JP2000089139A - Light source device and projection type image display device - Google Patents

Light source device and projection type image display device

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JP2000089139A
JP2000089139A JP10260671A JP26067198A JP2000089139A JP 2000089139 A JP2000089139 A JP 2000089139A JP 10260671 A JP10260671 A JP 10260671A JP 26067198 A JP26067198 A JP 26067198A JP 2000089139 A JP2000089139 A JP 2000089139A
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light
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light sources
source device
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high output by using plural light sources without increasing a degree of divergence. SOLUTION: Plural light sources 1, 2 are sequentially turned on in time division manner, and light paths of the light from each light source is sequentially joined to a common light path a light path switching device 3 for switching between reflection and transmission. As an example of this light path switching device 3, a rotary mirror, etc., having a reflecting area and a transmitting area on a disk and switching between reflection and transmission can be used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶プロジ
ェクターのような投射型画像表示装置、及びそれに好適
に用いられる光源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type image display device such as a liquid crystal projector and a light source device suitably used for the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、投影型画像表示装置としては、図
12や図13に示すようなものが用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a projection type image display device, those shown in FIGS. 12 and 13 have been used.

【0003】まず、図12の投影型画像表示装置につい
て説明する。
First, the projection type image display device shown in FIG. 12 will be described.

【0004】この投影型画像表示装置において、光源1
31から直接出射し、又はリフレクタ132を介して出
射した光は、赤色光を反射して緑色光と青色光とを透過
するダイクロイックミラー133、緑色光を反射して青
色光を透過するダイクロイックミラー134及び全反射
ミラー135によって赤、緑、青の3色の光に分解され
る。分解された各色の光は液晶ライトバルブ136、1
37、138を透過した後、全反射ミラー139、青色
光を反射して赤色光を透過するダイクロイックミラー1
40、緑色光を反射して赤色光と青色光とを透過するダ
イクロイックミラー141により再び合成される。合成
された光は投射レンズ142により投影される。
In this projection type image display device, a light source 1
Light emitted directly from 31 or emitted via reflector 132 is a dichroic mirror 133 that reflects red light and transmits green light and blue light, and a dichroic mirror 134 that reflects green light and transmits blue light. The light is decomposed into three colors of red, green and blue by the total reflection mirror 135. The decomposed light of each color is a liquid crystal light valve 136, 1
37, 138, a total reflection mirror 139, a dichroic mirror 1 that reflects blue light and transmits red light.
40, the light is combined again by the dichroic mirror 141 that reflects the green light and transmits the red light and the blue light. The combined light is projected by the projection lens 142.

【0005】次に、図13の投影型画像表示装置につい
て説明する。
Next, the projection type image display device shown in FIG. 13 will be described.

【0006】この投影型画像表示装置は、原理的には図
12と同じであるが、ダイクロイックミラー141a、
141b、全反射ミラー142a、142bにより分解
された各色の光が、液晶ライトバルブ143、144、
145を透過した後、クロスダイクロイックプリズム1
46により再び合成される。合成された光は投射レンズ
147により投影される。
[0006] This projection type image display device is basically the same as that shown in FIG. 12 except that the dichroic mirror 141a,
141b, the light of each color decomposed by the total reflection mirrors 142a and 142b is transmitted to the liquid crystal light valves 143 and 144,
After passing through 145, the cross dichroic prism 1
Recombined by 46. The combined light is projected by the projection lens 147.

【0007】上記従来の投影型画像表示装置において、
光源131としては、一般に、可視光全域の分光特性を
有するメタルハライドランプやキセノンランプ等が用い
られている。
In the above conventional projection type image display device,
As the light source 131, generally, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like having spectral characteristics in the entire visible light region is used.

【0008】従来から、これらの投影型画像表示装置に
は、より明るく鮮明な画像が求められている。そのため
に様々な工夫が今日までなされてきており、明るい画像
を得るための手段として光源の出力を増大させることも
検討されている。
Conventionally, these projection-type image display devices have been required to provide brighter and clearer images. For that purpose, various devices have been devised to date, and increasing the output of the light source as a means for obtaining a bright image is also being studied.

【0009】しかし、一般に、光源の出力が大きいほど
光源の発光部分が大きくなるので、光源からの出射光の
平行度は悪くなる。このため、投影レンズに到達するま
でに光が発散されてしまい、かえって集光効率が悪くな
る。つまり、投影型画像表示装置の明るさ(光出力)は
光源の出力には比例しないのである。
However, in general, the greater the output of the light source, the larger the light emitting portion of the light source, so that the parallelism of the light emitted from the light source deteriorates. For this reason, the light is diverged before reaching the projection lens, and the light collection efficiency is rather deteriorated. That is, the brightness (light output) of the projection type image display device is not proportional to the output of the light source.

【0010】そこで、明るい画像を得るために、投影型
画像表示装置の光源装置として複数の光源を用いる方法
が、例えば特許公報第2533672号や特開平6−2
08080号公報に開示されている。
Therefore, in order to obtain a bright image, a method using a plurality of light sources as a light source device of a projection type image display apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No.
No. 08080 discloses this.

【0011】特許公報第2533672号においては、
図14に示すように、複数の光源111からの出射光を
ダイクロイックミラー112で合成している。
[0011] In Japanese Patent Publication No. 2533672,
As shown in FIG. 14, light emitted from a plurality of light sources 111 is combined by a dichroic mirror 112.

【0012】一方、特開平6−208080号公報にお
いては、図15に示すように、第1の光源121と、出
射光軸が第1の光源121の出射光軸に直交するn個の
他の光源122とを用い、他の光源122の出射光軸上
であって、第1の光源121からの距離に対応した距離
だけ他の光源122から離れた位置にn個の全反射ミラ
ー123を配置し、第1の光源121の出射光軸又は各
全反射ミラー123の反射光軸と各他の光源122の出
射光軸との各交点にΣn個のハーフミラー124を配置
する。そして、ハーフミラー124によって各光源12
1、122の出射光の一部を直角方向に反射すると共に
他の一部を透過させ、全反射ミラー123によってハー
フミラー124を透過した他の光源122の出射光とハ
ーフミラーで反射された第1の光源121の出射光とを
直角方向に全反射する。
On the other hand, in JP-A-6-208080, as shown in FIG. 15, a first light source 121 and n other light sources whose emission optical axis is orthogonal to the emission optical axis of the first light source 121 are shown in FIG. Using the light source 122, n total reflection mirrors 123 are arranged at positions on the emission optical axis of the other light source 122 and separated from the other light source 122 by a distance corresponding to the distance from the first light source 121. Then, Δn half mirrors 124 are arranged at the intersections between the emission optical axis of the first light source 121 or the reflection optical axis of each total reflection mirror 123 and the emission optical axis of each of the other light sources 122. Then, each light source 12 is controlled by the half mirror 124.
A part of the light emitted from the light sources 1 and 122 is reflected in the right angle direction and the other part is transmitted, and the light reflected from the half mirror 124 and the light emitted from the other light source 122 transmitted through the half mirror 124 by the total reflection mirror 123 are reflected. The light emitted from one light source 121 is totally reflected in a direction perpendicular to the direction.

【0013】なお、これらの従来技術において、各光源
は常時点灯しており、光路合成の仕方も時間的に変化し
ておらず、本発明とは異なる技術である。
In these prior arts, each light source is always lit, and the manner of combining light paths does not change over time, which is a technique different from the present invention.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の投影型
画像表示装置の光源装置は、次に説明するような課題を
有する。
The light source device of the above-mentioned conventional projection type image display device has the following problems.

【0015】特許公報第2533672号の構成では、
図14に示すように、複数の光源111からの出射光を
ダイクロイックミラー112で合成しており、ダイクロ
イックミラー112において光が反射するか透過するか
は、その波長によって決定される。
In the configuration of Japanese Patent Publication No. 2533672,
As shown in FIG. 14, light emitted from a plurality of light sources 111 is combined by a dichroic mirror 112, and whether light is reflected or transmitted by the dichroic mirror 112 is determined by its wavelength.

【0016】このため、可視光全域の分光特性を有する
メタルハライドランプを用いた場合には、合成すること
ができない波長域が各光源に必ず存在する。逆に、合成
光を可視光全域にわたって考えると、各波長はダイクロ
イックミラー112に反射された光か又は透過してきた
光のいずれか一方であるため、基本的に合成することが
できない。
For this reason, when a metal halide lamp having a spectral characteristic over the entire visible light range is used, each light source necessarily has a wavelength range that cannot be synthesized. Conversely, when the combined light is considered over the entire visible light range, the respective wavelengths are either the light reflected by the dichroic mirror 112 or the light transmitted therethrough, and therefore cannot be combined basically.

【0017】特開平6−208080号公報の構成で
は、基本的に複数の光源からの出射光が並ぶことになる
ので、光束の幅が大きくなって、液晶パネルに対して相
対的に大きな光源となる。
In the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-208080, light emitted from a plurality of light sources is basically arranged side by side. Become.

【0018】このため、相対的に大きな光源を小さな領
域に集光すると、平行度が悪くなって集光効率が低下す
るという問題がある。
For this reason, when a relatively large light source is condensed on a small area, there is a problem that the parallelism is deteriorated and the light condensing efficiency is reduced.

【0019】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、複数の光源を用いて発散
度を大きくすることなく高出力が得られる光源装置、及
びそれを用いた明るい表示が得られる投影型画像表示装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and uses a light source device capable of obtaining a high output without increasing the divergence by using a plurality of light sources, and using the light source device. An object of the present invention is to provide a projection-type image display device capable of obtaining a bright display.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明の光源装置は、時
分割で順次点灯される複数の光源と、各光源からの光の
光路を切り替えることにより、共通の光路に順次合流さ
せる光路切り替えデバイスとを有し、そのことにより上
記目的が達成される。
A light source device according to the present invention comprises a plurality of light sources which are sequentially turned on in a time-division manner, and an optical path switching device which sequentially joins a common optical path by switching an optical path of light from each light source. And the above object is achieved.

【0021】前記光路切り替えデバイスが、1枚の円盤
上に反射領域と透過領域を有し、回転により反射と透過
とを切り替える回転ミラーであってもよい。
The optical path switching device may be a rotating mirror having a reflection area and a transmission area on one disk, and switching between reflection and transmission by rotation.

【0022】前記光路切り替えデバイスの切り替えタイ
ミングと、前記複数の光源の点灯タイミングとが、光セ
ンサー又は外部からの同期信号によって同期制御されて
いてもよい。
The switching timing of the optical path switching device and the lighting timing of the plurality of light sources may be synchronously controlled by an optical sensor or an external synchronization signal.

【0023】前記光源の点灯時間が、その前後に点灯す
る光源の点灯時間と一部重なるように、複数の光源を順
次点灯させてもよい。
A plurality of light sources may be sequentially turned on so that the lighting time of the light sources partially overlaps with the lighting times of the light sources that are turned on before and after the light source.

【0024】前記複数の光源が、少なくとも赤、緑及び
青の各波長域に対応した有色光源であってもよい。
[0024] The plurality of light sources may be colored light sources corresponding to at least red, green and blue wavelength ranges.

【0025】前記有色光源が、白色光源とカラーフィル
タとによって構成されていてもよい。 本発明の投影型
画像表示装置は、本発明の光源装置と、該光源装置から
の光を受けて少なくとも赤、緑及び青の各色の画像を順
次表示する画像形成手段とを備えており、そのことによ
り上記目的が達成される。
The colored light source may be constituted by a white light source and a color filter. The projection type image display device of the present invention includes the light source device of the present invention, and an image forming unit that receives light from the light source device and sequentially displays at least red, green, and blue images. Thereby, the above object is achieved.

【0026】前記光路切り替えデバイスの切り替えタイ
ミングと、前記画像形成手段の表示タイミングとが同期
制御されてもよい。
The switching timing of the optical path switching device and the display timing of the image forming means may be synchronously controlled.

【0027】以下に、本発明の作用について説明する。The operation of the present invention will be described below.

【0028】本発明にあっては、n個の光源を、ある1
つの光源が点灯している間は他の光源を点灯させずに、
第1の光源から第nの光源まで順次点灯させる。
According to the present invention, the n light sources are
While one light source is on, do not turn on the other light source,
The first light source to the n-th light source are sequentially turned on.

【0029】一般に、光源(ランプ)の出力が熱負荷に
よって制限される場合、光源の時間平均ワット数を一定
に保ったままで点灯時間のデューティー比を2分の1に
すれば、瞬時ワット数を2倍にすることができる。ここ
で、n個の光源を用いるときには、n分の1の点灯時間
すれば、瞬時ワット数をn倍にすることができる。よっ
て、n個の光源を順次点灯させても、各々の光源の出射
光を合成することにより、トータルでn倍の出力を得る
ことができる。
In general, when the output of a light source (lamp) is limited by a heat load, the instantaneous wattage can be reduced by reducing the duty ratio of the lighting time to one half while keeping the time average wattage of the light source constant. Can be doubled. Here, when n light sources are used, the instantaneous wattage can be increased by n times if the lighting time is 1 / n. Therefore, even if the n light sources are sequentially turned on, it is possible to obtain a total output of n times by synthesizing the light emitted from each light source.

【0030】各光源は順次1個ずつ点灯しているため、
反射及び透過を切り替えることにより、各光源からの光
の光路を順次共通の光路に合流させて、各出射光を合成
することができる。よって、1個の光源と同じ光束(平
行度)でn倍の出力を得ることができる。
Since each light source is turned on one by one,
By switching between reflection and transmission, the optical paths of the light from the respective light sources can be sequentially merged into a common optical path, and the respective emitted lights can be combined. Therefore, an n-fold output can be obtained with the same light flux (parallelism) as one light source.

【0031】反射及び透過を切り替える光路切り替えデ
バイスは、例えばガラス基板等の円盤上に反射領域(ミ
ラー部分)と透過領域(ガラス部分)とを形成し、回転
させることにより実現することができる。
An optical path switching device for switching between reflection and transmission can be realized by forming a reflection region (mirror portion) and a transmission region (glass portion) on a disk such as a glass substrate and rotating the disk.

【0032】上記光路切り替えデバイスの切り替えタイ
ミングと、複数の光源の点灯タイミングとは、光センサ
ーによって同期制御してもよい。例えば、光路切り替え
デバイスからの光束の出射光と垂直な方向に光センサー
を設ける。これにより、両者のタイミングがずれてくる
と、光源からの出射光が透過するべきときに反射し、反
射するべきときに透過して光センサーに光が到達するの
で、光センサーに到達する光が生じなくなるように光源
の点灯タイミング又は光路切り替えデバイスの動作タイ
ミングをフィードバック制御すればよい。
The switching timing of the optical path switching device and the lighting timing of the plurality of light sources may be synchronously controlled by an optical sensor. For example, an optical sensor is provided in a direction perpendicular to the light emitted from the light path switching device. As a result, if the timing of the two is shifted, the light emitted from the light source is reflected when it should be transmitted, and transmitted when it should be reflected, and the light reaches the optical sensor. What is necessary is just to feedback-control the lighting timing of the light source or the operation timing of the optical path switching device so as not to occur.

【0033】或いは、上記光路切り替えデバイスの切り
替えタイミングと、複数の光源の点灯タイミングとを、
共通の外部クロック信号等で制御することにより、光セ
ンサーを用いなくても同期制御することができる。
Alternatively, the switching timing of the optical path switching device and the lighting timing of a plurality of light sources are
By controlling with a common external clock signal or the like, synchronous control can be performed without using an optical sensor.

【0034】さらに、光源の点灯時間をn分の1の割当
て時間よりもやや長めにして、その前後に点灯する光源
の点灯時間と一部オーバーラップさせることにより、反
射及び透過を切り替えて光路が切り替わっても、オーバ
ーラップしている点灯時間ではどちらかの光源の光が共
通の光路に導かれる。よって、光路切り替えデバイスの
切り替えタイミング時の表示のチラツキを抑えることが
できる。
Further, by making the lighting time of the light source slightly longer than the allotted time of 1 / n and partially overlapping with the lighting time of the light source to be lit before and after that, the light path is switched by switching between reflection and transmission. Even when the switching is performed, the light of either light source is guided to the common optical path during the overlapping lighting time. Therefore, flickering of the display at the time of switching of the optical path switching device can be suppressed.

【0035】画像形成手段により各色の画像を順次表示
する場合には、複数の光源を各色の波長域に対応した有
色光源としてもよい。
When sequentially displaying images of each color by the image forming means, the plurality of light sources may be colored light sources corresponding to the wavelength range of each color.

【0036】この有色光源は、白色光源とカラーフィル
タとを組み合わせれば、各色毎に別の種類の光源を用意
する必要がなく、容易に実現可能である。
This colored light source can be easily realized by combining a white light source and a color filter without preparing another type of light source for each color.

【0037】この光源装置と、少なくとも赤、緑及び青
の各色の画像を順次表示する画像形成手段とを組み合わ
せることにより、明るい鮮明な画像が得られる投影型画
像表示装置を実現可能である。
By combining this light source device with image forming means for sequentially displaying at least the respective red, green and blue images, a projection type image display device capable of obtaining a bright and clear image can be realized.

【0038】この場合、光路切り替えデバイスの切り替
えタイミングと、画像形成手段の表示タイミングも上記
光センサーや外部制御信号等により同期制御することが
できる。
In this case, the switching timing of the optical path switching device and the display timing of the image forming means can be synchronously controlled by the optical sensor, the external control signal, and the like.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて具体的に説明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0040】(実施形態1)図1は本実施形態1の光源
装置の概略構成を示す図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a light source device according to Embodiment 1 of the present invention.

【0041】本実施形態では光源1、2として400W
のキセノンランプを用い、発光部11、21から出射し
た光を直接又は楕円面鏡12、22で反射してガラスロ
ッド4に集光するように配置している。
In this embodiment, the light sources 1 and 2 are 400 W
The light emitted from the light emitting units 11 and 21 is disposed directly or reflected by the ellipsoidal mirrors 12 and 22 so as to be condensed on the glass rod 4.

【0042】光源1、2は、図1に示すように互いに光
路が直交するように配置し、図2に示すような回転ミラ
ー3をその光路上に45゜で配置している。
The light sources 1 and 2 are arranged so that their optical paths are orthogonal to each other as shown in FIG. 1, and a rotating mirror 3 as shown in FIG. 2 is arranged at 45 ° on the optical path.

【0043】この回転ミラー3は、ガラスからなる円盤
6にアルミニウムを蒸着(図2にハッチング部分)した
ものであり、アルミニウム部分が反射領域6a、ガラス
部分が透過領域6bとなっている。
The rotating mirror 3 is obtained by depositing aluminum on a disk 6 made of glass (hatched portion in FIG. 2). The aluminum portion is a reflection region 6a, and the glass portion is a transmission region 6b.

【0044】この回転ミラー3はパルスモーター7に取
り付けられており、回転させることにより透過と反射と
を切り替えて、2つの光源1、2の光路を順次共通の光
路に合流させる。
The rotating mirror 3 is mounted on a pulse motor 7, and switches between transmission and reflection by rotating the mirror, thereby sequentially joining the optical paths of the two light sources 1 and 2 to a common optical path.

【0045】ここで、図3に示すように、合流光路に対
して垂直な方向に光センサー5を取り付けると、本来点
灯する必要が無いタイミングで光源1、2が点灯してい
る場合に光センサー5に光が入射する。よって、光セン
サーから信号を光源の点灯回路(図示せず)にフィード
バックすることにより、回転ミラー3の透過と反射との
切り替えタイミングと光源1、2の点灯タイミングとを
同期制御することができる。
Here, as shown in FIG. 3, when the light sensor 5 is mounted in a direction perpendicular to the merging light path, the light sensors 1 and 2 are turned on at timings when they need not be turned on. Light is incident on 5. Therefore, by feeding back a signal from the optical sensor to a lighting circuit (not shown) of the light source, it is possible to synchronously control the switching timing of transmission and reflection of the rotating mirror 3 and the lighting timing of the light sources 1 and 2.

【0046】或いは、図4に示すように、外部クロック
信号を発生させて、回転ミラー3の透過と反射との切り
替えタイミングと光源1、2の点灯タイミングとを同期
制御してもよい。この方法によれば、光センサーを用い
なくても同期制御することができる。
Alternatively, as shown in FIG. 4, an external clock signal may be generated to synchronously control the switching timing between the transmission and reflection of the rotating mirror 3 and the lighting timing of the light sources 1 and 2. According to this method, synchronous control can be performed without using an optical sensor.

【0047】本実施形態では、外部クロック信号により
回転ミラー3の透過と反射との切り替えタイミングと光
源1、2の点灯タイミングとを同期させた。このとき、
図4に示すように、光源1、2の点灯時間を54%ずつ
とすることにより、回転ミラー3の透過と反射の切り替
え時に常に両方の光源が点灯している状態になるので、
光源の点灯と光路切り替えとのタイミングのずれによる
チラツキ感をなくすことができた。
In the present embodiment, the switching timing between the transmission and reflection of the rotating mirror 3 and the lighting timing of the light sources 1 and 2 are synchronized by an external clock signal. At this time,
As shown in FIG. 4, by setting the lighting time of the light sources 1 and 2 to 54% each, both the light sources are always turned on when the transmission and reflection of the rotating mirror 3 are switched.
The flicker caused by the timing difference between the lighting of the light source and the switching of the optical path could be eliminated.

【0048】本実施形態1では、ガラスロッド4の光出
射側から、400Wのランプ相当の平行度で約740W
相当の明るさを得ることができた。
In the first embodiment, from the light emitting side of the glass rod 4, a parallelism equivalent to a lamp of 400 W is about 740 W.
Significant brightness could be obtained.

【0049】なお、本実施形態1では光源を2個用いた
が、3個以上の光源を用いることもできる。例えば3個
の光源を用いる場合には、図5に示すように、発光部1
1、21、31及び放物面鏡12、22、32からなる
光源1、2、30と回転ミラー3とを配置して、各光源
からの光の光路を共通の光路に合流させることができ
る。
In the first embodiment, two light sources are used, but three or more light sources can be used. For example, when three light sources are used, as shown in FIG.
By arranging the light sources 1, 2, 30 comprising the parabolic mirrors 1, 21, 31 and the parabolic mirrors 12, 22, 32 and the rotating mirror 3, the optical paths of the light from the respective light sources can be merged into a common optical path. .

【0050】(実施形態2)図6は本実施形態2の投影
型画像表示装置の概略構成を示す図である。
(Embodiment 2) FIG. 6 is a view showing a schematic configuration of a projection type image display apparatus of Embodiment 2 of the present invention.

【0051】本実施形態では光源8、9、10として4
00Wのキセノンランプを用い、発光部81、91、1
01から出射した光を直接又は楕円面鏡82、92、1
02で反射してガラスロッド11に集光するように配置
している。
In this embodiment, the light sources 8, 9, and 10 are 4
The light emitting units 81, 91, 1
01 or the ellipsoidal mirrors 82, 92, 1
It is arranged so as to be reflected at 02 and condensed on the glass rod 11.

【0052】光源8、9、10は、図6に示すように、
光源8に対して光源9、10の光路が直交するように配
置し、図7に示すような回転ミラー12、13をその光
路上に45゜で配置している。
The light sources 8, 9, and 10, as shown in FIG.
The light paths of the light sources 9 and 10 are arranged so as to be orthogonal to the light source 8, and the rotating mirrors 12 and 13 as shown in FIG. 7 are arranged at 45 ° on the optical path.

【0053】この回転ミラー12、13は、ガラスから
なる円盤17にアルミニウムを蒸着(図7のハッチング
部分)したものであり、アルミニウム部分が反射領域1
7a、ガラス部分が透過領域17bとなっている。
The rotating mirrors 12 and 13 are formed by evaporating aluminum (hatched portions in FIG. 7) on a disk 17 made of glass.
7a, the glass part is the transmission area 17b.

【0054】この回転ミラー12、13はパルスモータ
ー18に取り付けられており、回転させることにより透
過と反射とを切り替えて、2つの光源8、9、10の光
路を順次共通の光路に合流させる。
The rotating mirrors 12 and 13 are attached to a pulse motor 18, and switch between transmission and reflection by rotating them so that the optical paths of the two light sources 8, 9 and 10 are sequentially merged into a common optical path.

【0055】さらに、各光源8、9、10の出射側に
は、誘電体多層膜による干渉フィルター14、15、1
6を配置してあり、干渉フィルター14、15、16は
赤、緑、青の各波長域の光だけを透過させるように各々
設計されている。
Further, on the emission side of each of the light sources 8, 9, and 10, interference filters 14, 15, and 1 made of a dielectric multilayer film are provided.
6 are arranged, and the interference filters 14, 15, 16 are each designed to transmit only light in each of the red, green, and blue wavelength ranges.

【0056】そして、ガラスロッド11の光源とは反対
側には、投射レンズ19、及び赤、緑、青の各色の画像
を順次表示させる液晶表示パネル20が配置されてい
る。
On the opposite side of the glass rod 11 from the light source, a projection lens 19 and a liquid crystal display panel 20 for sequentially displaying red, green and blue images are arranged.

【0057】ここで、図8に示すように、合流光路に対
して垂直な方向に光センサー23、24を取り付ける
と、本来点灯する必要が無いタイミングで光源8、9、
10が点灯している場合に光センサー23、24に光が
入射する。よって、光センサーから信号を光源の点灯回
路(図示せず)にフィードバックすることにより、回転
ミラー12、13の透過と反射との切り替えタイミング
と光源8、9、10の点灯タイミングと液晶表示パネル
20の各色の表示タイミングとを同期制御することがで
きる。
Here, as shown in FIG. 8, when the optical sensors 23 and 24 are mounted in a direction perpendicular to the merging optical path, the light sources 8, 9 and
When 10 is lit, light enters the optical sensors 23 and 24. Therefore, by feeding back a signal from the optical sensor to a lighting circuit (not shown) of the light source, the switching timing between the transmission and reflection of the rotating mirrors 12 and 13, the lighting timing of the light sources 8, 9 and 10, and the liquid crystal display panel 20 And the display timing of each color can be controlled synchronously.

【0058】或いは、図9に示すように、外部クロック
信号を発生させて、回転ミラー12、13の透過と反射
との切り替えタイミングと光源8、9、10の点灯タイ
ミングと液晶表示パネル14の各色の表示タイミングと
を同期制御してもよい。この方法によれば、光センサー
を用いなくても同期制御することができる。
Alternatively, as shown in FIG. 9, an external clock signal is generated to switch the transmission and reflection of the rotating mirrors 12 and 13, the lighting timing of the light sources 8, 9 and 10, and each color of the liquid crystal display panel 14. May be controlled synchronously with the display timing. According to this method, synchronous control can be performed without using an optical sensor.

【0059】本実施形態では、外部クロック信号により
回転ミラー12、13の透過と反射との切り替えタイミ
ングと光源8、9、10の点灯タイミングと液晶表示パ
ネル20の表示タイミングとを同期させた。このとき、
図9に示すように、光源8、9、10の点灯時間を40
%ずつとすることにより、回転ミラー12、13の透過
と反射の切り替え時に常に2つの光源が点灯している状
態になるので、光源の点灯と光路切り替えとのタイミン
グのずれによるチラツキ感をなくすことができた。
In this embodiment, the switching timing between the transmission and reflection of the rotating mirrors 12, 13 and the lighting timing of the light sources 8, 9, 10 and the display timing of the liquid crystal display panel 20 are synchronized by the external clock signal. At this time,
As shown in FIG. 9, the lighting time of the light sources 8, 9, 10 is set to 40.
By setting the percentage, the two light sources are always turned on when the transmission and reflection of the rotating mirrors 12 and 13 are switched, so that the flicker caused by the timing difference between the lighting of the light sources and the switching of the optical path is eliminated. Was completed.

【0060】本実施形態2では、ガラスロッド11の光
出射側から、400Wのランプ相当の平行度で約1kW
相当の明るさを得ることができた。
In the second embodiment, about 1 kW from the light emitting side of the glass rod 11 with a parallelism equivalent to a 400 W lamp.
Significant brightness could be obtained.

【0061】なお、上記実施形態1及び実施形態2で
は、楕円面鏡を用いてガラスロッドに集光させたが、図
10に示すように放物面鏡12a、22aを用いて集光
させずに合成した後で、フライアイレンズ光学系50を
透過させてもよい。これは、3個の光源を用いる場合で
も同様である。
In the first and second embodiments, the light was focused on the glass rod by using an ellipsoidal mirror. However, the light was not focused by using the parabolic mirrors 12a and 22a as shown in FIG. After the composition, the light may be transmitted through the fly-eye lens optical system 50. This is the same even when three light sources are used.

【0062】また、光源としては、パルス発光可能な光
源であれば用いることができ、例えば高圧水銀ランプ、
メタルハライドランプ等のHIDランプ等を使用するこ
とができる。
As the light source, any light source capable of pulse emission can be used. For example, a high-pressure mercury lamp,
An HID lamp such as a metal halide lamp can be used.

【0063】さらに、上記実施形態1及び実施形態2で
は光路切り替えデバイスを、回転ミラーの透過と反射と
を切り替えることにより実現したが、光路を切り替える
ことができるデバイスであれば他の光路切り替えデバイ
スを用いてもよい。例えば、走査系によく用いられてお
り、ミラーを往復回転させることにより反射方向を変化
させるガルバノミラーや、多面体の表面にミラーを蒸着
し、その多面体を回転させることにより光の反射方向を
変化させるポリゴンミラー、或いは多数枚の鏡(マイク
ロミラー)をワンチップに集積し、それを支えるヨーク
を回転させることにより光源からの光の反射方向を変化
させるDMD(デジタルマイクロミラーデバイス)等を
用いて、図11に示すように配置することにより光路切
り替えデバイス25としてもよい。
Furthermore, in the first and second embodiments, the optical path switching device is realized by switching between transmission and reflection of the rotating mirror. However, any other optical path switching device that can switch the optical path can be used. May be used. For example, it is often used in a scanning system, and a galvano mirror that changes a reflection direction by rotating a mirror back and forth, or a mirror is deposited on a surface of a polyhedron, and the reflection direction of light is changed by rotating the polyhedron. Using a polygon mirror or a DMD (digital micromirror device) that integrates a number of mirrors (micromirrors) on one chip and changes the direction of reflection of light from the light source by rotating the yoke that supports them, The optical path switching device 25 may be provided by arranging as shown in FIG.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、複数の光源を順次点灯させて光路切り替えデバイ
スによって光路を切り替えることにより、複数の光源の
光路を共通の光路に合流させることができる。ダイクロ
イックミラーを用いた従来技術のように合成することが
できない波長域は存在せず、光束の幅が大きくなって平
行度が悪くなることもないので、光の利用効率が低下せ
ず、明るくムラの無い光源装置を実現することができ
る。
As described above in detail, in the case of the present invention, the plurality of light sources are sequentially turned on and the optical paths are switched by the optical path switching device, so that the optical paths of the plurality of light sources are merged into the common optical path. Can be. Unlike the prior art using a dichroic mirror, there is no wavelength range that cannot be synthesized, and the width of the luminous flux does not increase and the parallelism does not deteriorate. A light source device without the need can be realized.

【0065】光路切り替えデバイスは、ガラス基板等の
円盤上に反射領域と透過領域とを形成した回転ミラーを
回転させることにより、反射と透過とを切り替えて容易
に実現することができる。
The optical path switching device can be easily realized by switching between reflection and transmission by rotating a rotating mirror having a reflection area and a transmission area formed on a disk such as a glass substrate.

【0066】上記光路切り替えデバイスの切り替えタイ
ミングと、複数の光源の点灯タイミングとは、光センサ
ーや外部同期信号等で同期制御することにより、両者の
タイミングのずれを防ぐことができる。
The switching timing of the optical path switching device and the lighting timing of the plurality of light sources are controlled synchronously with an optical sensor, an external synchronization signal, or the like, so that a timing difference between the two can be prevented.

【0067】さらに、光源の点灯時間を、その前後に点
灯する光源の点灯時間と一部オーバーラップするように
すれば、光路切り替えデバイスの切り替えタイミング時
における表示のチラツキ感を抑えて良好な表示特性が得
られる。
Further, if the lighting time of the light source partially overlaps with the lighting times of the light sources that are illuminated before and after the light source, it is possible to suppress the flickering of the display at the switching timing of the optical path switching device and to obtain a good display characteristic. Is obtained.

【0068】画像形成手段により各色の画像を順次表示
する場合には、複数の光源を各色の波長域に対応した有
色光源としてもよい。この場合にも、光の利用効率の低
下が生じない、明るい光源装置が得られる。
When sequentially displaying images of each color by the image forming means, the plurality of light sources may be colored light sources corresponding to the wavelength ranges of the respective colors. Also in this case, a bright light source device in which the use efficiency of light does not decrease can be obtained.

【0069】この有色光源は、白色光源とカラーフィル
タとを組み合わせれば、各色毎に別の種類の光源を用意
する必要がなく、容易に構成することができる。
This colored light source can be easily formed by combining a white light source and a color filter without having to prepare another type of light source for each color.

【0070】本発明の光源装置と、少なくとも赤、緑及
び青の各色の画像を順次表示する画像形成手段とを組み
合わせることにより、明るい鮮明な画像が得られる投影
型画像表示装置を実現することができるので、本発明は
非常に有効である。
By combining the light source device of the present invention and image forming means for sequentially displaying at least the respective images of red, green and blue, a projection type image display device capable of obtaining a bright and clear image can be realized. Therefore, the present invention is very effective.

【0071】さらに、光路切り替えデバイスの切り替え
タイミングと、画像形成手段の表示タイミングも上記光
センサーや外部制御信号等により同期制御することがで
きるので、チラツキ感の無い良好な画像が得られる。
Further, the switching timing of the optical path switching device and the display timing of the image forming means can be synchronously controlled by the optical sensor, the external control signal, and the like, so that a good image without flicker can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1の光源装置の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source device according to a first embodiment.

【図2】実施形態1の光源装置における回転ミラーを示
す平面図である。
FIG. 2 is a plan view illustrating a rotating mirror in the light source device according to the first embodiment.

【図3】実施形態1の他の光源装置の概略構成を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of another light source device according to the first embodiment.

【図4】実施形態1の光源装置における点灯タイミング
図である。
FIG. 4 is a lighting timing chart in the light source device according to the first embodiment.

【図5】実施形態1の他の光源装置の概略構成を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of another light source device of the first embodiment.

【図6】実施形態2の光源装置の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source device according to a second embodiment.

【図7】実施形態2の光源装置における回転ミラーを示
す平面図である。
FIG. 7 is a plan view illustrating a rotating mirror in the light source device according to the second embodiment.

【図8】実施形態2の他の光源装置の概略構成を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of another light source device according to the second embodiment.

【図9】実施形態2の光源装置における点灯タイミング
図である。
FIG. 9 is a lighting timing chart in the light source device according to the second embodiment.

【図10】本発明の他の光源装置の概略構成を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of another light source device of the present invention.

【図11】本発明の他の光源装置の概略構成を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of another light source device of the present invention.

【図12】従来の投影型画像表示装置の概略構成を示す
図である。
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional projection image display device.

【図13】従来の投影型画像表示装置の概略構成を示す
図である。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional projection image display device.

【図14】複数の光源を用いた従来の投影型画像表示装
置の概略構成を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional projection-type image display device using a plurality of light sources.

【図15】複数の光源を用いた従来の投影型画像表示装
置の概略構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional projection-type image display device using a plurality of light sources.

【符号の説明】 1、2、30、8、9、10 光源 3、12、13 回転ミラー 4、11 ガラスロッド 5、23、24 光センサー 6、17 ガラス基板 6a、17a 反射領域 6b、17b 透過領域 7、18 パルスモーター 11、21、31、81、91、101 光源の発光部 12、22、32 楕円面鏡 12a、22a 放物面鏡 14、15、16 干渉フィルター 19 投射レンズ 20 液晶表示パネル 25 光路切り替えデバイス 50 フライアイレンズ光学系[Description of Signs] 1, 2, 30, 8, 9, 10 Light source 3, 12, 13 Rotating mirror 4, 11 Glass rod 5, 23, 24 Optical sensor 6, 17 Glass substrate 6a, 17a Reflection area 6b, 17b Transmission Area 7,18 Pulse motor 11,21,31,81,91,101 Light emitting part of light source 12,22,32 Elliptical mirror 12a, 22a Parabolic mirror 14,15,16 Interference filter 19 Projection lens 20 Liquid crystal display panel 25 Optical path switching device 50 Fly-eye lens optical system

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 時分割で順次点灯される複数の光源と、 各光源からの光の光路を切り替えることにより、共通の
光路に順次合流させる光路切り替えデバイスとを有する
光源装置。
1. A light source device comprising: a plurality of light sources that are sequentially turned on in a time-division manner; and an optical path switching device that sequentially joins a common optical path by switching an optical path of light from each light source.
【請求項2】 前記光路切り替えデバイスが、1枚の円
盤上に反射領域と透過領域を有し、回転により反射と透
過とを切り替える回転ミラーである請求項1に記載の光
源装置。
2. The light source device according to claim 1, wherein the optical path switching device is a rotating mirror having a reflection area and a transmission area on one disk and switching between reflection and transmission by rotation.
【請求項3】 前記光路切り替えデバイスの切り替えタ
イミングと、前記複数の光源の点灯タイミングとが、光
センサー又は外部からの同期信号によって同期制御され
る請求項1又は請求項2に記載の光源装置。
3. The light source device according to claim 1, wherein the switching timing of the optical path switching device and the lighting timing of the plurality of light sources are synchronously controlled by an optical sensor or an external synchronization signal.
【請求項4】 前記光源の点灯時間が、その前後に点灯
する光源の点灯時間と一部重なるように、複数の光源を
順次点灯させる請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の光源装置。
4. The light source device according to claim 1, wherein the plurality of light sources are sequentially turned on such that a lighting time of the light source partially overlaps a lighting time of a light source that is turned on before and after the light source. .
【請求項5】 前記複数の光源が、少なくとも赤、緑及
び青の各波長域に対応した有色光源である光源装置。
5. A light source device, wherein the plurality of light sources are colored light sources corresponding to at least red, green and blue wavelength ranges.
【請求項6】 前記有色光源が、白色光源とカラーフィ
ルタとによって構成されている請求項5に記載の光源装
置。
6. The light source device according to claim 5, wherein the colored light source includes a white light source and a color filter.
【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
の光源装置と、 該光源装置からの光を受けて少なくとも赤、緑及び青の
各色の画像を順次表示する画像形成手段とを備えている
投影型画像表示装置。
7. The light source device according to claim 1, further comprising: an image forming unit that receives light from the light source device and sequentially displays at least red, green, and blue images. Projection type image display device provided.
【請求項8】 前記光路切り替えデバイスの切り替えタ
イミングと、前記画像形成手段の表示タイミングとが同
期制御される請求項7に記載の投影型画像表示装置。
8. The projection type image display device according to claim 7, wherein a switching timing of the optical path switching device and a display timing of the image forming unit are controlled synchronously.
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