CN100545737C - 光源装置和投影机 - Google Patents

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Abstract

在扩大色再现范围并实现高辉度化的同时缩小光学系统的尺寸。本发明，具有合成R光、G1光、G2光和B光的十字分色棱镜(203)；产生R光的LED(201R)；产生G1光的LED(201G1)；产生G2光的LED(201G2)；与LED(201G2)并列配置的产生B光的LED(201B)；以及驱动控制LED(201R)、LED(201G1)、LED(201G2)和LED(201B)的控制部；其中，G2光和B光峰值波长相邻，控制部以分时切换的方式驱动控制LED(201G2)和LED(201B)。

Description

光源装置和投影机
技术领域
本发明涉及光源装置和投影机，其具体目的在于提供在扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小光学系统的尺寸的光源装置和投影机。
背景技术
以往对于投影机所使用的光源装置要求高辉度化。因此，在以往提出了满足这种要求的用分色镜合成2种不同波长的光而用以实现高辉度化的方法(参照专利文献1)。图13是表示现有的光源装置100的结构的平面图。该光源装置100应用了实现上述的高辉度化的方法，例如，用于投影机。
在该图中，LED101R、LED101G1、LED101G2和LED101B分别配置在后述的十字分色棱镜104的三个边的附近，是分别产生红色光(以下称为R光)、第1绿色光(以下称为G1光)、第2绿色光(以下称为G2光)和蓝色光(以下称为B光)的固体发光元件。其中，R光、G1光、G2光和B光如图14所示分别具有不同的峰值波长λR、λG1、λG2和λB的光谱。这样，通过使用R光、G1光、G2光和B光这4种色的光，与使用3色(RGB)的情况相比扩大了色再现范围。
在图13中，液晶光阀102R设置在LED101R的附近，是根据图像信号调制从LED101R射出的R光的透过型的液晶显示装置。即，在液晶光阀102R中形成与对应于R光的色相对应的图像，R光在透过时被调制。
分色镜103配置成使从LED101G1射出的G1光和从LED101G2射出的G2光分别以45度角入射的角度，是具有使G1光(峰值波长λG1)透过而使G2光(峰值波长λG2)反射的光学特性的光学装置。即，分色镜103是合成G1光和G2光的光学装置。这样，在现有的光源装置100中，用分色镜103合成G1光和G2光，因此在绿色光获得高辉度。其中，白色光是由红色光、绿色光和蓝色光根据大约2∶7∶1的比例合成的。因此，在光源装置100中，由于需要使绿色光的辉度比其它色光高，所以通过用分色镜103合成G1光和G2光而在绿色光获得高辉度。
液晶光阀102G设置在分色镜103的附近，是根据图像信号调制由分色镜103合成的绿色光(以下称为G1G2光)的透过型的液晶显示装置。即，在液晶光阀102G中，形成对应于G1G2光的色的图像，G1G2光在透过时被调制。液晶光阀102B设置在LED101B的附近，是根据图像信号调制从LED101B射出的B光的透过型的液晶显示装置。即，在液晶光阀102B中，形成与对应于B光的色相对应的图像，B光在透过时被调制。
十字分色棱镜104具有2个分色膜105和分色膜106。这些分色膜105和分色膜106呈X形地正交配置。分色膜105具有图14中用虚线表示的透过特性，其使G2光、G1光和B光透过，而使R光反射。分色膜106具有该图中用点划线表示的透过特性，其使R光、G1光和G2光透过，而使B光反射。这样，图13所示的十字分色棱镜104具有合成R光、G1G2光(G1光、G2光)和B光的功能。投影透镜107是把由十字分色棱镜104合成的光投影在屏幕(图示略)上的透镜。
专利文献1：特开2001-42431号公报
然而，在现有的光源装置100中，虽然通过将图13所示的分色镜103、LED101G1和LED101G2设置在液晶光阀102G的附近，而在绿色光获得高辉度，但却需要扩大配置这些分色镜103、LED101G1和LED101G2的空间，因而存在光学系统的尺寸变大这样的问题。
发明内容
本发明就是鉴于以上的问题而提出的，其目的在于提供在扩大色再范围并实现高辉度化的同时能够缩小光学系统的尺寸的光源装置和投影机。
为了解决上述课题而达到目的，本发明的其特征在于，包括：合成从第1～第3光路入射的第1色光～第4色光的光合成装置；配置在上述第1光路上的产生上述第1色光的第1发光装置；配置在上述第2光路上的产生上述第2色光的第2发光装置；配置在上述第3光路上的产生上述第3色光的第3发光装置；在上述第3光路上与上述第3发光装置并列配置的产生上述第4色光的第4发光装置；以及驱动控制上述第1发光装置～第4发光装置的控制装置；其中，上述第1色光～第4色光中之中上述第3色光与上述第4色光峰值波长相邻，上述控制装置以分时切换的方式驱动控制上述第3发光装置和上述第4发光装置。
按照本发明，由于设置了合成第1色光～第4色光的光合成装置、第1～第4发光装置、驱动控制第1～第4发光装置的控制装置，并列设置了第3发光装置和第4发光装置，使第3色光和第4色光的峰值波长相邻，控制装置以分时切换的方式驱动控制第3发光装置和第4发光装置，所以在扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小光学系统的尺寸。
此外，本发明的特征在于：在上述发明中，具有与上述第1～第3光路分别对应地配置在上述光合成装置的入射侧的、与各种色的图像对应地分别对第1色光～第4色光进行调制的第1～第3调制装置，其中，上述控制装置与上述第3发光装置和上述第4发光装置的切换对应地驱动控制上述第3调制装置。
按照本发明，由于设置了与第1～第3光路对应地分别配置在光合成装置的入射侧的与各种色的图像对应地分别对第1色光～第4色光进行调制的第1～第3调制装置，控制装置与第3发光装置和第4发光装置的切换对应地驱动控制第3调制装置，所以在扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小显示图像的装置中的光学系统的尺寸。
此外，本发明的特征在于：在上述发明中，具有在上述第1光路上与上述第1发光装置并列配置的产生第5色光的第5发光装置；其中，上述第1色光与上述第5色光峰值波长相邻；上述控制装置以分时切换的方式驱动控制上述第1发光装置和第5发光装置。
按照本发明，由于在第1光路上设置了与第1发光装置并列配置的产生第5色光的第5发光装置，使第1色光和第5色光的峰值波长相邻，控制装置以分时切换的方式驱动控制第1发光装置和第5发光装置，所以在进一步扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小光学系统的尺寸。
此外，本发明的特征在于：在上述发明中，具有与上述第1～第3光路对应地分别配置在上述光合成装置的入射侧的、与各种色的图像对应地分别对第1色光～第5色光进行调制的第1～第3调制装置；其中，上述控制装置，与上述第1发光装置和上述第5发光装置的切换对应地驱动控制上述第1调制装置，与上述第3发光装置和上述第4发光装置的切换对应地驱动控制上述第3调制装置。
按照本发明，由于设置了与第1～第3光路对应地分别配置在光合成装置的入射侧的、与各种色的图像对应地分别对第1色光～第5色光进行调制的第1～第3调制装置；控制装置，与第1发光装置和第5发光装置的切换对应地驱动控制第1调制装置，与第3发光装置和第4发光装置的切换对应地驱动控制第3调制装置，所以在进一步扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小显示图像的装置中的光学系统的尺寸。
另外，本发明是使用上述发明中的任意一个发明的光源装置的投影机。按照本发明，在扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小投影机中的光学系统的尺寸。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的光源装置200的结构的平面图。
图2是表示图1所示的光源装置200的光谱和透过特性的图。
图3是实施例1的xy色度图。
图4是表示实施例1的驱动控制定时的图。
图5是表示本发明的实施例2的光源装置300的结构的平面图。
图6是表示图5所示的光源装置300的光谱和透过特性的图。
图7是实施例2的xy色度图。
图8是表示实施例2的驱动控制定时的图。
图9是表示本发明的实施例3的光源装置400的结构的平面图。
图10是表示图9所示的光源装置400的光谱和透过特性的图。
图11是实施例3的xy色度图。
图12是表示实施例3的驱动控制定时的图。
图13是表示现有的光源装置100的结构的平面图。
图14是表示图13所示的光源装置100的光谱和透过特性的图。
标号说明
200-光源装置，201R-LED，201G1-LED，201G2-LED，201G3-LED，201B-LED，202R-液晶光阀，202G1-液晶光阀，202BG2-液晶光阀，203-十字分色棱镜，300-光源装置，202RG3-液晶光阀，400-光源装置，202B-液晶光阀。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明的光源装置和投影机的实施例。另外，本发明不只限定于该实施例。
实施例1.
图1是表示本发明的实施例1的光源装置200的结构的平面图。该光源装置200例如用于投影机。在光源装置200中，LED201R、LED201G1、LED201G2和LED201B分别配置在后述的十字分色棱镜203的三个边的附近，是分别产生红色光(以下称为R光)、第1绿色光(以下称为G1光)、第2绿色光(以下称为G2光)和蓝色光(以下称为B光)的固体发光元件。其中，R光、G1光、G2光和B光如图2所示分别具有不同峰值波长λR、λG1、λG2和λB的光谱。
这样，通过使用R光、G1光、G2光和B光这4种色的光，如图3的xy色度图所示，与使用3色(RGB)的情况(参照色域A1)相比扩大了色再现范围(参照色域A2)。
LED201R配置在液晶光阀202R的附近。液晶光阀202R是根据图像信号调制从LED201R射出的R光的透过型的液晶显示装置。即，在液晶光阀202R中，形成对应于R光对应色的图像，R光在透过时被调制。
LED201G1配置在液晶光阀202G1的附近。液晶光阀202G1是根据图像信号调制从LED201G1射出的G1光的透过型的液晶显示装置。即，在液晶光阀202G1中，形成对应于G1光对应色的图像，G1光在透过时被调制。
LED201G2和LED201B并列配置在液晶光阀202BG2的附近。从这些LED201G2和LED201B向液晶光阀202BG2以分时的方式交替地射出G2光和B光。液晶光阀202BG2是兼有根据图像信号调制从LED201G2射出的G2光的功能和根据图像信号调制从LED201B射出的B光的功能的透过型的液晶显示装置。即，在液晶光阀202BG2中，以分时的方式交替地形成对应于G2光对应色的图像和对应于B光对应色的图像。
十字分色棱镜203具有2个分色膜204和分色膜205。这些分色膜204和分色膜205呈X形地正交配置。分色膜204具有图2用虚线表示的透过特性，使G1光、G2光B光透过，而使R光反射。分色膜205具有该图用点划线表示的透过特性，使R光和G1光透过，而使G2光和B光反射。这样，图1所示的十字分色棱镜203具有合成R光、G1光、G2光和B光的功能。投影透镜206是将由十字分色棱镜203合成的光投影在屏幕(图示略)上的透镜。
在上述的结构中，控制部(图示略)以图4所示的定时分别驱动控制LED201R、液晶光阀202R、LED201G1、液晶光阀202G1、LED201B、LED201G2和液晶光阀202BG2。即，LED201R和LED201G1通过控制部的控制而被持续驱动。因此，从图1所示的LED201R和LED201G1持续地射出R光和G1光。液晶光阀202R和液晶光阀202G1通过控制部的控制在如图4所示的时刻t1、时刻t3被驱动，分别调制R光和G1光。
其中，各写入时间T是在液晶光阀202R、液晶光阀202G1和液晶光阀202BG2上利用线顺序写入方式从第1行到最后1行写入所需要的时间。
另一方面，LED201B和LED201G2通过控制部的控制以分时的方式交替地被驱动。具体来说，液晶光阀202BG2在时刻t1、时刻t2和时刻t3被驱动，交替地调制B光和G2光。LED201B，在液晶光阀202BG2在时刻t1被驱动而整行写入结束之后，在时刻t1+α被驱动。另一方面，LED201G2，在液晶光阀202BG2在时刻t2被驱动而整行写入结束之后，在时刻t2+α被驱动。
通过以上述的定时进行控制，在十字分色棱镜203合成R光、G1光、G2光和B光，被合成的光由投影透镜206投影在屏幕(图示略)上。
如以上的说明，按照实施例1，由于设置了合成R光、G1光、G2光和B光的十字分色棱镜203；LED201R、LED201G1、LED201G2、LED201B；和驱动控制这些LED201R、LED201G1、LED201G2和LED201B的控制部(图示略)，并列设置了LED201G2和LED201B而如图2所示使G2光和B光的峰值波长相邻，并且控制部以分时切换的方式驱动控制LED201G2和LED201B，所以在扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小光学系统的尺寸。
此外，按照实施例1，由于设置了分别配置在十字分色棱镜203的入射侧的与各色的图像对应地对R光、G1光、G2光和B光分别进行调制的液晶光阀202R、液晶光阀202G1和液晶光阀202BG2，控制部与LED201G2和LED201B的切换对应地驱动控制液晶光阀202BG2，所以在扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小显示图像的投影机中的光学系统的尺寸。
实施例2.
在上述的实施例1中，虽然对使用R光、G1光、G2光和B光这4种色光的结构的例子进行了说明，但也可以作为使用对上述4种色光增加第3绿色光(以下称为G3光)的5种色光的结构的例子。以下把这种结构的例子作为实施例2进行说明。
图5是表示本发明的实施例2的光源装置300的结构的平面图。光源装置300用于例如投影机。在该图中，与图1的各部分对应的部分附加相同的标号。在该图所示的光源装置300中，增设了LED201G3，并且设置了代替图1所示的液晶光阀202R的液晶光阀202RG3。LED201G3是产生上述G3光的固体发光元件。其中，R光、G1光、G2光、G3光和B光如图6所示具有各自不同的峰值波长λR、λG1、λG3、λG2和λB的光谱。即，G3光的波长比G1光的波长长，比R光的波长短。
这样，通过使用R光、G1光、G2光、G3光和B光这5种色的光，如图7的xy色度图所示，与使用3色(RGB)的情况相比(参照色域A1)，进一步扩大了色再现范围(参照色域A3)。
在图5中，LED201G3与LED201R并列配置在液晶光阀202RG3的附近。从这些LED201G3和LED201R向液晶光阀202RG3以分时的方式交替地射出G3光和R光。液晶光阀202RG3是兼有根据图像信号调制从LED201G3射出的G3光的功能和根据图像信号调制从LED201R射出的R光的功能的透过型的液晶显示装置。即，在液晶光阀202RG3中，以分时的方式交替地形成对应于G3光对应色的图像和对应于R光对应色的图像
此外，在实施例2中，分色膜204具有图6中虚线表示的透过特性，使G1光、G2光和B光透过，而使G3光和R光反射。分色膜205具有该图中点划线表示的透过特性，使R光、G3光和G1光透过，而使G2光和B光反射。
在上述结构中，控制部(图示略)在图8所示的定时分别驱动控制LED201R、LED201G3、液晶光阀202RG3、LED201G1、液晶光阀202G1、LED201B、LED201G2和液晶光阀202BG2。即，LED201G1通过控制部的控制而被持续驱动。因此，从图5所示的LED201G1持续射出G1光。液晶光阀202G1通过控制部的控制在图8所示的时刻t1、时刻t3被驱动，调制G1光。
其中，各写入时间T是在液晶光阀202RG3、液晶光阀202G1和液晶光阀202BG2上通过线顺序写入方式从第1行到最后1行的写入所需要的时间。
此外，LED201R和LED201G3通过控制部的控制以分时的方式交替地被驱动。具体来说，液晶光阀202RG3在时刻t1、时刻t2和时刻t3被驱动，交替地调制R光和G3光。LED201R，在液晶光阀202RG3在时刻t1被驱动而整行写入结束之后，在时刻t1+α被驱动。另一方面，LED201G3，在液晶光阀202RG3在时刻t2被驱动而整行写入结束之后，在时刻t2+α被驱动。
此外，LED201B和LED201G2通过控制部的控制以分时的方式交替地被驱动。具体来说，液晶光阀202BG2在时刻t1、时刻t2和时刻t3被驱动，交替地调制B光和G2光。LED201B，在液晶光阀202BG2在时刻t1被驱动而整行写入结束之后，在时刻t1+α被驱动。另一方面，LED201G2，在液晶光阀202BG2在时刻t2被驱动而整行写入结束之后，在时刻t2+α被驱动。
通过在上述的定时进行控制，由十字分色棱镜203合成R光、G1光、G2光、G3光和B光，被合成的光由投影透镜206投影在屏幕(图示略)上。
如以上的说明，按照实施例2，由于设置与LED201R并列配置的产生G3光的LED201G3，如图6所示，使R光和G3光的峰值波长相邻，控制部以分时切换的方式驱动控制LED201R和LED201G3，所以在进一步扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小光学系统的尺寸。
此外，按照实施例2，设置了液晶光阀202RG3，控制部与LED201R和LED201G3的切换对应地驱动控制液晶光阀202RG3，从而在进一步扩大色再现范围并实现高辉度化的同时能够缩小显示图像的投影机中的光学系统的尺寸。
实施例3.
在上述的实施例2中，虽然对使用R光、G1光、G2光、G3光和B光5种色光的结构的例子进行了说明，但也可以作为使用从上述5种色光中去除G2光的4种色光的结构的例子。以下把这种结构的例子作为实施例3进行说明。
图9是表示本发明的实施例3的光源装置400的结构的平面图。光源装置400用于例如投影机。在该图中，与图5和图1的各部分对应的部分附加相同标号。在该图所示的光源装置400中，去除图5所示的LED201G2，并且代替图5所示的液晶光阀202BG2配置有液晶光阀202B。光阀202B配置在LED201B的附近，是根据图像信号调制从LED201B射出的B光的透过型的液晶显示装置。即，在液晶光阀202B中，形成对应于B光对应色的图像，B光在透过时被调制。
其中，在实施例3中，通过使用R光、G1光、G3光和B光这4种色的光，如图11的xy色度图所示，与使用了3色(RGB)的情况(参照色域A1)相比，进一步扩大了色再现范围(参照色域A4)。
此外，在实施例3中，分色膜204具有图10中虚线所示的透过特性，使G1光和B光透过，而使G3光和R光反射。分色膜205具有该图中点划线所示的透过特性，使R光、G3光和G1光透过，而使B光反射。
在上述结构中，控制部(图示略)在图12所示的定时分别驱动控制LED201R、LED201G3、液晶光阀202RG3、LED201G1、液晶光阀202G1、LED201B、液晶光阀202B。即，LED201G1和LED201B通过控制部的控制分别被持续驱动。因此，从图9所示的LED201G1和LED201B持续射出G1光和B光。液晶光阀202G1和液晶光阀202B通过控制部的控制在图12所示的时刻t1、时刻t3被驱动，分别调制G1光和B光。
其中，各写入时间T是在液晶光阀202RG3、液晶光阀202G1和液晶光阀202B上通过线顺序写入方式从第1行写入到最后1行的写入所需要的时间。
此外，LED201R和LED201G3通过控制部的控制以分时的方式交替地被驱动。具体来说，液晶光阀202RG3在时刻t1、时刻t2和时刻t3被驱动，交替地调制R光和G3光。LED201R，在液晶光阀202RG3在时刻t1被驱动而整行写入结束之后，在时刻t1+α被驱动。另一方面，LED201G3，在液晶光阀202RG3在时刻t2被驱动而整行写入结束之后，在时刻t2+α被驱动。
通过在上述的定时进行控制，由十字分色棱镜203合成R光、G1光、G3光和B光，被合成的光由投影透镜206投影在屏幕(图示略)上。
如以上的说明，按照实施例3，能够起到与实施例1同样的作用抗
产业上利用的可能性.
如上所述，本发明的光源装置和投影机对色再现范围的扩大化、高辉度化、光学系统尺寸的小型化是有用的。

Claims (6)

1.一种光源装置，其特征在于，包括：
合成从第1～第3光路入射的第1色光～第4色光的光合成装置；
配置在上述第1光路上的产生上述第1色光的第1发光装置；
配置在上述第2光路上的产生上述第2色光的第2发光装置；
配置在上述第3光路上的产生上述第3色光的第3发光装置；
在上述第3光路上与上述第3发光装置并列配置的产生上述第4色光的第4发光装置；以及
驱动控制上述第1发光装置～第4发光装置的控制装置；
其中，上述第1色光～第4色光中上述第3色光与上述第4色光峰值波长相邻，上述控制装置以分时切换的方式驱动控制上述第3发光装置和上述第4发光装置。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
具有与上述第1～第3光路分别对应地配置在上述光合成装置的入射侧的、与各种色的图像对应地分别对第1色光～第4色光进行调制的第1～第3调制装置，其中，上述控制装置与上述第3发光装置和上述第4发光装置的切换对应地驱动控制上述第3调制装置。
3.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
具有在上述第1光路上与上述第1发光装置并列配置的、产生第5色光的第5发光装置；其中，上述第1色光与上述第5色光峰值波长相邻；上述控制装置以分时切换的方式驱动控制上述第1发光装置和第5发光装置。
4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于：
具有与上述第1～第3光路对应地分别配置在上述光合成装置的入射侧的、与各种色的图像对应地分别对第1色光～第5色光进行调制的第1～第3调制装置；其中，上述控制装置，与上述第1发光装置和上述第5发光装置的切换对应地驱动控制上述第1调制装置，与上述第3发光装置和上述第4发光装置的切换对应地驱动控制上述第3调制装置。
5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
在上述色光中，上述第1色光和上述第3色光是红色光和蓝色光的任意一方和另一方，上述第2色光是绿色光，上述控制装置持续驱动上述第2色光。
6.一种投影机，使用权利要求1～5中的任意一项所述的光源装置。
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