制御部を備えている。

以上のように、本実施の形態に係る映像表示装置２００では、青色であり、第一の波長域の光を発光するＢ光源２２と、青色であり、第一の波長域と異なる第二の波長域の光を発光するＢ光源２４とを、備えている。さらに、当該映像表示装置２００は、上記第一の波長域の光を反射するダイクロイックミラー６２を、備えている。ここで、当該ダイクロイックミラー６２の第一の主面６２Ａにおいて、Ｂ光源２２から出力された光が照射される。また、当該ダイクロイックミラー６２の第二の主面６２Ｂにおいて、Ｂ光源２４から出力された光が照射される。

つまり、発光波長が異なる２種類のＢ光源２２，２４を用意し、ダイクロイックミラー６２の異なる面に各々を照射し、当該ダイクロイックミラー６０にて合成する。これにより、青色の出力光の輝度を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る映像表示装置２００では、緑色の光を発光するＧ光源２１と赤色の光を発光するＲ光源２０とを、さらに備えている。当該映像表示装置２００は、Ｇ光源２１からの出力光を反射するダイクロイックミラー６１と、Ｒ光源２０からの出力光を反射するダイクロイックミラー６０とを、さらに備えている。そして、当該映像表示装置２００は、Ｂ光源２２とＢ光源２４とを同期間発光し、Ｒ光源２０とＧ光源２１とＢ光源２２，２４とを、各色毎に時分割で発光させる。

したがって、上述のように青色の光の輝度を向上できるため、Ｂ光源２２，２４の発光時間を短くして、当該短くなった分、Ｇ光源２１およびＲ光源２０の発光時間を長くすることができる。これにより、映像表示装置２００で生成される映像における視感上の輝度を向上させることができる。当該効果を図を用いて説明すると、下記の通りである。

すなわち、たとえばＢ光源が１個（Ｂ光源は、Ｂ光源２２のみ）の場合において、図１３（Ａ）に示すように、Ｒ光源２０、Ｇ光源２１およびＢ光源２２の発光期間をそれぞれ２５％、５０％、２５％であったとする。当該状況において、本実施の形態のように、Ｂ光源としてＢ光源２４をも設けることにより、上記のように青色の光量が増える。したがって、Ｂ光源２２，２４の発光時間をＢ光源が一個の構成の場合よりも短くでき、その分Ｇ光源２１およびＲ光源２０の発光時間をながくできる。たとえば、図１３（Ｂ）に示すように、Ｒ光源２０の発光時間、Ｇ光源２１の発光時間およびＢ光源２２，２４の発光時間を、それぞれ３０％、５５％、１５％とすることができる。

このように、本実施の形態では青色の光量を増加できるので、Ｂ光源２２，２４の時分割における発光時間を短くでき、その分をＧ光源２１およびＲ光源２０の発光期間に割り当てることができる。よって、出力画像における視感上の輝度を向上させることが可能となる。

＜実施の形態３＞
図１４は、実施の形態３に係る映像表示装置３００の構成を示す図である。当該映像表示装置３００は、図１に示した映像表示装置１００の構成とほぼ同じである。本実施の形態では、映像表示装置３００における映像表示装置１００と異なる構成に着目して説明を行う。

映像表示装置３００では、ＬＥＤ駆動用定電流回路１３の代わりにＬＥＤ駆動用定電流回路１５が配設されており、Ｒ光源２３の代わりにＧ光源２５が配設されている。ＡＣ/ＤＣコンバータ１で生成された当該中間電圧は、ＬＥＤ駆動用定電流回路１０〜１２だけでなく、ＬＥＤ駆動用定電流回路１５にも供給される。ＬＥＤ駆動用定電流回路１５は、Ｇ光源２５のフォワード電圧に従って、たとえば１２ＶのＤＣ電圧を２Ｖから６ＶのＤＣ電圧に変換し、当該変化後のＤＣ電圧を駆動電圧として、Ｇ光源２５に供給する。換言すれば、ＬＥＤ駆動用定電流回路１５は、３原色の一つである緑色を発光するＧ光源２５を駆動する。

本実施の形態では、Ｒ光源２０、Ｇ光源２１およびＢ光源２２が第一、第二および第三の光源と把握できる。また、Ｇ光源２１が、特定光源であると把握できる。さらに、Ｇ光源２５が、第四の光源であると把握できる。

また、本実施の形態では、Ｇ光源２１は、緑色である第一の波長域の光を出射する。他方、Ｇ光源２５は、緑色であり、当該第一の波長域と異なる第二の波長域の光を出射する。なお、第一の波長域と第二の波長域とは異なれば良い（つまり、Ｇ光源２１とＧ光源２５とが、全く同じ波長の光を出力しなければ良い）。

本実施の形態では、第二の波長域の最小波長は、第一の波長域の最小波長より短い。また、第一の波長域の低域側と第二の波長域の高域側とは、重複している。つまり、本実施の形態では、Ｇ光源２１の方が、Ｇ光源２５よりも、波長の長い緑色の光を出力するものとする。

Ｇ光源２５から出射される緑色の光も、他の光源２０〜２２から出力される光と同様に、拡散している。そこで、Ｇ光源２５から出射された拡散光を平行光にするために、映像表示装置３００には、レンズ３０〜３２に加えて、レンズ３５も配設されている。Ｇ光源２５から出射された緑色の光は、レンズ３５を透過する。

また、映像表示装置３００は、三つのダイクロイックミラー５０，５１，５２の代わりに、三つのダイクロイックミラー７０，７１，７２を備えている。各ダイクロイックミラー７０〜７２は、図１４の横方向に沿って配設されており、各ダイクロイックミラー７０〜７２の傾き方向は、各々平行である。各光源２０〜２２，２５から出射される光の波長特性と、ダイクロイックミラー７０〜７２の反射率特性とを図１５，１６，１７において図示する。図１５〜１７における細線は、光源２０〜２２，２５から出射される光の波長の分布を示す。また、図１５〜１７における太線が、波長とダイクロイックミラー７０〜７２の反射率との関係を示している。

図１５に示すように、ダイクロイックミラー７２は、Ｂ光源２２から出射される波長域の光を反射し、Ｒ光源２０から出力される波長域の光およびＧ光源２１，２５から出力される波長域の光は透過する。

また、図１６に示すように、ダイクロイックミラー７１は、Ｇ光源２１から出射される第一の波長域の光を反射し、Ｒ光源２０から出力される波長域の光およびＢ光源２２から出力される波長域の光は透過する。ここで、上記の通り、第二の波長域の高域側と第一の波長域の低域側とは、一部において重複している。したがって、Ｇ光源２５から出力される第二の波長域の一部における光は、ダイクロイックミラー７１において反射し、Ｇ光源２５から出力される第二の波長域の他の部分における光は、ダイクロイックミラー７１を透過する。

また、図１７に示すように、ダイクロイックミラー７０は、Ｒ光源２０から出射される波長域の光を反射し、Ｂ光源２２から出力される波長域の光およびＧ光源２１，２５から出力される波長域の光は透過する。

つまり、本実施の形態では、ダイクロイックミラー７１が第一のダイクロイックミラーと把握でき、ダイクロイックミラー７０，７２が第二のダイクロイックミラーおよび第三のダイクロイックミラーと把握できる。

図１４に示すように、ダイクロイックミラー７０の第一の主面７０Ａに対して入射角４５°で、Ｒ光源２０から出射された光は、当該第一の主面７０Ａに入射する。また、ダイクロイックミラー７１の第一の主面７１Ａに対する入射角４５°で、Ｇ光源２１から出射された光は、当該第一の主面７１Ａに入射する。また、ダイクロイックミラー７２の第一の主面７２Ａに対する入射角４５°で、Ｂ光源２２から出射された光は、当該第一の主面７２Ａに入射する。さらに、ダイクロイックミラー７２の第二の主面７２Ｂに対する入射角４５°で、Ｇ光源２５から出射された光は、当該第二の主面７２Ｂに入射する。

ダイクロイックミラー７２では、Ｂ光源２２から出射される光を反射する（図１５参照）。したがって、図１４に示すように、Ｂ光源２２から出射された光は、第一の主面７２Ａにおいて反射角４５°で全反射し、第二の主面７２Ｂにおいて入射角４５°で入射する、Ｇ光源２５から出射された光は、ダイクロイックミラー７２を全透過する。

ダイクロイックミラー７１では、Ｇ光源２１から出射される光を反射する（図１６参照）。したがって、図１４に示すように、Ｇ光源２１から出射された光は、第一の主面７１Ａにおいて反射角４５°で全反射し、第二の主面７１Ｂにおいて入射角４５°で入射する、Ｂ光源２２から出射された光は、ダイクロイックミラー７１を全透過する。さらに、第二の主面７１Ｂにおいて入射角４５°で入射するＧ光源２５から出射された光において、低域波長領域の光は、ダイクロイックミラー７１を透過する。これに対して、高域波長領域の光は、ダイクロイックミラー７１の第二の主面７１Ｂにおいて反射する。

ダイクロイックミラー７０では、Ｒ光源２０から出射される光を反射する（図１７参照）。したがって、図１４に示すように、Ｒ光源２０から出射された光は、第一の主面７０Ａにおいて反射角４５°で全反射し、第二の主面７０Ｂにおいて入射角４５°で入射する、Ｂ光源２２から出射された光およびＧ光源２１，２５から出射された光は、ダイクロイックミラー７０を全透過する。

したがって、最終的にダイクロイックミラー７０の第一の主面７０Ａから、一の光軸上（図１４においてＢ光源２５から集光レンズ５に延びる光軸上）に導かれる光出力は、青色の光の光量は、Ｂ光源２２から出射された光の光量と等しく、赤色の光の光量は、Ｒ光源２０から出射された光の光量と等しい。さらに、緑色の光の光量は、Ｇ光源２１から出射された光の光量と、Ｇ光源２５から出射された光の光量のうちのダイクロイックミラー７１で透過された光量との和となる。

換言すれば、集光レンズ５に入力される光（上記一の光軸上に導かれる光）は、ダイクロイックミラー７２で反射されたＢ光源２２からの光、ダイクロイックミラー７１を透過したＧ光源２５からの光、ダイクロイックミラー７１で反射されたＧ光源２１からの光、およびダイクロイックミラー７０で反射されたＲ光源２０からの光の合成光である。

なお、映像表示装置３００において、各光源２０〜２２，２５は、垂直同期信号に同期して発光する。さらに、Ｇ光源２１とＧ光源２５とは、同時・同期間発光し、Ｒ光源２０とＧ光源２１，２５とＢ光源２２とは、Ｒ，Ｇ，Ｂ単位で時分割にて発光する。なお、各ＬＥＤ駆動用定電流回路１０〜１２，１５には、垂直同期信号が入力される。そして、当該垂直同期信号に従ったＬＥＤ駆動用定電流回路１０〜１２，１５による制御により、各光源２０〜２２，２５の発光のタイミングが制御される。

また、ダイクロイックミラー７０の第一の主面７０Ａからの出力光（上記一の光軸上に導かれる合成光）は、集光レンズ５に入力される。ここで、集光レンズ５の光軸方向は、Ｇ光源２５の光出射方向と平行である。なお、集光レンズ５の光軸方向とＲ光源２０の光出射方向とは垂直角を成し、集光レンズ５の光軸方向とＧ光源２１の光出射方向とは垂直角を成し、集光レンズ５の光軸方向とＢ光源２２の光出射方向とは垂直角を成す。

また、実施の形態１と同様に、合成された光出力は、集光レンズ５、ライトトンネル６、リレーレンズ７、ＤＭＤ素子８および投射レンズ９を経て、画像として表示される。

なお、映像表示装置３００においても、映像表示装置１００と同様に、各光源２０〜２２，２５付近の温度を所定の範囲におさめるため（または、温度が一定の所定値となるようにするため）、温度センサおよび当該温度センサの測定結果に応じて装置３００内の温度を制御する制御部を備えている。

以上のように、本実施の形態に係る映像表示装置３００では、緑色であり、第一の波長域の光を発光するＧ光源２１と、緑色であり、第一の波長域と異なる第二の波長域の光を発光するＧ光源２５とを、備えている。さらに、当該映像表示装置３００は、上記第一の波長域の光を反射するダイクロイックミラー７１を、備えている。ここで、当該ダイクロイックミラー７１の第一の主面７１Ａにおいて、Ｇ光源２１から出力された光が照射される。また、当該ダイクロイックミラー７１の第二の主面７１Ｂにおいて、Ｇ光源２５から出力された光が照射される。

つまり、発光波長が異なる２種類のＧ光源２１，２５を用意し、ダイクロイックミラー７１の異なる面に各々を照射し、当該ダイクロイックミラー７０にて合成する。これにより、緑色の出力光の輝度を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る映像表示装置３００では、青色の光を発光するＢ光源２２と赤色の光を発光するＲ光源２０とを、さらに備えている。当該映像表示装置３００は、Ｂ光源２２からの出力光を反射するダイクロイックミラー７２と、Ｒ光源２０からの出力光を反射するダイクロイックミラー７０とを、さらに備えている。そして、当該映像表示装置３００は、Ｇ光源２１とＧ光源２５とを同期間発光し、Ｒ光源２０とＧ光源２１，２５とＢ光源２２とを、各色毎に時分割で発光させる。

したがって、上述のように緑色の光の輝度を向上できるため、Ｇ光源２１，２５の発光時間を短くして、当該短くなった分、Ｂ光源２２およびＲ光源２０の発光時間を長くすることができる。これにより、映像表示装置３００で生成される映像における各色の視感上の輝度を向上させることができる。当該効果を図を用いて説明すると、下記の通りである。

すなわち、たとえばＧ光源が１個（Ｇ光源は、Ｇ光源２１のみ）の場合において、図１８（Ａ）に示すように、Ｒ光源２０、Ｇ光源２１およびＢ光源２２の発光期間をそれぞれ２５％、５０％、２５％であったとする。当該状況において、本実施の形態のように、Ｂ光源としてＧ光源２５をも設けることにより、上記のように緑色の光量が増える。したがって、Ｇ光源２１，２５の発光時間をＧ光源が一個の構成の場合よりも短くでき、その分Ｂ光源２１およびＲ光源２０の発光時間をながくできる。たとえば、図１８（Ｂ）に示すように、Ｒ光源２０の発光時間、Ｇ光源２１，２５の発光時間およびＢ光源２２の発光時間を、それぞれ３０％、４０％、３０％とすることができる。

このように、本実施の形態では緑色の光量を増加できるので、Ｇ光源２１，２５の時分割における発光時間を短くでき、その分をＢ光源２２およびＲ光源２０の発光期間に割り当てることができる。よって、出力画像における各色（ＲＧＢ）の輝度を全体的に向上させることが可能となる。

本発明に係る上記各実施の形態は、ＤＭＤやＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒ）を使用したプロジェクターに適用することができる。特に、表示される映像の高輝度が要求される分野において、本発明は適用されることが好ましい。

１ ＡＣ/ＤＣコンバータ、１０，１１，１２，１２，１４，１５ ＬＥＤ駆動用定電流回路、２０，２３ Ｒ光源、２１，２５ Ｇ光源、２２，２４ Ｂ光源、３０，３１，３２，３３，３４，３５ レンズ、５０，５１，５２，６１，６２，６３，７１，７２，７３ ダイクロイックミラー、５ 集光レンズ、６ ライトトンネル、７ リレーレンズ、８ ＤＭＤ素子、９ 投射レンズ、１００，２００，３００ 映像表示装置。

Claims (6)

1. ３原色の第一乃至第三の色の光を夫々発光する第一乃至第三の光源と、
   前記第一乃至第三の光源のうちの一の特定光源と同じ色で、かつ異なる波長域の光を発光する第四の光源と、
   前記第一乃至第四の光源の光を一の光軸上に導く複数のダイクロイックミラーとを、備えている、
   ことを特徴とする映像表示装置。
2. 前記複数のダイクロイックミラーは、
   前記第一乃至第三の光源からの光を夫々前記一の光軸上に反射させるとともに、前記第四の光源からの光を前記一の光軸上に透過させるよう配置された、第一乃至第三のダイクロイックミラーである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記第一乃至第四の光源は、各色毎に時分割で発光し、
   前記特定光源と前記第四の光源とは、同期間発光する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映像表示装置。
4. 前記特定光源および前記第四の光源が発光する光は、
   赤色である、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の映像表示装置。
5. 前記特定光源および前記第四の光源が発光する光は、
   青色である、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の映像表示装置。
6. 前記特定光源および前記第四の光源が発光する光は、
   緑色である、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の映像表示装置。

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