JP2008261998A - 光源装置およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 光学効率の低下を防止するとともに、照明領域の輝度を高めることができる光源装置およびプロジェクタを提供する。
【解決手段】 照明光を出射する第１および第２の光源手段１１，１２と、第１および第２の光源手段１１，１２のいずれかから出射された照明光を選択するとともに、選択された照明光を導光する少なくとも第１の光路Ｌ１または第２の光路Ｌ２を形成する光選択手段２１と、第１および第２の光源手段１１，１２のそれぞれの発光を制御する制御手段３１と、を有し、制御手段３１は、少なくとも、第１の光路Ｌ１と第２の光路Ｌ２とが切り替わる遷移期間に、第１および第２の光源手段１１，１２を消灯し、第１の光路Ｌ１が形成されている期間内に、第１の光源手段１１を発光させ、第２の光路Ｌ２が形成されている期間内に、第２の光源手段１２を発光させることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の光源から出射された照明光を選択的に用いて照明する光源装置およびプロジェクタに関する。

従来、２つ以上の光路を切り替えることによって所定の光源から出射された光を照明領域に導く種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１から５参照。）。

上述の技術においては、例えば、カラーホイールの回転や、カラーフィルタのメカニカルな切り替えによって１つの白色光源から所望の波長域の光のみを順次透過させて、照明領域に２状態以上の光を照明させること等が行われている。

一方、上述の所定の光源として発光ダイオードのような光半導体を用いる技術も知られている。
一般的な特性として光半導体は、定常的に電流を投入する場合に比べ、パルス状の電流（投入される期間が区切られた電流）であれば大電流（定常的に投入される電流より大きな電流）を投入して駆動できる。このように、パルス状の大電流で駆動（パルス駆動）することにより、光半導体から瞬間的には大光量を得ることができる。

光半導体をパルス駆動する場合には、デューティ（光半導体に電流を投入する期間と、投入しない期間との比）の調整が重要となる。
光半導体においては、電流投入期間が短くなるほど光半導体にかかる負荷が小さくなるため、より大きな電流を投入することができる。そのため、デューティを調整することにより、光半導体から得られる瞬間的な光量を調節することができる。

一般的には、定常的に電流が投入された場合の光半導体の消費電力と、パルス駆動された光半導体の消費電力と、が一致するように、デューティおよび投入される電流が調整されている。
特開２０００−８９１３９号公報 特開２００４−２２３２７号公報 特開２００３−２０８９９１号公報 特開２００６−２３４３６号公報 特開２００６−１７８０１号公報

しかしながら、上述の特許文献１から５に記載の技術には、いくつかの問題点が含まれている。以下にその問題点について説明する。

まず、特許文献１および４に記載の透過領域と反射領域を備えた回転体を用いた光路の切り替え技術に含まれる問題点を図３６から図４４を参照しながら説明する。

図３６は、光路切り替え装置の全体の概略構成を説明する図であり、図３７から図４０は、図３６の回転体の各遷移状態を説明する図である。
光路切り替え装置７０には、図３６に示すように、中心軸線周りに回転する円板状の回転体７１と、光を出射する第１の光源７５および第２の光源７６と、が設けられている。回転体７１の円板面には、図３７から図４０に示すように、照射された光を透過する透過領域７２と、照射された光を反射する反射領域７３とが設けられている。

回転体７１は、図３７から図４０に示すように、中心軸線周りに回転されることにより、第１および第２の光源７５，７６から出射された光の光路を切りかえている。ここで、破線で示された円は、第１および第２の光源７５，７６から出射された光が照射される光路のスポット７４である。

図３８および図３９に示されるように、透過領域７２と反射領域７３の境界にスポット７４が差し掛かった期間では、透過側の第１の光源７５から出射された光が反射領域７３の影に隠れてしまい、または、反射側の第２の光源７６から出射された光が透過領域７２で漏れてしまい、輝度低下の要因となっていた。

上述の輝度低下を抑制するため、透過領域７２と反射領域７３の境界にスポット７４が差し掛かった期間では、第１および第２の光源７５，７６を同時に発光させる工夫がなされている。しかしながら、光が反射領域７３に遮られたり、透過領域７２で漏れたりするという大きな光学損失があるため、受光部７７には実質的には１つ分の光源の光しか到達せず、電力効率が非常に悪いという問題があった。

さらに、第１および第２の光源７５，７６を同時に発光させることで、それぞれの点灯デューティが増加することから、大電流を第１および第２の光源７５，７６に投入することが出来なくなってしまい、平均輝度が実質ほとんど変わらないという問題があった。

図４１は、図３６の回転体の変位を示すグラフであり、図４２および図４３は、図３６の各光源に供給される電流を示すグラフであり、図４４は、図３６の照明領域における明るさを示すグラフである。
図４２および図４３における縦軸は、直流駆動時の定格電流を１として正規化したものである。図４４における縦軸は、定格電流での明るさを１として正規化している。
なお、図４２から図４４における破線は、第１および第２の光源７５，７６を直流駆動して発光させた第１の場合を示し、２点鎖線は第１の光源７５と第２の光源７６とをデューティ１／２（５０％）ずつで交互に発光させた第２の場合を示し、実線は二つの光源の発光期間が時間的に一部重なるように発光させた第３の場合を示している。

具体的には、図４４における破線、２点差線および実線の時間積分が、それぞれ第１から第３の場合における平均明るさに相当するので、１周期Ｔでのデューティ５０％の第２の場合に比べて、二つの光源の発光期間が時間的に一部重なるように発光させた第３の場合の明るさは、明るさが向上せず実質的に効果がないことがわかる。

更に、第１および第２の光源７５，７６から出射される光の色が異なる場合、両光源７５，７６を同時に発光させることで色が混色する。カラーシーケンシャルな照明が必要なアプリケーションでは、このような混色が発生すると色純度が低下してしまうという問題があった。

その上、この技術では回転体７１を小型化していくと、スポット７４に透過領域７２と反射領域７３の境界が掛かる時間割合が相対的に増えてしまうため、回転体７１の大きさを小型化することが難しいという問題があった。

特許文献２や特許文献３に記載されたミラーの角度を変えることで光路を選択する構成では、ミラーが所定の角度に移行するまでの期間は反射角度が光軸から外れてしまい、移行期間は光学効率が低下してしまうという問題があった。

特許文献３における図４に記載された構成でも同様に、光源を次々切り替えていく場合に、光源の光軸が所定の出射方向に完全に合致していない期間の割合が原理的に多くなり、光学効率が低下してしまう問題があった。
カラーホイールやカラーフィルタ等のメカニカルな切り替えによって１つの光源から複数の状態を発生させる場合も、遷移期間中に発光させることで２つの色が混ざり合い、カラーシーケンシャルな照明が必要なアプリケーションでは色純度が低下する等、上述の場合と同様な問題があった。

特許文献５に記載された構成では、ランプが常に発光していることから、色純度を高めるためにはカラーフィルタで遮光する期間を設ける等の措置が必要となり、明るさが低下するという問題があった。
これらの方式を用いてスイッチング周波数を高めていくと、遷移期間が一定であるのに対して真に光路が切り替わった期間が短くなるため、遷移期間の割合が相対的に増加し、上述した課題は更に顕著になるという問題があった。

以上のように、光路を時間的に切り替える光学系を有する様々な照明技術に関する提案の中に、上述の光路の遷移期間に関する問題に対して有効な解決方法を見出したものはない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光学効率の低下を防止するとともに、照明領域の輝度を高めることができる光源装置およびプロジェクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、照明光を出射する第１の光源手段および第２の光源手段と、該第１および第２の光源手段のいずれかから出射された照明光を選択するとともに、選択された照明光を導光する第１の光路または第２の光路を形成し、該第１および第２の光路のいずれかによって導光された照明光を照明領域に出射する光選択手段と、該光選択手段による前記第１または第２の光路の形成に応じて、前記第１および第２の光源手段のそれぞれの発光および消灯を制御する制御手段と、を有し、該制御手段は、少なくとも、前記第１の光路と前記第２の光路とが切り替わる遷移期間に、前記第１および第２の光源手段を消灯し、前記第１の光路が形成されている期間内に、前記第１の光源手段を発光させ、前記第２の光路が形成されている期間内に、前記第２の光源手段を発光させる光源装置を提供する。

本発明によれば、第１の光路に対応した第１の光源、および、第２の光路に対応した第２の光源の両者を光学効率が低下する遷移期間、つまり、第１の光路から第２の光路に切り替わる期間および第２の光路から第１の光路に切り替わる期間に、積極的に消灯する。
これにより、第１および第２の光源手段に対する点灯デューティが短くなるため、真に光路が切り替わった期間、つまり、照明光が照明領域に出射される期間に、電流をさらに多く投入して両光源手段から大光量を得ることができる。そのため、光学効率を最大にしながら（光学効率の低下を防止しながら）、本発明の光源装置により照明される照明領域の輝度を高めることができる。
なお、このような特性を示す光源手段としては、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと表記する。）を例示することができる。

なお、第１および第２の光源の発光期間は、第１および第２の光路の切り替わり（遷移期間）と完全に同タイミングである必要はなく、少なくとも遷移期間を含んで消灯していれば良い。この場合、遷移期間中に第１および第２の光源の両者を消灯しているタイミングがある。

あるいは、第１の光路と第２の光路の切り替わりが緩やかである場合には、遷移期間の境界が曖昧となるので、この遷移期間の境界部において、第１または第２の光源の発光期間が差し掛かっていても良い。

上記発明においては、照明光を出射する第３の光源手段と、前記光選択手段から出射された照明光の光路と前記第３の光源手段から出射された照明光の光路とを合成する光路合成手段と、をさらに有し、前記制御手段が、少なくとも前記遷移期間に前記第３の光源手段を発光させるよう制御することが望ましい。

本発明によれば、少なくとも遷移期間に第３の光源手段が発光するため、つまり、第１および第２の光源手段が発光していない期間が、第３の光源が発光する期間の全部又は一部に含まれるため、光源装置は、実質的に遷移期間が全くないように照明領域を照明できる。このようにすることで、さらに、照明領域の輝度を明るくするとともに、光源装置における光学効率の低下が防止される。

一方、各光源手段の発光を時間的に分離できるため、本発明の光源装置をカラーシーケンシャルな照明が必要なアプリケーションに適用しても、色純度を低下させることなく照明領域を照明することができる。具体的には、それぞれ異なる色の照明光を出射する第１の光源手段、第２の光源手段、および、第３の光源手段の発光を時間的に分離できるため、色純度を低下させることなく照明領域を照明することができる。

上記発明においては、前記光選択手段が、前記第１および第２の光源手段から出射された照明光のうち一方を透過するとともに、他方を反射する回転ホイールもしくは回動ミラーであることが望ましい。

本発明によれば、波長や偏光に依存する光選択手段と比較して、回転ホイールや回動ミラーは波長や偏光に依存しないため、違う性質を有する光だけでなく、同じ性質を有する光を選択することができ、その光路を切り替えることができる。これにより、各光源手段における点灯デューティが短くなり、各光源手段に大電流を投入することができる。その結果として、本発明の光源装置は、１つの光源手段を用いた照明よりも輝度が高い照明が可能となる。

本発明は、照明光を出射する第１の光源手段および第２の光源手段と、少なくとも前記第１の光源手段から入射された照明光から、第１の選択光または第２の選択光を選択し、照明領域に出射する光選択手段と、前記第２の光源手段から出射された照明光の光路と前記第１または第２の選択光の光路とを合成する光路合成手段と、前記光選択手段の状態に応じて、前記第１および第２の光源手段それぞれの発光および消灯を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の変換光と前記第２の変換光とが切り替わる遷移期間内に、前記第１の光源手段を消灯し、かつ前記第２の光源手段を発光する光源装置を提供する。

本発明によれば、１つの光源手段（第１の光源手段）から、複数の変換光を出射させる場合における変換光が切り替わる遷移期間に、第１の光源手段を消灯する。これにより、第１の光源手段に対する点灯デューティが短くなり、変換光が照明領域に出射される期間に、電流をさらに多く投入して第１の光源手段から大光量を得ることができる。そのため、光学効率の低下を防止しながら、本発明の光源装置により照明される照明領域の輝度を高めることができる。
なお、照明光の変換としては、波長の変換や、偏光状態の変換などを挙げることができる。

一方、遷移期間に第２の光源手段が発光するため、つまり、第１の光源手段が消灯している期間に第２の光源が発光するため、光源装置は、実質的に遷移期間が全くないように照明領域を照明できる。このようにすることで、さらに、照明領域の輝度を明るくするとともに、光源装置における光学効率の低下が防止される。
さらに、各光源手段の発光を時間的に分離できるため、本発明の光源装置をカラーシーケンシャルな照明が必要なアプリケーションに適用しても、色純度を低下させることなく照明領域を照明することができる。

上記発明においては、前記光路合成手段は、光の波長もしくは偏光を利用して光路の合成を行うことが望ましい。

本発明によれば、可動部分を有する光路合成手段と比較して、光路を合成する遷移期間が存在しないため、本発明の光源装置における光学効率の低下をより確実に防止するとともに、照明領域に輝度をより高めることができる。
光の波長を利用して光路の合成を行う光路合成手段としては、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムなどを挙げることでき、光の偏光を利用して光路の合成を行う光路合成手段としては、ＰＢＳプリズム（偏向ビームスプリッタープリズム）などを挙げることができる。

本発明は、上記本発明の光源装置を備えたプロジェクタを提供する。
本発明によれば、上記発明の光源装置を備えているため、明るい投影像を高効率で投射するプロジェクタを実現できる。

本発明の光源装置およびプロジェクタによれば、第１の光路と第２の光路とが切り替わる遷移期間に、第１および第２の光源手段を積極的に消灯することにより、光学効率の低下を防止するとともに、照明領域の輝度を高めるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る光源装置について図１から図８を参照して説明する。

図１に、本実施形態に係る光源装置の模式図を示す。
光源装置１は、図１に示すように照明領域４１を照明するものである。光源装置１には、第１のＬＥＤ（第１の光源手段）１１および第２のＬＥＤ（第２の光源手段）１２と、クイックリターンミラー（光選択手段、回動ミラー）２１と、制御部（制御手段）３１と、が設けられている。

第１のＬＥＤ１１および第２のＬＥＤ１２は、照明領域４１を照明する照明光を出射するものである。第１のＬＥＤ１１から出射された照明光は、第１の光路Ｌ１により照明領域４１に導かれ、第２のＬＥＤ１２から出射された照明光は、第２の光路Ｌ２により照明領域４１に導かれている（図３参照。）。

第１および第２のＬＥＤ１１，１２は、クイックリターンミラー２１の回動領域に向かって照明光が出射されるように配置されている。本実施形態では、第１のＬＥＤ１１の照明光の出射方向が照明領域４１に向かって延び、これに略直交して第２のＬＥＤ１２の照明光の出射方向が延びるように第１および第２のＬＥＤ１１，１２が配置されている。
第１および第２のＬＥＤ１１，１２は制御部３１と電気的に接続され、制御部３１から発光用の電流および電圧が供給されている。

図２から図４は、図１のクイックリターンミラーの各位相状態を示した模式図である。
クイックリターンミラー２１は、図１に示すように、第１および第２のＬＥＤ１１，１２から出射された照明光の一方を選択し、照明領域４１に導くものである。
クイックリターンミラー２１には、図１の紙面に対して垂直に延びる回動軸２２と、回動軸２２周りに回動する反射板２３と、制御部３１の制御信号に基づいて反射板２３を回動駆動する駆動部（図示せず）と、が設けられている。
なお、駆動部としてはステッピングモータを用いることができる。

回動軸２２は、反射板２３における照明領域側端部（図１の右側端部）の近傍に配置され、反射板２３の第１および第２のＬＥＤ１１，１２側端部を、図１から図４に示すように、回動可能に支持するものである。
このように支持することより、反射板２３は、第１のＬＥＤ１１の照明光の出射方向に対して略平行、または、第２のＬＥＤ１２の照明光の出射方向に対して略直交する位相（０°と表記する。）（図１参照。）と、第１および第２のＬＥＤ１１，１２の照明光の出射方向に対して約４５°の位相（図３参照。）との間を回動可能に支持されている。

反射板２３は回動することにより、第１の光路Ｌ１および第２の光路Ｌ２の一方を形成するものである。言い換えると、第１および第２の光路Ｌ２の切り替えを行うものである。
反射板２３における第２のＬＥＤ１２と対向する面は、照明光を反射する鏡面となっている。本実施形態では、反射板２３の位相が０°の場合に第１の光路Ｌ１が形成され（図１参照。）、反射板２３の位相が４５°の場合に第２の光路Ｌ２が形成されている（図３。）。

制御部３１は、図１に示すように、第１および第２のＬＥＤ１１，１２における発光および消灯を制御するとともに、クイックリターンミラー２１の回動制御を行うものである。
具体的な制御方法については、以下に説明する。

次に、上述の光源装置１による照明領域４１への照明光の照射について説明する。
図５は、図１のクイックリターンミラーの時間による変位を示すグラフであり、図６および図７は、それぞれ第１および第２のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。図８は、照明領域における明るさを示すグラフである。

図６および図７における縦軸は、それぞれ第１および第２のＬＥＤ１１，１２を直流駆動した時の定格電流を１として正規化し、図８における縦軸は、直流駆動時の明るさを１として正規化している。
図６から図８では、本実施形態における電流値および明るさを実線で表示している。さらに、比較対象として、第１および第２のＬＥＤ１１，１２を直流駆動した場合を破線で、デューティ１／２（５０％）ずつで交互に発光させた場合を２点鎖線で示している。

クイックリターンミラー２１における回動は、以下の４つの状態を繰り返すことにより行われる。
１つ目の状態が、図１に示すように、第１の光路Ｌ１を形成し、第１のＬＥＤ１１の出射光を照明領域４１に導く状態ｓ１であって、このときの反射板２３の位相を０°としている。
２つ目の状態が、図２に示すように、状態ｓ１から後述する状態ｓ３へ遷移する状態ｓ２であって、このときの反射板２３の位相は０°から４５°の間の位相である。
３つ目の状態が、図３に示すように、第２の光路Ｌ２を形成し、第２のＬＥＤ１２の出射光を照明領域４１に導く状態ｓ３であって、このときの反射板２３の位相を４５°としている。
４つ目の状態が、図４に示すように、状態ｓ３から上述の状態ｓ１へ遷移する状態ｓ４であって、このときの反射板２３の位相は０°から４５°の間の位相である。

本実施形態では、状態ｓ１から状態ｓ４までの１周期Ｔに対して、状態ｓ１および状態ｓ３が継続される期間を１／３Ｔとし、状態ｓ２および状態ｓ４が継続される期間を１／６Ｔとした場合に適用して説明する。

まず、図１に示すように、制御部３１は、クイックリターンミラー２１が状態ｓ１のときに、第１のＬＥＤ１１を発光させる（図５および６参照。）。具体的には、第１のＬＥＤ１１には、上述の定格電流の約３倍の電流が供給される。
クイックリターンミラー２１が状態ｓ１のときには、第１の光路Ｌ１が形成されており、第１のＬＥＤ１１から出射された照明光は、第１の光路Ｌ１により照明領域４１に導かれる。
このとき、第２のＬＥＤ１２は消灯されている（図７参照。）

状態ｓ１の継続期間１／３Ｔが経過すると、制御部３１は、クイックリターンミラー２１を回動する制御信号を出力し、図２に示すような、状態ｓ２に移行する。同時に制御部３１は、第１のＬＥＤ１１を消灯させ（図５および６参照。）、第１および第２のＬＥＤ１１，１２が消灯された状態となる（図６および７参照。）。

クイックリターンミラー２１の回動が終了し、図３の示すような、状態ｓ３になると、制御装置３１は、第２のＬＥＤ１２を発光させる（図５および７参照。）。具体的には、第２のＬＥＤ１２には、上述の定格電流の約３倍の電流が供給される。
第２のＬＥＤ１２から出射された照明光は、クイックリターンミラー２１に反射され照明領域４１に導かれる。言い換えると、クイックリターンミラー２１により形成された第２の光路Ｌ２により照明領域４１に導かれる。
このとき、第１のＬＥＤ１１は消灯されている（図６参照。）。

状態ｓ３の継続期間１／３Ｔが経過すると、制御部３１は、クイックリターンミラー２１を回動する制御信号を出力し、図４に示すような、状態ｓ４に移行する。同時に制御部３１は、第２のＬＥＤ１２を消灯させ（図５および７参照。）、第１および第２のＬＥＤ１１，１２が消灯された状態となる（図６および７参照。）。
以後、状態ｓ１に戻り、上述の制御が繰り返される。

上記の構成によれば、第１のＬＥＤ１１は状態ｓ３の期間だけでなく、状態ｓ２および状態ｓ４の期間も消灯しているため、デューティ１／３となり、定電流駆動時に比べ投入電流を３倍に高くすることができる。
第２のＬＥＤ１２も同様に状態ｓ１の期間だけでなく、状態ｓ２および状態ｓ４の期間も消灯しているため、定電流駆動時に比べ投入電流を３倍に高くすることができる。

また状態ｓ１、状態ｓ３の期間では、光学的な損失による輝度低下がほぼ発生せず、デューティ１／２ずつ交互で発光させたものに比べて積算明るさを明るくすることができる。
具体的には、図８に示すように、照明領域４１での積算明るさ（実線の面積）は、１つのＬＥＤを定電流駆動するもの（破線の面積）に比べて２倍の明るさになり、２つのＬＥＤをデューティ１／２ずつ交互で発光させたもの（２点鎖線の面積）に比べて１．５倍の明るさとなる。
さらに消費電力は、２つのＬＥＤをデューティ１／２ずつ交互で発光させたものに比べて２／３となり、非常に効率が良い光源装置となっている。

第１の光路Ｌ１に対応した第１のＬＥＤ１１、および、第２の光路Ｌ２に対応した第２のＬＥＤ１２の両者を光学効率が低下する遷移期間（状態ｓ２，ｓ４）に積極的に消灯するため、第１および第２のＬＥＤ１１，１２に対する点灯デューティが短くなる。そのため、真に光路が切り替わった期間（状態ｓ１，ｓ３）、つまり、照明光が照明領域４１に出射される期間に、電流をさらに多く投入して第１および第２のＬＥＤ１１，１２から大光量を得ることができる。その結果、光学効率を最大にしながら（光学効率の低下を防止しながら）、本実施形態の光源装置１により照明される照明領域４１の輝度を高めることができる。

なお、第１および第２のＬＥＤ１１，１２の発光期間は、第１および第２の光路Ｌ１，Ｌ２の切り替わり（遷移期間）と完全に同タイミングである必要はなく、少なくとも遷移期間を含んで消灯していれば良い。この場合、遷移期間中に第１および第２のＬＥＤ１１，１２の両者を消灯しているタイミングがある。

あるいは、第１の光路Ｌ１と第２の光路Ｌ２の切り替わりが緩やかである場合には、遷移期間（状態ｓ２，ｓ４）の境界が曖昧となるので、この遷移期間の境界部において、第１のＬＥＤ１１または第２のＬＥＤ１２の発光期間が差し掛かっていても良い。

クイックリターンミラー２１は、波長や偏光に依存する光選択手段と比較して、波長や偏光に依存しないため、違う性質を有する光だけでなく、同じ性質を有する光を選択することができ、その光路を切り替えることができる。これにより、第１および第２のＬＥＤ１１，１２における点灯デューティが短くなり、第１および第２のＬＥＤ１１，１２に大電流を投入することができる。その結果として、本実施形態の光源装置１は、１つのＬＥＤを用いた照明よりも輝度が高い照明が可能となる。

なお、本実施形態では、光選択手段としてクイックリターンミラー２１を備えているが、クイックリターンミラー２１に限られることなく、その他の光選択手段を用いてもよく、特に限定するものではない。
例えば、回転ミラーや、全反射と透過をプリズム界面で制御するプリズム群や、液晶セルによるシーケンシャルな偏光変換など、光を選択するにあたり遷移期間が生じるものであれば本発明の主旨を逸脱することがない。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図９から図１７を参照して説明する。
本実施形態の光源装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、第３のＬＥＤおよびダイクロイックフィルタが設けられている点が異なっている。よって、本実施形態においては、図９から図１７を用いて第３のＬＥＤおよびダイクロイックフィルタ周辺を説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図９は、本実施形態に係る光源装置の模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。

光源装置２は、図９に示すように照明領域４１を照明するものである。光源装置２には、第１のＬＥＤ１１、第２のＬＥＤ１２および第３のＬＥＤ（第３の光源手段）１３と、クイックリターンミラー２１と、ダイクロイックフィルタ（光合成手段）５１と、制御部（制御手段）２３１と、が設けられている。

第３のＬＥＤ１３は、照明領域４１を照明する照明光を出射するものであって、第１および第２のＬＥＤ１１，１２から出射される照明光とは異なる波長の照明光を出射するものである。第３のＬＥＤ１３から出射された照明光は、第３の光路Ｌ３により照明領域４１に導かれている（図１０参照。）。

第３のＬＥＤ１３は、第２のＬＥＤ１２に対して照明領域４１側の位置に、第１のＬＥＤ１１の照明光の出射方向に略直交して第３のＬＥＤ１３の照明光の出射方向が延びる向きに配置されている。さらに、第３のＬＥＤ１３は制御部２３１と電気的に接続され、制御部２３１から発光用の電流および電圧が供給されている。

ダイクロイックフィルタ５１は、図９に示すように、照明領域４１に向かって延びる第１および第２の光路Ｌ１，Ｌ２に導かれた照明光を透過するとともに、第３のＬＥＤ１３から出射された照明光を照明領域４１に向けて反射する特性を有するものである。
ダイクロイックフィルタ５１は、第１のＬＥＤ１１の照明光の出射方向と、第３のＬＥＤ１３の照明光の出射方向とが交差する領域に、第３のＬＥＤ１３の照明光の出射方向に対して約４５°傾いて配置されている。具体的には、ダイクロイックフィルタ５１は、第３のＬＥＤ１３における照明光の出射方向に向かって、照明領域４１に近づく傾きを有している。

制御部２３１は、図９に示すように、第１から第３のＬＥＤ１１，１２，１３における発光および消灯を制御するとともに、クイックリターンミラー２１の回動制御を行うものである。
具体的な制御方法については、以下に説明する。

次に、上述の光源装置２による照明領域４１への照明光の照射について説明する。
図１０から図１２は、図９のクイックリターンミラーの各位相状態を示した模式図である。
クイックリターンミラー２１における回動は、第１の実施形態と同様に、第１の光路Ｌ１を形成し、第１のＬＥＤ１１の出射光を照明領域４１に導く状態ｓ１（図９参照。）と、状態ｓ１から後述する状態３へ遷移する状態であって、第３の光路Ｌ３により第３のＬＥＤ１３の出射光が照明領域４１に導かれる状態ｓ２（図１０参照。）と、第２の光路Ｌ２を形成し、第２のＬＥＤ１２の出射光を照明領域４１に導く状態ｓ３（図１１参照。）と、状態ｓ３から上述の状態１へ遷移する状態であって、第３の光路Ｌ３により第３のＬＥＤ１３の出射光が照明領域４１に導かれる状態ｓ４（図１２参照。）と、を繰り返すことにより行われる。

図１３は、図１のクイックリターンミラーの時間による変位を示すグラフであり、図１４から図１６は、それぞれ第１，第２および第３のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。図１７は、照明領域における明るさを示すグラフである。

図１４から図１６における縦軸は、それぞれ第１，第２および第３のＬＥＤ１１，１２，１３を直流駆動した時の定格電流を１として正規化し、図１７における縦軸は、直流駆動時の明るさを１として正規化している。
図１４から図１７では、本実施形態における電流値および明るさを実線で表示している。さらに、比較対象として、第１，第２および第３のＬＥＤ１１，１２，１３を直流駆動した場合を破線で示している。

まず、図９に示すように、制御部２３１は、クイックリターンミラー２１が状態ｓ１のときに、第１のＬＥＤ１１を発光させる（図１３および１４参照。）。具体的には、第１のＬＥＤ１１には、上述の定格電流の約３倍の電流が供給される。

クイックリターンミラー２１が状態ｓ１のときには、第１の光路Ｌ１が形成されている。第１のＬＥＤ１１から出射された照明光は、第１の光路Ｌ１により照明領域４１に導かれる。言い換えると、ダイクロイックフィルタ５１を透過して照明領域４１に導かれる。
このとき、第２および第３のＬＥＤ１２は消灯されている（図１５および１６参照。）。

状態ｓ１の継続期間１／３Ｔが経過すると、制御部２３１は、クイックリターンミラー２１を回動する制御信号を出力し、図１０に示すような、状態ｓ２に移行する。同時に制御部２３１は、第１のＬＥＤ１１を消灯させ（図１３および１４参照。）、第３のＬＥＤ１３を発光させる（図１６参照。）。

第３のＬＥＤ１３から出射された照明光は、ダイクロイックフィルタ５１により反射され照明領域４１に導かれる。言い換えると、第３の光路Ｌ３により照明領域４１に導かれる。
このとき、第１および第２のＬＥＤ１１，１２が消灯された状態となる（図１４および１５参照。）。

クイックリターンミラー２１の回動が終了し、図１１の示すような、状態ｓ３になると、制御装置２３１は、第２のＬＥＤ１２を発光させる（図１３および１５参照。）。具体的には、第２のＬＥＤ１２には、上述の定格電流の約３倍の電流が供給される。

第２のＬＥＤ１２から出射された照明光は、クイックリターンミラー２１に反射された後、ダイクロイックフィルタ５１を透過して照明領域４１に導かれる。言い換えると、クイックリターンミラー２１により形成された第２の光路Ｌ２により照明領域４１に導かれる。
このとき、第１および第３のＬＥＤ１１，１３は消灯されている（図１４および１６参照。）。

状態ｓ３の継続期間１／３Ｔが経過すると、制御部２３１は、クイックリターンミラー２１を回動する制御信号を出力し、図１２に示すような、状態ｓ４に移行する。同時に制御部２３１は、第２のＬＥＤ１２を消灯させ（図１３および１５参照。）、第３のＬＥＤ１３を発光させる（図１６参照。）。

第３のＬＥＤ１３から出射された照明光は、ダイクロイックフィルタ５１により反射され照明領域４１に導かれる。言い換えると、第３の光路Ｌ３により照明領域４１に導かれる。
上述のように、第３のＬＥＤ１３は１周期（期間Ｔ）中に、デューティ１／６で２回、照明光を出射している。そのため、実質デューティ１／３となり、第３のＬＥＤ１３には直流駆動に比べて３倍の電流が投入されている。

このとき、第１および第２のＬＥＤ１１，１２が消灯された状態となる（図１４および１５参照。）。
以後、状態ｓ１に戻り、上述の制御が繰り返される。

上述のように、第１の実施形態では、照明領域４１が照明されていなかった遷移期間（状態ｓ２，ｓ４）において、第３のＬＥＤ１３を発光することで、照明領域４１が照明されていない消灯期間が補完されている。そのため、本実施形態の光源装置２では、第１の実施形態から更に照明領域４１明るさを増大させることができる。

上記の構成によれば、遷移期間（状態ｓ２，ｓ４）に第３のＬＥＤ１３が発光するため、つまり、第１および第２のＬＥＤ１１，１２が発光していない期間が、第３のＬＥＤ１３が発光する期間に含まれるため、光源装置２は、実質的に遷移期間が全くないように照明領域４１を照明できる。このようにすることで、さらに、照明領域４１の輝度を明るくするとともに、光源装置２における光学効率の低下が防止される。

なお、第３のＬＥＤ１３が発光する期間が、遷移期間（状態ｓ２，ｓ４）を含めばよいため、遷移期間（状態ｓ２，ｓ４）よりも長くてもよく、特に限定するものではない。

一方、第１，第２および第３のＬＥＤ１１，１２，１３の発光を時間的に分離できるため、本実施形態の光源装置２をカラーシーケンシャルな照明が必要なアプリケーションに適用しても、色純度を低下させることなく照明領域４１を照明することができる。具体的には、それぞれ異なる色の照明光を出射する第１のＬＥＤ１１、第２のＬＥＤ１２、および、第３のＬＥＤ１３の発光を時間的に分離できるため、色純度を低下させることなく照明領域４１を照明することができる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１８から図２８を参照して説明する。
本実施形態の光源装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、異なる色の照明光を出射可能な構成とされている点が異なっている。よって、本実施形態においては、図１８から図２８を用いて異なる色の照明光を出射する構成周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１８は、本実施形態に係る光源装置の模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。

光源装置３は、図１８に示すように照明領域４１を照明するものである。光源装置３には、緑色の照明光を発光する第１のＬＥＤ（第１の光源手段）１１Ｇおよび第２のＬＥＤ（第２の光源手段）１２Ｇと、赤色の照明光を発光する第３のＬＥＤ（第１の光源手段）１３Ｒおよび第４のＬＥＤ（第２の光源手段）１４Ｒと、青色の照明光を発光する第５のＬＥＤ（第１の光源手段）１５Ｂおよび第６のＬＥＤ（第２の光源手段）１６Ｂと、それぞれ緑色、赤色および青色の照明光を反射する第１のクイックリターンミラー（光選択手段、回動ミラー）２１Ｇ、第２のクイックリターンミラー（光選択手段、回動ミラー）２１Ｒ、および、第３のクイックリターンミラー（光選択手段、回動ミラー）２１Ｂと、制御部（制御手段）３３１と、ダイクロイックプリズム（光合成手段）３５１が設けられている。

第１のＬＥＤ１１Ｇおよび第２のＬＥＤ１２Ｇは、照明領域４１を照明する緑色の照明光を出射するものである。第１のＬＥＤ１１Ｇから出射された照明光は、ダイクロイックプリズム３５１を透過して照明領域４１に導かれ、第２のＬＥＤ１２Ｇから出射された照明光は、第１のクイックリターンミラー２１Ｇに反射された後にダイクロイックプリズム３５１を透過して照明領域４１に導かれている（図１８参照。）。

第１および第２のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇは、第１のクイックリターンミラー２１Ｇの回動領域に向かって照明光が出射されるように配置されている。本実施形態では、第１のＬＥＤ１１Ｇの照明光の出射方向が照明領域４１に向かって延び、これに略直交して第２のＬＥＤ１２Ｇの照明光の出射方向が延びるように第１および第２のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇが配置されている。

第３のＬＥＤ１３Ｒおよび第４のＬＥＤ１４Ｒは、照明領域４１を照明する赤色の照明光を出射するものである。第３のＬＥＤ１３Ｒから出射された照明光は、ダイクロイックプリズム３５１に反射されることにより照明領域４１に導かれ、第４のＬＥＤ１４Ｒから出射された照明光は、第２のクイックリターンミラー２１Ｒに反射された後にダイクロイックプリズム３５１に反射されることにより照明領域４１に導かれている（図１８参照。）。

第３および第４のＬＥＤ１３Ｒ，１４Ｒは、第２のクイックリターンミラー２１Ｒの回動領域に向かって照明光が出射されるように配置されている。本実施形態では、第３のＬＥＤ１３Ｒの照明光の出射方向がダイクロイックプリズム３５１に向かって延び、これに略直交して第４のＬＥＤ１４Ｒの照明光の出射方向が延びるように第３および第４のＬＥＤ１３Ｒ，１４Ｒが配置されている。

第５のＬＥＤ１５Ｂおよび第６のＬＥＤ１６Ｂは、照明領域４１を照明する青色の照明光を出射するものである。第５のＬＥＤ１５Ｂから出射された照明光は、ダイクロイックプリズム３５１に反射されることにより照明領域４１に導かれ、第６のＬＥＤ１６Ｂから出射された照明光は、第３のクイックリターンミラー２１Ｂに反射された後にダイクロイックプリズム３５１に反射されることにより照明領域４１に導かれている（図１８参照。）。

第５および第６のＬＥＤ１５Ｂ，１６Ｂは、第３のクイックリターンミラー２１Ｂの回動領域に向かって照明光が出射されるように配置されている。本実施形態では、第５のＬＥＤ１５Ｂの照明光の出射方向がダイクロイックプリズム３５１に向かって延び、これに略直交して第６のＬＥＤ１６Ｂの照明光の出射方向が延びるように第５および第６のＬＥＤ１５Ｂ，１６Ｂが配置されている。

第１から第６のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂは制御部３３１と電気的に接続され、制御部３３１から発光用の電流および電圧が供給されている。

第１のクイックリターンミラー２１Ｇは、図１８に示すように、第１および第２のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇから出射された照明光の一方を選択し、照明領域４１に導くものである。
第１のクイックリターンミラー２１Ｇは、第１のＬＥＤ１１Ｇの照明光の出射方向に対して略平行、または、第２のＬＥＤ１２Ｇの照明光の出射方向に対して略直交する位相（０°と表記する。）（図１８参照。）と、第１および第２のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇの照明光の出射方向に対して約４５°の位相（図１８参照。）との間を回動可能に支持されている。

第１のクイックリターンミラー２１Ｇは、図１８に示すように、第１および第２のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇから出射された照明光の一方を選択し、照明領域４１に導くものである。
第２のクイックリターンミラー２１Ｒは、第３のＬＥＤ１３Ｒの照明光の出射方向に対して略平行、または、第４のＬＥＤ１４Ｒの照明光の出射方向に対して略直交する位相（０°と表記する。）（図１８参照。）と、第３および第４のＬＥＤ１３Ｒ，１４Ｒの照明光の出射方向に対して約４５°の位相（図１８参照。）との間を回動可能に支持されている。

第３のクイックリターンミラー２１Ｂは、図１８に示すように、第５および第６のＬＥＤ１５Ｂ，１６Ｂから出射された照明光の一方を選択し、照明領域４１に導くものである。
第３のクイックリターンミラー２１Ｂは、第５のＬＥＤ１５Ｂの照明光の出射方向に対して略平行、または、第６のＬＥＤ１６Ｂの照明光の出射方向に対して略直交する位相（０°と表記する。）（図１８参照。）と、第５および第６のＬＥＤ１５Ｂ，１６Ｂの照明光の出射方向に対して約４５°の位相（図１８参照。）との間を回動可能に支持されている。

ダイクロイックプリズム３５１は、緑色の照明光を透過するとともに、赤色および青色の照明光を照明領域４１に向けて反射するものである。
ダイクロイックプリズム３５１は、第１のＬＥＤ１１Ｇから出射された照明光と、第３のＬＥＤ１３Ｒから出射された照明光と、第５のＬＥＤ１５Ｂから出射された照明光とが交差する領域に配置されている。さらに、ダイクロイックプリズム３５１には、第３および第４のＬＥＤ１３Ｒ，１４Ｒから出射された赤色の照明光を反射するとともに、他の波長の照明光を透過する一の反射面と、第５および第６のＬＥＤ１５Ｂ，１６Ｂから出射された青色の照明光を反射するとともに、他の波長の照明光を透過する他の反射面とが設けられている。

制御部３３１は、図１８に示すように、第１から第６のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂにおける発光および消灯を制御するとともに、第１から第３のクイックリターンミラー２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂの回動制御を行うものである。
具体的な制御方法については、以下に説明する。

次に、上述の光源装置３による照明領域４１への照明光の照射について説明する。
図１９から図２１は、それぞれ第１から第３のクイックリターンミラーの時間による変位を示すグラフである。図２２および図２３は、それぞれ第１および第２のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。図２４および図２５は、それぞれ第３および第４のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。図２６および図２７は、それぞれ第５および第６のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。図２８は、照明領域における明るさを示すグラフである。

図２２から図２７における縦軸は、それぞれ第１から第６のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂを直流駆動した時の定格電流を１として正規化し、図２８における縦軸は、直流駆動時の明るさを１として正規化している。
図２２から図２８では、本実施形態における電流値および明るさを実線で表示している。さらに、比較対象として、第１から第６のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂを直流駆動した場合を破線で示している。

第１のクイックリターンミラー２１Ｇにおける回動は、以下の４つの状態を繰り返すことにより行われる。
１つ目の状態が、図１８および図１９に示すように、第１のＬＥＤ１１Ｇの出射光を照明領域４１に導く状態ｓ１Ｇであり、２つ目の状態が、状態ｓ１Ｇから後述する状態ｓ３Ｇへ遷移する状態ｓ２Ｇである。
３つ目の状態が、図１８に示すように、第２のＬＥＤ１２Ｇの出射光を照明領域４１に導く状態ｓ３Ｇであり、４つ目の状態が、状態ｓ３Ｇから上述の状態ｓ１Ｇへ遷移する状態ｓ４Ｇである。

第２のクイックリターンミラー２１Ｒにおける回動は、以下の４つの状態を繰り返すことにより行われる。
１つ目の状態が、図１８および図２０に示すように、第３のＬＥＤ１３Ｒの出射光を照明領域４１に導く状態ｓ１Ｒであり、２つ目の状態が、状態ｓ１Ｒから後述する状態ｓ３Ｒへ遷移する状態ｓ２Ｒである。
３つ目の状態が、図１８に示すように、第４のＬＥＤ１４Ｒの出射光を照明領域４１に導く状態ｓ３Ｒであり、４つ目の状態が、状態ｓ３Ｒから上述の状態ｓ１Ｒへ遷移する状態ｓ４Ｒである。

第３のクイックリターンミラー２１Ｂにおける回動は、以下の４つの状態を繰り返すことにより行われる。
１つ目の状態が、図１８および図２１に示すように、第５のＬＥＤ１５Ｂの出射光を照明領域４１に導く状態ｓ１Ｂであり、２つ目の状態が、状態ｓ１Ｂから後述する状態ｓ３Ｂへ遷移する状態ｓ２Ｂである。
３つ目の状態が、図１８および図２１に示すように、第６のＬＥＤ１６Ｂの出射光を照明領域４１に導く状態ｓ３Ｂであり、４つ目の状態が、状態ｓ３Ｂから上述の状態ｓ１Ｂへ遷移する状態ｓ４Ｂである。

本実施形態では、第１のクイックリターンミラー２１Ｇにおける状態ｓ１Ｇから状態ｓ４Ｇまでの１周期Ｔに対して、状態ｓ１Ｇおよび状態ｓ３Ｇが継続される期間を１／３Ｔとし、状態ｓ２Ｇおよび状態ｓ４Ｇが継続される期間を１／６Ｔとした場合に適用して説明する。
なお、第２および第３のクイックリターンミラー２１Ｒ，２１Ｂについても同様である。

さらに、第１，第２および第３のクイックリターンミラー２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂにおける回動のタイミングは、図１９から図２１に示すように、第１のクイックリターンミラー２１Ｇから第３のクイックリターンミラー２１Ｂの順に、期間１／６Ｔずつ遅れている。

まず、図１８に示すように、制御部３３１は、第１のクイックリターンミラー２１Ｇが状態ｓ１Ｇの後半のときに、第１のＬＥＤ１１Ｇを発光させる（図１９および図２２参照。）。具体的には、第１のＬＥＤ１１Ｇには、上述の定格電流の約６倍の電流が供給される。
第１のＬＥＤ１１Ｇから出射された緑色の照明光は、ダイクロイックプリズム３５１を透過して照明領域４１に導かれる。
このとき、第２から第６のＬＥＤ１２Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂは消灯されている（図２３から図２７参照。）

状態ｓ１Ｇの継続期間が経過すると、制御部３３１は、第１のＬＥＤ１１Ｇを消灯させるとともに（図２２参照。）、第１のクイックリターンミラー２１Ｇを回動する制御信号を出力し、第１のクイックリターンミラー２１Ｇは状態ｓ２Ｇに移行する（図１９参照。）。

同時に、制御部３３１は、第２のクイックリターンミラー２１Ｒが状態ｓ１Ｒの後半のときに、第３のＬＥＤ１３Ｒを発光させる（図２０および図２４参照。）。第３のＬＥＤ１３Ｒから出射された赤色の照明光は、ダイクロイックプリズム３５１により反射され照明領域４１に導かれる。
このとき、第１および第２，第４から第６のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１４Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂは消灯されている（図２２および図２３、図２５から図２７参照。）。

状態ｓ１Ｒの継続期間が経過すると、制御部３３１は、第３のＬＥＤ１３Ｒを消灯させるとともに（図２４参照。）、第２のクイックリターンミラー２１Ｒを回動する制御信号を出力し、第２のクイックリターンミラー２１Ｒは状態ｓ２Ｒに移行する（図２０参照。）。

同時に、制御部３３１は、第３のクイックリターンミラー２１Ｂが状態ｓ１Ｂの後半のときに、第５のＬＥＤ１５Ｂを発光させる（図２１および図２６参照。）。第５のＬＥＤ１５Ｂから出射された青色の照明光は、ダイクロイックプリズム３５１により反射され照明領域４１に導かれる。
このとき、第１から第４，第６のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１６Ｂは消灯されている（図２２から図２６、図２７参照。）。

状態ｓ１Ｂの継続期間が経過すると、制御部３３１は、第５のＬＥＤ１５Ｂを消灯させるとともに（図２６参照。）、第３のクイックリターンミラー２１Ｂを回動する制御信号を出力し、第３のクイックリターンミラー２１Ｂは状態ｓ２Ｂに移行する（図２１参照。）。

同時に、制御部３３１は、第１のクイックリターンミラー２１Ｇが状態ｓ３Ｇの後半のときに、第２のＬＥＤ１２Ｇを発光させる（図１９および図２３参照。）。第２のＬＥＤ１２Ｇから出射された緑色の照明光は、第１のクイックリターンミラー２１Ｇに反射された後、ダイクロイックプリズム３５１を透過して照明領域４１に導かれる。
このとき、第１，第３から第６のＬＥＤ１１Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂは消灯されている（図２２、図２４から図２７参照。）。

状態ｓ３Ｇの継続期間が経過すると、制御部３３１は、第２のＬＥＤ１２Ｇを消灯させるとともに（図２３参照。）、第１のクイックリターンミラー２１Ｇを回動する制御信号を出力し、第１のクイックリターンミラー２１Ｇは状態ｓ４Ｇに移行する（図１９参照。）。

同時に、制御部３３１は、第２のクイックリターンミラー２１Ｒが状態ｓ３Ｒの後半のときに、第４のＬＥＤ１４Ｒを発光させる（図２０および図２５参照。）。
第４のＬＥＤ１４Ｒから出射された赤色の照明光は、第２のクイックリターンミラー２１Ｒおよびダイクロイックプリズム３５１に反射され照明領域４１に導かれる。
このとき、第１から第３，第５および第６のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂは消灯されている（図２２から図２４、図２６および図２７参照。）。

状態ｓ３Ｒの継続期間が経過すると、制御部３３１は、第４のＬＥＤ１４Ｒを消灯させるとともに（図２５参照。）、第２のクイックリターンミラー２１Ｒを回動する制御信号を出力し、第２のクイックリターンミラー２１Ｒは状態ｓ４Ｒに移行する（図２０参照。）。

同時に、制御部３３１は、第３のクイックリターンミラー２１Ｂが状態ｓ３Ｂの後半のときに、第６のＬＥＤ１６Ｂを発光させる（図２１および図２７参照。）。
第６のＬＥＤ１６Ｂから出射された青色の照明光は、第３のクイックリターンミラー２１Ｂおよびダイクロイックプリズム３５１に反射され照明領域４１に導かれる。
このとき、第１から第５のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｂは消灯されている（図２２から図２６参照。）。

上記の構成によれば、各色の照明光をそれぞれ１つのＬＥＤから出射する場合と比較して、各色の照明光をそれぞれ２つのＬＥＤから出射することで、各ＬＥＤが照明光を出射する期間を短くできる。そのため、各ＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂを大電流で駆動し、大光量の照明光を出射させることができる。

各クイックリターンミラー２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂの遷移期間は互いにずれているため、各ＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇ，１３Ｒ，１４Ｒ，１５Ｂ，１６Ｂから出射された大光量の照明光を連続して照明領域４１に出射させることができる。そのため、照明領域４１には常に効率よく大光量の照明光が照射される。
さらに、時間順次に異なる色の照明光による照明がなされるカラーシーケンシャルな照明を行う場合でも、色純度を低下させることなく照明領域４１を照明することができる。

第２および第３の実施形態においては、光合成手段として、それぞれダイクロイックフィルタ５１やダイクロイックプリズム３５１を備えた光源装置２，３に適用して説明したが、ダイクロイックフィルタ５１等を用いた波長による合成に限定されるものではない。

例えば、光の偏光による合成を行うＰＢＳプリズム等、その他の動的に変質しない合成手段を用いてもよいし、可動機構により光（光路）の合成を行う光合成手段であっても、クイックリターンミラーなどの光選択手段と比較して、遷移期間の短いものであれば用いることができ、本発明の主旨を逸脱することがない。
上述のＰＢＳプリズムを光合成手段として用いる場合には、偏光状態をそろえるために、偏光板や１／２位相差板などを適宜用いてもよい。

本実施形態では、緑色、赤色、青色の各照明光に対応して第１から第３のクイックリターンミラー２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂをそれぞれ設けた光源装置３に適用して説明したが、緑色の照明光のみ第１および第２のＬＥＤ１１Ｇ，１２Ｇと、第１のクイックリターンミラー２１Ｇを備えた構成とし、赤色および青色の照明光については、それぞれ一つのＬＥＤから各照明光を出射させる構成としてもよい。
この構成の場合には、第１のクイックリターンミラー２１Ｇの遷移期間内に、赤色および青色の照明光を出射し、緑色、赤色および青色の照明光を連続して出射する制御を行ってもよい。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図２９から図３４を参照して説明する。
本実施形態の光源装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、異なる色の照明光を出射可能な構成とされている点が異なっている。よって、本実施形態においては図２９から図３４を用いて異なる色の照明光を出射する構成周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図２９は、本実施形態に係る光源装置の模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。

光源装置４は、図２９に示すように照明領域４１を照明するものである。光源装置４には、白色ＬＥＤ（第１の光源手段）１７Ｗおよび赤色ＬＥＤ（第２の光源手段）１８Ｒと、カラーホイール（光選択手段）４２４と、カラーフィルタ（光合成手段）４５１と、制御部（制御手段）４３１と、が設けられている。

白色ＬＥＤ１７Ｗは、図２９に示すように、照明領域４１を照明する照明光を出射するものであって、青色から黄色までの発光スペクトルと比較して赤色の発光スペクトルが乏しい光を出射するものである。白色ＬＥＤ１７Ｗから出射された照明光はカラーホイール４２４に導かれ、カラーホイール４２４を透過した照明光は、カラーフィルタ４５１を透過して照明領域４１に導かれている。

白色ＬＥＤ１７Ｗは、照明領域４１に向かって照明光の出射方向が延びるように配置されている。さらに、白色ＬＥＤ１７Ｗは制御部４３１と電気的に接続され、制御部４３１から発光用の電流および電圧が供給されている。

赤色ＬＥＤ１８Ｒは、図２９に示すように、照明領域４１を照明する赤色の照明光を出射するものである。赤色ＬＥＤ１８Ｒから出射された照明光は、カラーフィルタ４５１に反射されることにより照明領域４１に導かれている。

赤色ＬＥＤ１８Ｒは、白色ＬＥＤ１７Ｗに対して照明領域４１側の位置に、白色ＬＥＤ１７Ｗの照明光の出射方向に略直交して赤色ＬＥＤ１８Ｒの照明光の出射方向が延びる向きに配置されている。さらに、赤色ＬＥＤ１８Ｒは制御部４３１と電気的に接続され、制御部４３１から発光用の電流および電圧が供給されている。

図３０は、図２９のカラーホイールの構成を説明する模式図である。
カラーホイール４２４は、図２９および図３０に示すように、円板状の部材であって、中心に設けられた回転軸４２４Ｃ周りに回転可能に支持され、制御部４３１により回転制御されたものである。制御部４３１の制御信号に基づき、カラーホイール４２４を回転駆動するものとしては、ステッピングモータなどの公知の駆動装置を用いることができ、特に限定するものではない。
カラーホイール４２４には、図３０に示すように、緑色の照明光（第１の選択光）を透過する緑光透過領域４２４Ｇと、青色の照明光（第２の選択光）を透過する青光透過領域４２４Ｂと、が半円状に設けられている。

カラーホイール４２４は、白色ＬＥＤ１７Ｗとカラーフィルタ４５１との間であって、白色ＬＥＤ１７Ｗから出射された照明光がカラーホイール４２４の円板面に照射される位置に配置されている。本実施形態では、回転軸４２４Ｃの軸線が白色ＬＥＤ１７Ｗの出射方向と略平行に配置された構成に適用して説明するが、この配置構成に限定されるものではない。
なお、図３０における破線の円で示される照射領域Ａは、白色ＬＥＤ１７Ｗから出射された白色の照明光が照射される領域を示すものである。

カラーフィルタ４５１は、カラーホイール４２４を透過した緑色および青色の照明光を透過するとともに、赤色ＬＥＤ１８Ｒから出射された赤色の照明光を反射する板状の部材である。

カラーフィルタ４５１は、カラーホイール４２４と照明領域４１との間であって、白色ＬＥＤ１７Ｗの照明光の出射方向と、赤色ＬＥＤ１８Ｒの照明光の出射方向とが交差する領域に配置されている。さらに、カラーフィルタ４５１における赤色の照明光が入射する面が、赤色ＬＥＤ１８Ｒの出射方向に向かって、照明領域４１に近づく傾きを有するように配置されている。本実施形態では、この傾きが赤色ＬＥＤ１８Ｒの出射方向に対して約４５°の構成に適用して説明する。

制御部４３１は、図２９に示すように、白色および赤色ＬＥＤ１７Ｗ，１８Ｒにおける発光および消灯を制御するとともに、カラーホイール４２４の回転を制御するものである。
具体的な制御方法については、以下に説明する。

次に、上述の光源装置４による照明領域４１への照明光の照射について説明する。
図３１は、図３０のカラーホイールの照明領域における緑光および青光透過領域の占める割合を示すグラフであり、図３２および図３３は、それぞれ白色および赤色ＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。図３４は、照明領域における明るさを示すグラフである。

図３１において、カラーホイール４２４における白色の照明光が照射される照明領域に対する緑光透過領域４２４Ｇが占める割合を実線で示し、青光透過領域４２４Ｂが占める割合を破線で示している。
図３２および図３３における縦軸は、それぞれ白色および赤色ＬＥＤ１７Ｗ，１８Ｒを直流駆動した時の定格電流を１として正規化し、図３４における縦軸は、直流駆動時の明るさを１として正規化している。

カラーホイール４２４における回転は、以下の４つの状態を繰り返すことにより行われる。
１つ目の状態が、図３１に示すように、照射領域Ａが緑光透過領域４２４Ｇに含まれる状態ｑ１であって、照射領域Ａにおける緑光透過領域４２４Ｇの割合が１の状態である。このとき、白色ＬＥＤ１７Ｗから出射された白色の照明光が緑光透過領域４２４Ｇを透過して緑色の照明光に変換される。

２つ目の状態が、図２に示すように、状態ｑ１から後述する状態ｑ３へ遷移する状態ｑ２である。このとき、照明領域Ａには緑光透過領域４２４Ｇおよび青光透過領域４２４Ｂの両者が含まれている。

３つ目の状態が、照射領域Ａが青光透過領域４２４Ｂに含まれる状態ｑ３であって、照射領域Ａにおける青光透過領域４２４Ｂの割合が１の状態である。このとき、白色ＬＥＤ１７Ｗから出射された白色の照明光が青光透過領域４２４Ｂを透過して青光の照明光に変換される。

４つ目の状態が、状態ｑ３から上述の状態ｑ１へ遷移する状態ｑ４である。このとき、照明領域Ａには緑光透過領域４２４Ｇおよび青光透過領域４２４Ｂの両者が含まれている。

まず、図２９に示すように、制御部４３１は、カラーホイール４２４が状態ｑ１のときに、白色ＬＥＤ１７Ｗを発光させる（図３１および３２参照。）。具体的には、白色ＬＥＤ１７Ｗには、上述の定格電流が供給される。
カラーホイール４２４が状態ｑ１のときには、白色ＬＥＤ１７Ｗから出射された照明光は、第１の光路Ｌ４１を介して、緑光透過領域４２４Ｇに入射し、緑色の照明光のみが透過する。透過した緑色の照明光は、カラーフィルタ４５１を透過して照明領域４１に導かれる。
このとき、赤色ＬＥＤ１８Ｒは消灯されている（図３３参照。）

カラーホイール４２４が回転して、照明領域Ａに青光透過領域４２４Ｂが含まれ始める状態ｑ２になると、制御部４３１は、白色ＬＥＤ１７Ｗを消灯させ（図３２参照。）、赤色ＬＥＤ１８Ｒを発光させる（図３３参照。）。具体的には、赤色ＬＥＤ１８Ｒには、上述の定格電流の約３倍の電流が供給される。
赤色ＬＥＤ１８Ｒから出射された照明光は、第２の光路Ｌ４２を介して、カラーフィルタ４５１に反射され、照明領域４１に導かれる。

照明領域Ａが全て青光透過領域４２４Ｂになる状態ｑ３になると、制御部４３１は、赤色ＬＥＤ１８Ｒを消灯させ（図３３参照。）、白色ＬＥＤ１７Ｗを発光させる（図３２参照。）。
カラーホイール４２４が状態ｑ３のときには、白色ＬＥＤ１７Ｗから出射された照明光は青光透過領域４２４Ｂに入射し、青色の照明光のみが透過する。透過した青色の照明光は、カラーフィルタ４５１を透過して照明領域４１に導かれる。

照明領域Ａに緑光透過領域４２４Ｇが含まれ始める状態ｑ４になると、制御部４３１は、白色ＬＥＤ１７Ｗを消灯させ（図３２参照。）、赤色ＬＥＤ１８Ｒを発光させる（図３３参照。）。
赤色ＬＥＤ１８Ｒから出射された照明光はカラーフィルタ４５１に反射され、照明領域４１に導かれる。
以後、状態ｓ１に戻り、上述の制御が繰り返される。

上記の構成によれば、白色ＬＥＤ１７Ｗおよびカラーホイール４２４から、緑色および青色の照明光を出射させる場合における各照明光が切り替わる遷移期間（状態ｑ２および状態ｑ４）に、白色ＬＥＤ１７Ｗを消灯する。これにより、白色ＬＥＤ１７Ｗに対する点灯デューティが短くなり、緑色および青色の照明光が照明領域４１に出射される期間（状態ｑ１および状態ｑ３）に、電流をさらに多く投入して白色ＬＥＤ１７Ｗから大光量を得ることができる。そのため、光学効率の低下を防止しながら、本実施形態の光源装置４により照明される照明領域４１の輝度を高めることができる。

一方、遷移期間（状態ｑ２および状態ｑ４）に赤色ＬＥＤ１８Ｒが発光するため、つまり、白色ＬＥＤ１７Ｗが消灯している期間に赤色ＬＥＤ１８Ｒが発光するため、光源装置４は、実質的に遷移期間が全くないように照明領域４１を照明できる。このようにすることで、さらに、照明領域４１の輝度を明るくするとともに、光源装置４における光学効率の低下を防止することができる。
さらに、白色および赤色ＬＥＤ１７Ｗ，１８Ｒの発光を時間的に分離できるため、本実施形態の光源装置４をカラーシーケンシャルな照明が必要なアプリケーションに適用しても、色純度を低下させることなく照明領域４１を照明することができる。

カラーフィルタ４５１は、可動部分を有する光路合成手段と比較して、光路を合成する遷移期間が存在しないため、本実施形態の光源装置４における光学効率の低下をより確実に防止するとともに、照明領域４１に輝度をより高めることができる。

なお、白色ＬＥＤ１７Ｗから出射された白色の照明光により照明領域４１を照明する場合、上述の白色の照明光では赤色の波長域が乏しく、これを補うために赤色の照明光を出射する赤色ＬＥＤ１８Ｒが用いられる場合がある。
かかる場合に、状態ｑ２および状態ｑ４の間に赤色ＬＥＤ１８Ｒから赤色の照明光を出射させることにより、第１の実施形態同様に、消灯期間（状態ｑ２および状態ｑ４）のない照明が可能となる。

なお、上述の実施形態では、光選択手段を緑色および青色の２波長の光を透過するカラーホイール４２４を用いた構成に適用して説明したが、光選択手段は、一つの光源から出射された出射光に基づいて複数の特性の出射光を得るとともに、各特性を切り替える期間である遷移期間を生じるものであれば、本発明を逸脱するものではない。
例えば、多原色の光を透過するカラーホイールや、カラーフィルタをメカニカルに切り替え部や、液晶セルを用いたシーケンシャルな偏光変換部などを用いた構成であっても構わない。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態に係るプロジェクタについて図３５を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタは、上述の第３の実施形態に係る光源装置３が設けられたものである。よって、本実施形態では、光源装置３の説明を省略し、光源装置３以外の構成要素について説明する。
図３５は、本実施形態に係るプロジェクタの構成を説明する模式図である。

プロジェクタ５は、図３５に示すように、光源装置３から出射された照明光を用いて、画像をスクリーン６５に投影するものである。
プロジェクタ５には、図３５に示すように、光源装置３と、変調デバイス６２と、リレーレンズ６３と、投影レンズ６４と、が設けられている。

光源装置３は、上述のように緑色、赤色および青色の照明光を順次出射するカラーシーケンシャル方式の光源である。光源装置３は、変調デバイス６２に向けて各照明光を出射する向きに配置されている。

変調デバイス６２は、表示させる画像に基づいて、光源装置３から入射した各照明光を変調し、画像を表示する変調光として出射するものである。本実施形態では、変調デバイス６２をＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ（登録商標））に適用して説明する。

リレーレンズ６３は、光源装置３から出射された各照明光を変調デバイス６２に導くとともに集光させるものである。リレーレンズ６３は、光源装置３と変調デバイス６２との間に配置されている。

投影レンズ６４は、変調デバイス６２から出射された各色の変調光をスクリーン６５に向けて出射するものである。投影レンズ６４は、変調デバイス６２とスクリーン６５との間に配置されている。

上記の構成によれば、光源装置３から出射された各色の照明光を用いるため、本実施形態のプロジェクタ５は、表示領域の明るさを向上させながら、色純度が高い投影像をスクリーン６５に投影することができる。

本発明の第１の実施形態に係る光源装置の模式図を示す。 図１のクイックリターンミラーの各位相状態を示した模式図である。 図１のクイックリターンミラーの各位相状態を示した模式図である。 図１のクイックリターンミラーの各位相状態を示した模式図である。 図１のクイックリターンミラーの時間による変位を示すグラフである。 図１の第１のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図１の第２のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図１の照明領域における明るさを示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る光源装置の模式図である。 図９のクイックリターンミラーの各位相状態を示した模式図である。 図９のクイックリターンミラーの各位相状態を示した模式図である。 図９のクイックリターンミラーの各位相状態を示した模式図である。 図９のクイックリターンミラーの時間による変位を示すグラフである。 図９の第１のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図９の第２のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図９の第３のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図９の照明領域における明るさを示すグラフである。 本発明の第３の実施形態に係る光源装置の模式図である。 図１８の第１のクイックリターンミラーの時間による変位を示すグラフである。 図１８の第２のクイックリターンミラーの時間による変位を示すグラフである。 図１８の第３のクイックリターンミラーの時間による変位を示すグラフである。 図１８の第１のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図１８の第２のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図１８の第３のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図１８の第４のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図１８の第５のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図１８の第６のＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図１８の照明領域における明るさを示すグラフである。 本発明の第４の実施形態に係る光源装置の模式図である。 図２９のカラーホイールの構成を説明する模式図である。 図３０のカラーホイールの照明領域における緑光および青光透過領域の占める割合を示すグラフである。 図３０の白色ＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 図３０の赤色ＬＥＤに供給される電流を示すグラフである。 照明領域における明るさを示すグラフである。 本発明の第５の実施形態に係るプロジェクタの構成を説明する模式図である。 従来の光路切り替え装置の全体の概略構成を説明する図である。 図３６の回転体の各遷移状態を説明する図である。 図３６の回転体の各遷移状態を説明する図である。 図３６の回転体の各遷移状態を説明する図である。 図３６の回転体の各遷移状態を説明する図である。 図３６の回転体の変位を示すグラフである。 図３６の各光源に供給される電流を示すグラフである。 図３６の各光源に供給される電流を示すグラフである。 図３６の照明領域における明るさを示すグラフである。

符号の説明

１，２，３，４ 光源装置
５ プロジェクタ
１１，１１Ｇ 第１のＬＥＤ（第１の光源手段）
１２，１２Ｇ 第２のＬＥＤ（第２の光源手段）
１３ 第３のＬＥＤ（第３の光源手段）
２１，２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ クイックリターンミラー（光選択手段、回動ミラー）
３１，２３１，３３１ 制御部（制御手段）
５１ ダイクロイックフィルタ（光合成手段）
１３Ｒ 第３のＬＥＤ（第１の光源手段）
１４Ｒ 第４のＬＥＤ（第２の光源手段）
１５Ｂ 第５のＬＥＤ（第１の光源手段）
１６Ｂ 第６のＬＥＤ（第２の光源手段）
１７Ｗ 白色ＬＥＤ（第１の光源手段）
１８Ｒ 赤色ＬＥＤ（第２の光源手段）
３５１，４５１ ダイクロイックプリズム（光合成手段）
４２４ カラーホイール（光選択手段）
４５１ カラーフィルタ（光合成手段）
Ｌ１，Ｌ４１ 第１の光路
Ｌ２，Ｌ４２ 第２の光路

Claims (6)

1. 照明光を出射する第１の光源手段および第２の光源手段と、
   該第１および第２の光源手段のいずれかから出射された照明光を選択するとともに、選択された照明光を導光する第１の光路または第２の光路を形成し、該第１および第２の光路のいずれかによって導光された照明光を照明領域に出射する光選択手段と、
   該光選択手段による前記第１または第２の光路の形成に応じて、前記第１および第２の光源手段のそれぞれの発光および消灯を制御する制御手段と、を有し、
   該制御手段は、
   少なくとも、前記第１の光路と前記第２の光路とが切り替わる遷移期間に、前記第１および第２の光源手段を消灯し、
   前記第１の光路が形成されている期間内に、前記第１の光源手段を発光させ、
   前記第２の光路が形成されている期間内に、前記第２の光源手段を発光させる光源装置。
2. 照明光を出射する第３の光源手段と、
   前記光選択手段から出射された照明光の光路と前記第３の光源手段から出射された照明光の光路とを合成する光路合成手段と、をさらに有し、
   前記制御手段が、少なくとも前記遷移期間に前記第３の光源手段を発光させるよう制御する請求項１記載の光源装置。
3. 前記光選択手段が、前記第１および第２の光源手段から出射された照明光のうち一方を透過するとともに、他方を反射する回転ホイールもしくは回動ミラーである請求項１または２に記載の光源装置。
4. 照明光を出射する第１の光源手段および第２の光源手段と、
   少なくとも前記第１の光源手段から入射された照明光から、第１の選択光または第２の選択光を選択し、照明領域に出射する光選択手段と、
   前記第２の光源手段から出射された照明光の光路と前記第１または第２の選択光の光路とを合成する光路合成手段と、
   前記光選択手段の状態に応じて、前記第１および第２の光源手段それぞれの発光および消灯を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１の変換光と前記第２の変換光とが切り替わる遷移期間内に、前記第１の光源手段を消灯し、かつ前記第２の光源手段を発光する光源装置。
5. 前記光路合成手段は、照明光の波長もしくは偏光を利用して光路の合成を行う請求項２から４のいずれかに記載の光源装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光源装置を備えたプロジェクタ。

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