JP2007041212A - Illuminating device and image projection apparatus - Google Patents

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Yoshio Fukazawa
宣雄 深澤
Kiyoshi Toyoda
清 豊田
Takatoshi Yamada
隆俊 山田
Atsuhiko Wajiki
敦彦 和食
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminating device capable of forming a color image by a single optical spacial modulation element without using a mechanically driven motor, and to provide an image projection apparatus using the illuminating device. <P>SOLUTION: The illuminating device includes: a plurality of light sources; a condensing optical system by which light emitted from the plurality of light sources is condensed into the same optical path; and the single optical spacial modulation element. The illuminating device synchronizes the plurality of light sources and the single optical spacial modulation element. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明装置及びこれを用いた画像投影装置に関し、特に複数の光源ならびに光空間変調素子を用いた照明装置及びこれを用いた画像投影装置に関する。   The present invention relates to an illumination device and an image projection device using the same, and more particularly to an illumination device using a plurality of light sources and an optical spatial modulation element and an image projection device using the illumination device.

従来より、液晶パネルやDMD(Digital Micro mirror Device)素子などの光空間変調素子を用いた画像投影装置(光学式プロジェクター)が提案されており、例えば、図3に示すような3枚の液晶パネルを用いた3板式画像投影装置100が知られている。
図3において、放電ランプ101から出射される照明光は、リフレクター102でほぼ平行光にされたあと、光学部品103〜116で構成される照明光学系によって、液晶表示素子117〜119に均一照射される。また同時に、前記照明光は、前記照明光学系中に配置されたダイクロイックミラー107および108によって、3原色が分離され、各色に対応した前記各液晶表示素子117〜119に照射される。前記各液晶表示素子117〜119で各々の色毎に空間変調された光は、クロスプリズム120で再度合成されて、投射レンズ121でスクリーン122に投影される。
このような3板式の画像投影装置100では、照明光学系で照明光が3原色に分離されて各液晶表示素子に照射されるため、照明光自体には変調の必要がないが、各々の色に対応した光変調を別々に行わなければならないため、3個の液晶表示素子が必要となり、さらに、各々の色毎に変調された光を再度合成しなければならないので、クロスプリズム120が必要となるという問題がある。
Conventionally, an image projector (optical projector) using a spatial light modulator such as a liquid crystal panel or a DMD (Digital Micro mirror Device) element has been proposed. For example, three liquid crystal panels as shown in FIG. There is known a three-plate image projection apparatus 100 using the above.
In FIG. 3, the illumination light emitted from the discharge lamp 101 is made substantially parallel light by the reflector 102 and then uniformly irradiated to the liquid crystal display elements 117 to 119 by the illumination optical system composed of the optical components 103 to 116. The At the same time, the three primary colors are separated from the illumination light by the dichroic mirrors 107 and 108 arranged in the illumination optical system, and the liquid crystal display elements 117 to 119 corresponding to the respective colors are irradiated. The light spatially modulated for each color by the liquid crystal display elements 117 to 119 is synthesized again by the cross prism 120 and projected onto the screen 122 by the projection lens 121.
In such a three-plate image projection apparatus 100, the illumination light is separated into three primary colors by the illumination optical system and applied to each liquid crystal display element. Therefore, the illumination light itself does not need to be modulated. Therefore, three liquid crystal display elements are required, and the light modulated for each color must be synthesized again. Therefore, the cross prism 120 is necessary. There is a problem of becoming.

そこで、例えば図4に示すように、カラーホイール134とDMD素子136とを用いた単板式画像投影装置130が提案されている(特許文献1参照)。
図4において、放電ランプ131から出射される照明光は、リフレクター132でほぼ平行光にされたあと、各光学部品133〜135で構成される照明光学系によって、DMD素子136に均一照射される。DMD素子136で空間変調された光は、投影レンズ137でスクリーン138に投影される。また、前記のような単板式の画像投影装置の場合、光空間変調素子であるDMD素子136に入力される原映像信号は、画像の1フレーム分に相当する信号がさらに赤・緑・青の3原色の信号に分離されており、例えば赤、緑、青の順といったように時分割的に構成されている。
Therefore, for example, as shown in FIG. 4, a single-plate image projection device 130 using a color wheel 134 and a DMD element 136 has been proposed (see Patent Document 1).
In FIG. 4, the illumination light emitted from the discharge lamp 131 is substantially collimated by the reflector 132 and then uniformly irradiated to the DMD element 136 by the illumination optical system configured by the optical components 133 to 135. The light spatially modulated by the DMD element 136 is projected onto the screen 138 by the projection lens 137. In the case of the single-plate image projection apparatus as described above, the original video signal input to the DMD element 136, which is a light spatial modulation element, is a signal corresponding to one frame of the image, further red, green, and blue. The signals are separated into three primary colors, and are configured in a time-sharing manner, for example, in the order of red, green, and blue.

照明光学系中に配置されたカラーホイール134は、例えば図5に示されたような構造になっており、入射した照明光のうち、それぞれ、R領域は赤色光のみ、G領域は緑色光のみ、B領域は青色光のみが透過するような分光特性をもつ構造になっている。
さらに、前記カラーホイール134には、図示しないモーターが備えられており、例えばR領域、G領域、B領域が順次、照明光路を通過するように回転している。そして、その回転周期は前記色別に時分割された映像信号と同期が取られており、例えば前記映像信号のうち赤色部分に相当する信号が前記DMD素子136に入力されるときは、前記カラーホイール134のR領域が照明光路を通過するので、赤色光のみが前記DMD素子134に照射される。
次に、例えば緑色部分に相当する信号が入力されるときは、G領域が照明光路を通過するので、緑色光のみが照射される。青色信号でも同様にして、青色光のみが照射される。このようにして、映像信号とカラーホイール134の回転に同期をとっておけば、一つの光空間変調素子でカラー画像を作り出すことができることが知られている。
The color wheel 134 arranged in the illumination optical system has a structure as shown in FIG. 5, for example. Of the incident illumination light, the R region is only red light and the G region is only green light. , B region has a spectral characteristic such that only blue light is transmitted.
Further, the color wheel 134 is provided with a motor (not shown), and for example, the R region, the G region, and the B region are sequentially rotated so as to pass through the illumination optical path. The rotation period is synchronized with the video signal time-divided for each color. For example, when a signal corresponding to a red portion of the video signal is input to the DMD element 136, the color wheel Since the R region of 134 passes through the illumination optical path, only the red light is applied to the DMD element 134.
Next, for example, when a signal corresponding to a green portion is input, since the G region passes through the illumination optical path, only green light is irradiated. Similarly, only blue light is emitted for the blue signal. In this way, it is known that a color image can be created with a single spatial light modulator if the video signal and the rotation of the color wheel 134 are synchronized.

特開2001−92003号公報JP 2001-92003 A

しかしながら、図4に示したカラーホイール134とDMD素子136とを用いた単板式画像投影装置130においては、モーターを用いて機械駆動によりカラーホイール134を回転させているため、画像投影装置の寿命に関して、モーターの寿命が大きく関係し、モーターの寿命が尽きると、画像投影装置の寿命も尽きてしまうというような問題が発生する。   However, in the single-plate image projector 130 using the color wheel 134 and the DMD element 136 shown in FIG. 4, the color wheel 134 is rotated by a mechanical drive using a motor. The life of the motor is greatly related, and when the life of the motor is exhausted, there arises a problem that the life of the image projection apparatus is also exhausted.

また、画像投影装置の性能を上げようとすると場合に、モーターの回転数を上昇させる必要が生じるため、機械駆動によるモーターの回転数の上昇に伴い、モーターの回転音が騒音として問題になることもある。   In addition, when trying to improve the performance of the image projection device, it is necessary to increase the rotation speed of the motor, and as the rotation speed of the motor driven by mechanical drive increases, the rotation sound of the motor becomes a problem as noise. There is also.

本発明は、上述の点を考慮し、機械駆動によるモーターを用いないで、かつ、単一の光空間変調素子によりカラー画像を作り出すことができる照明装置及びこれを用いた画像投影装置を提供するものである。   In consideration of the above-described points, the present invention provides an illuminating device that can create a color image by using a single light spatial modulation element without using a mechanically driven motor, and an image projection device using the same. Is.

本発明に係る照明装置は、複数の光源と、前記複数の光源から出射される光を同一の光路に集光する集光光学系と、単一の光空間変調素子とを備え、前記複数の光源と前記単一の光空間変調素子との間で同期をとる構成とする。   An illumination device according to the present invention includes a plurality of light sources, a condensing optical system that condenses light emitted from the plurality of light sources in the same optical path, and a single light spatial modulation element, It is set as the structure which synchronizes between a light source and the said single light spatial modulation element.

好ましくは、本発明に係る照明装置の前記複数の光源のうち、少なくとも一つが半導体レーザであることが適当である。
さらに好ましくは、本発明に係る照明装置の前記単一の光空間変調素子は、液晶表示素子であることが適当である。
Preferably, at least one of the plurality of light sources of the illumination device according to the present invention is a semiconductor laser.
More preferably, the single light spatial modulation element of the illumination device according to the present invention is a liquid crystal display element.

本発明の照明装置では、機械駆動のモーターを用いることなく、単一の光空間変調素子でカラー画像を作り出すことができる。   In the illumination device of the present invention, a color image can be created with a single light spatial modulation element without using a mechanically driven motor.

本発明に係る画像投影装置は、複数の光源と、前記複数の光源から出射される光を同一の光路に集光する集光光学系と、単一の光空間変調素子と、前記単一の光空間変調素子で変調された画像を投影する投影光学系とを備え、前記複数の光源と前記単一の光空間変調素子との間で同期をとる構成とする。   An image projection apparatus according to the present invention includes a plurality of light sources, a condensing optical system that condenses light emitted from the plurality of light sources on the same optical path, a single light spatial modulation element, and the single light A projection optical system that projects an image modulated by the light spatial modulation element, and is configured to synchronize between the plurality of light sources and the single light spatial modulation element.

本発明の画像投影装置では、機械駆動のモーターを用いることなく、一つの光空間変調素子でカラー画像を作り出すことができる。   In the image projection apparatus of the present invention, a color image can be created with one light spatial modulation element without using a mechanical drive motor.

本発明の照明装置によれば、機械駆動のモーターを用いることなく、カラー画像を作り出すことができるので、照明装置の寿命を延ばすことができる。   According to the lighting device of the present invention, since a color image can be created without using a mechanically driven motor, the lifetime of the lighting device can be extended.

本発明の画像投影装置によれば、機械駆動のモーターを用いることなく、カラー画像を作り出すことができるので、画像投影装置の寿命を延ばすことができる。   According to the image projection apparatus of the present invention, since a color image can be created without using a mechanically driven motor, the life of the image projection apparatus can be extended.

以下、本発明に係る画像投影装置を実施するための最良の形態の例について、図面を参照して説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。また、本発明に係る照明装置については、画像投影装置と併せて説明する。   Hereinafter, examples of the best mode for carrying out the image projection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples. The illumination device according to the present invention will be described together with an image projection device.

図1は、本発明の実施の形態例に係る画像投影装置1の概略構成図を示したものである。
図1に示すように、本例に係る画像投影装置1の光源2は、変調が可能な赤色光を出射する赤色レーザダイオード41、緑色光を出射する緑色レーザダイオード42、青色光を出射する青色レーザダイオード43とからなる複数の光源で構成されている。これらのレーザダイオードには、ガリウム・ヒ素やインジリウム・リンなどの化合物を用いて製造された半導体レーザが用いられる。なお、光源は、レーザダイオードに限るものではなく、変調が可能であれば、例えばLED(light emitting diode)を用いてもよい。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image projection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the light source 2 of the image projection apparatus 1 according to this example includes a red laser diode 41 that emits red light that can be modulated, a green laser diode 42 that emits green light, and a blue light that emits blue light. It is composed of a plurality of light sources composed of a laser diode 43. For these laser diodes, semiconductor lasers manufactured using compounds such as gallium, arsenic, indyllium, and phosphorus are used. The light source is not limited to a laser diode, and an LED (light emitting diode) may be used as long as modulation is possible.

本例では、光源2を構成する複数の光源は、すべて半導体レーザで構成されているが、すべての光源が半導体レーザに限定されることはなく、例えば、赤色、青色の光源については半導体レーザを用い、緑色の光源については固体レーザを用いて構成するようにしてもよい。また、赤色の光源については半導体レーザを用い、青色、緑色の光源についてはLEDを用いるように構成してもよい。   In this example, the plurality of light sources constituting the light source 2 are all configured by semiconductor lasers. However, all the light sources are not limited to semiconductor lasers. For example, semiconductor lasers are used for red and blue light sources. The green light source may be configured using a solid-state laser. Further, a semiconductor laser may be used for the red light source, and an LED may be used for the blue and green light sources.

本例の画像投影装置1においては、それぞれのレーザダイオード41〜43の光出射側に対向する位置に、それぞれの光を同一の光路に集光するクロスプリズム44が配置されている。このクロスプリズム44の光出射側の光軸上には、光束の空間分布を均一化する第1及び第2フライアイレンズ45及び46、集光レンズ47が、この順に配置され、クロスプリズム44を加えた集光光学系が構成されている。また、第1フライアイレンズ45、第2フライアイレンズ46、集光レンズ47とで構成された照明光学系と、光源2とによって照明装置10が構成される。   In the image projection apparatus 1 of this example, a cross prism 44 that condenses each light in the same optical path is disposed at a position facing the light emission side of each laser diode 41 to 43. On the optical axis on the light emission side of the cross prism 44, first and second fly-eye lenses 45 and 46 for uniforming the spatial distribution of the light beam and a condenser lens 47 are arranged in this order. The added condensing optical system is configured. The illumination device 10 is configured by the illumination optical system including the first fly-eye lens 45, the second fly-eye lens 46, and the condenser lens 47 and the light source 2.

集光レンズ47の光出射側の光軸上には、光空間変調素子である単一の透過型液晶表示装置48が、集光レンズ47に対向するように配置されている。透過型液晶表示装置48は、いわゆる単板状に形成されている。本例では、光空間変調素子として透過型液晶表示素子48を用いるが、光空間変調素子はこれに限定されることなく、例えば反射型液晶表示素子やDMD素子を用いてもよい。また、液晶表示装置は、例えば、透明ガラス基板の上にストライプ状のITO電極を設け、液晶を封入することにより作成されており、液晶表示装置のITO電極に予め電圧をかけておき、照射される光の強度によって液晶にかかる電圧を変化させて、読み出される光の偏光状態を変化させるようにして液晶表示装置を動作させる。   On the optical axis on the light emission side of the condenser lens 47, a single transmissive liquid crystal display device 48, which is an optical spatial modulation element, is disposed so as to face the condenser lens 47. The transmissive liquid crystal display device 48 is formed in a so-called single plate shape. In this example, the transmissive liquid crystal display element 48 is used as the light spatial modulation element, but the light spatial modulation element is not limited to this, and for example, a reflective liquid crystal display element or a DMD element may be used. The liquid crystal display device is prepared by, for example, providing a striped ITO electrode on a transparent glass substrate and enclosing the liquid crystal. A voltage is applied to the ITO electrode of the liquid crystal display device in advance and irradiated. The liquid crystal display device is operated so as to change the polarization state of the light to be read by changing the voltage applied to the liquid crystal according to the intensity of the light to be read.

透過型液晶表示装置48の光出射側の光軸上には、透過型液晶表示装置48で変調された光をスクリーンに投影する投影レンズ49が配置されており、投影レンズ49の光出射側にはスクリーン50が配置されている。また、前記照明装置10と、投影レンズ49とによって画像投影装置1が構成される。   A projection lens 49 for projecting the light modulated by the transmissive liquid crystal display device 48 onto the screen is disposed on the optical axis of the light transmission side of the transmissive liquid crystal display device 48. Is provided with a screen 50. The illumination device 10 and the projection lens 49 constitute the image projection device 1.

光源2等に接続される映像回路部51は、入力映像が入力される入力部21と、各色のレーザダイオード41〜43と透過型液晶表示装置48との同期をとる同期信号が作られる映像信号処理部22と、画像情報の調整を行うための変調用信号が生成される信号調整部23と、信号調整部23で生成された変調信号が、レーザ駆動用と液晶表示装置駆動用とに分離される信号分離部23と、同期信号によってレーザダイオードの駆動と液晶表示装置の駆動との同期をとる制御部25と、透過型液晶表示装置48を駆動する液晶駆動部26と、赤色レーザ41を駆動する赤色レーザ駆動部31と、緑色レーザ42を駆動する緑色レーザ駆動部32と、青色レーザ43を駆動する青色レーザ駆動部33とから構成されている。   The video circuit unit 51 connected to the light source 2 or the like is a video signal for generating a synchronization signal for synchronizing the input unit 21 to which an input video is input, the laser diodes 41 to 43 of each color, and the transmissive liquid crystal display device 48. The processing unit 22, the signal adjustment unit 23 that generates a modulation signal for adjusting image information, and the modulation signal generated by the signal adjustment unit 23 are separated for laser driving and liquid crystal display device driving. A signal separating unit 23, a control unit 25 that synchronizes the driving of the laser diode and the driving of the liquid crystal display device by a synchronizing signal, the liquid crystal driving unit 26 that drives the transmissive liquid crystal display device 48, and the red laser 41. A red laser driving unit 31 for driving, a green laser driving unit 32 for driving the green laser 42, and a blue laser driving unit 33 for driving the blue laser 43 are configured.

照明装置10の光源2を構成する赤色レーザダイオード41、緑色レーザダイオード42、青色レーザダイオード43及び光空間変調素子である透過型液晶表示装置48には、映像回路部51の一部が接続されている。   The red laser diode 41, the green laser diode 42, the blue laser diode 43, and the transmissive liquid crystal display device 48, which is a light spatial modulation element, constituting the light source 2 of the illumination device 10 are connected to a part of the video circuit unit 51. Yes.

具体的には、光源の赤色レーザダイオード41には、映像回路部51の赤色レーザ駆動部31が接続されており、光源の緑色レーザダイオード42には映像回路部51の緑色レーザ駆動部32が接続されており、光源の青色レーザダイオード43には、映像回路部51の青色レーザ駆動部33が接続されている。また、透過型液晶表示装置48には、映像回路部51の液晶駆動部26が接続されている。さらに、映像回路部51の各色レーザ駆動部31〜33と液晶駆動部26は、制御部25を介して、互いに接続されている。なお、映像回路51には、各駆動部を駆動するための電力を供給する電源52が接続されている。   Specifically, the red laser diode 41 of the video circuit unit 51 is connected to the red laser diode 41 of the light source, and the green laser drive unit 32 of the video circuit unit 51 is connected to the green laser diode 42 of the light source. The blue laser diode 43 of the video circuit 51 is connected to the blue laser diode 43 of the light source. The transmissive liquid crystal display device 48 is connected to the liquid crystal driving unit 26 of the video circuit unit 51. Further, the color laser driving units 31 to 33 and the liquid crystal driving unit 26 of the video circuit unit 51 are connected to each other via the control unit 25. The video circuit 51 is connected to a power source 52 that supplies power for driving each drive unit.

映像回路部51において、スクリーン等に映し出される映像が入力部21に入力されると、この映像信号が入力部21から映像信号処理部22へ送られる。つぎに、映像信号処理部22では、入力部21から送られてきた映像信号に基づいて制御用同期信号が生成され、この同期信号が制御部25へ送られる。つぎに、信号調整部23では、映像信号処理部22から送られた映像信号に基づいて、画像情報の調整が行うための液晶表示素子の変調用映像信号とレーザ変調信号とが生成され、これらの信号が信号分離部24へ送られる。つぎに、信号分離部24では、信号調整部23から送られてきた信号を、赤色レーザ41を駆動する赤色レーザ変調信号と、緑色レーザ42を駆動する緑色レーザ変調信号と、青色レーザ43を駆動する青色レーザ変調信号と、透過型液晶表示装置48を駆動する液晶表示素子変調信号とに分離して、各色のレーザ変調信号を各色に対応したレーザ駆動部31〜33へ、液晶表示素子変調信号を液晶駆動部26へ送る。   In the video circuit unit 51, when video displayed on a screen or the like is input to the input unit 21, this video signal is sent from the input unit 21 to the video signal processing unit 22. Next, in the video signal processing unit 22, a control synchronization signal is generated based on the video signal sent from the input unit 21, and this synchronization signal is sent to the control unit 25. Next, the signal adjustment unit 23 generates a modulation video signal and a laser modulation signal for the liquid crystal display element for adjusting the image information based on the video signal sent from the video signal processing unit 22. Are sent to the signal separator 24. Next, in the signal separation unit 24, the signal sent from the signal adjustment unit 23 is used to drive the red laser modulation signal for driving the red laser 41, the green laser modulation signal for driving the green laser 42, and the blue laser 43. The blue laser modulation signal to be transmitted and the liquid crystal display element modulation signal for driving the transmissive liquid crystal display device 48 are separated, and the laser modulation signals of the respective colors are supplied to the laser driving units 31 to 33 corresponding to the respective colors. Is sent to the liquid crystal drive unit 26.

さらに、映像回路部51の制御部25から液晶駆動部26及び各色のレーザ駆動部31〜33へ同期信号が送られると、液晶駆動部26によって透過型液晶表示装置48が駆動され、各色のレーザ駆動部31〜33によって各色のレーザダイオード41〜43が所定のタイミングで駆動される。   Further, when a synchronizing signal is sent from the control unit 25 of the video circuit unit 51 to the liquid crystal driving unit 26 and the laser driving units 31 to 33 for the respective colors, the transmissive liquid crystal display device 48 is driven by the liquid crystal driving unit 26 and the lasers for the respective colors. The laser diodes 41 to 43 of each color are driven at a predetermined timing by the driving units 31 to 33.

具体的には、液晶表示素子変調信号が、液晶駆動部26から透過型液晶表示装置48に送られると、この変調信号の波形に従って透過型液晶表示装置48が駆動する。また、赤色レーザ変調信号が、赤色レーザ駆動部31から赤色レーザダイオード41に送られると、この信号の波形に従って赤色レーザダイオード41が駆動する。また、緑色レーザ変調信号が、緑色レーザ駆動部32から緑色レーザ42に送られると、この信号の波形に従って緑色レーザ42が駆動する。また、青色レーザ変調信号が、青色レーザ駆動部33から青色レーザダイオード43に送られると、この信号の波形に従い青色レーザダイオード43が駆動する。すなわち、液晶駆動部26から出力された液晶表示素子変調信号と、各色のレーザ変調信号とによって、透過型液晶表示装置48と各色のレーザダイオード41殻3とが駆動され、透過型液晶表示素子48において光空間変調が行われる。   Specifically, when a liquid crystal display element modulation signal is sent from the liquid crystal driving unit 26 to the transmissive liquid crystal display device 48, the transmissive liquid crystal display device 48 is driven according to the waveform of the modulation signal. When a red laser modulation signal is sent from the red laser driving unit 31 to the red laser diode 41, the red laser diode 41 is driven according to the waveform of this signal. When the green laser modulation signal is sent from the green laser driving unit 32 to the green laser 42, the green laser 42 is driven according to the waveform of this signal. When a blue laser modulation signal is sent from the blue laser driving unit 33 to the blue laser diode 43, the blue laser diode 43 is driven according to the waveform of this signal. That is, the transmissive liquid crystal display device 48 and the laser diode 41 shell 3 of each color are driven by the liquid crystal display element modulation signal output from the liquid crystal driving unit 26 and the laser modulation signal of each color, and the transmissive liquid crystal display element 48 is driven. A spatial light modulation is performed in FIG.

図2は、レーザ駆動部から出力される各色のレーザ変調信号の波形と、液晶駆動部から出力される液晶表示素子変調信号の波形との関係を示すものである。   FIG. 2 shows the relationship between the waveform of each color laser modulation signal output from the laser driving unit and the waveform of the liquid crystal display element modulation signal output from the liquid crystal driving unit.

図2に示すように、液晶駆動部26からは、図に示すような波形を有する液晶表示素子変調用映像信号61が出力される。また、各色のレーザ駆動部31〜33からは、図に示すような波形を有する赤色レーザ変調信号62と、緑色レーザ変調信号63と、青色レーザ変調信号64とがそれぞれ出力される。また、図に示すように、赤色のレーザ変調信号62、緑色のレーザ変調信号63、青色のレーザ変調信号64とは、互いの出力領域が重ならないように設定された波形で構成されている。   As shown in FIG. 2, the liquid crystal drive unit 26 outputs a liquid crystal display element modulation video signal 61 having a waveform as shown in the figure. Further, the red color laser modulation signal 62, the green color laser modulation signal 63, and the blue color laser modulation signal 64 having waveforms as shown in the figure are output from the laser driving units 31 to 33 for the respective colors. Further, as shown in the figure, the red laser modulation signal 62, the green laser modulation signal 63, and the blue laser modulation signal 64 are composed of waveforms set so that their output regions do not overlap each other.

液晶表示素子変調用映像信号61は、1フレーム分の原映像信号の赤、緑、青に相当する部分を時分割するように構成されている。すなわち、液晶表示素子変調用映像信号61は、1フレーム分の赤色の映像信号に相当する部分61−a、緑色の映像信号に相当する部分61−b、青色の映像信号に相当する部分61−cの順番で時分割されている。なお、本例では、液晶表示素子変調用映像信号61は、赤色、緑色、青色の順番で連続するように構成されているが、時分割される映像信号の色の順番はこれに限るものではなく、例えば、緑色、赤色、青色のような順番であってもよい。   The liquid crystal display element modulating video signal 61 is configured to time-divide portions corresponding to red, green, and blue of the original video signal for one frame. That is, the liquid crystal display element modulating video signal 61 includes a portion 61-a corresponding to a red video signal for one frame, a portion 61-b corresponding to a green video signal, and a portion 61- corresponding to a blue video signal. Time division is performed in the order of c. In this example, the liquid crystal display element modulating video signal 61 is configured to be continuous in the order of red, green, and blue. However, the order of the colors of the time-division video signals is not limited to this. For example, the order may be green, red, and blue.

また、図2に示すように、液晶表示素子変調用映像信号61と、赤色レーザ変調信号62,緑色レーザ変調信号63,青色レーザ変調信号64との間では、お互いに同期が取られるように設定されている。すなわち、液晶表示素子変調用映像信号61のうち赤色に相当する部分61−aが出力されているときは、赤色レーザ駆動部31から赤色レーザ変調信号62が出力されて赤色レーザダイオード62が点灯するように設定されている。また、赤色レーザダイオードが点灯している間は、赤色以外の緑色レーザダイオード63,青色レーザダイオード64は、消灯するように設定されている。   Further, as shown in FIG. 2, the liquid crystal display element modulation video signal 61 and the red laser modulation signal 62, the green laser modulation signal 63, and the blue laser modulation signal 64 are set to be synchronized with each other. Has been. That is, when the portion 61-a corresponding to red is output from the liquid crystal display element modulation video signal 61, the red laser modulation signal 62 is output from the red laser driving unit 31 and the red laser diode 62 is turned on. Is set to Further, while the red laser diode is lit, the green laser diode 63 and the blue laser diode 64 other than red are set to be turned off.

また、液晶表示素子変調用映像信号61のうち緑色に相当する部分61−bが出力されているときは、緑色レーザ駆動部32から緑色レーザ変調信号63が出力状態となり、緑色レーザダイオード42が点灯するように設定されている。この場合には、緑色以外の赤色レーザダイオード62,青色レーザダイオード64は消灯するように設定されている。さらに、液晶表示素子変調用映像信号61のうち青色に相当する部分61−cが出力されているときは、青色レーザ駆動部33からの青色レーザ変調信号64が出力状態となって、青色レーザダイオード64が点灯するように設定されており、青色以外の赤色レーザダイオード62,緑色レーザダイオード63は消灯するように設定されている。   When the portion 61-b corresponding to green is output from the liquid crystal display element modulation video signal 61, the green laser modulation signal 63 is output from the green laser driving unit 32, and the green laser diode 42 is turned on. It is set to be. In this case, the red laser diode 62 and the blue laser diode 64 other than green are set to be turned off. Furthermore, when the portion 61-c corresponding to blue is output in the liquid crystal display element modulation video signal 61, the blue laser modulation signal 64 from the blue laser driving unit 33 is in an output state, and the blue laser diode is output. 64 is set to be turned on, and the red laser diode 62 and the green laser diode 63 other than blue are set to be turned off.

各色のレーザダイオード41〜43から出射されたそれぞれの色の照明光は、クロスプリズム44に入射した後に、クロスプリズム44内で屈折し、同一の光路を通って光空間変調素子である透過型液晶表示素子48に入射する。透過型液晶表示素子48に入射した光は、上述したように、各色ごとに同期が図られ、赤色、緑色、青色の映像が順次、時分割的に光空間変調される。透過型液晶表示素子48によって光空間変調された光は、投影レンズ49に入射される。なお、透過型液晶表示装置48では、それぞれの色に対して瞬時に表示画像を切り替えているので、投影レンズ49を通してスクリーン50に投影された表示は、スクリーン上において非常に短い間隔で各色の映像が順次表示される。このため、目には、スクリーン上の映像が残像として見えるので、フルカラーの映像が認識される。   The illumination lights of the respective colors emitted from the laser diodes 41 to 43 of the respective colors enter the cross prism 44, then are refracted in the cross prism 44, pass through the same optical path, and are transmissive liquid crystal that is a light spatial modulation element. The light enters the display element 48. As described above, the light incident on the transmissive liquid crystal display element 48 is synchronized for each color, and red, green, and blue images are sequentially and spatially modulated in a time division manner. The light spatially modulated by the transmissive liquid crystal display element 48 is incident on the projection lens 49. In the transmissive liquid crystal display device 48, the display image is switched instantaneously for each color, so that the display projected on the screen 50 through the projection lens 49 is an image of each color at very short intervals on the screen. Are displayed in sequence. For this reason, since the image on the screen appears as an afterimage to the eyes, a full-color image is recognized.

本例の照明装置によれば、モーター等を利用した機械駆動で動作させるカラーホイールを用いることなく、複数の光源を電気的に変調駆動させて、単一の光空間変調素子と同期をとることによりカラーシーケンシャルを実現しているので、従来のカラーホイール回転式のものに比べ、照明装置の寿命を延ばすことができる。また、回転音等が生じる機械駆動によるモーターを用いず、電気的な変調駆動を用いているので、モーターの回転音等によって生じる騒音を少なくすることができる。   According to the lighting device of this example, a plurality of light sources are electrically modulated and driven without using a color wheel that is operated by a mechanical drive using a motor or the like, and synchronized with a single light spatial modulation element. Since the color sequential is realized by this, the life of the lighting device can be extended as compared with the conventional color wheel rotating type. In addition, since the electric modulation drive is used without using the mechanically driven motor that generates the rotation sound, the noise generated by the rotation sound of the motor can be reduced.

また、本例の照明装置によれば、光源を三原色ごとに構成し、かつ、単一の光空間変調素子を用いているので、光源を3色に分離させるための装置が必要なく、また、カラーホールを用いる必要もないため、照明光学系を単純な構成とすることができる。従って、本例の照明装置によれば、照明装置全体を安価、小型にすることができる。また、本例の照明装置によれば、従来の3板式画像投影装置に比べて、光空間変調素子を一枚で構成するので、部品点数の削減することができ、照明装置を安価、小型にすることができる。   In addition, according to the illumination device of this example, the light source is configured for each of the three primary colors, and a single light spatial modulation element is used, so there is no need for a device for separating the light source into three colors. Since it is not necessary to use a color hole, the illumination optical system can have a simple configuration. Therefore, according to the illumination device of this example, the entire illumination device can be made inexpensive and small. In addition, according to the illumination device of this example, since the light spatial modulation element is constituted by one piece as compared with the conventional three-plate image projection device, the number of parts can be reduced, and the illumination device can be made inexpensive and small. can do.

本例の画像投影装置によれば、寿命をのばすことができる照明装置を用いることにより、画像投影装置全体の寿命をのばすことができる。また、本例の画像投影装置によれば、安価、小型にすることができる照明装置を用いることにより、画像投影装置全体を安価、小型にすることができる。   According to the image projection apparatus of this example, the life of the entire image projection apparatus can be extended by using an illumination device that can extend the life. Further, according to the image projecting apparatus of this example, the entire image projecting apparatus can be made inexpensive and compact by using an illumination device that can be made inexpensive and compact.

図1は、本発明に係る画像投影装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image projection apparatus according to the present invention. 図2は、各色のレーザ変調信号の波形と液晶表示素子変調信号の波形との関係を示すものである。FIG. 2 shows the relationship between the waveform of the laser modulation signal of each color and the waveform of the liquid crystal display element modulation signal. 図3は、従来の3板式画像投影装置の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional three-plate image projector. 図4は、従来の単板式画像投影装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional single-plate image projection apparatus. 図5は、従来の単板式画像投影装置に用いられるカラーホイールの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a color wheel used in a conventional single-plate image projector.

符号の説明Explanation of symbols

1・・画像投影装置、2・・光源、10・・照明装置、41・・赤色レーザ、42・・緑色レーザ、43・・青色レーザ、44・・クロスプリズム、45・・第1フライアイレンズ、46・・第2フライアイレンズ、47・・集光レンズ、48・・透過型液晶表示装置、49・・投影レンズ、50・・スクリーン、51・・映像回路 1 .... Image projection device 2 .... Light source 10 .... Illumination device 41 ... Red laser 42 ... Green laser 43 ... Blue laser 44 ... Cross prism 45 ... First fly eye lens 46 .. Second fly-eye lens 47.. Condensing lens 48.. Transmission type liquid crystal display device 49.. Projection lens 50.. Screen 51.

Claims (6)

複数の光源と、
前記複数の光源から出射される光を同一の光路に集光する集光光学系と、
単一の光空間変調素子と、を備えた照明装置であって、
前記複数の光源と前記単一の光空間変調素子との間で同期をとること
を特徴とする照明装置。
Multiple light sources;
A condensing optical system for condensing the light emitted from the plurality of light sources in the same optical path;
A lighting device comprising a single spatial light modulator,
A lighting device, wherein the plurality of light sources and the single spatial light modulator are synchronized.
前記複数の光源のうち、少なくとも一つが半導体レーザであること
を特徴とする請求項1に記載の照明装置。
The lighting device according to claim 1, wherein at least one of the plurality of light sources is a semiconductor laser.
前記単一の光空間変調素子は、液晶表示素子であること
を特徴とする請求項1に記載の照明装置。
The lighting device according to claim 1, wherein the single light spatial modulation element is a liquid crystal display element.
複数の光源と、
前記複数の光源から出射される光を同一の光路に集光する集光光学系と、
単一の光空間変調素子と、
前記単一の光空間変調素子で変調された画像を投影する投影光学系と、を備えた画像投影装置であって、
前記複数の光源と前記単一の光空間変調素子との間で同期をとること
を特徴とする画像投影装置。
Multiple light sources;
A condensing optical system for condensing the light emitted from the plurality of light sources in the same optical path;
A single spatial light modulator;
A projection optical system that projects an image modulated by the single light spatial modulation element,
An image projection apparatus, wherein the plurality of light sources and the single light spatial modulation element are synchronized.
前記複数の光源のうち、少なくとも一つが半導体レーザであること
を特徴とする請求項4に記載の画像投影装置。
The image projection apparatus according to claim 4, wherein at least one of the plurality of light sources is a semiconductor laser.
前記単一の光空間変調素子は、液晶表示素子であること
を特徴とする請求項4に記載の画像投影装置。
The image projection apparatus according to claim 4, wherein the single light spatial modulation element is a liquid crystal display element.
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