JP2007003847A - Illuminator and projection type image display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a practical illuminator using a solid-state light emitting element such as a light emitting diode, and to provide a projection type image display device using the illuminator. <P>SOLUTION: A first light source 102 and a first polarization converter 103 are arranged on the first light incident surface of a polarized light synthesizing element 101, and a second light source 102 and a second polarization converter 103 are arranged on the second light incident surface of the element 101. The light source 102 functions as a light source for emitting white light or respective color light beams to become the white light. The polarization converter 103 comprises a polarizing beam splitter array. A π cell 105 is arranged on the light emitting side of a rod integrator 104. The π cell 105 functions as an element where the functional state is switched between the functional state to rotate the polarizing direction of the received light by 90° and the functional state not to rotate the polarizing direction of the light in accordance with the ON/OFF of the power. The S-polarized light or P-polarized light from the light source is unified into either by the π cell 105, then, supplied to a liquid crystal display panel 3F. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、照明装置及び投写型映像表示装置に関する。   The present invention relates to an illumination device and a projection display apparatus.

液晶プロジェクタなどに用いられる照明装置としては、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等のランプと、その照射光を平行光化するパラボラリフレクタから成るものが一般的である。また、かかる照明装置においては、照射面の光量むらを軽減するために、一対のフライアイレンズによるインテグレート機能(光学デバイスにより平面内にサンプリング形成された所定形状の複数照明領域を照明対象物上に重畳集光する機能をいう)を持たせたものがある。更に、近年においては、省電力化等の観点から、発光ダイオード(LED)を光源として用いることも試みられている(特許文献1参照)。   As an illuminating device used for a liquid crystal projector or the like, a lighting device such as an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp or the like and a parabolic reflector that collimates the irradiation light is generally used. Further, in such an illumination device, in order to reduce unevenness in the amount of light on the irradiation surface, an integration function by a pair of fly-eye lenses (a plurality of illumination areas of a predetermined shape sampled and formed in a plane by an optical device on an illumination object) Some have a function of superimposing and condensing). Furthermore, in recent years, it has been attempted to use a light emitting diode (LED) as a light source from the viewpoint of power saving or the like (see Patent Document 1).

特開平10−186507号JP-A-10-186507

しかしながら、発光ダイオードを用いて実用的な照明装置を得るには至っていないのが実情である。   However, the actual situation is that a practical lighting device has not been obtained using a light emitting diode.

この発明は、上記事情に鑑み、発光ダイオードなどの固体発光素子を用いる実用的な照明装置及びこれを用いた投写型映像表示装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a practical illumination device using a solid light-emitting element such as a light-emitting diode and a projection-type image display device using the same.

この発明の照明装置は、上記の課題を解決するために、一つ又は複数の固体発光素子から成り互いに異なる方向に向いて配置された複数の光源と、前記固体発光素子をパルス発光させる点灯制御手段と、前記複数の光源のうちの第1光源から出射された光を第1方向の偏光に変換する第1偏光変換装置と、前記第1光源とは異なる第2光源から出射された光を前記第1方向に直交する第2方向の偏光に変換する第2偏光変換装置と、前記第1光源から出射されて第1方向の偏光とされた光を透過と反射のどちらか一方の機能によって特定光路に導くと共に前記第2光源から出射されて第2方向の偏光とされた光を他方の機能によって前記特定光路に導く光路変更手段と、を備えたことを特徴とする(以下、この項において第1構成という)。   In order to solve the above-described problem, the illumination device of the present invention includes a plurality of light sources that are composed of one or a plurality of solid-state light-emitting elements and are arranged in different directions, and lighting control that causes the solid-state light-emitting elements to emit light in pulses. Means, a first polarization conversion device that converts light emitted from the first light source of the plurality of light sources into polarized light in a first direction, and light emitted from a second light source different from the first light source. A second polarization conversion device that converts the polarized light in the second direction orthogonal to the first direction, and the light emitted from the first light source and converted into the polarized light in the first direction by one of the functions of transmission and reflection And an optical path changing means for guiding the light emitted from the second light source and polarized in the second direction to the specific optical path by the other function (hereinafter referred to as this section). In the first configuration).

固体発光素子に定常電流を流して定常発光させるよりも、瞬間的に大電流を流してパルス発光させる方がピーク光量は増大するので、上記照明装置における出射光量は増大する。そして、或る固体発光素子をパルス発光させてから次にパルス発光させるまでの間には別の固体発光素子がパルス発光できることになり、トータル的に定常発光させるよりも光量を増大させ得ることになる。ここで、複数の光源が同じ方向を向いている場合(各光源の光軸が略平行)、実質的な発光面積が照明対象物に対して大きくなってしまい、照明対象物に導かれる光束の平行度が損なわれやすい。これに対し、かかる発明であれば、複数の光源を異なる方向に向けると共に光路変更手段を設けているため、実質的な発光面積は照明対象物に対して小さくなり、照明対象物に導かれる光束の平行度を向上できる。別言すれば、照明装置から照明対象物までの距離を短くできる。   The amount of light emitted from the illuminating device increases because the amount of peak light increases when a pulsed light is emitted by flowing a large current instantaneously, rather than by flowing a steady current through the solid state light emitting element. In addition, another solid-state light emitting element can emit a pulse during a period from when one solid-state light-emitting element emits a pulse until the next pulse is emitted, and the amount of light can be increased compared to a total steady-state emission. Become. Here, when a plurality of light sources are directed in the same direction (the optical axes of the respective light sources are substantially parallel), the substantial light emitting area becomes large with respect to the illumination object, and the luminous flux guided to the illumination object Parallelism is easily lost. On the other hand, in such an invention, since the plurality of light sources are directed in different directions and the optical path changing means is provided, the substantial light emitting area is smaller than the illumination object, and the light flux guided to the illumination object. The degree of parallelism can be improved. In other words, the distance from the illumination device to the illumination object can be shortened.

上記第1構成において、前記光路変更手段を経て得られる第1方向の偏光の光と第2方向の偏光の光の光量が等しくなるように、前記第1光源と前記第2光源の出射光量を互いに異ならせてもよい。   In the first configuration, the emitted light amounts of the first light source and the second light source are set so that the light amounts of the polarized light in the first direction and the polarized light in the second direction obtained through the optical path changing unit are equal. They may be different from each other.

上記第1構成及びこれに従属する構成において、各光源の光出射側に設けられた第1フライアイレンズと、前記特定光路上に設けられ、各第1フライアイレンズと対を成して光を照明対象物へインテグレートして導く第2フライアイレンズと、を備えてもよい。或いは、前記特定光路上に筒状又は棒状の光インテグレータを備えてもよい。   In the first configuration and the subordinate configuration, the first fly-eye lens provided on the light emitting side of each light source and the first fly-eye lens provided on the specific optical path and paired with light. And a second fly-eye lens that integrates and guides the light to the object to be illuminated. Alternatively, a cylindrical or rod-shaped optical integrator may be provided on the specific optical path.

上記第1構成及びこれに従属する構成において、受け取った光の偏光方向を90度回転させる機能状態と回転させない機能状態とが通電のON/OFFによって切り替わるスイッチング偏光回転素子と、このスイッチング偏光回転素子を制御するスイッチング回路とを備え、前記スイッチング偏光回転素子は前記特定光路上に配置されており、前記点灯制御手段は第1光源と第2光源のパルス発光タイミングをずらすように点灯制御を行い、前記スイッチング回路は前記固体発光素子のパルス発光タイミングに同期して前記スイッチング偏光回転素子をON/OFFし、前記スイッチング偏光回転素子を経て得られる光の偏光方向を統一することとしてもよい(以下、この項において第2構成という)。   In the first configuration and the subordinate configuration thereof, a switching polarization rotator in which a functional state in which the polarization direction of received light is rotated by 90 degrees and a functional state in which the light is not rotated are switched by ON / OFF of energization, and the switching polarization rotator A switching circuit that controls the switching polarization rotation element is disposed on the specific optical path, and the lighting control means performs lighting control so as to shift the pulse emission timing of the first light source and the second light source, The switching circuit may be configured to turn on / off the switching polarization rotation element in synchronization with the pulse emission timing of the solid state light emitting element, and to unify the polarization direction of light obtained through the switching polarization rotation element (hereinafter, This is referred to as the second configuration in this section).

上記第1構成及びこれに従属する構成において(上記第2構成は除く)、各光源が同一の一色の光を出射することとしてもよい(以下、この項において第3構成という)。上記第1構成及びこれに従属する構成において(上記第2構成は除く)、各光源が白色光又は白色となる各色光を出射することとしてもよい(以下、この項において第4構成という)。   In the first configuration and the subordinate configuration (excluding the second configuration), each light source may emit the same color of light (hereinafter referred to as the third configuration in this section). In the first configuration and the subordinate configuration (excluding the second configuration), each light source may emit white light or each color light that becomes white (hereinafter referred to as a fourth configuration in this section).

また、この発明の投写型映像表示装置は、互いに異なる色光を出射する複数の照明装置を備え、前記照明装置のうち少なくとも一つが前記第3構成の照明装置であり、各照明装置からの各色光をそれぞれ表示パネルにて光変調し、各色変調光を合成して投写するように構成されたことを特徴とする。   The projection display apparatus of the present invention further includes a plurality of illumination devices that emit different color lights, and at least one of the illumination devices is the illumination device having the third configuration, and each color light from each illumination device. Is modulated by a display panel, and each color-modulated light is combined and projected.

また、この発明の投写型映像表示装置は、互いに異なる色光を出射する複数の照明装置を備え、前記照明装置のうち少なくとも一つが前記第3構成の照明装置であり、各照明装置からの各色光を同一方向に導いて単一の表示パネルにて光変調し、この変調光を投写するように構成されたことを特徴とする。   The projection display apparatus of the present invention further includes a plurality of illumination devices that emit different color lights, and at least one of the illumination devices is the illumination device having the third configuration, and each color light from each illumination device. The light beam is guided in the same direction, light-modulated by a single display panel, and the modulated light is projected.

また、この発明の投写型映像表示装置は、前記第4構成の照明装置を備え、前記照明装置からの白色光又は白色となる各色光を単一の表示パネルにて光変調し、この変調光を投写するように構成されたことを特徴とする。   The projection display apparatus of the present invention includes the illumination device having the fourth configuration, and modulates the white light from the illumination device or each color light that becomes white light with a single display panel. It is characterized by projecting.

また、この発明の投写型映像表示装置は、前記第4構成の照明装置を備え、前記照明装置からの白色光を互いに異なる色光に分離し、各色光をそれぞれ表示パネルにて光変調し、各色変調光を合成して投写するように構成されたことを特徴とする。   In addition, a projection display apparatus according to the present invention includes the illumination device having the fourth configuration, separates white light from the illumination device into different color lights, and modulates each color light with a display panel. The modulated light is combined and projected.

上述したいずれかの投写型映像表示装置において、前記表示パネルとして入射側偏光板を有しない液晶表示パネルを備えると共に前記液晶表示パネルを駆動するパネル駆動回路を備え、前記点灯制御手段は第1光源と第2光源のパルス発光タイミングをずらすように点灯制御を行い、前記パネル駆動回路は、前記第1方向の偏光の光が前記液晶表示パネルに入射されるときには、出射側の偏光板に対して入射側の偏光方向がクロスする液晶表示パネル用に生成した映像信号又は出射側の偏光板に対して入射側の偏光方向がパラレルである液晶表示パネル用に生成した映像信号のどちらか一方の映像信号を前記液晶表示パネルに供給する一方、第2方向の偏光の光が前記液晶表示パネルに入射されるときには他方の映像信号を前記液晶表示パネルに供給することとしてもよい。   In any one of the above-described projection display apparatuses, the display panel includes a liquid crystal display panel having no incident-side polarizing plate and a panel drive circuit that drives the liquid crystal display panel, and the lighting control unit includes a first light source. And the light emission timing of the second light source are shifted, and the panel drive circuit is configured to apply a light beam polarized in the first direction to the polarizing plate on the emission side when the polarized light in the first direction is incident on the liquid crystal display panel. Either a video signal generated for a liquid crystal display panel whose incident-side polarization direction crosses or a video signal generated for a liquid crystal display panel whose incident-side polarization direction is parallel to the output-side polarizing plate While a signal is supplied to the liquid crystal display panel, when the polarized light in the second direction is incident on the liquid crystal display panel, the other video signal is supplied to the liquid crystal display panel. It may be supplied to.

上記第2構成において、各光源が同一の一色の光を出射することとしてもよい(以下、この項において第5構成という)。上記第2構成において、各光源が白色光又は白色となる各色光を出射することとしてもよい(以下、この項において第6構成という)。   In the second configuration, each light source may emit the same color of light (hereinafter referred to as the fifth configuration in this section). In the second configuration, each light source may emit white light or each color light that becomes white (hereinafter, referred to as a sixth configuration in this section).

また、この発明の投写型映像表示装置は、互いに異なる色光を出射する複数の照明装置を備え、前記照明装置のうち少なくとも一つが第5構成の照明装置であり、各照明装置からの各色光をそれぞれ表示パネルにて光変調し、各色変調光を合成して投写するように構成されたことを特徴とする。   In addition, the projection display apparatus of the present invention includes a plurality of illumination devices that emit different color lights, and at least one of the illumination devices is an illumination device having a fifth configuration, and each color light from each illumination device is received. Each of the display panels is light-modulated, and each color-modulated light is combined and projected.

また、この発明の投写型映像表示装置は、互いに異なる色光を出射する複数の照明装置を備え、前記照明装置のうち少なくとも一つが第5構成の照明装置であり、各照明装置からの各色光を同一方向に導いて単一の表示パネルにて光変調し、この変調光を投写するように構成されたことを特徴とする。   In addition, the projection display apparatus of the present invention includes a plurality of illumination devices that emit different color lights, and at least one of the illumination devices is an illumination device having a fifth configuration, and each color light from each illumination device is received. It is characterized in that the light is modulated in a single display panel guided in the same direction and this modulated light is projected.

また、この発明の投写型映像表示装置は、第6構成の照明装置を備え、前記照明装置からの白色光又は白色となる各色光を単一の表示パネルにて光変調し、この変調光を投写するように構成されたことを特徴とする。   In addition, the projection display apparatus of the present invention includes the illumination device having the sixth configuration, and modulates the white light from the illumination device or each color light that becomes white with a single display panel. It is configured to project.

また、この発明の投写型映像表示装置は、第6構成の照明装置を備え、前記照明装置からの白色光を互いに異なる色光に分離し、各色光をそれぞれ表示パネルにて光変調し、各色変調光を合成して投写するように構成されたことを特徴とする。   The projection display apparatus of the present invention includes a lighting device having a sixth configuration, separates white light from the lighting device into different color lights, and modulates each color light with a display panel. It is configured to synthesize and project light.

前記第5構成又は第6構成の照明装置を備えるこれら投写型映像表示装置において、前記表示パネルとして液晶表示パネルを備えてもよい。   In these projection type video display devices including the illumination device of the fifth configuration or the sixth configuration, a liquid crystal display panel may be provided as the display panel.

また、以上に述べた投写型映像表示装置において、第1方向の偏光の光を受ける際に前記表示パネルに供給する映像信号のレベルと、第2方向の偏光の光を受ける際に前記表示パネルに供給する映像信号のレベルとを互いに異ならせることとしてもよい。また、これら照明装置又は投写型映像表示装置において、前記光路変更手段はガラスキューブ型の偏光ビームスプリッタであるのがよい。   In the above-described projection display apparatus, the level of the video signal supplied to the display panel when receiving polarized light in the first direction and the display panel when receiving polarized light in the second direction are received. The levels of the video signals supplied to the video signal may be different from each other. In the illumination device or the projection display apparatus, the optical path changing means may be a glass cube type polarization beam splitter.

以上説明したように、この発明によれば、固体発光素子から成る複数の光源を有し、前記固体発光素子をパルス発光させるので、固体発光素子を定常発光させるよりもトータル的に光量を増大させ得る。実質的な発光面積を照明対象物に対して小さくでき、照明対象物に導かれる光束の平行度を向上できる。   As described above, according to the present invention, since the solid-state light emitting element has a plurality of light sources and emits pulses, the total amount of light is increased compared to the steady light emission of the solid-state light emitting element. obtain. The substantial light emitting area can be reduced with respect to the illumination object, and the parallelism of the light beam guided to the illumination object can be improved.

以下、この発明の実施形態の照明装置及び投写型映像表示装置を図1乃至図11に基づいて説明していく。   Hereinafter, an illumination device and a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は照明装置100Aを示した説明図である。偏光合成素子(光路変更手段)101の第1光入射面には第1光源102(以下、符号102Aを付記する場合がある)及び第1偏光変換装置103(以下、符号103Aを付記する場合がある)が配置されており、第2光入射面には第2光源102(以下、符号102Bを付記する場合がある)及び第2偏光変換装置103(以下、符号103Bを付記する場合がある)が配置されている。第1光入射面と第2光入射面とは90°で交差している。また、前記偏光合成素子101の偏光合成膜(偏光分離膜)は、二つの光源102の各出射主光軸に対して45°傾いている。そして、前記偏光合成素子101の光出射面(この光出射面は前記第1光入射面に対面している)にはロッドインテグレータ104が配置されている。偏光合成素子101としてはいわゆるワイヤーグリッド偏光板を用いることができるが、この実施形態では、ガラスキューブ型の偏光ビームスプリッタを用いており、このガラスキューブ型の偏光ビームスプリッタであれば、偏光合成膜での全反射も期待でき、ロッドインテグレータ104を短くすることが可能となる。前記ロッドインテグレータ104は透明接着剤(ロッドインテグレータ104及び偏光合成素子101を構成するガラス等の屈折率と同一の屈折率或いは異なる屈折率を有する)によって接着されていてもよい。また、ロッドインテグレータ104の少なくとも光出射面は方形状に形成されており、更に、この方形状光出射面のアスペクト比は映像表示素子のアスペクト比に略一致したものとなっている。   FIG. 1 is an explanatory view showing the illumination device 100A. The first light incident surface of the polarization combining element (optical path changing means) 101 may be denoted by the first light source 102 (hereinafter may be denoted by reference numeral 102A) and the first polarization conversion device 103 (hereinafter denoted by reference numeral 103A). And the second light source 102 (hereinafter may be denoted by reference numeral 102B) and the second polarization conversion device 103 (hereinafter may be denoted by reference numeral 103B). Is arranged. The first light incident surface and the second light incident surface intersect at 90 °. Further, the polarization composition film (polarization separation film) of the polarization composition element 101 is inclined by 45 ° with respect to the outgoing main optical axes of the two light sources 102. A rod integrator 104 is disposed on the light emitting surface of the polarization beam combining element 101 (this light emitting surface faces the first light incident surface). A so-called wire grid polarizing plate can be used as the polarization combining element 101. In this embodiment, a glass cube type polarization beam splitter is used. If this glass cube type polarization beam splitter is used, a polarization combining film is used. Thus, total reflection can be expected, and the rod integrator 104 can be shortened. The rod integrator 104 may be bonded by a transparent adhesive (having the same or different refractive index as that of the glass constituting the rod integrator 104 and the polarization combining element 101). Further, at least the light exit surface of the rod integrator 104 is formed in a square shape, and the aspect ratio of the square light exit surface is substantially the same as the aspect ratio of the image display element.

光源102は、白色光又は白色光となる各色光を出射する光源であり、図2に示すように、例えば、4つのLEDチップを同一平面内に配置した構成を有する。この例では、前記4つのLEDチップのうち一つは赤色光を出射し、他の一つは青色光を出射し、残りの二つは緑色光を出射する。緑色光を出射する二つのLEDチップは斜めに配置されている。上記4つのLEDチップは放熱板102a上に配置される。前記LEDチップはフォトニック結晶構造を有していてもよい。   The light source 102 is a light source that emits white light or each color light that becomes white light, and has a configuration in which, for example, four LED chips are arranged in the same plane as shown in FIG. In this example, one of the four LED chips emits red light, the other emits blue light, and the remaining two emit green light. The two LED chips that emit green light are arranged obliquely. The four LED chips are arranged on the heat sink 102a. The LED chip may have a photonic crystal structure.

偏光変換装置103は、図3にも示しているように、偏光ビームスプリッタアレイ(以下、PBSアレイと称する)によって構成される。このPBSアレイにおける各偏光分離膜は、光源102からの光のうち例えばP偏光を通過させ、S偏光を90°光路変更する。光路変更されたS偏光は隣接の偏光分離膜(或いは反射膜)にて反射され、そのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したP偏光は、その前側(光出射側)に設けてある位相差板(1/2λ板)103aによってS偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はS偏光に変換される。なお、偏光ビームスプリッタは、いわゆるワイヤーグリッド偏光板や偏光分離多層膜などによって構成される。   As shown in FIG. 3, the polarization conversion device 103 includes a polarization beam splitter array (hereinafter referred to as a PBS array). Each polarization separation film in this PBS array passes, for example, P-polarized light out of the light from the light source 102, and changes the optical path of S-polarized light by 90 °. The S-polarized light whose optical path has been changed is reflected by an adjacent polarization separation film (or reflection film) and emitted as it is. On the other hand, the P-polarized light that has passed through the polarization separation film is converted into S-polarized light by the phase difference plate (1 / 2λ plate) 103a provided on the front side (light emission side) thereof and emitted. That is, in this case, almost all light is converted to S-polarized light. The polarizing beam splitter is configured by a so-called wire grid polarizing plate, a polarization separating multilayer film, or the like.

ここで、前記偏光合成素子101における偏光合成膜(偏光分離膜)にとってP偏光となる光が第1光源102Aから供給されるように第1偏光変換装置103Aを配置する。同様に、前記偏光合成膜(偏光分離膜)にとってS偏光となる光が第2光源102Bから供給されるように第2偏光変換装置103Bを配置する。   Here, the first polarization conversion device 103A is arranged so that light that becomes P-polarized light is supplied from the first light source 102A to the polarization composition film (polarization separation film) in the polarization composition element 101. Similarly, the second polarization conversion device 103B is arranged so that light that becomes S-polarized light is supplied from the second light source 102B to the polarization combining film (polarization separation film).

図示しないLED点灯制御回路は、前記照明装置100Aにおける第1光源102Aと第2光源102Bとを交互にパルス発光させる。図4は、照明装置100Aにおいて、第1光源102A及び第2光源102Bにおける点灯/消灯状態を示している。パルス発光は、前記LEDチップに対して短時間での大電流投入を行う方法であり、LEDチップの定常発光よりもピーク発光量が増大するものとなる。ただし、パルス発光してから次にパルス発光させるまでには、所定のインターバルが必要である。このインターバルを埋めるべく、第1光源102Aと第2光源102Bとを交互に(位相を180°ずらして)パルス発光させている。   An LED lighting control circuit (not shown) causes the first light source 102A and the second light source 102B in the illumination device 100A to alternately emit pulses. FIG. 4 shows the on / off state of the first light source 102A and the second light source 102B in the illumination device 100A. Pulse light emission is a method in which a large current is input to the LED chip in a short time, and the peak light emission amount is increased as compared with steady light emission of the LED chip. However, a predetermined interval is required from the pulse emission to the next pulse emission. In order to fill this interval, the first light source 102A and the second light source 102B are made to emit pulses alternately (with the phase shifted by 180 °).

各光源102におけるパルス発光の周期は120Hzとしている。従って、各光源102におけるパルス発光期間(点灯期間)は約8.3msecとなる。なお、図4にも示したように、第1光源102Aと第2光源102Bにおけるパルス発光期間が互いに少し重なるようにしてもよい。これによれば、パルス発光における瞬時の光量低下(パルス発光期間間の非発光状態の発生)を防止することができる。なお、第1光源102Aと第2光源102Bの出射光の偏光方向が互いに90°異ならせている点、偏光変換装置103における位相差板103aの設置位置、第1光源102A及び第2光源102Bにおける点灯/消灯の周波数(120Hz)は例示であり、上記のものに限定されるものではない。以下の構成例においても同様である。   The period of pulse emission in each light source 102 is 120 Hz. Therefore, the pulse emission period (lighting period) in each light source 102 is about 8.3 msec. As shown in FIG. 4, the pulse emission periods of the first light source 102A and the second light source 102B may slightly overlap each other. According to this, it is possible to prevent an instantaneous light amount decrease (occurrence of a non-light emission state during the pulse light emission period) in the pulse light emission. Note that the polarization directions of the emitted light of the first light source 102A and the second light source 102B are different from each other by 90 °, the installation position of the phase difference plate 103a in the polarization conversion device 103, the first light source 102A and the second light source 102B. The on / off frequency (120 Hz) is merely an example, and is not limited to the above. The same applies to the following configuration examples.

図5は照明装置100Aを用いた投写型映像表示装置を示した説明図である。この投写型映像表示装置は、反射型の表示素子を3枚用いている。照明装置100Aから出射された白色光は、レンズ23を介して内部全反射(total internal reflection :TIR)プリズム30に導かれる。この内部全反射プリズム30にて反射した白色光は、3つのプリズムから成る色分解合成プリズム31に導かれる。そして、各色光は各色用のDMD(ディジタルマイクロミラーデバイス)9R,9G,9Bに導かれ、これらの反射光(各色映像光)が再び色分解合成プリズム31に入射し、フルカラー映像光となって色分解合成プリズム31から出射される。色分解プリズム31から出射されたフルカラー映像光は内部全反射プリズム30を透過し、投写レンズ5によって拡大投写される。   FIG. 5 is an explanatory view showing a projection display apparatus using the illumination device 100A. This projection display apparatus uses three reflective display elements. White light emitted from the illumination device 100 </ b> A is guided to a total internal reflection (TIR) prism 30 through a lens 23. The white light reflected by the internal total reflection prism 30 is guided to a color separation / combination prism 31 composed of three prisms. Then, each color light is guided to DMD (digital micromirror device) 9R, 9G, 9B for each color, and these reflected lights (each color video light) are incident on the color separation / combination prism 31 again to become full color video light. The light is emitted from the color separation / combination prism 31. The full-color image light emitted from the color separation prism 31 passes through the internal total reflection prism 30 and is enlarged and projected by the projection lens 5.

ところで、前記偏光合成素子101における偏光合成膜(偏光分離膜)を透過するP偏光は、前記偏光合成膜(偏光分離膜)に反射するS偏光に比べて光量が低下する。このような光量差が生じるのは望ましくない。そこで、例えば、第2光源102Bへの供給電力を調節することにより、ロッドインテグレータ104に導かれるP偏光光とS偏光光の光量を等しくするのがよい。或いは、同じ供給電力で出射光量が異なる二つの光源102A・102Bを採用してもよい。或いは、第1光源102Aが点灯するときに供給される映像信号の輝度信号を、第2光源102Bが点灯するときに供給される映像信号の輝度信号に比べて高くする補正を行うこととしてもよい。すなわち、P偏光光とS偏光光の光量差を映像信号処理によって解消するようにしてもよい。これらの処理は以下の構成例においても適用することができる。   By the way, the amount of the P-polarized light transmitted through the polarization combining film (polarization separation film) in the polarization combining element 101 is lower than that of the S-polarized light reflected by the polarization combining film (polarization separation film). It is not desirable that such a light amount difference occurs. Therefore, for example, the amount of P-polarized light and S-polarized light guided to the rod integrator 104 may be equalized by adjusting the power supplied to the second light source 102B. Or you may employ | adopt two light sources 102A * 102B from which emitted light quantity differs by the same supply electric power. Alternatively, correction may be performed so that the luminance signal of the video signal supplied when the first light source 102A is turned on is higher than the luminance signal of the video signal supplied when the second light source 102B is turned on. . That is, the light amount difference between the P-polarized light and the S-polarized light may be eliminated by video signal processing. These processes can also be applied to the following configuration examples.

図6は照明装置100Bを用いた投写型映像表示装置を示した説明図である。照明装置100Bは前述した照明装置100Aにπセル(スイッチング偏光回転素子)105を付加した構成を有している。前記πセル105はロッドインテグレータ104の光出射側に配置される。前記πセル105は、例えば液晶表示パネルにおいて偏光板を除いた構造に相当する構造を有するものであり、受け取った光の偏光方向を90度回転させる機能状態と回転させない機能状態とが通電ON/OFFによって切り替わる。例えば、第1光源102Aがパルス点灯している状態(P偏光光がロッドインテグレータ104を経てπセル105に供給される状態)では、πセルSW回路121からπセル105に電圧は印加されない(通電OFF)。このとき、πセル105は受け取ったP偏光光をS偏光光に変換する。一方、第2光源102Bがパルス点灯している状態(S偏光光がロッドインテグレータ104を経てπセル105に供給される状態)では、πセル105に電圧が印加される(通電ON)。このとき、πセル105は受け取ったS偏光光をそのまま透過させる。すなわち、πセル105によって、第1光源102AからのP偏光光と第2光源102BからのS偏光光はどちらか一方(上記の場合はS偏光光)に統一される。   FIG. 6 is an explanatory view showing a projection display apparatus using the illumination device 100B. The illumination device 100B has a configuration in which a π cell (switching polarization rotation element) 105 is added to the illumination device 100A described above. The π cell 105 is disposed on the light exit side of the rod integrator 104. The π cell 105 has a structure corresponding to, for example, a structure excluding a polarizing plate in a liquid crystal display panel, and a function state in which the polarization direction of received light is rotated by 90 degrees and a function state in which the polarization direction is not rotated are turned on / off. Switch by OFF. For example, in a state in which the first light source 102A is pulsed (a state in which P-polarized light is supplied to the π cell 105 through the rod integrator 104), no voltage is applied from the π cell SW circuit 121 to the π cell 105 (energization) OFF). At this time, the π cell 105 converts the received P-polarized light into S-polarized light. On the other hand, in a state where the second light source 102B is pulsed (a state where S-polarized light is supplied to the π cell 105 via the rod integrator 104), a voltage is applied to the π cell 105 (energization ON). At this time, the π cell 105 transmits the received S-polarized light as it is. That is, the π cell 105 unifies either the P-polarized light from the first light source 102A or the S-polarized light from the second light source 102B (in the above case, S-polarized light).

液晶表示パネル3Fは、カラーフィルタを備える透過型の液晶表示パネルである。液晶表示パネル3Fの入射側偏光板はS偏光光を透過させるようになっている。液晶表示パネル3FはLCDドライバ122によって駆動される。また、第1光源102A及び第2光源102Bは、LED点灯回路123によって互いの位相を180°ずらされてパルス駆動される。そして、これらLCDドライバ122、LED点灯回路123、πセルスイッチ回路121は、制御回路124によって制御される。πセル105のON/OFFエッジ(切り替わりエッジ)は、図7に示すように、各光源102のパルス発光期間の重なり部分の中央に位置する。すなわち、そのような制御が実行されるように、制御回路124は、πセルスイッチ回路121及びLED点灯回路123を制御する。このように、πセル105のON/OFFエッジが各光源102のパルス発光期間の重なり部分の中央に位置すると、πセル105の反転途中期間での光量の低下を防止できる。なお、スイッチング偏光回転素子としてπセル105を示したが、これに限定されるものではない。また、第1光源102AからのP偏光光と第2光源102BからのS偏光光をどちらか一方(上記の場合はS偏光光)に統一することを例示したが、どちらか一方に統一することに限定されるものではなく、第1光源102Aからの光と第2光源102Bからの光の偏光方向を統一できればよい。例えば、液晶表示パネルの光入出射偏光方向が45°である場合には前記S偏光光又はP偏光光のどちらに統一する構成は採用されず、例えば、πセル105と偏光合成素子101との間に半波長板を配置し、前記45°に対応した偏光方向の光に統一することになる。   The liquid crystal display panel 3F is a transmissive liquid crystal display panel including a color filter. The incident-side polarizing plate of the liquid crystal display panel 3F transmits S-polarized light. The liquid crystal display panel 3F is driven by the LCD driver 122. Further, the first light source 102A and the second light source 102B are pulse-driven with their phases shifted by 180 ° by the LED lighting circuit 123. The LCD driver 122, the LED lighting circuit 123, and the π cell switch circuit 121 are controlled by the control circuit 124. The ON / OFF edge (switching edge) of the π cell 105 is located at the center of the overlapping portion of the pulse light emission periods of the light sources 102 as shown in FIG. That is, the control circuit 124 controls the π cell switch circuit 121 and the LED lighting circuit 123 so that such control is executed. As described above, when the ON / OFF edge of the π cell 105 is positioned at the center of the overlapping portion of the pulse emission periods of the light sources 102, it is possible to prevent the light amount from decreasing during the inversion period of the π cell 105. Although the π cell 105 is shown as the switching polarization rotation element, the present invention is not limited to this. In addition, although it has been exemplified that the P-polarized light from the first light source 102A and the S-polarized light from the second light source 102B are unified to one (S-polarized light in the above case), they should be unified to either one. The polarization direction of the light from the first light source 102A and the light from the second light source 102B may be unified. For example, when the light incident / exit polarization direction of the liquid crystal display panel is 45 °, the configuration for unifying either the S-polarized light or the P-polarized light is not adopted. A half-wave plate is disposed between them to unify the light in the polarization direction corresponding to the 45 °.

図8は照明装置100Aを用いた投写型映像表示装置を示した説明図である。この投写型映像表示装置は、液晶表示パネル3F′を備えている。   FIG. 8 is an explanatory view showing a projection display apparatus using the illumination device 100A. This projection display apparatus includes a liquid crystal display panel 3F ′.

図9には、一般的なノーマリーホワイトタイプの液晶表示パネル3Xの構造を示している。この液晶表示パネル3Xの入射側偏光板3Xaと出射側偏光板3Xbとは、その光透過軸方向が互いに90°異なるように配置される。この液晶表示パネル3Xの画素に対する通電がOFFのときには、入射光はその偏光方向が90°変換されて出射側偏光板3Xbから出射されるため、表示は白表示となる。逆に、前記画素に対する通電がONのときには、入射光の偏光の回転は生じないため、入射光は出射側偏光板3Xbを透過できず、表示は黒表示となる。   FIG. 9 shows a structure of a general normally white type liquid crystal display panel 3X. The incident-side polarizing plate 3Xa and the outgoing-side polarizing plate 3Xb of the liquid crystal display panel 3X are arranged so that their light transmission axis directions are different from each other by 90 °. When the energization of the pixels of the liquid crystal display panel 3X is OFF, the incident light is converted from the polarization direction by 90 ° and emitted from the exit-side polarizing plate 3Xb, so the display is white. On the contrary, when the energization to the pixel is ON, since the polarization of the incident light is not rotated, the incident light cannot pass through the exit side polarizing plate 3Xb, and the display is black.

前記液晶表示パネル3F′の構造は、前記液晶表示パネル3Xにおいて入射側偏光板を取り除いた構造に相当する。そして、LCDドライバ122は、第1光源102Aと第2光源102Bのパルス発光の切り替わり(P偏光光とS偏光光との切り替わり)タイミングに応じ、液晶表示パネル3F′がノーマリーホワイトタイプであると見做した映像信号供給と、液晶表示パネル3F′がノーマリーブラックタイプであると見做した映像信号供給と、を切り替える。すなわち、LCDドライバ122は、第1方向の偏光の光が液晶表示パネル3F′に入射されるときには、出射側の偏光板に対して入射側の偏光方向がクロスする液晶表示パネル用に生成した映像信号又は出射側の偏光板に対して入射側の偏光方向がパラレルである液晶表示パネル用に生成した映像信号のどちらか一方の映像信号を液晶表示パネル3F′に供給する一方、第2方向の偏光の光が液晶表示パネル3F′に入射されるときには他方の映像信号を前記液晶表示パネルに供給する。   The structure of the liquid crystal display panel 3F ′ corresponds to a structure in which the incident side polarizing plate is removed from the liquid crystal display panel 3X. Then, the LCD driver 122 indicates that the liquid crystal display panel 3F ′ is a normally white type in accordance with the switching timing of the pulse light emission of the first light source 102A and the second light source 102B (switching between P-polarized light and S-polarized light). Switching between the assumed video signal supply and the video signal supply assumed that the liquid crystal display panel 3F 'is a normally black type is performed. That is, the LCD driver 122 generates an image generated for the liquid crystal display panel in which the incident-side polarization direction crosses the output-side polarizing plate when the first-polarized light is incident on the liquid crystal display panel 3F ′. One of the image signals generated for the liquid crystal display panel whose polarization direction on the incident side is parallel to the polarization plate on the signal or the emission side is supplied to the liquid crystal display panel 3F ′, while the second direction When polarized light enters the liquid crystal display panel 3F ', the other video signal is supplied to the liquid crystal display panel.

以下、更に具体的に説明を行っていく。なお、以下の説明では、液晶表示パネル3F′の出射側偏光板はS偏光を透過させるものとする。第1光源102Aが点灯してP偏光が出射されているタイミングでは、LCDドライバ122は、ノーマリーホワイト用の映像信号を液晶表示パネル3F′に供給する。白色に相当する映像信号が液晶表示パネル3F′に供給されるとき(すなわち、液晶表示パネル3F′の画素に対する通電がOFFのとき)、液晶表示パネル3F′に入射したP偏光光はその偏光方向が90°変換されることによってS偏光光となるため、前記出射側偏光板を透過することができ、表示は白表示となる。一方、第2光源102Bが点灯してS偏光が出射されているタイミングでは、LCDドライバ122は、ノーマリーブラック用の映像信号を液晶表示パネル3F′に供給する。白色に相当する映像信号が液晶表示パネル3F′に供給されるとき(すなわち、液晶表示パネル3F′の画素に対する通電がONのとき)、液晶表示パネル3F′に入射したS偏光光の回転は生じないため、前記出射側偏光板を透過することができ、表示は白表示となる。   More specific description will be given below. In the following description, it is assumed that the exit-side polarizing plate of the liquid crystal display panel 3F ′ transmits S-polarized light. At a timing when the first light source 102A is turned on and P-polarized light is emitted, the LCD driver 122 supplies a normally white video signal to the liquid crystal display panel 3F ′. When a video signal corresponding to white is supplied to the liquid crystal display panel 3F ′ (that is, when energization of the pixels of the liquid crystal display panel 3F ′ is OFF), the P-polarized light incident on the liquid crystal display panel 3F ′ is in the polarization direction. Is converted to S-polarized light by being converted by 90 °, so that it can be transmitted through the output-side polarizing plate, and the display becomes white display. On the other hand, at the timing when the second light source 102B is turned on and S-polarized light is emitted, the LCD driver 122 supplies a normally black video signal to the liquid crystal display panel 3F ′. When a video signal corresponding to white is supplied to the liquid crystal display panel 3F ′ (that is, when energization of the pixels of the liquid crystal display panel 3F ′ is ON), rotation of S-polarized light incident on the liquid crystal display panel 3F ′ occurs. Therefore, the light can be transmitted through the output-side polarizing plate, and the display is white.

すなわち、図8に示す投写型映像表示装置であれば、LCDドライバ122によってノーマリーホワイト用の映像信号供給とノーマリーブラック用の映像信号供給とが光源102の交互点灯のタイミングに合わせて切り替わり、これら二つの映像信号が液晶表示パネル3F′(入射側偏光板無し)に交互に供給されることになるため、πセル105を用いることなしに、映像表示を実現することができる。   That is, in the case of the projection display apparatus shown in FIG. 8, the LCD driver 122 switches between the normally white video signal supply and the normally black video signal supply in accordance with the alternate lighting timing of the light source 102. Since these two video signals are alternately supplied to the liquid crystal display panel 3F ′ (no incident side polarizing plate), video display can be realized without using the π cell 105.

図10は3板式の投写型映像表示装置を示した説明図である。この投写型映像表示装置は3つの照明装置100Cを備える。これら3つの照明装置100Cにおける一つは赤色光を出射し、他の一つは緑色光を出射し、残りの一つは青色光を出射する。すなわち、照明装置100Cは照明装置100Bの構成において各光源として各色光を出射する光源(LEDチップ)を備えたものである。各照明装置100Cから出射された各色光は、πセル105を経て液晶表示パネル3R,3G,3Bにそれぞれ導かれる。液晶表示パネル3R,3G,3Bを経ることで変調された変調光(各色映像光)は、クロスダイクロイックプリズム4によって合成されてフルカラー映像光となる。このフルカラー映像光は、投写レンズ5によって拡大投写され、スクリーン上に表示される。   FIG. 10 is an explanatory view showing a three-plate type projection display apparatus. This projection display apparatus includes three illumination devices 100C. One of these three illumination devices 100C emits red light, the other emits green light, and the other emits blue light. That is, the illumination device 100C includes a light source (LED chip) that emits each color light as each light source in the configuration of the illumination device 100B. Each color light emitted from each illumination device 100C is guided to the liquid crystal display panels 3R, 3G, and 3B through the π cell 105, respectively. The modulated light (each color video light) modulated by passing through the liquid crystal display panels 3R, 3G, 3B is combined by the cross dichroic prism 4 to become full color video light. The full-color image light is enlarged and projected by the projection lens 5 and displayed on the screen.

なお、図10の3板式の構成において、入射側偏光板を有しない各色用の液晶表示パネルと照明装置100Aとの組み合わせ(図8参照)を採用することができる。   Note that in the three-plate configuration of FIG. 10, a combination of a liquid crystal display panel for each color that does not have an incident-side polarizing plate and the lighting device 100A (see FIG. 8) can be employed.

また、照明装置100Aや照明装置100Bから出射された白色光をダイクロイックミラー等にて各色光に分光し、各色光を各色光用の液晶表示パネルにそれぞれ導く構成も採用できる。前記液晶表示パネルを経ることで変調された変調光(各色映像光)は、クロスダイクロイックプリズムによって合成されてフルカラー映像光となる。このフルカラー映像光は、投写レンズによって拡大投写され、スクリーン上に表示される。   Further, it is possible to adopt a configuration in which white light emitted from the illumination device 100A or the illumination device 100B is split into each color light by a dichroic mirror or the like, and each color light is guided to a liquid crystal display panel for each color light. The modulated light (each color video light) modulated by passing through the liquid crystal display panel is combined by a cross dichroic prism to become full color video light. The full-color image light is enlarged and projected by the projection lens and displayed on the screen.

また、S偏光をS偏光のまま及びP偏光をP偏光のまま出射させる照明装置100Aを用いる場合、必ずしも、第1光源102Aと第2光源102Bとを交互に点灯させる必要はない。例えば、各光源において白色光を出射するためのLEDチップの組み合わせを二組用意しておく。第1光源において一つの組のLEDチップをパルス点灯させると同時に、第2光源において同様に一つの組のLEDチップをパルス点灯させる。そして、第1光源において他の組のLEDチップをパルス点灯させると同時に、第2光源において同様に他の組のLEDチップをパルス点灯させる。この場合、P偏光光とS偏光光との光量差は依然存在するものの、同時に出射されるP偏光光とS偏光光とが合成されることになるので、照明装置100Aから出射される光量に変化が生じるのを防止できることになる。このような構成(制御)は、各色光を出射する照明装置を構成するときにも適用できる。   Further, when using the illumination device 100A that emits the S-polarized light with the S-polarized light and the P-polarized light with the P-polarized light emitted, it is not always necessary to turn on the first light source 102A and the second light source 102B alternately. For example, two combinations of LED chips for emitting white light in each light source are prepared. One set of LED chips is pulsed in the first light source, and at the same time, one set of LED chips is similarly pulsed in the second light source. Then, another set of LED chips is pulse-lighted in the first light source, and at the same time, another set of LED chips is similarly pulsed in the second light source. In this case, although there is still a difference in the amount of light between the P-polarized light and the S-polarized light, the P-polarized light and the S-polarized light emitted at the same time are combined. It is possible to prevent the change from occurring. Such a configuration (control) can also be applied when configuring an illumination device that emits light of each color.

また、1枚のDMDと照明装置100Aとを用いた時分割フルカラーの投写型映像表示装置を構成することもできる。例えば、第1光源102A及び第2光源102Bの赤色光用のLEDチップをパルス点灯させるときに、前記DMDには赤色用の映像信号を供給し、第1光源102A及び第2光源102Bの緑色光用のLEDチップをパルス点灯させるときに、前記DMDには緑色用の映像信号を供給し、第1光源102A及び第2光源102Bの青色光用のLEDチップをパルス点灯させるときに、前記DMDには青色用の映像信号を供給する。すなわち、各色用のLEDチップのパルス点灯のタイミングに同期させて映像表示パネルの時分割駆動を行うことができる。   A time-division full-color projection display apparatus using one DMD and the lighting device 100A can also be configured. For example, when the red light LED chips of the first light source 102A and the second light source 102B are pulse-lit, a red video signal is supplied to the DMD, and the green light of the first light source 102A and the second light source 102B is supplied. When the LED chip for lighting is pulse-lit, a video signal for green is supplied to the DMD, and when the LED chip for blue light of the first light source 102A and the second light source 102B is pulse-lit, the DMD Supplies the video signal for blue. In other words, the video display panel can be time-division driven in synchronization with the pulse lighting timing of the LED chips for each color.

また、1枚の液晶表示パネルと照明装置100Bとを用いた時分割フルカラーの投写型映像表示装置を構成することもできる。例えば、前記1枚の液晶表示パネルに赤色用の映像信号を供給している状態で、第1光源102Aの赤色光用のLEDチップをパルス点灯させ(このとき、πセル105は例えばOFF)、更に、第2光源102Bの赤色光用のLEDチップをパルス点灯させる(このとき、πセル105は例えばON)。次に、前記1枚の液晶表示パネルに緑色用の映像信号を供給している状態で、第1光源102Aの緑色光用のLEDチップをパルス点灯させ(このとき、πセル105は例えばOFF)、更に、第2光源102Bの緑色光用のLEDチップをパルス点灯させる(このとき、πセル105は例えばON)。次に、前記1枚の液晶表示パネルに青色用の映像信号を供給している状態で、第1光源102Aの青色光用のLEDチップをパルス点灯させ(このとき、πセル105は例えばOFF)、更に、第2光源102Bの青色光用のLEDチップをパルス点灯させる(このとき、πセル105は例えばON)。すなわち、各色用の映像信号が液晶表示パネルに供給されているときに当該色に対応した色のLEDチップを二つの光源において順次に点灯させ、この点灯タイミングに応じてπセル105のスイッチングを行う。この場合、スイッチング偏光回転素子(πセル)としては、高い周波数でスイッチングできるものがよい。   In addition, a time-division full-color projection display apparatus using one liquid crystal display panel and the lighting device 100B can be configured. For example, in a state where a red video signal is supplied to the one liquid crystal display panel, the LED chip for red light of the first light source 102A is pulse-lit (at this time, the π cell 105 is OFF, for example) Further, the LED chip for red light of the second light source 102B is pulse-lit (at this time, the π cell 105 is ON, for example). Next, the green light LED chip of the first light source 102A is pulse-lit while the green video signal is supplied to the one liquid crystal display panel (at this time, the π cell 105 is OFF, for example). Further, the LED chip for green light of the second light source 102B is pulse-lit (at this time, the π cell 105 is ON, for example). Next, the blue light LED chip of the first light source 102A is pulse-lit while the blue video signal is supplied to the one liquid crystal display panel (at this time, the π cell 105 is OFF, for example). Furthermore, the LED chip for blue light of the second light source 102B is pulse-lit (at this time, the π cell 105 is ON, for example). That is, when a video signal for each color is supplied to the liquid crystal display panel, the LED chip of the color corresponding to the color is sequentially turned on by the two light sources, and the π cell 105 is switched according to the lighting timing. . In this case, the switching polarization rotation element (π cell) is preferably one that can be switched at a high frequency.

また、以上説明した照明装置に用いる光源102において、図11に示すように、テーパ型のロッドインテグレータ108(光入射面の大きさよりも光出射面の大きさの方が大である)を備えてもよい。このロッドインテグレータ108の光入射面の形状及び大きさは光源102の光出射面の形状及び大きさに略一致し、光出射面の形状及び大きさは偏光変換装置103における光入射面の形状及び大きさに略一致する。   Further, as shown in FIG. 11, the light source 102 used in the illumination device described above includes a tapered rod integrator 108 (the size of the light exit surface is larger than the size of the light incident surface). Also good. The shape and size of the light entrance surface of the rod integrator 108 substantially match the shape and size of the light exit surface of the light source 102, and the shape and size of the light exit surface correspond to the shape and size of the light entrance surface of the polarization converter 103. It almost matches the size.

また、各照明装置は、ロッドインテグレータ104に代えて、第1フライアイレンズと第2フライアイレンズとから成るインテグレータレンズを備えてもよい。前記第1フライアイレンズは、偏光変換装置103の光出射側にそれぞれ配置される。そして、前記第2フライアイレンズは、偏光合成素子101の光出射側に配置される。なお、前記第2フライアイレンズは複数光源において共用されるものとなる。第1フライアイレンズと第2フライアイレンズにおける個々のレンズ対は、各光源から出射された光を映像表示素子の全面へ導くことになる。   Each lighting device may include an integrator lens including a first fly-eye lens and a second fly-eye lens instead of the rod integrator 104. The first fly-eye lenses are respectively disposed on the light exit side of the polarization conversion device 103. The second fly's eye lens is disposed on the light emitting side of the polarization beam combining element 101. The second fly-eye lens is shared by a plurality of light sources. Each pair of lenses in the first fly-eye lens and the second fly-eye lens guides the light emitted from each light source to the entire surface of the image display element.

この発明の実施形態の照明装置を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the illuminating device of embodiment of this invention. 図1の照明装置に用いた光源の正面図である。It is a front view of the light source used for the illuminating device of FIG. 図1の照明装置に用いた光源及び偏光変換装置の側面図である。It is a side view of the light source and polarization conversion device which were used for the illuminating device of FIG. 図1の照明装置における二つの光源のパルス発光タイミングを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the pulse light emission timing of the two light sources in the illuminating device of FIG. 図1の照明装置を用いた投写型映像表示装置を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the projection type video display apparatus using the illuminating device of FIG. πセルを有する照明装置及びこれを用いた投写型映像表示装置を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the illuminating device which has (pi) cell, and the projection type video display apparatus using the same. 図6の照明装置における二つの光源のパルス発光タイミング及びπセルの切替タイミングを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the pulse light emission timing of two light sources in the illuminating device of FIG. 6, and the switch timing of (pi) cell. 図1の照明装置を用いた投写型映像表示装置を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the projection type video display apparatus using the illuminating device of FIG. 一般的なノーマリーホワイトタイプの液晶表示パネルを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the general normally white type liquid crystal display panel. 図6の照明装置を用いた投写型映像表示装置を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the projection type video display apparatus using the illuminating device of FIG. 光源の他の例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the other example of the light source.

符号の説明Explanation of symbols

100 照明装置
101 偏光合成素子
102 光源
103 偏光変換装置
104 ロッドインテグレータ
105 πセル
121 πセルSW回路
122 LCDドライバ
123 LED点灯回路
124 制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Illumination device 101 Polarization composition element 102 Light source 103 Polarization conversion device 104 Rod integrator 105 π cell 121 π cell SW circuit 122 LCD driver 123 LED lighting circuit 124 Control circuit

Claims (22)

一つ又は複数の固体発光素子から成り互いに異なる方向に向いて配置された複数の光源と、前記固体発光素子をパルス発光させる点灯制御手段と、前記複数の光源のうちの第1光源から出射された光を第1方向の偏光に変換する第1偏光変換装置と、前記第1光源とは異なる第2光源から出射された光を前記第1方向に直交する第2方向の偏光に変換する第2偏光変換装置と、前記第1光源から出射されて第1方向の偏光とされた光を透過と反射のどちらか一方の機能によって特定光路に導くと共に前記第2光源から出射されて第2方向の偏光とされた光を他方の機能によって前記特定光路に導く光路変更手段と、を備えたことを特徴とする照明装置。 A plurality of light sources composed of one or a plurality of solid state light emitting elements and arranged in different directions, lighting control means for causing the solid state light emitting elements to emit light, and a first light source of the plurality of light sources. A first polarization conversion device that converts the obtained light into polarized light in a first direction, and a second light that is emitted from a second light source different from the first light source into polarized light in a second direction orthogonal to the first direction. A two-polarization conversion device, and the light emitted from the first light source and polarized in the first direction is guided to a specific optical path by one of the functions of transmission and reflection and is emitted from the second light source to the second direction And an optical path changing means for guiding the polarized light to the specific optical path by the other function. 請求項1に記載の照明装置において、前記光路変更手段を経て得られる第1方向の偏光の光と第2方向の偏光の光の光量が等しくなるように、前記第1光源と前記第2光源の出射光量を互いに異ならせたことを特徴とする照明装置。 2. The illumination device according to claim 1, wherein the first light source and the second light source are configured so that light amounts of polarized light in a first direction and polarized light in a second direction obtained through the optical path changing unit are equal. The illuminating device characterized in that the amount of emitted light is different from each other. 請求項1又は請求項2のいずれかに記載の照明装置において、各光源の光出射側に設けられた第1フライアイレンズと、前記特定光路上に設けられ、各第1フライアイレンズと対を成して光を照明対象物へインテグレートして導く第2フライアイレンズと、を備えたことを特徴とする照明装置。 3. The illumination device according to claim 1, wherein the first fly-eye lens provided on the light emission side of each light source and the first fly-eye lens provided on the specific optical path are paired with each other. And a second fly-eye lens that integrates and guides light to the object to be illuminated. 請求項1又は請求項2のいずれかに記載の照明装置において、前記特定光路上に筒状又は棒状の光インテグレータを備えたことを特徴とする照明装置。 The illuminating device according to claim 1, further comprising a cylindrical or rod-shaped light integrator on the specific optical path. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の照明装置において、受け取った光の偏光方向を90度回転させる機能状態と回転させない機能状態とが通電のON/OFFによって切り替わるスイッチング偏光回転素子と、このスイッチング偏光回転素子を制御するスイッチング回路とを備え、前記スイッチング偏光回転素子は前記特定光路上に配置されており、前記点灯制御手段は第1光源と第2光源のパルス発光タイミングをずらすように点灯制御を行い、前記スイッチング回路は前記固体発光素子のパルス発光タイミングに同期して前記スイッチング偏光回転素子をON/OFFし、前記スイッチング偏光回転素子を経て得られる光の偏光方向を統一することを特徴とする照明装置。 In the illumination device according to any one of claims 1 to 4, a switching polarization rotating element that switches between a functional state that rotates the polarization direction of received light by 90 degrees and a functional state that does not rotate by turning ON / OFF energization; A switching circuit for controlling the switching polarization rotation element, wherein the switching polarization rotation element is disposed on the specific optical path, and the lighting control means shifts the pulse emission timings of the first light source and the second light source. Lighting control is performed, and the switching circuit turns ON / OFF the switching polarization rotating element in synchronization with the pulse emission timing of the solid state light emitting element, and unifies the polarization direction of the light obtained through the switching polarization rotating element. A lighting device. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の照明装置において、各光源が同一の一色の光を出射することを特徴とする照明装置。 5. The illumination device according to claim 1, wherein each light source emits light of the same color. 6. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の照明装置において、各光源が白色光又は白色となる各色光を出射することを特徴とする照明装置。 5. The illumination device according to claim 1, wherein each light source emits white light or each color light that becomes white. 6. 互いに異なる色光を出射する複数の照明装置を備え、前記照明装置のうち少なくとも一つが請求項6に記載の照明装置であり、各照明装置からの各色光をそれぞれ表示パネルにて光変調し、各色変調光を合成して投写するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。 It comprises a plurality of illumination devices that emit different color lights, and at least one of the illumination devices is the illumination device according to claim 6, wherein each color light from each illumination device is light-modulated by a display panel, and each color A projection-type image display device configured to synthesize and project modulated light. 互いに異なる色光を出射する複数の照明装置を備え、前記照明装置のうち少なくとも一つが請求項6に記載の照明装置であり、各照明装置からの各色光を同一方向に導いて単一の表示パネルにて光変調し、この変調光を投写するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。 A plurality of illuminating devices that emit different colored lights, wherein at least one of the illuminating devices is the illuminating device according to claim 6, and each color light from each illuminating device is guided in the same direction to form a single display panel. A projection-type image display apparatus configured to perform light modulation on and project the modulated light. 請求項7に記載の照明装置を備え、前記照明装置からの白色光又は白色となる各色光を単一の表示パネルにて光変調し、この変調光を投写するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。 The illumination device according to claim 7 is provided, wherein the white light from the illumination device or each color light that becomes white light is modulated by a single display panel, and the modulated light is projected. Projection-type image display device. 請求項7に記載の照明装置を備え、前記照明装置からの白色光を互いに異なる色光に分離し、各色光をそれぞれ表示パネルにて光変調し、各色変調光を合成して投写するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。 The illumination device according to claim 7, wherein the white light from the illumination device is separated into different color lights, each color light is modulated by a display panel, and each color modulated light is combined and projected. Projection-type image display device characterized by that. 請求項8乃至請求項11のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記表示パネルとして入射側偏光板を有しない液晶表示パネルを備えると共に前記液晶表示パネルを駆動するパネル駆動回路を備え、前記点灯制御手段は第1光源と第2光源のパルス発光タイミングをずらすように点灯制御を行い、前記パネル駆動回路は、前記第1方向の偏光の光が前記液晶表示パネルに入射されるときには、出射側の偏光板に対して入射側の偏光方向がクロスする液晶表示パネル用に生成した映像信号又は出射側の偏光板に対して入射側の偏光方向がパラレルである液晶表示パネル用に生成した映像信号のどちらか一方の映像信号を前記液晶表示パネルに供給する一方、第2方向の偏光の光が前記液晶表示パネルに入射されるときには他方の映像信号を前記液晶表示パネルに供給することを特徴とする投写型映像表示装置。 12. The projection display apparatus according to claim 8, further comprising: a liquid crystal display panel having no incident-side polarizing plate as the display panel, and a panel driving circuit for driving the liquid crystal display panel. The lighting control means performs lighting control so as to shift the pulse light emission timings of the first light source and the second light source, and the panel driving circuit is configured such that when polarized light in the first direction is incident on the liquid crystal display panel, Generated for a liquid crystal display panel in which the polarization direction on the incident side crosses the polarizing plate on the output side, or for a liquid crystal display panel in which the polarization direction on the incident side is parallel to the polarizing plate on the output side While one of the video signals is supplied to the liquid crystal display panel, when the polarized light in the second direction is incident on the liquid crystal display panel, the other video signal is supplied. Projection display apparatus and supplying to the liquid crystal display panel items. 請求項5に記載の照明装置において、各光源が同一の一色の光を出射することを特徴とする照明装置。 6. The illuminating device according to claim 5, wherein each light source emits the same color of light. 請求項5に記載の照明装置において、各光源が白色光又は白色光となる各色光を出射することを特徴とする照明装置。 6. The illuminating device according to claim 5, wherein each light source emits white light or each color light that becomes white light. 互いに異なる色光を出射する複数の照明装置を備え、前記照明装置のうち少なくとも一つが請求項13に記載の照明装置であり、各照明装置からの各色光をそれぞれ表示パネルにて光変調し、各色変調光を合成して投写するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。 A plurality of illumination devices that emit different color lights are provided, and at least one of the illumination devices is the illumination device according to claim 13, wherein each color light from each illumination device is modulated by a display panel, and A projection-type image display device configured to synthesize and project modulated light. 互いに異なる色光を出射する複数の照明装置を備え、前記照明装置のうち少なくとも一つが請求項13に記載の照明装置であり、各照明装置からの各色光を同一方向に導いて単一の表示パネルにて光変調し、この変調光を投写するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。 A plurality of illuminating devices that emit different color lights, wherein at least one of the illuminating devices is the illuminating device according to claim 13, wherein each color light from each illuminating device is guided in the same direction to form a single display panel. A projection-type image display apparatus configured to perform light modulation on and project the modulated light. 請求項14に記載の照明装置を備え、前記照明装置からの白色光又は白色となる各色光を単一の表示パネルにて光変調し、この変調光を投写するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。 The illumination device according to claim 14 is provided, wherein white light or white light from the illumination device is modulated by a single display panel, and the modulated light is projected. Projection-type image display device. 請求項14に記載の照明装置を備え、前記照明装置からの白色光を互いに異なる色光に分離し、各色光をそれぞれ表示パネルにて光変調し、各色変調光を合成して投写するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。 15. A lighting device according to claim 14, wherein white light from the lighting device is separated into different color lights, each color light is modulated by a display panel, and each color modulated light is combined and projected. Projection-type image display device characterized by that. 請求項13乃至請求項18のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記表示パネルとして液晶表示パネルを備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。 19. The projection display apparatus according to claim 13, further comprising a liquid crystal display panel as the display panel. 請求項8乃至請求項12のいずれか、又は、請求項15乃至請求項19のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、第1方向の偏光の光を受ける際に前記表示パネルに供給する映像信号のレベルと、第2方向の偏光の光を受ける際に前記表示パネルに供給する映像信号のレベルとを互いに異ならせることを特徴とする投写型映像表示装置。 The projection display apparatus according to any one of claims 8 to 12 or claim 15 to claim 19, wherein the projection display apparatus supplies the display panel with light polarized in the first direction. A projection type video display apparatus, wherein a level of a video signal and a level of a video signal supplied to the display panel when receiving light polarized in the second direction are different from each other. 請求項1乃至請求項7のいずれか又は請求項13乃至請求項14のいずれかに記載の照明装置において、前記光路変更手段はガラスキューブ型の偏光ビームスプリッタであることを特徴とする照明装置。 The illuminating device according to any one of claims 1 to 7, or the illuminating device according to any one of claims 13 to 14, wherein the optical path changing means is a glass cube type polarization beam splitter. 請求項8乃至請求項12のいずれか又は請求項15乃至請求項20の投写型映像表示装置において、前記光路変更手段はガラスキューブ型の偏光ビームスプリッタであることを特徴とする投写型映像表示装置。 The projection display apparatus according to any one of claims 8 to 12, or the projection display apparatus according to any one of claims 15 to 20, wherein the optical path changing means is a glass cube type polarization beam splitter. .
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