JP2007041567A - Illuminating apparatus and image display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像表示装置等において空間光変調素子を照明するための照明装置及びこのような照明装置を有して構成される画像表示装置に関する。 The present invention relates to an illumination device for illuminating a spatial light modulation element in an image display device or the like, and an image display device configured to include such an illumination device.
従来、複数の空間光変調素子を備え、これら空間光変調素子を照明装置により照明し、各空間光変調素子を経た変調光を結像させて画像表示を行う画像表示装置が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an image display device that includes a plurality of spatial light modulation elements, illuminates these spatial light modulation elements with an illumination device, and forms an image of modulated light that has passed through each spatial light modulation element to display an image.
各空間光変調素子は、表示画像の赤色成分、緑色成分及び青色成分をそれぞれ表示し、これら画像に応じて照明光を変調させる。照明装置は、赤色成分の画像の表示する空間光変調素子を赤色の照明光で照明し、緑色成分の画像の表示する空間光変調素子を緑色の照明光で照明し、青色成分の画像の表示する空間光変調素子を青色の照明光で照明する。 Each spatial light modulator displays a red component, a green component, and a blue component of a display image, respectively, and modulates illumination light according to these images. The illumination device illuminates a spatial light modulation element displaying a red component image with red illumination light, illuminates a spatial light modulation element displaying a green component image with green illumination light, and displays a blue component image. The spatial light modulator to be illuminated is illuminated with blue illumination light.
各空間光変調素子により変調された変調光は、色合成されて結像され、例えば、スクリーン上などに画像を表示する。 The modulated light modulated by each spatial light modulator is color-synthesized and imaged, and displays an image on a screen, for example.
このような画像表示装置の照明装置として、特許文献1に記載されているように、光源として、赤色光、緑色光及び青色光を発する固体発光素子を用いたものが提案されている。固体発光素子とは、発光ダイオード(LED)、半導体レーザーダイオード(LD)、電界発光素子(EL)などである。
As an illumination device of such an image display device, as described in
この照明装置を有する画像表示装置においては、図12に示すように、赤色用、緑色用及び青色用の各固体発光素子101r,101g,101bは、それぞれが独立した駆動回路102r,102g,102bにより制御されて発光する。これら駆動回路102r,102g,102bは、コントローラ103によって制御されている。
In the image display device having this illumination device, as shown in FIG. 12, each of the solid-state
赤色用の固体発光素子101rから発せられた照明光は、リレーレンズ104r、フィールドレンズ105r及び偏光子106rを経て、赤色用の透過型空間光変調素子107rに入射される。赤色の照明光は、透過型空間光変調素子107rによって赤色成分の画像信号に応じて偏光変調され、検光子108rを経て、赤色の画像光として、色合成プリズム109に入射される。
The illumination light emitted from the red solid-state
また、緑色用の固体発光素子101gから発せられた照明光は、リレーレンズ104g、フィールドレンズ105g及び偏光子106gを経て、緑色用の透過型空間光変調素子107gに入射される。緑色の照明光は、透過型空間光変調素子107gによって緑色成分の画像信号に応じて偏光変調され、検光子108gを経て、緑色の画像光として、色合成プリズム109に入射される。
The illumination light emitted from the green solid light emitting
そして、青色用の固体発光素子101bから発せられた照明光は、リレーレンズ104b、フィールドレンズ105b及び偏光子106bを経て、青色用の透過型空間光変調素子107bに入射される。青色の照明光は、透過型空間光変調素子107bによって青色成分の画像信号に応じて偏光変調され、検光子108bを経て、青色の画像光として、色合成プリズム109に入射される。
The illumination light emitted from the blue solid-state
色合成プリズム109に入射された赤色、緑色及び青色の画像光は、色合成されて、投射レンズ110に入射される。この投射レンズ110は、各色の画像光を図示しないスクリーン上に投射し、拡大して結像させて、画像表示を行う。
The red, green and blue image lights incident on the
このような画像表示装置においては、図13に示すように、赤色用、緑色用及び青色用の固体発光素子101r,101g,101bをそれぞれ連続駆動させることにより、カラー画像を表示することができる。また、特許文献1に記載されているように、この画像表示装置においては、図14に示すように、各固体発光素子101r,101g,101bを順次時分割的に駆動させることによっても、人間の視覚における残像効果を利用することにより、カラー画像を表示することができる。
In such an image display device, as shown in FIG. 13, a color image can be displayed by continuously driving the red, green, and blue solid
また、特許文献2には、4色の異なる色を発する固体発光素子を用いた照明装置を有する画像表示装置が記載されている。特許文献2によれば、この画像表示装置においては、4色によって画像を構成するので、表示画像のホワイトバランスが良好になるとしている。また、4色の固体発光素子のうちの色が近似する2つの固体発光素子は、順次時分割的に駆動させることにより、これら固体発光素子の輝度差による影響を回避することとしている。 Patent Document 2 describes an image display device having an illumination device using solid-state light emitting elements that emit four different colors. According to Patent Document 2, in this image display device, an image is formed by four colors, so that the white balance of the display image is improved. In addition, two solid light emitting elements having similar colors among the four color solid light emitting elements are sequentially driven in a time-division manner to avoid the influence of the luminance difference between these solid light emitting elements.
ところで、前述のような照明装置に用いる固体発光素子の寿命は、その発光層の温度(ジャンクション温度)に依存している。一般に、ジャンクション温度が100°Cを超えると、固体発光素子の寿命は、著しく短くなる。そのため、固体発光素子においては、ジャンクション温度が100°Cを超えることとなるような高い電力を投入することはできず、また、発光効率が低いため、表示画像を十分な輝度を有するものとすることが困難となっている。 By the way, the lifetime of the solid-state light-emitting element used in the illumination device as described above depends on the temperature (junction temperature) of the light-emitting layer. In general, when the junction temperature exceeds 100 ° C., the lifetime of the solid state light emitting device is remarkably shortened. For this reason, in a solid state light emitting device, it is not possible to input high power that would cause the junction temperature to exceed 100 ° C., and since the light emission efficiency is low, the display image has sufficient luminance. It has become difficult.
特許文献1に記載の画像表示装置においては、赤色用、緑色用及び青色用の固体発光素子101r,101g,101bを順次時分割的に発光させるので、これら固体発光素子101r,101g,101bにおけるジャンクション温度の上昇が抑えられて寿命が長くなるとは思われるが、1フィールドあたりの各色用固体発光素子101r,101g,101bの発光期間が短かくなるため、表示画像の輝度を高めることができない。
In the image display device described in
また、緑色用の固体発光素子101gの発光効率は、赤色用及び青色用の固体発光素子101r,101bよりも低いため、表示画像の輝度を維持しつつホワイトバランスを最適とすることが困難である。すなわち、表示画像のホワイトバランスを保つには、赤色用及び青色用の固体発光素子101r,101bの発光パワーを低くしなければならず、表示画像全体の輝度が低下してしまうこととなる。
Further, since the light emission efficiency of the green solid
そして、特許文献2に記載の画像表示装置においては、4色の異なる色を発する固体発光素子を用いて空間光変調素子を照明しているため、空間光変調素子により表示される画像として、4つの色成分に対応したものを用意しなければならない。ところが、一般的に使用される画像信号は、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の3色の成分によって構成されており、この画像信号に基づいて第4の色成分に対応する画像信号を生成しなければならず、複雑な信号処理を行わなければならない。 In the image display device described in Patent Document 2, since the spatial light modulation element is illuminated using solid-state light emitting elements that emit four different colors, the image displayed by the spatial light modulation element is 4 You must prepare one corresponding to one color component. However, generally used image signals are composed of three color components of red (R), green (G), and blue (B), and correspond to the fourth color component based on this image signal. Image signals to be generated must be generated, and complicated signal processing must be performed.
また、この特許文献2においては、色が近似する2つの固体発光素子の時分割的な駆動について、各固体発光素子の発光周期をジャンクション温度の上昇を抑えるために最適化するという発想は開示されておらず、固体発光素子の寿命を長くするという効果は想定されていない。 In addition, in this Patent Document 2, the idea of optimizing the light emission period of each solid state light emitting device to suppress the increase in junction temperature is disclosed for time-division driving of two solid state light emitting devices having similar colors. Therefore, the effect of extending the lifetime of the solid state light emitting device is not assumed.
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、画像表示装置等において空間光変調素子を照明するために用いられる照明装置において、照明光の輝度を十分に高く維持し、かつ、表示画像のホワイトバラスを良好に維持することを可能としながら、特に、光源として固体発光素子を用いる場合においても、この光源の寿命を十分に長寿命に維持することができるようになされ、また、画像表示装置における信号処理を困難化することのない照明装置を提供し、このような照明装置を用いた画像表示装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above circumstances, and in an illumination device used for illuminating a spatial light modulation element in an image display device or the like, the brightness of illumination light is maintained sufficiently high. In addition, it is possible to maintain a sufficiently long lifetime of the light source, particularly when a solid light emitting element is used as the light source, while maintaining the white balance of the display image satisfactorily. It is another object of the present invention to provide an illuminating device that does not make signal processing in the image display device difficult, and to provide an image display device using such an illuminating device.
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、以下の構成のいずれか一を有するものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an illumination device according to the present invention has any one of the following configurations.
〔構成1〕
同一波長の光を発する複数の光源と、各光源の点灯を制御する制御手段と、各光源からの光のうちの少なくとも一について光路を変換させ各光源からの光を同一の空間光変調素子に導く光路変換手段とを備え、制御手段は、各光源を時分割的に点灯するように制御することを特徴とするものである。
[Configuration 1]
A plurality of light sources that emit light of the same wavelength, a control unit that controls lighting of each light source, and at least one of the light from each light source is converted into an optical path so that the light from each light source is converted into the same spatial light modulator. And a light path changing means for guiding, and the control means controls each light source to light up in a time division manner.
〔構成2〕
構成1を有する照明装置において、光路変換手段は、光源からの光を反射させる反射板を有し、この反射板を光源からの光の光路に対して該光源の点灯周期に同期させて移動させることにより、該光源からの光の光路を時分割的に変換させることを特徴とするものである。
[Configuration 2]
In the illuminating device having the
〔構成3〕
構成1、または、構成2を有する照明装置において、環境温度を検出する温度検出手段を備え、制御手段は、温度検出手段により検出された環境温度に基づいて各光源の点灯周波数を制御することによって、各光源の発光部温度を所定の温度以下に抑えることを特徴とするものである。
[Configuration 3]
The lighting device having the
また、本発明に係る画像表示装置は、以下の構成を有するものである。 The image display apparatus according to the present invention has the following configuration.
〔構成4〕
複数の空間光変調素子と、各空間光変調素子に対応して設けられ対応する空間光変調素子を照明する照明装置と、照明装置より発せられ各空間光変調素子を経た変調光を合成して結像させる結像手段とを備え、各照明装置のうちの少なくとも一は、構成1乃至構成3のいずれか一を有する照明装置であることを特徴とするものである。
[Configuration 4]
Combining a plurality of spatial light modulation elements, an illumination device provided corresponding to each spatial light modulation element and illuminating the corresponding spatial light modulation element, and modulated light emitted from the illumination device and passing through each spatial light modulation element And at least one of the illuminating devices is an illuminating device having any one of
本発明に係る照明装置においては、同一波長の光を発する複数の光源が時分割的に点灯するように制御される。 In the illumination device according to the present invention, control is performed so that a plurality of light sources that emit light of the same wavelength are lit in a time-division manner.
すなわち、この照明装置においては、休止期間を設けて光源を駆動するため、この光源が固体発光素子である場合であっても、ジャンクション温度の上昇を抑えることができ、連続駆動よりも高い電力投入が可能となり、照明光の輝度を向上させることができる。なお、このようなジャンクション温度の上昇を抑える効果を得るためには、各光源を互いに等しい点灯周期及び点灯時間で点灯させることがより好ましい。 In other words, in this lighting device, since the light source is driven with a pause period, even if this light source is a solid-state light emitting device, it is possible to suppress an increase in junction temperature and to apply higher power than in continuous driving. And the brightness of the illumination light can be improved. In order to obtain the effect of suppressing such an increase in junction temperature, it is more preferable to light each light source with the same lighting cycle and lighting time.
また、環境温度を検出し、制御手段により環境温度に基づいて各光源の点灯周波数を制御するようにすれば、各光源の発光部温度を所定の温度以下に抑えることができる。 Moreover, if the ambient temperature is detected and the lighting frequency of each light source is controlled based on the ambient temperature by the control means, the light emitting part temperature of each light source can be suppressed to a predetermined temperature or lower.
したがって、この照明装置においては、発光効率の低い緑色用の固体発光素子についても、ジャンクション温度の上昇を抑えつつ、照明光の輝度を向上させることができる。緑色用の固体発光素子からの照明光の輝度を向上させることができるので、他の色(赤色及び青色)の照明光の輝度を低下させることなく、画像表示装置における表示画像のホワイトバラスを良好に維持することができる。なお、この照明装置において、各光源を、常に、少なくともいずれか一の光源が点灯しているように制御すれば、発光期間が連続し、最大限の照明光の輝度を維持することができる。 Therefore, in this illuminating device, it is possible to improve the luminance of illumination light while suppressing an increase in the junction temperature even for a solid-state light emitting element for green having low luminous efficiency. Since the brightness of the illumination light from the green solid-state light emitting element can be improved, the white balance of the display image in the image display device is good without reducing the brightness of the illumination light of other colors (red and blue) Can be maintained. In this illumination device, if each light source is controlled so that at least one of the light sources is always lit, the light emission period continues and the maximum luminance of the illumination light can be maintained.
そして、この照明装置においては、光源を連続駆動する場合と同等の電力を投入するようにした場合には、余分な発熱を抑制することができ、光源の寿命を長くすることができるとともに、総合的に消費電力を低下させることができる。 And in this illuminating device, when power equivalent to that in the case of continuously driving the light source is turned on, excessive heat generation can be suppressed, the life of the light source can be extended, and overall Power consumption can be reduced.
さらに、この照明装置においては、複数の光源は同一波長を発するので、この照明装置により照明される空間光変調素子は、一の色成分に対応する画像信号を表示するものであり、画像表示装置における信号処理が困難化されることがない。 Further, in this illumination device, since the plurality of light sources emit the same wavelength, the spatial light modulation element illuminated by this illumination device displays an image signal corresponding to one color component, and the image display device The signal processing in is not made difficult.
すなわち、本発明は、画像表示装置等において空間光変調素子を照明するために用いられる照明装置において、照明光の輝度を十分に高く維持し、かつ、表示画像のホワイトバラスを良好に維持することを可能としながら、特に、光源として固体発光素子を用いる場合においても、この光源の寿命を十分に長寿命に維持することができるようになされ、また、画像表示装置における信号処理を困難化することのない照明装置を提供することができ、そして、このような照明装置を用いた画像表示装置を提供することができるものである。 That is, the present invention is to maintain a sufficiently high luminance of illumination light and maintain a good white balance of a display image in an illumination device used for illuminating a spatial light modulation element in an image display device or the like. In particular, even when a solid-state light-emitting element is used as a light source, the life of the light source can be maintained sufficiently long, and signal processing in the image display apparatus becomes difficult. It is possible to provide an illuminating device having no illumination, and to provide an image display device using such an illuminating device.
以下、本発明に係る照明装置及びこの照明装置を用いた画像表示装置の構成について詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of an illumination device according to the present invention and an image display device using the illumination device will be described in detail.
〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明に係る画像表示装置の第1の実施の形態における構成を示す平面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the image display apparatus according to the first embodiment of the present invention.
この画像表示装置は、図1に示すように、複数の空間光変調素子1R,1G,1Bを備え、これら空間光変調素子1R,1G,1Bをこれら空間光変調素子1R,1G,1Bに対応された照明装置により照明し、各空間光変調素子1R,1G,1Bを経た変調光を色合成して結像させ、画像表示を行う画像表示装置である。
As shown in FIG. 1, the image display apparatus includes a plurality of spatial
各空間光変調素子1R,1G,1Bは、表示画像の赤色成分、緑色成分及び青色成分をそれぞれ表示し、これら画像に応じて照明光を偏光変調させる。この実施の形態においては、各空間光変調素子1R,1G,1Bは、透過型のものであり、入射された照明光を変調して透過させる。
Each of the spatial
各照明装置は、赤色成分の画像の表示する空間光変調素子1Rを赤色の照明光で照明し、緑色成分の画像の表示する空間光変調素子1Gを緑色の照明光で照明し、青色成分の画像の表示する空間光変調素子1Bを青色の照明光で照明する。
Each lighting device illuminates the spatial
この画像表示装置の照明装置は、光源として、赤色光、緑色光及び青色光を発する固体発光素子2R,2G1,2G2,2Bを用いている。固体発光素子とは、発光ダイオード(LED)、半導体レーザーダイオード(LD)、電界発光素子(EL)などである。固体発光素子2R,2G1,2G2,2Bが発光ダイオードである場合、これら固体発光素子2R,2G1,2G2,2Bをなす材料は、赤色用がAlGaAs、AlGaInP、または、GaAsP、緑色用がInGaN、または、AlGaInP、青色用がInGaNなどである。
The illumination device of this image display device uses solid-state
これら照明装置のうち、緑色用の空間光変調素子1Gを照明する緑色用の照明装置は、光源として第1及び第2の固体発光素子2G1,2G2を備えており、この照明装置が本発明に係る照明装置の実施形態となる。これら第1及び第2の固体発光素子2G1,2G2は、同一の波長の照明光を発する。
Among these illumination devices, the green illumination device that illuminates the spatial
この画像表示装置においては、赤色用、緑色用及び青色用の各固体発光素子2R,2G1,2G2,2Bは、それぞれが独立した駆動回路3R,3G1,3G2,3Bにより制御されて発光する。これら駆動回路3R,3G1,3G2,3Bは、制御手段となる同期コントローラ4によって制御されている。
In this image display device, the red, green and blue solid-state
赤色用の固体発光素子2Rから発せられた照明光は、リレーレンズ5R、フィールドレンズ6R及び偏光子7Rを経て、赤色用の透過型空間光変調素子1Rに入射される。赤色の照明光は、透過型空間光変調素子1Rによって赤色成分の画像信号に応じて偏光変調され、検光子8Rを経て、赤色の画像光として、色合成プリズム9に入射される。
The illumination light emitted from the red solid light
また、青色用の固体発光素子2Bから発せられた照明光は、リレーレンズ5B、フィールドレンズ6B及び偏光子7Bを経て、青色用の透過型空間光変調素子1Bに入射される。青色の照明光は、透過型空間光変調素子1Bによって青色成分の画像信号に応じて偏光変調され、検光子8Bを経て、青色の画像光として、色合成プリズム9に入射される。
The illumination light emitted from the blue solid
そして、第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光は、リレーレンズ5G1及びフィールドレンズ6G1を経て、光路変換手段となる回転ホイール10の表面側に入射される。また、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられた照明光は、リレーレンズ5G2及びフィールドレンズ6G2を経て、回転ホイール10の裏面側に入射される。これら第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸は、互いに直交する方向となっている。
Then, the illumination light emitted from the solid light-emitting element 2G 1 for the first green, through the relay lens 5G 1 and the
回転ホイール10は、円盤状に構成され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置において、これら各光軸に対して主面部を45°の角度として配置されている。
The
図2は、回転ホイール10の構成を示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing the configuration of the
この回転ホイール10は、図2に示すように、それぞれが扇形の透過部10aと反射部(反射板)10bとによって、円盤状に形成されている。これら透過部10a及び反射部10bは、図2中の(a)に示すように、それぞれを中心角180°の扇形として各1面によって円盤状を構成するものとしてもよく、または、図2中の(b)に示すように、それぞれを中心角90°の扇形として各2面によって円盤状を構成するものとしてもよく、あるいは、それぞれを中心角〔360/2n〕°(∵n:自然数)の扇形として各n面によって円盤状を構成するものとしてもよい。
As shown in FIG. 2, each
なお、反射部10bとしては、アルミニウムや銀などの金属膜に増反射膜を施したものなどを使用することができ、また、誘電体膜によるローパス、ハイパス、または、バンドパスフィルタ(ダイクロイックミラー)を用いてもよい。
As the reflecting
この回転ホイール10は、図1に示すように、モータ11によって回転操作される。このモータ11は、同期コントローラ4によって制御されるモータ駆動回路12によって回転駆動される。回転ホイール10は、回転操作されることにより、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光路を時分割的に変換(偏向)させる。
The
すなわち、回転ホイール10が回転操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置に透過部10aが位置するときには、第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光がこの透過部10aを透過する。そして、回転ホイール10が回転操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置に反射部10bが位置するときには、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられた照明光がこの反射部10bによって反射されて光路を変換される。
That is, when the
第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられ回転ホイール10の透過部10aを透過した照明光、または、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられ回転ホイール10の反射部10bにより反射された照明光は、偏光子7Gを経て、緑色用の透過型空間光変調素子1Gに入射される。緑色の照明光は、透過型空間光変調素子1Gによって緑色成分の画像信号に応じて偏光変調され、検光子8Gを経て、緑色の画像光として、色合成プリズム9に入射される。
Illumination light emitted from the first solid-state light emitting element 2G1 for green and transmitted through the
色合成プリズム9に入射された赤色、緑色及び青色の画像光は、色合成されて、結像手段となる投射レンズ13に入射される。この投射レンズ13は、各色の画像光を図示しないスクリーン上に投射し、拡大して結像させて、画像表示を行う。
The red, green, and blue image lights incident on the
図3は、この画像表示装置における各光源の点灯状態を示すタイミングチャートである。 FIG. 3 is a timing chart showing the lighting state of each light source in the image display apparatus.
この画像表示装置においては、同期コントローラ4は、図3に示すように、赤色用及び青色用の固体発光素子2R,2Bをそれぞれ連続駆動させるとともに、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、順次時分割的に駆動させる。同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を時分割的に点灯させる。この実施の形態においては、同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を交互に点灯させ、常に、少なくともいずれか一方の固体発光素子2G1,2G2が点灯しているように制御する。また、この同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、互いに等しい点灯周期及び点灯時間で点灯させる。
In this image display device, as shown in FIG. 3, the synchronous controller 4 continuously drives the red and blue solid
そして、回転ホイール10の反射部10bは、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光の光路に対して移動され、第2の緑色用固体発光素子2G2の点灯期間に同期して進入され、第1の緑色用固体発光素子2G1の点灯期間に同期して退出される。
The reflecting
このようにして、緑色用の透過型空間光変調素子1Gには、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光のうちのいずれか一方が常に入射され、また、赤色用の透過型空間光変調素子1Rには、赤色用の固体発光素子2Rからの照明光が常に入射され、青色用の透過型空間光変調素子1Bには、青色用の固体発光素子2Bからの照明光が常に入射されて、カラー画像の表示が行われる。
In this way, one of the illumination lights from the green solid-state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 is always incident on the green transmissive spatial
この画像表示装置の照明装置においては、同一波長の光を発する複数の固体発光素子2G1,2G2が時分割的に交互に点灯され、常に、少なくともいずれか一の光源が点灯しているように制御される。したがって、各固体発光素子2G1,2G2は、休止期間を設けて駆動され、ジャンクション温度の上昇が抑えられるので、連続駆動よりも高い電力投入が可能となり、照明光の輝度を向上させることができる。各固体発光素子2G1,2G2は、互いに等しい点灯周期及び点灯時間で点灯されるので、ジャンクション温度の上昇が効果的に抑えられる。 In the illumination device of the image display device, the plurality of solid state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 that emit light of the same wavelength are alternately turned on in a time-division manner, and at least one of the light sources is always turned on. Controlled. Accordingly, each of the solid state light emitting devices 2G 1 and 2G 2 is driven with a rest period and the increase in junction temperature is suppressed, so that higher power can be input than in continuous driving, and the luminance of illumination light can be improved. it can. Since each of the solid light emitting elements 2G 1 and 2G 2 is lit with the same lighting cycle and lighting time, an increase in the junction temperature is effectively suppressed.
したがって、この画像表示装置においては、発光効率の低い緑色用の固体発光素子2G1,2G2について、ジャンクション温度の上昇を抑えつつ、照明光の輝度を向上させることができ、他の色(赤色及び青色)の照明光の輝度を低下させることなく、表示画像のホワイトバラスを良好に維持することができる。 Therefore, in this image display device, it is possible to improve the luminance of the illumination light while suppressing an increase in the junction temperature for the green solid-state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 having a low luminous efficiency, and other colors (red) In addition, the white balance of the display image can be favorably maintained without lowering the luminance of the illumination light of blue.
また、この画像表示装置においては、各照明装置の光源は、常に、少なくともいずれか一の光源が点灯しているように制御されるので、発光期間が連続しており、最大限の照明光の輝度を維持することができる。そして、この画像表示装置において、光源を連続駆動する場合と同等の電力を投入するようにした場合には、余分な発熱を抑制し、光源の寿命を長くすることができるとともに、総合的に消費電力を低下させることができる。 Further, in this image display device, the light source of each illumination device is always controlled so that at least one of the light sources is lit, so that the light emission period is continuous and the maximum illumination light The brightness can be maintained. In this image display device, when power equivalent to that for continuously driving the light source is applied, excessive heat generation can be suppressed, the life of the light source can be extended, and overall consumption Electric power can be reduced.
さらに、この画像表示装置においては、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2が同一波長を発するので、これら固体発光素子2G1,2G2により照明される空間光変調素子1Gは、一の色成分に対応する画像信号を表示するので、画像表示装置における信号処理が困難化されることがない。
Furthermore, in this image display device, since the green solid-state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 emit the same wavelength, the spatial
〔第2の実施の形態〕
図4は、本発明に係る画像表示装置の第2の実施の形態における構成を示す平面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本発明に係る画像表示装置は、前述の実施の形態のように光変調素子として透過型光変調素子を用いた構成に限定されず、光変調素子として反射型光変調素子(いわゆる「LCOS」や「DMD」など)を用いた構成としてもよい。 The image display apparatus according to the present invention is not limited to the configuration using the transmission type light modulation element as the light modulation element as in the above-described embodiment, and the reflection type light modulation element (so-called “LCOS”) or the like as the light modulation element. A configuration using “DMD” or the like may be used.
この画像表示装置は、図4に示すように、複数の空間光変調素子21R,21G,21Bを備え、これら空間光変調素子21R,21G,21Bをこれら空間光変調素子21R,21G,21Bに対応された照明装置により照明し、各空間光変調素子21R,21G,21Bを経た変調光を色合成して結像させ、画像表示を行う。各空間光変調素子21R,21G,21Bは、表示画像の赤色成分、緑色成分及び青色成分をそれぞれ表示し、これら画像に応じて照明光を偏光変調させる。この実施の形態においては、各空間光変調素子21R,21G,21Bは、反射型のものであり、入射された照明光を変調して反射させる。
As shown in FIG. 4, the image display device includes a plurality of spatial
各照明装置は、赤色成分の画像の表示する空間光変調素子21Rを赤色の照明光で照明し、緑色成分の画像の表示する空間光変調素子21Gを緑色の照明光で照明し、青色成分の画像の表示する空間光変調素子21Bを青色の照明光で照明する。
Each lighting device illuminates the spatial
この画像表示装置の照明装置は、光源として、赤色光、緑色光及び青色光を発する固体発光素子2R,2G1,2G2,2Bを用いている。これら照明装置のうち、緑色用の空間光変調素子21Gを照明する緑色用の照明装置は、光源として第1及び第2の固体発光素子2G1,2G2を備えており、この照明装置が本発明に係る照明装置の実施形態となる。これら第1及び第2の固体発光素子2G1,2G2は、同一の波長の照明光を発する。
The illumination device of this image display device uses solid-state
この画像表示装置においては、赤色用、緑色用及び青色用の各固体発光素子2R,2G1,2G2,2Bは、それぞれが独立した駆動回路3R,3G1,3G2,3Bにより制御されて発光する。これら駆動回路3R,3G1,3G2,3Bは、制御手段となる同期コントローラ4によって制御されている。
In this image display device, the red, green and blue solid-state
赤色用の固体発光素子2Rから発せられた照明光は、コリメータレンズ14Rを経て、第1及び第2のフライアイレンズアレイ15R,16Rを経て照度分布を均一化され、偏光変換素子17Rにより、偏光方向を一定方向に揃えられる。そして、この照明光は、フィールドレンズ18R及び偏光子19Rを経て、偏光ビームスプリッタ20Rに入射される。
Illumination light emitted from the solid
この偏光ビームスプリッタ20Rに入射した照明光は、この照明光の光軸に対して45°の傾斜となされた偏光反射膜によって反射され、偏光ビームスプリッタ20Rより出射されて、赤色用の透過型空間光変調素子21Rに入射される。赤色の照明光は、透過型空間光変調素子21Rによって赤色成分の画像信号に応じて偏光変調され、赤色の画像光として反射され、偏光ビームスプリッタ20Rに再入射する。偏光ビームスプリッタ20Rに再入射した画像光は、偏光反射膜を透過し、この偏光ビームスプリッタ20Rより出射されて、検光子22Rを経て、色合成プリズム9に入射される。
The illumination light that has entered the
また、青色用の固体発光素子2Bから発せられた照明光は、コリメータレンズ14Bを経て、第1及び第2のフライアイレンズアレイ15B,16Bを経て照度分布を均一化され、偏光変換素子17Bにより、偏光方向を一定方向に揃えられる。そして、この照明光は、フィールドレンズ18B及び偏光子19Bを経て、偏光ビームスプリッタ20Bに入射される。
The illumination light emitted from the blue solid-state
この偏光ビームスプリッタ20Bに入射した照明光は、この照明光の光軸に対して45°の傾斜となされた偏光反射膜によって反射され、偏光ビームスプリッタ20Bより出射されて、青色用の透過型空間光変調素子21Bに入射される。青色の照明光は、透過型空間光変調素子21Bによって青色成分の画像信号に応じて偏光変調され、青色の画像光として反射され、偏光ビームスプリッタ20Bに再入射する。偏光ビームスプリッタ20Bに再入射した画像光は、偏光反射膜を透過し、この偏光ビームスプリッタ20Bより出射されて、検光子22Bを経て、色合成プリズム9に入射される。
The illumination light incident on the
そして、第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光は、コリメータレンズ14G1を経て、第1及び第2のフライアイレンズアレイ15G1,16G1を経て照度分布を均一化され、偏光変換素子17G1により、偏光方向を一定方向に揃えられる。そして、この照明光は、フィールドレンズ18G1を経て、光路変換手段となる回転ホイール10の表面側に入射される。また、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられた照明光は、コリメータレンズ14G2を経て、第1及び第2のフライアイレンズアレイ15G2,16G2を経て照度分布を均一化され、偏光変換素子17G2により、偏光方向を一定方向に揃えられる。そして、この照明光は、フィールドレンズ18G2を経て、光路変換手段となる回転ホイール10の裏面側に入射される。これら第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸は、互いに直交する方向となっている。
The illumination light emitted from the first green solid-state light emitting element 2G 1 is made uniform in illuminance distribution through the collimator lens 14G 1 and the first and second fly-eye lens arrays 15G 1 and 16G 1 . It is, by the polarization conversion element 17G 1, is aligned in polarization direction in the predetermined direction. Then, the illumination light passes through the field lens 18G 1, is incident on the surface side of the
回転ホイール10は、前述の第1の実施の形態におけるものと同様に、それぞれが扇形の透過部10a及び反射部10bを有して円盤状に構成され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置において、これら各光軸に対して主面部を45°の角度として配置されている。
As in the first embodiment described above, the
この回転ホイール10は、モータ11によって回転操作される。このモータ11は、同期コントローラ4によって制御されるモータ駆動回路12によって回転駆動される。回転ホイール10は、回転操作されることにより、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光路を時分割的に変換させる。
The
すなわち、回転ホイール10が回転操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置に透過部10aが位置するときには、第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光がこの透過部10aを透過する。そして、回転ホイール10が回転操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置に反射部10bが位置するときには、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられた照明光がこの反射部10bによって反射されて光路を変換される。
That is, when the
第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられ回転ホイール10の透過部10aを透過した照明光、または、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられ回転ホイール10の反射部10bにより反射された照明光は、偏光子19Gを経て、偏光ビームスプリッタ20Gに入射される。
Illumination light emitted from the first solid-state light emitting element 2G1 for green and transmitted through the
この偏光ビームスプリッタ20Gに入射した照明光は、この照明光の光軸に対して45°の傾斜となされた偏光反射膜によって反射され、偏光ビームスプリッタ20Gより出射されて、緑色用の透過型空間光変調素子21Gに入射される。緑色の照明光は、透過型空間光変調素子21Gによって緑色成分の画像信号に応じて偏光変調され、緑色の画像光として反射され、偏光ビームスプリッタ20Gに再入射する。偏光ビームスプリッタ20Gに再入射した画像光は、偏光反射膜を透過し、この偏光ビームスプリッタ20Gより出射されて、検光子22Gを経て、色合成プリズム9に入射される。
The illumination light that has entered the
色合成プリズム9に入射された赤色、緑色及び青色の画像光は、色合成されて、結像手段となる投射レンズ13に入射される。この投射レンズ13は、各色の画像光を図示しないスクリーン上に投射し、拡大して結像させて、画像表示を行う。
The red, green, and blue image lights incident on the
この画像表示装置においても、同期コントローラ4は、赤色用及び青色用の固体発光素子2R,2Bをそれぞれ連続駆動させるとともに、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、順次時分割的に駆動させる。同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を時分割的に点灯させる。この実施の形態においては、同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を交互に点灯させ、常に、少なくともいずれか一方の固体発光素子2G1,2G2が点灯しているように制御する。また、この同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、互いに等しい点灯周期及び点灯時間で点灯させる。
Also in this image display apparatus, the synchronous controller 4 continuously drives the red and blue solid-state
そして、回転ホイール10の反射部10bは、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光の光路に対して移動され、第2の緑色用固体発光素子2G2の点灯期間に同期して進入され、第1の緑色用固体発光素子2G1の点灯期間に同期して退出される。
The reflecting
このようにして、緑色用の透過型空間光変調素子21Gには、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光のうちのいずれか一方が常に入射され、また、赤色用の透過型空間光変調素子21Rには、赤色用の固体発光素子2Rからの照明光が常に入射され、青色用の透過型空間光変調素子21Bには、青色用の固体発光素子2Bからの照明光が常に入射されて、カラー画像の表示が行われる。
In this way, any one of the illumination lights from the green solid-state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 is always incident on the green transmissive spatial
なお、この画像表示装置において、各照明装置においては、第1及び第2のフライアイイレンズアレイに代えて、ロッドインテグレータ、ライトトンネル(ライトパイプ)インテグレータを用いてもよい。 In this image display device, each lighting device may use a rod integrator or a light tunnel (light pipe) integrator instead of the first and second fly-eye lens arrays.
この画像表示装置の照明装置においても、同一波長の光を発する複数の固体発光素子2G1,2G2が時分割的に交互に点灯され、常に、少なくともいずれか一の光源が点灯しているように制御される。したがって、各固体発光素子2G1,2G2は、休止期間を設けて駆動され、ジャンクション温度の上昇が抑えられるので、連続駆動よりも高い電力投入が可能となり、照明光の輝度を向上させることができる。各固体発光素子2G1,2G2は、互いに等しい点灯周期及び点灯時間で点灯されるので、ジャンクション温度の上昇が効果的に抑えられる。 Also in the illumination device of the image display device, the plurality of solid state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 that emit light of the same wavelength are alternately turned on in a time-division manner, and at least one of the light sources is always turned on. To be controlled. Accordingly, each of the solid state light emitting devices 2G 1 and 2G 2 is driven with a rest period and the increase in junction temperature is suppressed, so that higher power can be input than in continuous driving, and the luminance of illumination light can be improved. it can. Since each of the solid light emitting elements 2G 1 and 2G 2 is lit with the same lighting cycle and lighting time, an increase in the junction temperature is effectively suppressed.
したがって、この画像表示装置においては、発光効率の低い緑色用の固体発光素子2G1,2G2について、ジャンクション温度の上昇を抑えつつ、照明光の輝度を向上させることができ、他の色(赤色及び青色)の照明光の輝度を低下させることなく、表示画像のホワイトバラスを良好に維持することができる。 Therefore, in this image display device, it is possible to improve the luminance of the illumination light while suppressing an increase in the junction temperature for the green solid-state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 having a low luminous efficiency, and other colors (red) In addition, the white balance of the display image can be favorably maintained without lowering the luminance of the illumination light of blue.
また、この画像表示装置においては、各照明装置の光源は、常に、少なくともいずれか一の光源が点灯しているように制御されるので、発光期間が連続しており、最大限の照明光の輝度を維持することができる。そして、この画像表示装置において、光源を連続駆動する場合と同等の電力を投入するようにした場合には、余分な発熱を抑制し、光源の寿命を長くすることができるとともに、総合的に消費電力を低下させることができる。 Further, in this image display device, the light source of each illumination device is always controlled so that at least one of the light sources is lit, so that the light emission period is continuous and the maximum illumination light The brightness can be maintained. In this image display device, when power equivalent to that for continuously driving the light source is applied, excessive heat generation can be suppressed, the life of the light source can be extended, and overall consumption Electric power can be reduced.
さらに、この画像表示装置においては、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2が同一波長を発するので、これら固体発光素子2G1,2G2により照明される空間光変調素子21Gは、一の色成分に対応する画像信号を表示するので、画像表示装置における信号処理が困難化されることがない。
Further, in this image display device, since the green solid-state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 emit the same wavelength, the spatial
〔第3の実施の形態〕
前述の各実施の形態においては、本発明に係る照明装置における光路変換手段として、それぞれが扇形の透過部10a及び反射部10bを有して円盤状に構成された回転ホイール10を用いているが、本発明における光路変換手段は、回転ホイール10に限定されない。
[Third Embodiment]
In each of the above-described embodiments, as the optical path changing means in the illumination device according to the present invention, the
図5は、本発明に係る画像表示装置の第3の実施の形態における構成を示す平面図である。 FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the image display apparatus according to the third embodiment of the present invention.
すなわち、この画像表示装置は、図5に示すように、前述の第1、または、第2の実施の形態と同様に構成し、光路変換手段として、回転ホイール10に代えて、回動操作される反射板23を用いて構成してもよい。
That is, as shown in FIG. 5, this image display device is configured in the same manner as in the first or second embodiment described above, and is rotated as an optical path changing means instead of the
図6は、この画像表示装置における光路変換手段となる反射板23の構成を示す正面図である。
FIG. 6 is a front view showing the configuration of the reflecting
この反射板23は、図6に示すように、平板状に形成され、一側部に沿った支軸24を中心に回動操作可能に支持されている。この支軸24には、回転モータ25が取付けられている。この反射板23は、支軸24を介して、回転モータ25により、支軸24を中心として回動操作される。回転モータ25は、前述の実施の形態と同様に、同期コントローラ4によって制御されるモータ駆動回路12によって回転駆動される。反射板23は、回動操作されることにより、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光路を時分割的に変換させる。
As shown in FIG. 6, the reflecting
すなわち、反射板23が回動操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置においてこれら各光軸に対して主面部を45°の角度とする状態となされたときには、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられた照明光が、この反射板23によって反射されて光路を変換される。そして、反射板23が回動操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置より退出されたときには、第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光がこの位置を通過する。
That is, the reflecting
第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光、または、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられ反射板23により反射された照明光は、緑色用の空間光変調素子1G,21Gを経て、色合成プリズム9に入射される。
The illumination light emitted from the first green solid-state light-emitting element 2G 1 or the illumination light emitted from the second green solid-state light-emitting element 2G 2 and reflected by the
この画像表示装置においても、同期コントローラ4は、赤色用及び青色用の固体発光素子2R,2Bをそれぞれ連続駆動させるとともに、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、順次時分割的に駆動させる。同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を時分割的に点灯させる。この実施の形態においては、同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を交互に点灯させ、常に、少なくともいずれか一方の固体発光素子2G1,2G2が点灯しているように制御する。また、この同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、互いに等しい点灯周期及び点灯時間で点灯させる。
Also in this image display apparatus, the synchronous controller 4 continuously drives the red and blue solid-state
そして、反射板23は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光の光路に対して移動され、第2の緑色用固体発光素子2G2の点灯期間に同期して進入され、第1の緑色用固体発光素子2G1の点灯期間に同期して退出される。
Then, the
このようにして、緑色用の空間光変調素子1G,21Gには、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光のうちのいずれか一方が常に入射され、また、赤色用の透過型空間光変調素子21Rには、赤色用の固体発光素子2Rからの照明光が常に入射され、青色用の透過型空間光変調素子21Bには、青色用の固体発光素子2Bからの照明光が常に入射されて、カラー画像の表示が行われる。
In this way, either one of the illumination lights from the green solid light emitting elements 2G 1 and 2G 2 is always incident on the green spatial
図7は、この画像表示装置における光路変換手段の他の構成例(回転モータを用いたもの)を示す正面図である。 FIG. 7 is a front view showing another configuration example (using a rotary motor) of the optical path changing means in this image display device.
さらに、反射板23は、図7に示すように、平板状に形成され、主面部に垂直な支軸26を側縁部に有するものとしてもよい。この支軸26には、回転モータ25が取付けられている。この反射板23は、支軸26を介して、回転モータ25により、支軸26を中心として、主面部に沿う平面内で回動操作される。回転モータ25は、前述の実施の形態と同様に、同期コントローラ4によって制御されるモータ駆動回路12によって回転駆動される。反射板23は、回動操作されることにより、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光路を時分割的に変換させる。
Further, as shown in FIG. 7, the
すなわち、反射板23が回動操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置においてこれら各光軸に対して主面部を45°の角度とする状態となされたときには、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられた照明光が、この反射板23によって反射されて光路を変換される。そして、反射板23が回動操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置より退出されたときには、第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光がこの位置を通過する。
That is, the reflecting
第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光、または、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられ反射板23により反射された照明光は、緑色用の空間光変調素子1G,21Gを経て、色合成プリズム9に入射される。
The illumination light emitted from the first green solid-state light-emitting element 2G 1 or the illumination light emitted from the second green solid-state light-emitting element 2G 2 and reflected by the
この場合にも、同期コントローラ4は、赤色用及び青色用の固体発光素子2R,2Bをそれぞれ連続駆動させるとともに、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、順次時分割的に駆動させる。同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を時分割的に交互に点灯させ、常に、少なくともいずれか一方の固体発光素子2G1,2G2が点灯しているように制御する。また、この同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、互いに等しい点灯周期及び点灯時間で点灯させる。
Also in this case, the synchronous controller 4 continuously drives the red and blue solid-state
そして、反射板23は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光の光路に対して移動され、第2の緑色用固体発光素子2G2の点灯期間に同期して進入され、第1の緑色用固体発光素子2G1の点灯期間に同期して退出される。
Then, the
このようにして、緑色用の空間光変調素子1G,21Gには、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光のうちのいずれか一方が常に入射され、また、赤色用の透過型空間光変調素子21Rには、赤色用の固体発光素子2Rからの照明光が常に入射され、青色用の透過型空間光変調素子21Bには、青色用の固体発光素子2Bからの照明光が常に入射されて、カラー画像の表示が行われる。
In this way, either one of the illumination lights from the green solid light emitting elements 2G 1 and 2G 2 is always incident on the green spatial
図8は、この画像表示装置における光路変換手段のさらに他の構成例(リニアモータを用いたもの)を示す正面図である。 FIG. 8 is a front view showing still another configuration example (using a linear motor) of the optical path changing means in this image display device.
さらに、反射板23は、図8に示すように、平板状に形成され、側縁部にリニアモータ27が取付けられたものとしてもよい。この反射板23は、リニアモータ27により、側縁部に沿って、主面部に沿う平面内で移動操作(スライド操作)される。リニアモータ27は、前述の実施の形態と同様に、同期コントローラ4によって制御されるモータ駆動回路12によって回転駆動される。反射板23は、移動操作されることにより、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光路を時分割的に変換させる。
Further, as shown in FIG. 8, the
すなわち、反射板23が移動操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置においてこれら各光軸に対して主面部を45°の角度とする状態となされたときには、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられた照明光が、この反射板23によって反射されて光路を変換される。そして、反射板23が移動操作され、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2から発せられた照明光の光軸が交差する位置より退出されたときには、第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光がこの位置を通過する。
That is, the reflecting
第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光、または、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられ反射板23により反射された照明光は、緑色用の空間光変調素子1G,21Gを経て、色合成プリズム9に入射される。
The illumination light emitted from the first green solid-state light-emitting element 2G 1 or the illumination light emitted from the second green solid-state light-emitting element 2G 2 and reflected by the
この場合にも、同期コントローラ4は、赤色用及び青色用の固体発光素子2R,2Bをそれぞれ連続駆動させるとともに、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、順次時分割的に駆動させる。同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を時分割的に交互に点灯させ、常に、少なくともいずれか一方の固体発光素子2G1,2G2が点灯しているように制御する。また、この同期コントローラ4は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2を、互いに等しい点灯周期及び点灯時間で点灯させる。
Also in this case, the synchronous controller 4 continuously drives the red and blue solid-state
そして、反射板23は、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光の光路に対して移動され、第2の緑色用固体発光素子2G2の点灯期間に同期して進入され、第1の緑色用固体発光素子2G1の点灯期間に同期して退出される。
Then, the
このようにして、緑色用の空間光変調素子1G,21Gには、各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光のうちのいずれか一方が常に入射され、また、赤色用の透過型空間光変調素子21Rには、赤色用の固体発光素子2Rからの照明光が常に入射され、青色用の透過型空間光変調素子21Bには、青色用の固体発光素子2Bからの照明光が常に入射されて、カラー画像の表示が行われる。
In this way, either one of the illumination lights from the green solid light emitting elements 2G 1 and 2G 2 is always incident on the green spatial
なお、本発明に係る照明装置において、光路変換手段としては、前述の各実施の形態に示したように、反射部(反射板)を有するものに限定されず、偏光膜を用いるようにしてもよい。この場合には、例えば、第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光を偏光膜に対するP偏光状態としておき、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられた照明光を偏光膜に対するS偏光状態としておく。すると、第1の緑色用の固体発光素子2G1から発せられた照明光は偏光膜を透過し、第2の緑色用の固体発光素子2G2から発せられた照明光は偏光膜により反射されて、これら各緑色用の固体発光素子2G1,2G2からの照明光の光路が合成されて、同一の緑色用の空間光変調素子1G,21Gを照明する。
In the illuminating device according to the present invention, the optical path changing means is not limited to one having a reflecting portion (reflecting plate) as shown in each of the above-described embodiments, and a polarizing film may be used. Good. In this case, for example, the illumination light emitted from the first solid-state light emitting element 2G1 for green is set in a P-polarized state with respect to the polarizing film, and the illumination emitted from the second solid-state light emitting element 2G2 for green is used. The light is set in an S-polarized state with respect to the polarizing film. Then, the illumination light emitted from the solid light-emitting element 2G 1 for the first green is transmitted through the polarizing film, the illumination light emitted from the solid light emitting element 2G 2 for second green is reflected by the polarizing film The light paths of the illumination lights from the green solid-state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 are combined to illuminate the same green spatial
〔第4の実施の形態〕
本発明に係る照明装置は、前述の各実施の形態のように、複数の光源として第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2を有する構成に限定されず、複数の光源として、複数の赤色用の固体発光素子、または、複数の青色用の固体発光素子を有するものとして構成してもよい。
[Fourth Embodiment]
The illumination device according to the present invention is not limited to the configuration having the first and second green solid-state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 as the plurality of light sources, as in each of the above-described embodiments. As above, a plurality of red solid-state light emitting devices or a plurality of blue solid-state light emitting devices may be used.
また、本発明に係る画像表示装置は、前述の各実施の形態のように、緑色用の照明装置のみが複数の光源を有するものとなっている構成に限定されず、赤色用の照明装置のみが複数の光源を有するものとなっている構成としてもよく、または、青色用の照明装置のみが複数の光源を有するものとなっている構成としてもよい。さらに、本発明に係る画像表示装置は、緑色用及び赤色用の照明装置が複数の光源を有するものとなっている構成、赤色用及び青色用の照明装置が複数の光源を有するものとなっている構成、または、青色用及び緑色用の照明装置が複数の光源を有するものとなっている構成、あるいは、赤、緑、青の各色用照明装置が全て複数の光源を有するものとなっている構成としてもよい。 Further, the image display device according to the present invention is not limited to a configuration in which only the green illumination device has a plurality of light sources as in the above-described embodiments, but only the red illumination device. May be configured to have a plurality of light sources, or only the blue illumination device may have a plurality of light sources. Further, in the image display device according to the present invention, the green and red illumination devices have a plurality of light sources, and the red and blue illumination devices have a plurality of light sources. Or the blue and green lighting devices have a plurality of light sources, or the red, green and blue color lighting devices all have a plurality of light sources. It is good also as a structure.
また、本発明に係る照明装置においては、光源として固体発光素子を有する構成に限定されず、光源として、放電ランプ等の発光手段を有する構成としてもよい。 Moreover, in the illuminating device which concerns on this invention, it is not limited to the structure which has a solid light emitting element as a light source, It is good also as a structure which has light emission means, such as a discharge lamp, as a light source.
さらに、本発明に係る照明装置は、前述の各実施の形態におけるように、複数の光源として2個の光源を有する構成に限定されず、3個以上の光源を有する構成としてもよい。 Furthermore, the illumination device according to the present invention is not limited to a configuration having two light sources as a plurality of light sources as in each of the above-described embodiments, and may have a configuration having three or more light sources.
図9は、3個以上の光源を有する本発明に係る照明装置の構成を示す平面図である。 FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a lighting device according to the present invention having three or more light sources.
本発明に係る照明装置を3個以上の光源を有する構成とする場合には、図9に示すように、これら光源L1,L2,L3・・・Lmの数をmとした場合に、〔m−1〕個の光路変換手段M1,M2,M3・・・L(m-1)を設け、これら光源のうちのいずれか一から出射された照明光が同一の空間光変調素子Pを照明するようにする。これら各光源L1,L2,L3・・・Lmから発せられた照明光の光軸は、一の光源Lmから発せられた照明光の光軸に対し、他の全ての光源L1,L2,L3・・・L(m-1)から発せられた照明光の光軸が直交する方向となっている。 When the illumination device according to the present invention has a configuration having three or more light sources, as shown in FIG. 9, when the number of these light sources L1, L2, L3. -1] optical path changing means M1, M2, M3... L (m-1) are provided, and the illumination light emitted from any one of these light sources illuminates the same spatial light modulator P. Like that. The optical axis of the illumination light emitted from each of the light sources L1, L2, L3,... Lm is all the other light sources L1, L2, L3, ··· with respect to the optical axis of the illumination light emitted from one light source Lm. ..The optical axis of illumination light emitted from L (m-1) is in a direction that is orthogonal.
これら各光路変換手段M1,M2,M3・・・L(m-1)を、前述の実施の形態と同様に、回転ホイールとして構成する場合には、各回転ホイールにおける反射部は、中心角〔360/(m・n)〕°(∵n:自然数)の扇形として均等(等角度間隔)にn箇所に設けたものとなる。そして、各回転ホイールは、反射部を互いに〔360/(m・n)〕°ずつずらした状態を維持しつつ、同一速度で回転操作される。各回転ホイールをこのように回転操作することにより、各回転ホイールのうちのいずれか一のみが反射部を光路に進入させている状態と、全ての回転ホイールが反射部を光路から退出させている状態とが繰り返されることになる。 When each of these optical path conversion means M1, M2, M3... L (m-1) is configured as a rotating wheel, as in the above-described embodiment, the reflecting portion in each rotating wheel has a central angle [ 360 / (m · n)] ° (∵n: natural number) as a sector shape, which is provided evenly (at equal angular intervals) at n locations. Each rotating wheel is rotated at the same speed while maintaining the state where the reflecting portions are shifted from each other by [360 / (m · n)] °. By rotating each rotating wheel in this manner, only one of the rotating wheels has the reflecting portion entering the optical path, and all the rotating wheels have the reflecting portion exit the optical path. The state will be repeated.
各回転ホイールのうちのいずれか一のみが反射部を光路に進入させているときには、反射部を光路に進入させている回転ホイールに対応する光源のみを点灯させ、全ての回転ホイールが反射部を光路から退出させているときには、対応する回転ホイールのない光源Lmのみを点灯させる。このように、回転ホイールの回転と各光源の点灯とを同期させることにより、各光源のうちのいずれか一のみから発せられた照明光が空間光変調素子Pに到達することとなる。 When only one of the rotating wheels has the reflecting portion entering the optical path, only the light source corresponding to the rotating wheel having the reflecting portion entering the optical path is turned on, and all the rotating wheels have the reflecting portion. When leaving the optical path, only the corresponding light source Lm without a rotating wheel is turned on. Thus, by synchronizing the rotation of the rotating wheel and the lighting of each light source, the illumination light emitted from only one of the light sources reaches the spatial light modulator P.
〔第5の実施の形態〕
本発明に係る照明装置は、前述の各実施の形態において、環境温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段により検出された環境温度に基づいて、複数の光源の点灯周波数が制御されるように構成することができる。
[Fifth Embodiment]
In each of the embodiments described above, the lighting device according to the present invention is provided with temperature detection means for detecting the environmental temperature, and the lighting frequencies of the plurality of light sources are controlled based on the environmental temperature detected by the temperature detection means. Can be configured.
図10は、本発明に係る画像表示装置の第5の実施の形態における構成を示す平面図である。 FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the image display device according to the fifth embodiment of the present invention.
すなわち、この照明装置は、図10に示すように、温度検出手段となる外気温度モニタ30を有している。この外気温度モニタ30は、環境温度(外気温)を検出する。外気温度モニタ30による検出結果は、演算機31を介して、制御手段となる同期コントローラ4に送られる。他の構成は、前述の第1の実施の形態における構成と同様である。
That is, this illuminating device has an outside air temperature monitor 30 serving as a temperature detecting means, as shown in FIG. The outside air temperature monitor 30 detects the environmental temperature (outside air temperature). The detection result by the outside air temperature monitor 30 is sent to the synchronous controller 4 serving as the control means via the
なお、図10においては、前述の第1の実施の形態における照明装置に外気温度モニタ30を追加した構成を示しているが、前述の第2乃至第4の実施の形態における照明装置についても、同様に外気温度モニタ30を追加することができる。 In addition, in FIG. 10, although the structure which added the outside temperature monitor 30 to the illuminating device in the above-mentioned 1st Embodiment is shown, also about the illuminating device in the above-mentioned 2nd thru | or 4th embodiment, Similarly, an outside air temperature monitor 30 can be added.
同期コントローラ4は、外気温度モニタ30により検出された環境温度に基づいて、複数の光源(例えば、第1及び第2の緑色用の固体発光素子2G1,2G2)の点灯周波数を制御する。同期コントローラ4は、この制御により、複数の光源の発光部温度(ジャンクション温度)を所定の温度以下に抑える。 The synchronous controller 4 controls the lighting frequencies of a plurality of light sources (for example, the first and second green solid-state light emitting elements 2G 1 and 2G 2 ) based on the environmental temperature detected by the outside air temperature monitor 30. With this control, the synchronous controller 4 keeps the light emitting unit temperatures (junction temperatures) of the plurality of light sources below a predetermined temperature.
図11は、固体発光素子(LED)の点灯時間と熱抵抗値との関係を示すグラフ(特性曲線)である。 FIG. 11 is a graph (characteristic curve) showing the relationship between the lighting time of a solid state light emitting device (LED) and the thermal resistance value.
例えば、発光ダイオード(LED)については、図11に示すように、点灯時間が1.0×10−3秒を超えると熱抵抗値が急激に上昇し、点灯時間が1.0×10−1秒を超えると、熱抵抗値は、1.25(°C/W)程度で飽和する。そして、発光ダイオードのジャンクション温度は、環境温度(外気温)にも影響を受け、以下の式によって示すことができる。
〔ジャンクション温度〕=〔環境温度〕+〔平均点灯温度〕+〔点灯温度〕
For example, for a light emitting diode (LED), as shown in FIG. 11, when the lighting time exceeds 1.0 × 10 −3 seconds, the thermal resistance value rapidly increases and the lighting time is 1.0 × 10 −1. If it exceeds 2 seconds, the thermal resistance value is saturated at about 1.25 (° C / W). And the junction temperature of a light emitting diode is also influenced by environmental temperature (outside temperature), and can be shown with the following formula | equation.
[Junction temperature] = [Environment temperature] + [Average lighting temperature] + [Lighting temperature]
2個の発光ダイオードを互いに等しい周期で交互に点灯させ、常にいずれか一方が点灯しているように制御した場合には、デューティ比は50%となり、点灯周波数を100Hz、駆動電力を100W、環境温度を25°Cとした場合には、ジャンクション温度は、以下のように算出される。
25(°C)+50(W)×1.25(°C/W)+100(W)×0.5(°C/W)=25+62.5+50≒137.5(°C)
When two light emitting diodes are alternately lit at equal intervals and controlled so that one of them is always lit, the duty ratio is 50%, the lighting frequency is 100 Hz, the driving power is 100 W, the environment When the temperature is 25 ° C., the junction temperature is calculated as follows.
25 (° C) +50 (W) × 1.25 (° C / W) +100 (W) × 0.5 (° C / W) = 25 + 62.5 + 50≈137.5 (° C.)
この場合に、同期コントローラ4が点灯周波数を制御することによって、ジャンクション温度が100°C以下となるようにするには、点灯温度が12.5°C以下となるようにすればよく、点灯周波数を約1.7kHz以上とすればよい。 In this case, in order for the synchronous controller 4 to control the lighting frequency so that the junction temperature is 100 ° C. or lower, the lighting temperature may be 12.5 ° C. or lower. May be about 1.7 kHz or more.
また、前述の条件において、環境温度が35°Cである場合には、ジャンクション温度が100°C以下となるようにするには、点灯温度を2.5°C以下とする必要があり、点灯周波数を100kHz以上とする必要がある。 In addition, when the environmental temperature is 35 ° C. under the above-described conditions, the lighting temperature needs to be 2.5 ° C. or lower in order for the junction temperature to be 100 ° C. or lower. The frequency needs to be 100 kHz or more.
このように、この照明装置においては、同期コントローラ4が、環境温度に基づいて複数の光源の点灯周波数を制御することによって、固体発光素子のジャンクション温度が所定温度以下に抑えられ、照明光の高輝度化と光源の長寿命化とを両立させることができる。 Thus, in this lighting device, the synchronous controller 4 controls the lighting frequency of the plurality of light sources based on the environmental temperature, so that the junction temperature of the solid state light emitting element can be suppressed to a predetermined temperature or less, and the illumination light level is increased. It is possible to achieve both luminance enhancement and long life of the light source.
1R 赤色用の透過型空間光変調素子
1G 緑色用の透過型空間光変調素子
1B 青色用の透過型空間光変調素子
2R 赤色用の固体発光素子
2G1 第1の緑色用の固体発光素子
2G2 第1の緑色用の固体発光素子
2B 青色用の固体発光素子
4 同期コントローラ
10 回転ホイール
13 投射レンズ
21R 赤色用の反射型空間光変調素子
21G 緑色用の反射型空間光変調素子
21B 青色用の反射型空間光変調素子
23 反射板
30 外気温度モニタ
1R Red transmissive spatial
2G 2 Solid light emitting element for first green 2B Solid light emitting element for blue 4
Claims (4)
前記各光源の点灯を制御する制御手段と、
前記各光源からの光のうちの少なくとも一について光路を変換させ、前記各光源からの光を同一の空間光変調素子に導く光路変換手段と
を備え、
前記制御手段は、前記各光源を時分割的に点灯するように制御する
ことを特徴とする照明装置。 A plurality of light sources emitting light of the same wavelength;
Control means for controlling lighting of each light source;
Optical path conversion means for converting an optical path for at least one of the light from each light source and guiding the light from each light source to the same spatial light modulation element, and
The lighting device characterized in that the control means controls the light sources to light up in a time-sharing manner.
ことを特徴とする請求項1記載の照明装置。 The optical path conversion means has a reflecting plate that reflects light from the light source, and moves the reflecting plate relative to the optical path of the light from the light source in synchronization with the lighting cycle of the light source. The lighting device according to claim 1, wherein the light path of the light from the light is converted in a time-sharing manner.
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された環境温度に基づいて前記各光源の点灯周波数を制御することによって、前記各光源の発光部温度を所定の温度以下に抑える
ことを特徴とする請求項1、または、請求項2記載の照明装置。 Equipped with temperature detection means for detecting the environmental temperature,
The said control means controls the light emission part temperature of each said light source to below predetermined temperature by controlling the lighting frequency of each said light source based on the environmental temperature detected by the said temperature detection means, It is characterized by the above-mentioned. Claim | item 1 or the illuminating device of Claim 2.
前記各空間光変調素子に対応して設けられ、対応する空間光変調素子を照明する照明装置と、
前記照明装置より発せられ前記各空間光変調素子を経た変調光を合成して結像させる結像手段と
を備え、
前記各照明装置のうちの少なくとも一は、請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の照明装置である
ことを特徴とする画像表示装置。 A plurality of spatial light modulators;
An illumination device that is provided corresponding to each of the spatial light modulation elements and illuminates the corresponding spatial light modulation element;
An image forming means for combining the modulated light emitted from the illumination device and passing through the spatial light modulation elements to form an image;
At least one of the lighting devices is the lighting device according to any one of claims 1 to 3. An image display device, wherein:
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