CN1688928A - 投影显示装置 - Google Patents

投影显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1688928A
CN1688928A CNA038236494A CN03823649A CN1688928A CN 1688928 A CN1688928 A CN 1688928A CN A038236494 A CNA038236494 A CN A038236494A CN 03823649 A CN03823649 A CN 03823649A CN 1688928 A CN1688928 A CN 1688928A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
projection display
mentioned
display equipment
luminophor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA038236494A
Other languages
English (en)
Inventor
岛田直人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of CN1688928A publication Critical patent/CN1688928A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3111—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
    • H04N9/3117—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources by using a sequential colour filter producing two or more colours simultaneously, e.g. by creating scrolling colour bands
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2013—Plural light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/208—Homogenising, shaping of the illumination light
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B33/00—Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
    • G03B33/10—Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3111—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3179—Video signal processing therefor
    • H04N9/3182—Colour adjustment, e.g. white balance, shading or gamut

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

来自由以下部件组成的照明单元(100)的射出光经照明部件(300)照射照明到光调制元件(200)，通过显示控制部(600)控制上述光选择控制部(107)和上述光调制元件(200)，使从上述照明单元(100)来的射出光对与该射出光相应的上述光调制元件(200)进行照明。这些部件为：多个发光体(101)、点亮驱动它们的发光体驱动部(102)、使点亮的上述多个发光体(101)的射出光在光学上分别单个地导向射出的多个导光部件(103)、可使这些导光部件(103)和上述发光体(101)相对移动的可动部(104)、控制上述可动部(104)和/或上述发光体驱动部(102)以便从上述多个发光体(101)的光中选择入射到上述多个导光部件(103)的光的光选择控制部(107)。

Description

投影显示装置
技术领域
本发明涉及光的利用效率高、实现高亮度且小型化的投影显示装置。
背景技术
迄今，在特定处所，高效率照明的聚光照明装置，例如车头灯、台灯、聚光灯、手电筒、数据投影用照明单元等通过使从相对接近点光源的发光源来的光反射到反射形状有讲究的反射单元上，此外，使其反射的光通过光学透镜等提高光束的定向性的、所谓比较单纯的方法，进行通常聚光性能高的照明。
即使在通常照明中也可以说是同样的，然而，在这些聚光照明装置中，也更希望不怎么增大装置本身尺寸，而得到更加明亮的照明光。不过，通常为了得到更加明亮的照明光，发光源的尺寸变大了，而增大发光源的施加功率，提高输出。同时为了提高其聚光性能，要使用对发光源相对扩大的反射单元、或者光学透镜。因此，为了得到聚光效率好的亮度，照明装置尺寸必然地对发光源不得不变大。换言之，如果有高输出，而且接近点光源的小型发光源，则也可使照明装置全体小型化。根据这样的要求，即使在现有方式，发光源的小型化也正在进步中，尤其是基于可高输出的放电类型的小型发光源正成为现在有力的手段。可是，即使是小型放电类型的发光源，也存在多种需要减小电路规模很困难的高压电压的驱动等、对作为照明装置全体的小型化的问题。因此，对于使用小型放电类型发光源的照明装置小型化可说大体上已经接近极限。
另一方面，作为下一代小型发光源，发光二极管(以下简称为LED)最近赢得显著的注目。至今为止对于LED而言，尽管具有小型、高耐性、长寿命等的优点，但受限于其发光效率以及发光输出各点的制约。因此作为各种仪表用指示器照明或控制状态的确认灯的用途为主。可是，近年来发光效率正在急速地改善。可以说，超过迄今作为最高效率的放电灯的高压水银灯或荧光灯的发光效率只是时间问题。通过该高效率、高亮度LED的出现，基于LED的高输出发光源急速地带来实用性。最近，除了现有技术的红色、绿色之外，蓝色LED也已向着实用阶段，加速了其应用。事实上，通过多个使用该高效率高亮度LED，开始了迄今为止作为亮度或效率上不可能的交通信号灯、室外用大型全彩色显示器、汽车的各种灯、便携电话的液晶显示背光灯的实用化。
考虑使用该高效率、高亮度LED作为要求聚光性能的照明装置所希望的小型发光源。LED其实在寿命、耐久性、点亮速度、点亮驱动电路的简易性方面相对其它发光源具有优良的特征。此外，特别是蓝色的参与，作为自发光发光源，3原色齐全扩大了作为全彩色图像显示器件的应用范围。作为要求聚光性能的照明装置的典型例，例如有从图像数据形成显示图像并映出的投射显示装置。在该投射显示装置中，迄今通过滤色镜从白色系发光源分离出所希望的原色，对与各色对应的图像数据施以空间光调制，对它们通过空间或时间上合成，已可能作成彩色图像显示。在使用白色系的发光源时，由于是分离所希望的唯一色并加以利用，所以常常存在分离的色以外的会通过滤光镜而无效地舍弃的情况。在这一点上，因为LED是发出所希望的色本身，在必要时能发必要量的光。因此，与现有技术的白色发光源的情况相比，不存在使光浪费，可以效率好地利用发光源的光。
着眼于这类LED优良的使用条件，例如，在特开平11-32278号公报或特开平11-352589号公报等中公开了在投射显示器件用的照明装置内使用LED的例子。在这些公报中公开的技术中，通过构成多个LED来确保光量。而且，通过光学透镜等光学元件对各个发光源来的一部分光束进行聚光，进行光束控制，以便很好收容到照射的光学调制元件允许的入射角内。通常广泛使用的液晶显示器件一类的光学调制元件作为照明光允许的入射角非常小。因此，不仅单单是聚光性能，而且形成平行性更高的光束进行照射成为理想。这在提高光调制元件的光利用效率方面成为极其重要的要点。
可是，如上述所示，作为发光源使用LED的情况下，存在所谓不作为点源，而必须作为面发光的散射光源进行处理的制约。因此，使用透镜等光学元件，如点光源的情况那样，使发出的光得到所谓效率好且容易地聚光、平行性高的光束，从理论上讲变得异常困难。此外，为了确保光量，必然地使构成多个LED变得必要。然而，这样一来，由于相应地增大结构尺寸，使合成多个LED的光，得到提高平行性的光束变得更加困难。这个事实表明其结果更加远离了LED作为优良的小型光源备有许多特性，且期望得到更加高效的聚光、提高平行性的光束的目的。
即，LED除了作为小型光源以及原来具有的多种优越性之外，还齐备了所谓朝向高亮度、高效率化发展的好材料。然而，对于在预定区域提高聚光性或平行性、效率好的照明必要的装置而言，残留有所谓非常难以使用的、至今尚未解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种照明单元，其可得到在使用LED一类发光体的情况下变得困难的、聚光性或平行性优良且非常明亮的照明光，且为使同时点亮的发光体构成数不超过需要以上，在抑制发热本身的同时，改善散热性，降低发光体的负荷，可制出效率良好、非常明亮的照明光的照明单元，从而提供可进行明亮的投影显示的投影显示装置。
即，在只通过多个排列LED一类的发光体并同时点亮赢得光量的方法中，伴随发光面的大小必然地不得不使光学系统等变大，装置本身的规模变大，一旦不能效率好地制作聚光性或平行性高的光束，则成为异常困难的问题。然而本发明的目的一气解决这些问题，提供以LED作为照明光源的明亮的、色再现性良好的投影显示装置。
本发明的投影显示装置的特征为，包含以下部件，即：
多个发光体，
使上述多个发光体分别点亮驱动的点亮部件，
通过上点亮部件使点亮的上述多个发光体射出光在光学上各自单个地导向、射出的多个导光部件，
可使上述多个导光部件和前述发光体相对的移动的可动部件，
控制上述可动部件和/或上述点亮部件的光选择控制部件，以便从前述多个发光体的光中选择入射到上述多个导光部件的光，
按照图像数据，对自入射的光进行光调制的光调制元件，
通过从上述多个导光部件的射出光对上述光调制元件进行照明的照明部件，和
控制上述光选择部件和上述光调制元件的显示控制部件，以便从上述多个导光部件的射出光对与该射出光相应的上述光调制元件进行照明。
附图说明
图1是用于说明照明原理的本发明的第1实施例的投影显示装置的照明单元功能的方框图。
图2是示出发光单元部构成的图。
图3是通过模型化的曲线示出LED施加电流和发光量之间关系的图。
图4是示出图2中的7个LED发光定时的图。
图5A是从背面看第1实施例的发光单元部的另外的变形例的图。
图5B是图5A的BB’线的箭头方向截面图。
图6是第1实施例的投影显示装置的方框构成图。
图7是示出第1实施例的投影显示装置变形例的图。
图8A是示出在本发明第2实施例的投影显示装置中使用的杆(rod)运转型照明单元构成的截面图。
图8B是示出在本发明第2实施例的投影显示装置中使用的杆运转型照明单元构成的右侧面图。
图9是示出本发明第3实施例的投影显示装置中LED的配置和导光杆部件之间关系的图。
图10是示出第3实施例的投影显示装置的光学构成的图。
图11是示出导光杆部件的位置和光调制元件的驱动定时之间关系的图。
图12是示出第3实施例的投影显示装置的电控制系统方框构成图。
图13是示出本发明第4实施例的投影显示装置的光学构成的图。
图14是示出杆运转型照明单元和光调制元件的驱动定时之间关系的图。
图15是示出第4实施例的投影显示装置的电控制系统的方框构成图。
图16是示出本发明第5实施例的投影显示装置的光学构成的图。
图17是示出第5实施例的投影显示装置的光学构成的另一例的图。
图18是示出第5实施例的投影显示装置的光学构成另一例的图。
图19是示出第5实施例的投影显示装置的电控制系统的方框构成图。
图20是示出LED发光和光调制元件驱动的定时的图。
图21是示出本发明第6实施例的投影显示装置的光学构成的图。
图22是示出杆运转型照明单元和光调制元件的驱动定时的图。
图23A是示出图21中的DM“1”的分光特性的图。
图23B示出图21中的DM“2”的分光特性的图。
图24是示出第6实施例的投影显示装置变形例的光学构成的图。
图25是示出本发明第7实施例的投影显示装置的光学构成的图。
图26是示出杆运转型照明单元和光调制元件的驱动定时的图。
图27是示出图25中的DM的分光特性的图。
图28是示出各杆运转型照明单元中使用的各色LED的色度坐标、对每个色合成的色坐标、和可色再现的色区域的色度图。
图29是示出用于色彩信息变换的图像信号处理电路构成的图。
图30是示出本发明的第8实施例的投影显示装置的光学构成的图。
图31是示出第8实施例的投影显示装置的变形例的光学构成的图。
图32是第8实施例的投影显示装置的电控制系统的方框构成的图。
图33是示出各杆运转型照明单元的驱动定时的图。
图34是示出本发明的第9实施例的投影显示装置的光学构成的图。
图35是示出在利用第9实施例的投影显示装置构成并以G系的色作为双色的情况下的各杆运转型照明单元中使用的各色的LED的色度坐标和可色再现性的色的区域的色度图。
图36是示出在利用第9实施例的投影显示装置构成，以R系的色作为双色的情况下的各杆运转型照明单元中使用的各色的LED的色度坐标和可色再现性的色的区域的色度图。
图37是示出本发明第10实施例的投影显示装置中使用的杆运转型照明单元的LED配置和导光杆部件之间关系的图。
图38是示出本发明的第11实施例的投影显示装置的光学构成的图。
图39A是示出第11实施例的投影显示装置中使用的杆运转型照明单元的LED配置和导光杆部件之间关系的图。
图39B是图39A的BB’线箭头方向截面图。
图39C是图39B的CC’线箭头方向的射出光束的概略形的图。
图39D是图39B的DD’线的射出光束的概略形的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例加以说明。
第1实施例
在详细地说明本发明的投影显示装置的第1实施例之前，首先，说明本发明的第1实施例的投影显示装置的照明单元的基本的照明原理。
在这里，所谓照明原理，如果参照图1及图2加以说明，指的是，通过以下部件对被照明区域明亮地照明，这些构成为：作为与点亮部件相当的点亮部的、具有调整发光体、例如高亮度LED的发光量的功能的发光体驱动部7；作为与照明部件相当的照明部的、使点亮的发光体的光聚光到被照明区域的光学透镜17、18；作为与可动部件相当的可动部的、可使作为光控制部件的支持部件11运转的音圈马达(Voicecoil motor)12等的发光体可动部4；以及与光选择控制部件相当的光选择控制部。该光选择控制部件由给予利用上述可动部件将LED移动到上述光学透镜的聚光区域中心的发光基准位置上的控制量的发光体可动控制部2、和以供给单脉冲大电流使在其发光体基准位置的LED发光的方式给予点亮部件控制量的发光体选择控制部6所构成。
动作开始命令部1输出命令基于该照明单元的照明动作的开始的信号。该动作开始命令部的输出为了开始照明，可以与用户操作的未图示的触发开关连动。或者也可以是与启动照明动作必要的未图示的其它功能块连动。从上述动作开始命令部1输出的信号输入到发光体可动控制部2。
另一方面，在发光单元部3上配置构成多个发光体，例如LED L1、L2、…、Ln。这些LED成为其自身机械上可动的机构。为了驱动LED而可动构成发光体可动部4。上述发光体可动控制部2对该发光体可动部4给予LED的移动控制量。根据其给予的控制量，LED通过上述发光体可动部4在空间上作高速移动。上述发光体可动部4可以是例如现有的电磁式马达、静电式马达等，进行电移动控制，也可以通过所要求的条件选择合适的部件。
此外，在LED附近附设构成用于获知LED移动量或移动定时的发光体位置检测传感器的发光体位置检测部5。该发光体位置检测部5通过进行LED的位置检测，检出应发光的LED，输出与其对应的信号。
从上述发光体位置检测部5输出的信号输入到发光体选择控制部6。该发光体选择控制部6基于该输入信号，选择应发光的LED。而且，对该选择的LED输出发光的导通、断开或给予发光量的控制量。该输出的控制量输入到与上述LED L1、L2、…、Ln分别对应而构成的作为点亮部件的发光体驱动部71、72、…7n内的任一选择的发光体驱动部(这时，示出LED由n个构成)。
由可发出上述LED L1，L2，…，Ln的发光色的细分互不相同色的光构成的情况下，LED L1，L2，…Ln通过由发光体可动部4高速移动，例如通过作成1/60秒以下，可用视觉残留现象作出混合这些发光色的照明光。该可感觉的混合色通过各个LED发光色的组合，或通过各个发光量是可以灵活地设定的。因此，在照明色特性设定部8设定要求的照明光的混合色，通过把该信息给予发光体选择控制部6，发光体选择控制部6可输出与其对应的控制量。在上述照明色特性设定部8的照明色的设定方法用机械方法、电方法、软件方法件的任一种都可以。设定内容也可以为要求的照明色那样的直接方法，也可以为对各个不同的发光色的LED设定发光量的间接方法。作为设定混合色的方法，除了上述所示的设定发光色或发光量的方法之外，也可以使用控制LED各个的发光时间使其变化那样的方法。
即，根据本实施例，通过构成多个LED、使这些LED高速移动，并且使位于特定处所的LED单脉冲地发光，通过在该特定处所连锁地使不同的LED连续地发光，可以得到表观上与1个LED等价的连续发光。
图2是示出通过图1所说明的发光单元部3，基于上述照明原理，最简单地构成照明单元情况的照明单元的构成的图。
在本例中，用7只LED作为发光体。即，在以图示所示的等间隔地在支持部件11上安装LED L1～L7。在这里，LED具有砲弹型透镜。上述支持部件11是具有通过与上述发光体可动部4相当的音圈马达12，沿着图中箭矢A1方向可高速滑动的机构。
在上述支持部件11的背面成为与LED L1～L7对置关系，7只反射部13相互分离地形成。这些反射部13与发光元件14及受光元件15一起构成上述发光体位置检测部5。即，这些反射部13这样固定地配设，以便对从发光元件14向着预定方向发出的光进行反射，通过受光元件15可受光。而且，如图所示，如果反射部13来到预定的发光基准位置16上，则从那里反射的光输入到上述受光元件15。因此，通过对从初始反射部的反射次数进行计数，则可以检测成为与反射部对置的LED是否存在于发光基准位置16上。作为发光基准位置16在同一图的状态下取位于LED L1处。
在处于上述发光基准位置16的LED发光前面构成用于对发光的光聚光的光学透镜17和用于光路控制的光学透镜18，以便使通过该光学透镜17聚光的光可照射到所希望的被照射区域。即，如果上述支持部件11移动，使LED通过上述发光基准位置16，则只有该通过的LED发光，该光照射到被照射区域上。通过对LED L1～L7顺序地反复该动作，即使在某一定时间内LED L1～L7发出的光通过时间分割得到表观上大体连续的照明光。
如图3所示，LED可以增加具有预定允许界限的施加电流和也可以增加发光的光量。允许界限当然受使用的材料特性，组成缺陷，散热性能、周边电极的电传导性等影响决定的。然而，即使在同一LED中，尤其是通过提高散热性能，可给予连续发光的额定以上的施加电流，得到大光量。
为了提高散热性，当然可为提高LED周围的热传导性，在更短时间内散热的方法，然而，不仅连续发光，而且如果通过极短时间的脉冲发光，采用更多的非发光时间的话，则使抑制发热的发光也成为可能。即，如果限定在发光定时内进行观察，则在极短时间施加更多电流，与连续发光相比，可增强亮度进行发光。如果利用该特性，利用本实施例那样的照明原理，则可以制作出在连续发光中不能得到的强光。
在上述说明中，使LED L1～L7对光学透镜17、18移动，可能使光学透镜17、18对LED L1～L7相对地移动，不消说这样的构成也可得到同样的效果。
图4是示出图2说明的LED L1～L7的发光定时的时间图。取横轴为时间轴，取纵轴为发光量。如该图4所看到的，对LED L1～L7分别进行时间分割，以连续形式对它们进行发光控制。
即使把上述光学透镜17、18置换为1个杆形透镜构成，也可以同样地取得用于得到照明光的光学构成。
此外，通过在上述光学透镜17的前级上配设作为把LED的光导向射出到上述光学透镜17的导光部件的杆部件，也可以使上述光学透镜17、18配置在离开上述LED的位置上。
如图5A及图5B所示，在本实施例的发光单元部3的另外的变形例上，使作为与旋转轴20连接的光控制部件的平面反射镜21成为一体化的构造。旋转轴20通过旋转轴承22而得到支持，与驱动马达23连接。通过该驱动马达23，成为可使上述平面反射镜21沿图示箭矢A2方向高速地旋转的机构。
另一方面，以上述旋转轴20作为公共中心轴，滚筒状的滚筒支持部件24如图所示地固定化而形成，作为发光体的LED25沿着该滚筒支持部件24的内侧侧面，作成2级紧密地配设。在图5A中，通过不同阴影线表示LED25各自发光色的不同(因此，作成阴影线示出的部分并非表示截面)。在图5B上，为了简单化，连续地排列同一色，通过圆周设定的各色(通过不同的虚线的阴影线示出)取代分别描绘LED25，加以区分，在旋转一次的过程中，作为按照红(R)色、绿(G)色、蓝(B)色的顺序发出光的色切换的LED列26R、26G、26B画出。
2组聚光透镜27由与上述旋转轴20一体化的旋转支持部件28支持，以便与上述平面反射镜21连动，并可旋转移动。配设LED25的级数以及聚光透镜27的组数基本上是相同的，对于其数没有限制，也可以根据需要加以适当的设定。
在这样的构成中，对于上述平面反射镜21的一次旋转，应当可得到可生成一帧彩色图像所必要的3原色场(field)图像的照明光。即，在滚筒支持部件24上配设的LED25重复按时间分割顺序发光，围绕内周侧面地进行连锁发光(围绕发光点29)。这种情况下，一旦平面反射镜21进行旋转动作，则进行发光控制，以便与其同步地使处于对应关系的LED25发光。即，使发光的LED25的光被平面反射镜21反射后聚光，经光学透镜30射出到被照射区域的构成关系成立。
即，一旦使上述平面反射镜21进行旋转动作，则加以发光控制，以便与其同步地使处于对应关系的LED25进行发光，而按照良好地取入从发光的LED25来的光的配置关系设置聚光透镜27。即，通过聚光透镜27一旦对发光LED25的光进行聚光，则使被平面反射镜21反射的光路弯曲，经光学透镜30使射出到被照射区域的构成关系成立。
以上作为本发明的第1实施例，对基本原理加以说明，其构成多个LED L1～Ln或25，使这些LED高速地作移动，或使平面反射镜21及聚光镜27高速旋转移动，同时，使位于特定处所(发光基准位置16或发光点29)的LED单脉冲地发光，通过连锁地使不同的LED连续地发光，可得到外观上与1个LED等价的连续发光。
尤其是，对在被照射区域上聚光或者作成平行光，而且明亮地照明的照明单元加以说明，然而这样的照明单元可以在作为摄像装置的照明的所谓闪光(strobo)照明中加以利用。此外，在本实施例，为了简单地加以说明，以预定的短时间照明作例加以说明，然而对此没有特定的限定，在进行火炬灯(torchlight)等连续照明的照明单元中使用也是可能的。
本发明的第1实施例的投影显示装置，如图6所示，配备1个照明单元100、和遵从图像数据，对从该照明单元100来的光进行光调制的一个光调制元件200。
上述照明单元100具有如下部件：LED等多个发光体101；作为与对上述多个发光体101分别点亮驱动的点亮部件相当的点亮部的发光体驱动部102；与光学上分别单个地对由上述发光体驱动部102点亮的上述多个发光体101射出的光导向射出的多个导光部件相当的导光部件103；与用于可使上述多个导光部件103和上述发光体101之间相对地移动的可动部件相当的可动部104；用于检测基于上述可动部104的上述多个导光部件103和上述发光体101之间相对移动的移动量或位置关系的传感器105；用于驱动上述可动部104的可动部件驱动部106，以便根据上述传感器105的检测结果，从上述多个发光体101的光中选择入射到上述多个导光部件103的光；和/或与控制上述发光驱动部102的光选择部件相当的光选择控制部107。
在这里，上述发光体101与上述发光体L1～L7，Ln，LED25相当。上述发光体驱动部102与上述发光体驱动部71～7n相当。上述导光部件103与上述平面反射镜21相当。作为该导光部件103与照明单元100实际的机械构造一致，也可以利用中密的玻璃制杆部件或在内面制作光反射膜的中空光导管(light pipe)。上述可动部104与上述发光体可动部4或上述音圈马达12、上述驱动马达23相当。上述传感器105与上述发光体位置检测部5或发光元件14和受光元件15相当。上述光选择控制部107与由上述发光体控制部2及发光体选择控制部6构成的上述光选择控制部件相当。
上述光调制元件200是透过型LCD或反射型LCD或以DMD(数字微反射镜器件)的商标而为所知的2维微反射镜偏转阵列。对于上述DMD，因为已在例如USP6,129,437上公开，所以省略其详细说明。
本实施例的投影显示装置还配备与照明部件相当的照明部件300，投影光学系统400，操作面板500，与显示控制部件相当的显示控制部600，光调制元件驱动部201。
在这里，上述照明部件300用于把从上述多个导光部件103射出的光均匀照明到预定的光调制元件200，与上述光学透镜17、18、30相当。这与该投影显示装置各部实际的机构构造、配置一致，用二向色反射镜(以下，记作DM)使光束分离或合成，也可以按照通过偏振光束分裂器(Polarization beam splitter，以下记作PBS)合成光束那样的构成。
上述投影光学系统400用于放大投影上述光调制元件200。即，在上述光调制元件200中，例如，在透过型LCD上显示图像，通过上述投影光学系统400可以使该显示的图像放大投影到屏幕700上。该投影光学系统400也可以只是光学透镜，也可以是与该投影显示装置各部实际的机械构造、配置一致，包含用DM合成光束那样的光学系统。
上述操作面板500是对上述显示控制部600配置用于指示投影显示的动作开始/终止的操作按扭等的面板。
上述显示控制部600响应从上述操作面板500来的动作开始指示，进行输入图像信号的数据变换(色信息、显示速率)。而且按照其结果得到的图像数据，控制上述光选择控制部107和用于驱动上述光调制元件200的上述光调制元件驱动部201的驱动定时，以便以与上述光调制元件200控制对应的色光进行照明。
作为上述发光体101使用多种(例如，R，G，B 3种)发不同色的发光体，通过对应于发光的发光体101种类的色的图像数据，驱动上述光调制元件200，使彩色图像的投影显示成为可能。即，这时上述显示控制部600控制上述光选择控制部107，以便从上述照明单元100射出时系列互不相同色的射出光，同时，通过以比输入彩色图像信号的帧速率(frame rate)数倍的速率，通过由上述光调制元件驱动部201驱动上述光调制元件200，在1帧内时分割地投影显示各色。
根据这样构成的投影显示装置，通过使各个发光体瞬时地进行预定期间强力发光，抑制了发热本身，而且散热性也优良，降低发光体101的负荷并且得到大的光量，高速地移动发光体101本身，或者，导光部件103的导光区域，通过对不同的发光体101逐次和连锁地执行其动作，可以得到外观上连续的非常明亮的照明光。即，可以构成为仅靠多个排列LED一类发光体101、通过同时点亮取得光量的方法不能完成的、使用有效地实现效率好地作出聚光性或平行性高的光束的照明单元100的投影显示装置。
此外，通过使用多种发不同色的发光体101，可以构成色再现区域宽广的彩色投影显示装置。
本第1实施例的投影显示装置的变形例，如图7所示，作成为RGB各自单个的照明单元100。即，配备了3个照明单元100和3个光调制元件200R，200G，200B。即使在各照明单元100中内藏的导光部件为1个，作为投影显示装置整体也具有多个导光部件103R、103G、103B。
本变形例如在各部分的参照号上附加R，G，B示出那样，对每一色设置图6构成的照明单元100、照明部件300、光调制元件200、光调制元件驱动部201。除了遵从显示控制部600处理输入的彩色图像信号得到的各色图像数据(R数据，G数据，B数据)来控制它们以外，因为是与图6所示的本第1实施例的投影显示装置同样，所以省略其说明。
可是，这种情况下，通过在各光调制元件200(在图7作为LCD示出)和投影光学系统400之间配置DM401，可以通过1个投影光学系统400使3个光学调制元件200R，200G，200B扩大投影到屏幕700上。
当然，在1个照明单元100上也可以设置多个发光体101及导光部件103。这种情况下，对各照明单元100的多个发光体101进行图4所示那样的定时控制。
第2实施例
其次，说明本发明的第2实施例。如图8A及图8B所示，在本第2实施例的投影显示装置中使用的杆运转型照明单元800在一体地构成与多个发光体和导光部件相当的导光部件的同时，配备多个使射出光向预定方向输出的照明单元。
即，在该杆运转型照明单元800中，通过作为与可动部件相当的可动部的马达803，使在作为可转动的保持夹具的杆保持件801上安装的L字型的光学面构成的2个方形导光杆部件802旋转。而且将作为在形成为滚筒状的LED基板804内周上排列的多个发光体的LED805，对各导光部件802，与1个或2个上述导光杆部件802的旋转一起顺序点亮。使上述导光杆部件802作成方形的理由是由于LED805是矩形，与其形状相近效率高，在弯曲成L字形时的损耗可以抑制到最低限。该L字形的导光杆部件802也可以通过一体成形制作，也可以粘合以下3个部件形成，即：棱柱形的平行杆802a，在斜面上施以反射涂层的光路弯曲用的反射棱镜802b和锥形杆802c。
而且，以上述导光杆部件802的射出端面802d作为假想光源，通过作为与照明部件相当的照明部件的聚合透镜301在作为光调制元件的显示器件202上构成制作了光学瞳孔的科勒(Kohler)照明光学系统。
上述马达803通过作为可动部驱动部的马达驱动电路806驱动，上述LED805通过作为发光体驱动部的LED驱动电路807驱动。这些马达驱动电路806以及LED驱动电路807通过作为与光选择控制电路相当的光选择控制部的发光控制电路808来控制。这时，发光控制电路808根据基于旋转传感器809引起的杆保持件801的旋转位置的检测，控制LED805的发光定时。
这样一来，顺序切换多个LED805脉冲发光，边与LED805的发光切换一致地选择与取入发射光的导光杆部件802的相对位置关系，边移动，得到有效的高亮度的LED，从导光杆部件802得到提高了大光量的平行度的光。
在该构成中，通过旋转导光杆部件802，进行LED805和导光杆部件802的相对位置变化，然而也能通过移动LED805实现。如果从对LED805供电的观点看，则从可靠性方面说，移动导光杆部件802是优选的。这种情况下，由于如果导光杆部件802长度处于某种程度，则例如导光杆部件802的射出端面802D内的光强度分布的不均匀变小，所以把该射出端面802d看作均匀性高假想的矩形上面光源。因此，也可以使作为被照射物的显示器件202和导光杆部件802的射出端面802d作成共轭关系进行照明的临界照明。然而在这样的临界照明，如本构成所示，在导光杆部件802为多个的情况下，由于各导光杆部件802的射出端面802d的周缘部投影到被照射物上照明，所以照明变得不均匀。由于实际上旋转，照明区域成为圆形形状，由于转速，看起来不能区分周缘部。可以说在某瞬间在杆射出端面802d周缘部形成照明不均匀，照明不均匀时时刻刻在区域内变化，在按照时间分割进行灰度表现那样的显示器件202内不能使用。与此相反，如本构成所示，把从导光杆部件802射出的光束的角度强度分布变换为照明区域内的位置强度分布的科勒照明的情况下，即使导光杆部件802变化，由于从导光杆部件802射出的光束的角度强度分布也不变化，所以可以实现照明区域内的照明不均匀小的照明单元。
因此，因为通过使用这样的杆运转型照明单元800构成投影显示装置，使照明不均匀小，明亮照明成为可能，所以可投影显示没有亮度不均匀的图像。
第3实施例
其次，说明本发明的第3实施例。本第3实施例是使用从2个导光杆部件802射出时序互不相同的色光的杆运转型照明单元800和2个光调制元件200进行彩色图像的投影显示。
即，在本实施例中，杆运转型照明单元800，作为如图8A所示的形成为滚筒状的LED基板804内周排列的多个LED805，如图9所示在与其大约半周相当的部分上配置绿(G)色的发光色者，在与约1/4周相当的部分上配置红(R)色的发光色者，在与约1/4周相当的部分上配置蓝(B)色的发光色者。通过作成这样的LED805的配置，即使2个导光杆部件“A”802A及“B”802B通过马达803旋转，这些导光杆部件“A”802A及“B”802B的任一方也都处于发光色G的LED位置上，所以从该杆运转型单元800应当一直射出G光。与此相反，对R光及B光而言，上述导光杆部件“A”802A及“B”802B每旋转1/4切换射出。因此，从该杆运转型单元800常时射出2色。
从这样的杆运转型照明单元800的射出光，如图10所示，通过偏振光变换元件302其偏振光方向变换。该偏振光变换元件302是使自然光分为2个偏振光方向，变换偏振光使一方与另一方偏振光方向一致，从而高效率地变换成1个偏振光方向。由于本实施例在光调制元件200内使用LCD，所以有必要用该偏振光变换元件302，在使用DMD作为光调制元件200时，不用它。
通过这样的偏振光变换元件302变换偏振光方向的光，经透镜303入射到DM“1”304。作为该DM“1”304使用透过具有R光及B光波长的光，对持有G光波长的光则加以反射的分色镜(dichroic mirror)，而且透过该DM“1”304的R光或B光被镜305反射，照射到第1光调制元件(在本实施例为透过型LCD“1”)200-1上。反射上述DM“1”304的G光被镜306反射，照射到第2光调制元件(在本实施例为透过型LCD“2”)200-2上。
透过这些光调制元件200-1、200-2的光一起入射到DM“2”401上。作为该DM“2”401使用反射持有R光及B光的光，透过持有G光波长的分色镜。而且，通过该DM“2”401，对从上述第1光调制元件200-1来的R光或B光和从上述第2光调制元件200-2来的G光进行合成，导向投影透镜402。
导光杆部件的位置和光调制元件的驱动定时之间的关系在图11上示出。在这里，1帧是输入图像信号的1画面显示周期，一帧由2场(field)构成。上述第1光调制元件(透过型LCD“1”)200-1及第2光调制元件(透过型LCD“2”)2002-2一起倍速驱动，在1场下进行RG或BG的一个的显示，1帧之间可以进行RGB彩色显示。这种情况下，G对于同一数据进行二次显示。
在图12示出本第3实施例的投影显示装置的电控制系统的构成。即，在本实施例的投影显示装置中，作为与显示控制部件相当的显示控制部配备画像信号处理电路601和同步控制电路602。在这里，画像信号处理电路601进行输入图像信号的数据变换(色信息，显示速率)。同步控制电路602把其结果的图像数据在图11所示的时间在光调制元件200-1及200-2上显示。与此一起，与该时间一致地如图11所示使上述杆运转型照明单元800工作，把同步信号供给发光控制电路808。
这样作，可以构成与RGB彩色图像信号对应的彩色投影显示装置。
第4实施例
其次，说明本发明的第4实施例。如图13所示，本第4实施例的投影显示装置具有2个杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“1”800-1，杆运转型照明单元“2”800-2)。上述杆运转型照明单元800-1，800-2，如图14所示，构成为使在1帧间按照时序列射出R光，G光，B光。
而且，从第1杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“1”)800-1射出的RGB光通过偏振光变换元件307使该偏振光方向与P方向一致，从第2杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“2”)800-2射出的RGB射出光通过偏振光元件308使该偏振光方向与S方向一致，分别入射到PBS309。作为该PBS309采用P方向偏振光透过，S方向偏振光方向的光反射的偏振光束分裂器。而且，通过该PBS309使来自上述2个杆运转型照明单元800-1，800-2的光合成。
而且，该合成光经透镜303照射到光调制元件(在本实施例为DMD)200上，在该光调制元件200调制的光导向投影透镜402。在使用LCD作为光调制元件200时，在上述PBS309和透镜303之间还配置偏振光变换元件，有必要对合成光进行偏振光变换。
通过作成这样的构成，增大了照射到光调制元件200上光的光量，使更加明亮的投影显示成为可能。
这种情况下，如图14所示，使各自的2个导光杆部件转速和相位一致，以便从2个杆运转型照明单元800-1，800-2射出光发出相同色的光，同时，也使图像数据同步，进行场顺序彩色显示。因此，图15所示的图像信号处理电路601及同步控制电路602除了与上述第3实施例的同样功能之外，上述画像信号处理电路601备有把输入彩色图像信号变换到场顺序彩色视频信号的功能，此外，上述同步控制电路602备有使2个杆运转型照明单元800-1、800-2的相位一致的功能。
在图15未图示第2杆运转照明单元(杆运转型照明单元“2”)800-2的构成，由于是与上述第1杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“1”)800-1的构成同样，所以省略图示(在以下各实施例的说明中用的电控制系统方框图中，也是同样的)。
第5实施例
其次，说明由2个杆运转型照明单元和2个光调制元件构成的、本发明的第5实施例的投影显示装置。
图16到图18分别示出第5实施例的投影显示装置的光学构成。图19是本实施例的投影显示装置的电控制系统的方框构成图，图20示出LED发光和光调制元件驱动的时间图。
即，在图16所示的构成中，第1杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“1”)800-1构成为如图20所示常时射出G光。来自该第1杆运转型照明单元800-1的G射出光经透镜303-1照射到第1光调制元件(DMD“1”)200-1上。与此相反，第2杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“2”)800-2构成为如图20所示按时序列射出R光和B光。来自该第2杆运转型照明单元800-2的R射出光或B射出光经透镜303-2照射到第2光调制元件(DMD“2”)200-2上。而且，通过上述第1及第2光调制元件200-1，200-2调制的光通过DM401被合成，导向投影透镜402。
在图17所示的构成中，同样地从按照常时射出G光那样构成的第1杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“1”)800-1的G射出光经偏振光变换元件302-1及透镜303-1照射到第1光变换元件(LCD“1”)200-1上。同样地，来自按照序列射出R光的B光那样构成的第2杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“2”)800-2的R射出光或B射出光经偏振光变换元件302-2及透镜303-2，照射到第2光变换元件(LCD“2”)200-2上。而且，通过上述第1及第2光调制元件200-1，200-2调制的光在DM401合成，导向投影透镜402。
而且，在图18所示的构成中，同样地来自按照常时射出G光那样的构成的第1杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“1”)800-1的G射出光通过偏振光变换元件307与P方向的偏振光方向一致后，经透镜303-1入射到PBS309-1，透过该PSB309-1，照射到第1光调制元件(反射型LCD(以下记为LCOS。)“1”)200-1上。而且，通过该第1光调制元件200-1调制，而且使偏振光方向变换为S方向的G光被上述PBS309-1反射，入射到DM401。同样地来自按照时序列射出R光和B光那样构成的第2杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“2”)800-2的R射出光或B射出光通过偏振光变换元件308与S方向偏振光方向一致之后，经透镜303-2，入射到PBS309-2，被该PBS309-2反射，照射到第2光调制元件(LCOS“2”)200-2上。而且被该第2光调制元件200-2调制而且使偏振光方向变换为P方向的R光或B光透过上述PSB309-2，入射到上述DM401上。而且，通过这些第1及第2光调制元件200-1，200-2调制的光在上述DM401合成，导向投影透镜402。
在这些图16到图18所示的构成中，用于进行R光和B光的时序列照明的第2杆运转型照明单元800-2有必要与图像数据同步。与此相反，G光用的第1杆运转照明单元800-2同步是优选，然而也可以不同步。光调制元件200-1，200-2是双方都进行倍速驱动，使驱动定时一致的电路效率好。
在图19所示的构成中，为在上述第1及第2杆运转型照明单元800-1，800-2各自配备马达803，也可以各自不配备马达。这时，例如也可以设置皮带传动等连动机构，用于在1个马达上使两者的导光杆部件旋转。
1帧期间的合成光以成为所希望的白色的方式考虑彩色平衡，以作为想利用多量的发光量的色G的LED作为常点亮方，然而通过使用的LED的特性，也往往使R或B为常时点亮。
第6实施例
其次，说明本发明的第6实施例的投影显示装置。本实施例通过波长稍异的发光体驱动的2个照明单元，通过同时照明1个光调制元件得到更加明亮的照明。
即，在本实施例的投影显示装置中，如图21所示，第1杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“1”)800-1构成为如图22所示常时射出例如555nm波长的绿(G1)色光。从该第1杆运转型照明单元800-1来的G1射出光入射到DM“1”304。第2杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“2”)800-2构成为如图22所示常时射出例如520nm波长的绿(G2)色光。来自该第2杆运转型照明单元800-2的G2射出光也入射到上述的DM“1”304。
在这里，上述DM“1”304的分光特性，如图23A所示，以约530nm的波长作为界限，成为反射/透射的界限。而且，通过透过来自上述第1杆运转型照明单元800-1的555nm波长的G1射出光，对来自上述第2杆运转型照明单元800-2的520nm波长的G2射出光进行反射，从而对两射出光进行合成。而且，如图22所示，该合成G光(G1+G2)经透镜303-1照射到第1光调制元件(DMD“1”)200-1上。
第3杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“3”)800-3如图22所示，按照时序列射出R光和B光那样构成。来自该第3杆运转型照明单元800-3的R射出光或B射出光经透镜303-2，如图22所示，照射到第2光调元件(DMD“2”)200-2上。
而且，通过上述第1及第2光调制元件200-1，200-2调制的光入射到DM“2”401。该DM“2”401的分光特性，如图23B所示，成为对约500nm到约590nm波长的光，即G区域的光进行反射。而且通过对从上述第1光调制元件200-1来的调制的G光加以反射，对从上述第2光调制元件200-2来的调制R光及B光透过，加以合成，导向投影透镜402。
这种情况下，当然与前述的其它实施例同样，通过同步控制电路同步驱动上述3个杆运转型照明单元800-1，800-2，800-3和2个光调制元件200-1，200-2。
不限于只以上述所示的1色为2个照明单元，当然2色或3色也可分别使用2个照明单元，进一步提高光量也是可能的。
例如，在3色都分别使用2个照明单元的情况下的投影显示装置的光学构成应当如图24所示。
第7实施例
其次，说明本发明的第7实施例的投影显示装置。即，本实施例的投影显示装置，如图25所示，具有2个杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“1”800-1，杆运转型照明单元“2”800-2)。在这里，上述杆运转型照明单元800-1，800-2分别如图26所示，构成为在1帧期间按时序列射出R光，G光，B光。这时，RGB的波长分别不同。即，上述第1杆运转型照明单元800-1的R光(R1)的波长为610nm，G(G1)光的波长为520nm，B光(B1)的波长为470nm。此外，上述第2杆运转型照明单元800-2的R光(R2)的波长为645nm，G光(G2)的波长为555nm，B光(B2)的波长为450nm。
而且，从这些第1及第2杆运型照明单元800-1，800-2来的RGB射出光分别入射到DM304。在这里，该DM304的分光特性如图27所示，持有与上述第2杆运转型照明单元800-2的RGB射出光的各自的波长对应的3频带的反射带域。而且，通过该DM604合成从上述2个杆运转型照明单元800-1，800-2来的光，该合成光经透镜303照射到光调制元件(在本实施例，为DMD)200，把通过该光调制元件200调制的光导向投影透镜402。这种情况下，上述2个杆运型照明单元800-1，800-2和光调制元件200同步工作。
各杆运转型照明单元中使用的各色LED的色度坐标，对各色合成的色坐标和可色再现色的区域具有图28所示那样的关系。
在这里，对各色而言，合成的色坐标成为连接该色的2个色坐标(用小的黑色圆点示出的点)的线段上的点(用大的黑色圆点示出的点)，通过3色合成的色光可色再现的色区域成为用连接这些点的虚线包围所示出的区域。
在输入的彩色图像信号为NTSC信号的情况下，希望使用在同一图上能够再现由方形示出点的色光的LED。然而，这样的LED少，或者明亮的少。因此，在本实施例，通过对各色使用的2种LED的波长进行考量，加以调整以便得到希望的色光。
对通过这样的采用的LED调整中不能对付的微妙的误差而言，可以通过图像信号自身的变换加以调整。即，如果形成图像信号情况下的基准光源的色和照明光的色不同，则再现的色互不相同。因此，进行输入的图像信号的色彩信息变换，以便通过照明的色成为正确的色再现。
图29是示出用于这样的色彩信息变换的图像信号处理电路601构成的图。即，该图像信息处理电路601由发光色分析电路601A和图像处理电路601B形成，上述发光色分析电路601A包含传感器601A1和ROM601A2和数据分析电路601A3。
在这里，上述传感器601A1用于监控现状的发光色(波长或强度)。上述ROM601A2储存初始时的补偿数据和根据上述传感器601A1的监控结果的上述补偿数据的变换表。即，由于LED的发光色随时间变化，此外，也因温度而变化，所以仅初始时的补偿数据是不够的。上述数据分析电路601A3根据通过上述传感器601A1的监控结果，通过变换表变换在上述ROM601A2内储存的初始时的补偿数据，作为补偿色信息提供给上述图像处理电路601B。
而且，上述图像处理电路601B按照来自上述发光色分析电路601A的补偿信息对输入彩色图像信号(Ri，Gi，Bi)实施色彩信息变换，把根据其结果的各色控制信息Ro，Go，Bo提供给上述光调制元件驱动部201。通过这样，即使在每个投影装置上照射色波动，在投影的图像上也产生合适的色再现。
第8实施例
其次，说明本发明第8实施例的投影显示装置。本实施例的投影显示装置对RGB3色各色配备照射单色光的照明单元和光调制元件。
图30及图31是分别示出本第8实施例的投影显示装置的光学构成的图。图32是本实施例的投影显示装置的电控制系统的方框构成图，图33是示出各杆运转型照明单元的驱动定时的图。
即，在图30所示的构成中，第1杆运转照明单元(杆运转型照明单元“1”)800-1是如图33所示常时射出R光那样的构成。从该第1杆运型照明单元800-1来的R射出光经透镜303-1照射到第1光调制元件(DMD“1”)200-1。如图33所示，常时从射出G光的第2杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“2”)800-2来的G射出光经透镜303-2照射到第2光调制元件(DMD“2”)200-2。如图33所示，常时从射出B光的第3杆运转照明单元(杆运转型照明单元“3”)800-3来的B射出光经透镜303-3，照射到第3光调制元件(DMD“3”)200-3。而且通过这些第1到第3的光调制元件200-1，200-2，200-3调制的光在DM401合成，导向投影透镜402。
在图31所示的构成中，从常时射出R光的第1杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“1”)800-1来的R射出光经偏振光变换元件302-1及透镜303-1照射到第1光调制元件(LCD“1”)200-1上。从常时射出G光的第2杆运型照明单元(杆运转型照明单元“2”)800-2来的G射出光经偏振光变换元件302-2及透镜303-2，照射到第2光调制元件(LCD“2”)200-2上。从常时射出B光的第3杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“3”)800-3来的B射出光经偏振光变换元件302-3及透镜303-3，照射到第3变换元件(LCD“3”)200-3上。而且，通过这些第1到第3的光调制元件200-1，200-2，200-3调制的光在DM401合成，导向投影透镜402。
在本实施例中，3个光调制元件200-1，200-2，200-3同步是必要的，而对杆运转型照明单元800-1，800-2，800-3而言，因为分别进行常时单色照射，也可以不同步。因而，同步控制电路602的构成与前述其它实施例相比变得简单。
第9实施例
其次，说明本发明的第9实施例的投影显示装置。作为输入彩色图像信号除了持有RGB色信号之外，也有持有多于4色的。
与持有这样4色信号的图像信号对应的高色再现彩色投影显示装置为图34所示那样的光学构成。即，从常时射出上述4色中的第1光的第1杆运转型照明单元(杆运型照明单元“1”)800-1来的第1射出光经偏振变换元件302-1及透镜303-1照射到第1光调制元件(LCD“1”)200-1上。从常时射出上述4色中的第2光的第2杆运转型照明单元(杆运转型照明单元“2”)800-2来的第2射出光经偏振变换元件302-2以及透镜303-2，照射到第2光调制元件(LCD“2”)200-2上。从常时射出上述4色中的第3光的第3运转型照明单元(杆运转型照明单元“3”)800-3来的第3射出光，经偏振光变换元件302-3及透镜303-3照射到第3光调制元件(LCD“3”)200-3上。从常时射出上述4色中的第4光的第4杆运转型照明单元(杆运型照明单元“4”)800-4来的第4射出光经偏振光变换元件302-4及透镜303-4照射到第4光调制元件(LCD“4”)200-4上。而且，通过这些第1到第4光变换元件200-1，200-2，200-3，200-4调制的光在DM401上合成，导向投影透镜402。
根据使用这4个照明单元的投影显示装置，例如，如图35所示，以G系色作成2色，通过方形化可以完成色再现区域的扩大化。
或者，如图36所示，以R系作成2色，也考虑使红色微妙的再现成为可能那样的应用。这是对例如用8比特表示的色信号而言，可得到接近16比特的比特数表示那样微妙的色。这样一来，通过使红色区域的微妙的色再现成为可能，作为医疗用的显示器件尤为有效。
即使对多于5色的彩色图像信号也可以通过增加照明单元简单地应对。
第10实施例
其次，说明本发明的第10实施例的投影显示装置。本实施例是即使是单色光也可以使用微妙地改变发色的杆运转型照明单元的投影显示装置。
即，在本实施例，如图37所示，具有3根导光杆部件802A，802B，802C，配置发光波长互不相同的3种红色(R1，R2，R3)的LED。在这里，可以取例如R1为625nm，R2为630nm，R3为635nm。
在驱动杆运转型照明单元的情况下，从旋转移动的3根导光杆部件802A，802B，802C射出的光对每根导光杆部件成为R1，R2，R3的时序列。此外，3根导光部件的合成光成为R1，R2，R3的3色各自常时点亮的状态。因此，上述合成光是由多个波长构成的发色，与由单波长的LED产生的发色不同，可进行红色的照明光的微妙的调整。
上述合成光的R色的发色不用说可通过选择使用的LED波长而可变，对各波长的每个LED控制驱动电流的方式或者通过改变R1，R2，R3的个数比的方式加以调整。
同样也可调整绿色，蓝色照明光的发色。
第11实施例
其次，说明本发明第11实施例的投影显示装置。本实施例的投影显示装置，如图38所示，使用可使RGB各自的光束分离、可射出的杆运转型照明单元800，通过作为不同照明光学系统的透镜303以及镜306，以从该杆运转型照明单元800射出的RGB各自光束作为照明光照射到各色用的光调制元件200上。而且，通过DM401对这些光调制元件200调制的光加以合成，经镜403，导向投影透镜402。
通过作成这样的构成，不用高价的色分离单元对产生多色的照明单元的光束对每色进行分离，使照明到不同的光调制元件上成为可能，可以构成光利用效率高、低价的投影显示装置。
可使上述RGB各自的光束分离、射出的杆运转型照明单元800，如图39A所示，R，G，B分别集中，每约1/3周配置LED，持有3个导光杆部件(导光杆部件“A”802A，导光杆部件“B”802B，导光杆部件“C”802C)。旋转的3个导光杆部件各自射出光的发色按时序列切换，而从杆运转型照明单元射出的光束，按照RGB的LED配置，使RGB光束区束在成为一定的状态下射出。
这种情况下，如作为图39A的BB’线箭头方向截面图的图39B所示，各导光杆部件802A，802B，802C的锥形杆802c向外方打开那样状态下构成。由此，图39B的CC’线箭头方向及DD’线箭头方向的射出光束概略形应当如图39C及图39D所示。即，离开导光杆部件的射出端面802d越远，则光束越分离。
基于以上实施例说明本发明，然而本发明不限于上述实施例，当然在本发明要点范围内可作种种变形或应用。
例如在使用多个照明单元的上述第4、第5、第6实施例中，在各自的照明单元内藏作为与可动部件相当的可动部的马达，而即使只有1个可动部(马达)，也使用齿轮(gear)或皮带等，使多个照明单元的导光部件运转成为可能。
即使是1个发光控制电路也可以通过各照明单元和连接控制线，可进行多个照明单元的LED驱动定时的控制、马达工作的控制。
工业上利用的可能性
根据本发明，希望在特定处所进行高效良好照明的、例如可在汽车头灯，台灯照明，聚光灯，手电筒等中利用。也可以作为数字摄像机或电影摄像机的闪光灯利用。此外也可在数据投射仪等的投射装置用照明单位加以利用。

Claims (11)

1、一种投影显示装置，其特征为，具备：
多个发光体；
分别点亮驱动所述多个发光体的点亮部件；
对通过所述点亮部件点亮的所述多个发光体的射出光在光学上分别单个地导向射出的多个导光部件；
使所述多个导光部件和所述发光体可作相对移动的可动部件；
控制所述可动部件和/或所述点亮部件以便从所述多个发光体的光中选择入射到所述多个导光部件的光的光选择控制部件；
按照图像数据对自入射的光进行光调制的光调制部件；
通过来自所述多个导光部件的射出光对所述光调制元件照明的照明部件；以及
控制所述光选择控制部件和所述光调制元件以便从所述多个导光部件来的射出光对与该射出光相应的所述光调制元件进行照明的显示控制部件。
2、根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征为，
至少一体地构成所述多个发光体和所述导光部件，
备有多个使所述射出光向预定方向输出的照明单元。
3、根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征为，
在所述图像数据是与红、蓝、绿3色相应的3种图像数据时，
所述发光体包含红色的色光的发光体，绿色的色光的发光体和蓝色的色光的发光体。
4、根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征为，
所述光选择控制部件控制为使所述导光部件按时序系列射出不同色的射出光。
5、根据权利要求3或4所述的投影显示装置，其特征为，
所述显示控制部件与入射至所述光调制元件的光的波长对应地控制所述光调元件的调制状态。
6、根据权利要求2所述的投影显示装置，其特征为，
所述显示控制部件对所述光选择控制部件进行控制，使从所述多个照明单元的各导光部件分别同时射出的光成为大体相同波长区域的同色光。
7、根据权利要求6所述的投影显示装置，其特征为，
还具备使偏振光方向互不相同的2个光束合成为1个光束的合成部件，
所述照明部件还配备有将来自所述导光部件的射出光变换为预定的一个方向的偏振光状态的光，
在所述多个照明单元中一方照明单元具有的所述偏振光变换部件变换后的偏振光方向和另一方照明单元具有的所述偏振光变换部件变换后的偏振光方向变换为可通过所述合成部件合成的所述不同偏振方向。
8、根据权利要求6所述的投影显示装置，其特征为，
所述发光体的所述大体相同波长区域的同色射出光是2个不同单波长的光，
所述照明部件包含从所述2个不同单波长的发光体来的光中透过第1单波长的光、反射第2单波长的光的波长选择镜。
9、根据权利要求8所述的投影显示装置，其特征为，
所述显示控制部件具有图像变换部件，该图像变换部件根据所述第1单波长的光和所述第2单波长的光各自的波长或者强度，变换供给至所述光调制元件的图像数据。
10、根据权利要求2所述的投影显示装置，其特征为，
所述导光部件构成为通过所述可动部件进行旋转、所述导光部件按时序列射出不同色的射出光，
进而，所述不同色的射出光从所述照明单元各不相同的特定区域射出。
11、根据权利要求10所述的投影显示装置，其特征为，
所述照明部件与所述各不相同的特定区域对应地多个配置。
CNA038236494A 2002-10-01 2003-09-19 投影显示装置 Pending CN1688928A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP288936/2002 2002-10-01
JP2002288936A JP4046585B2 (ja) 2002-10-01 2002-10-01 照明装置と、この照明装置を用いた投影表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1688928A true CN1688928A (zh) 2005-10-26

Family

ID=32063697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA038236494A Pending CN1688928A (zh) 2002-10-01 2003-09-19 投影显示装置

Country Status (5)

Country Link
US (3) US7029129B2 (zh)
EP (1) EP1550909A4 (zh)
JP (1) JP4046585B2 (zh)
CN (1) CN1688928A (zh)
WO (1) WO2004031850A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103220962A (zh) * 2011-01-31 2013-07-24 奥林巴斯医疗株式会社 光源装置

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3866651B2 (ja) * 2002-12-02 2007-01-10 Ｎｅｃビューテクノロジー株式会社 投写型表示装置
US6783252B1 (en) * 2003-04-21 2004-08-31 Infocus Corporation System and method for displaying projector system identification information
JP3858850B2 (ja) * 2003-05-06 2006-12-20 セイコーエプソン株式会社 表示装置、及び表示方法、並びにプロジェクタ
JP4665402B2 (ja) * 2004-02-04 2011-04-06 セイコーエプソン株式会社 投射型表示装置および投射型表示装置の制御方法、並びに投射型表示装置の制御プログラム
US7360900B2 (en) * 2004-03-10 2008-04-22 Seiko Epson Corporation Illuminating apparatus, image display apparatus, and projector
EP1578123B1 (en) * 2004-03-15 2013-10-02 Imec Projector system comprising pulsed light sources
GB0405747D0 (en) 2004-03-15 2004-04-21 Imec Inter Uni Micro Electr Projector system comprising pulsed light sources
JP2005321524A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Seiko Epson Corp 光源装置およびプロジェクタ
US20060023172A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Sanyo Electric Co. Illuminating device and projection type video display
JP4254672B2 (ja) 2004-09-21 2009-04-15 株式会社ニコン 携帯型情報機器
EP1793588A4 (en) 2004-09-21 2011-04-27 Nikon Corp MOBILE INFORMATION DEVICE
JP4688130B2 (ja) * 2004-10-20 2011-05-25 株式会社リコー 光学システム、色情報表示方法、光偏向装置および画像投影表示装置
TWI263800B (en) * 2005-02-01 2006-10-11 Coretronic Corp Optical projection apparatus
JP2006343500A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Olympus Corp 光源装置及び投影光学装置
FR2887640B1 (fr) * 2005-06-24 2008-10-03 Thomson Licensing Sa Procede d'illumination d'un imageur de projecteur, systeme et projecteur correspondant
KR100796766B1 (ko) * 2006-05-29 2008-01-22 (주)레드로버 프로젝션용 스테레오 광학엔진 구조
DE102006035601A1 (de) * 2006-07-27 2008-01-31 Fachhochschule Jena Bildprojektionseinrichtung
TW200839292A (en) * 2006-11-30 2008-10-01 Upstream Engineering Oy Beam shaping method and apparatus
US20090141187A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-04 Akira Shirai Buffer Management system for video image display apparatus
JP5344550B2 (ja) * 2008-08-26 2013-11-20 キヤノン株式会社 画像投射装置及び画像表示システム
DE102008057848A1 (de) * 2008-11-18 2010-05-20 Advanced Display Technology Ag Anzeigeelement mit Reflektor
TWI527986B (zh) * 2009-05-20 2016-04-01 歐陽傑 一種led變焦投影照明方法
US8348466B2 (en) * 2009-07-10 2013-01-08 Lloyd Plumb Lighted moving ball display system
US8789972B2 (en) 2009-07-10 2014-07-29 Lloyd R. Plumb Lighted moving ball display system
US9534756B2 (en) 2012-04-03 2017-01-03 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device, floodlight, and vehicle headlight
JP6138420B2 (ja) * 2012-04-06 2017-05-31 シャープ株式会社 発光装置および車両用前照灯
JP6040621B2 (ja) * 2012-08-07 2016-12-07 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
CN103713454B (zh) 2012-09-28 2016-12-07 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 发光装置及相关投影系统
CN109844636B (zh) * 2016-10-18 2021-06-29 Nec显示器解决方案株式会社 投影仪和图像显示方法
JP6924029B2 (ja) * 2016-11-11 2021-08-25 シチズンファインデバイス株式会社 液晶プロジェクター

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB891092A (en) * 1959-06-26 1962-03-07 Kodak Ltd Improvements in or relating to the alignment of lamps with reflectors
JP2803698B2 (ja) * 1991-12-13 1998-09-24 日本ビクター株式会社 表示装置
US5640214A (en) * 1994-09-30 1997-06-17 Texas Instruments Incorporated Printer and display systems with bidirectional light collection structures
US5788352A (en) * 1994-10-25 1998-08-04 Hughes Aircraft Company Multiplexed multi-image source display writing system
JPH08220467A (ja) * 1995-02-17 1996-08-30 Techno Kapura:Kk 照明光学系
JP3118503B2 (ja) * 1996-07-08 2000-12-18 シーシーエス株式会社 照明装置
TW391139B (en) 1996-12-26 2000-05-21 Plus Kk Image display device
US6188427B1 (en) * 1997-04-23 2001-02-13 Texas Instruments Incorporated Illumination system having an intensity calibration system
US6278419B1 (en) * 1997-06-26 2001-08-21 Light Spin Ltd. Moving display
JPH1132278A (ja) 1997-07-10 1999-02-02 Fuji Xerox Co Ltd プロジェクタ装置
JPH1164787A (ja) * 1997-08-21 1999-03-05 Seiko Epson Corp 投写型表示装置
KR100293240B1 (ko) * 1998-01-06 2001-09-17 장지호 영상표시장치
US6227669B1 (en) 1998-05-26 2001-05-08 Industrial Technology Research Institute Illumination device and image projection apparatus comprising the device
DE19922176C2 (de) * 1999-05-12 2001-11-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenmontierte LED-Mehrfachanordnung und deren Verwendung in einer Beleuchtungseinrichtung
JP2001042237A (ja) 1999-07-29 2001-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 映像表示装置
US6654151B1 (en) * 1999-06-25 2003-11-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image projector
JP4590647B2 (ja) 1999-07-30 2010-12-01 日東光学株式会社 光源装置およびプロジェクタ装置
JP2001222064A (ja) * 2000-02-08 2001-08-17 Ibm Japan Ltd 照光制御装置、プロジェクタ、および照光制御方法
US20020064043A1 (en) * 2000-11-29 2002-05-30 Tb Optical Co., Ltd. Light source of illumination for light guide
US6409349B1 (en) * 2000-12-01 2002-06-25 Intel Corporation Enhancing spectral luminosity in projection displays
JP3496644B2 (ja) * 2001-01-12 2004-02-16 シーシーエス株式会社 検査用照明装置
JP4174195B2 (ja) * 2001-05-28 2008-10-29 キヤノン株式会社 画像表示装置
KR100444986B1 (ko) * 2001-09-29 2004-08-21 삼성전자주식회사 조명계 및 이를 채용한 프로젝터
FR2831382B1 (fr) * 2001-10-19 2008-12-26 Valeo Vision Dispositif d'eclairage ou de signalisation a diodes electroluminescentes
TW571119B (en) * 2001-12-20 2004-01-11 Delta Electronics Inc Image projection device with integrated semiconductor light emitting element light source
US6932477B2 (en) * 2001-12-21 2005-08-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus for providing multi-spectral light for an image projection system
JP3914819B2 (ja) * 2002-05-24 2007-05-16 オリンパス株式会社 照明装置及び画像投影装置
JP3989302B2 (ja) * 2002-05-24 2007-10-10 オリンパス株式会社 照明装置及びプロジェクタ装置
US6736514B2 (en) * 2002-06-21 2004-05-18 Eastman Kodak Company Imaging apparatus for increased color gamut using dual spatial light modulators
KR20040019767A (ko) * 2002-08-29 2004-03-06 삼성전자주식회사 두 광원 또는 두 라이트 밸브를 채용한 프로젝션 시스템
JP2004335992A (ja) * 2003-04-18 2004-11-25 Victor Co Of Japan Ltd 光源装置及びこの光源装置を適用した投射型表示装置
JP2005321524A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Seiko Epson Corp 光源装置およびプロジェクタ
US20060023172A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Sanyo Electric Co. Illuminating device and projection type video display

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103220962A (zh) * 2011-01-31 2013-07-24 奥林巴斯医疗株式会社 光源装置
CN103220962B (zh) * 2011-01-31 2015-03-25 奥林巴斯医疗株式会社 光源装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1550909A4 (en) 2011-08-03
JP4046585B2 (ja) 2008-02-13
US20050168701A1 (en) 2005-08-04
US20060098171A1 (en) 2006-05-11
WO2004031850A1 (ja) 2004-04-15
US7029129B2 (en) 2006-04-18
EP1550909A1 (en) 2005-07-06
US7118221B2 (en) 2006-10-10
JP2004126144A (ja) 2004-04-22
US20070002283A1 (en) 2007-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1688928A (zh) 投影显示装置
CN1264042C (zh) 图像显示装置和投影机
CN1265242C (zh) 照明装置及投影型图像显示装置
CN1656337A (zh) 照明装置、采用该照明装置的摄影装置以及投影装置
CN2679709Y (zh) 图像显示装置和投影仪
CN1771530A (zh) 发光方法、发光装置、投影式显示装置
CN1204755C (zh) 图像投影设备
CN1308768C (zh) 照明设备和投影型显示器,及其驱动方法
CN1273641A (zh) 光源装置和显示装置
JP6325815B2 (ja) 拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体
CN101052915A (zh) 光学积分器，照明装置及投影型图像显示装置
CN1288917C (zh) 投影型显示装置以及投影型显示装置的驱动方法
CN1926465A (zh) 二维图像形成装置
CN1710464A (zh) 图像显示装置
CN1650673A (zh) 发光装置和采用了该发光装置的显示装置以及读取装置
CN1627126A (zh) 投影仪光学系统结构,光学模块和投影仪及利用其的设备
CN1538235A (zh) 光源装置和使用该光源装置的投射型显示装置
CN1658065A (zh) 显示装置和显示方法以及投影式显示装置
CN1540394A (zh) 显示装置、照明装置和投影机
CN1431555A (zh) 投射型显示装置及显示装置和其驱动方法
CN1779515A (zh) 图像显示装置
CN1244277A (zh) 图像显示装置
CN1856735A (zh) 照明装置、图像显示装置和投影机
CN1619356A (zh) 投影型图像显示装置
CN1536392A (zh) 显示装置和投影机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication