JP2010282116A - Video display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源からの光をライトバルブに透過あるいは反射させることで映像を表示する映像表示装置に関し、特に、光源が故障や寿命によって消灯または輝度低下した場合に別の光源に切り替える切替機構に関するものである。 The present invention relates to an image display device that displays an image by transmitting or reflecting light from a light source to a light valve, and more particularly, to a switching mechanism that switches to another light source when the light source is turned off or its luminance is reduced due to a failure or a lifetime. Is.
放電ランプや半導体発光素子（例えばＬＥＤ、レーザー発生装置等）などの光源からの光を、液晶やＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）等のライトバルブに透過あるいは反射させて映像を表示する映像表示装置は広く知られている。通常、そのような映像表示装置は、光源が故障や寿命により消灯またはその輝度が低下すると、映像を正常に表示することができなくなるが、そのとき新たな別の光源に切り替えることで映像を引き続き表示可能にしたものもある（例えば、下記の特許文献１）。
Video display that displays light by transmitting or reflecting light from a light source such as a discharge lamp or semiconductor light emitting device (eg, LED, laser generator) to a light valve such as a liquid crystal or DMD (digital micromirror device) The device is widely known. Normally, such a video display device cannot normally display an image when the light source is turned off or its brightness decreases due to a failure or a lifetime, but at that time, the image is continued by switching to another new light source. Some of them can be displayed (for example,
特許文献１の投射型表示装置は、２つの光源ユニットと、それらを切り替えるための切り替えミラーを有しており、切り替えミラーの向きを変えることによって、２つの光源ユニットのどちらの光をライトバルブへ送るかを切り替えている。例えば第１の光源ユニットを使用する場合、切り替えミラーは、当該第１の光源ユニットからの光をライトバルブの方向へと反射する向きに固定される（詳細には、切り替えミラーで反射された光は３枚のダイクロイックミラーを用いて赤、緑、青の成分に分光されてからライトバルブへ入射する）。また第２の光源ユニットを使用する場合、切り替えミラーは、当該第２の光源ユニットからの光をライトバルブの方向へと反射する向きに固定される。
The projection display device of
特許文献１の表示装置によれば、光源を交換する作業を行うことなく、予備の光源に切り替えて使用を継続できるので、光源が不意に消灯または輝度低下した場合でも映像表示が長時間途切れることを回避することができる。
According to the display device of
しかし特許文献１の表示装置（同文献の第１図）は、切り替えミラーが設けられた分、従来の表示装置（同文献と第３図）に比べて、光源からライトバルブまでの間に光を反射するミラーが１枚多い。ミラーの反射率は１００％ではないため、光の経路（光路）に存在するミラーの数が増えると光の利用効率が低下する（光の損失が増加する）。 However, the display device of Patent Document 1 (FIG. 1 of the same document) provides light between the light source and the light valve, as compared with the conventional display device (the same document and FIG. 3), because the switching mirror is provided. There is one more mirror that reflects the light. Since the reflectance of the mirror is not 100%, the use efficiency of light decreases (the loss of light increases) when the number of mirrors existing in the light path (optical path) increases.
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、光源切り替え機能を有し、且つ、光の使用効率が高い映像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an image display device having a light source switching function and high light use efficiency.
本発明の第１の局面に係る映像表示装置は、複数の光源と、前記複数の光源からの光を反射し、それぞれ反射する光の波長が異なる複数のダイクロイックミラーと、前記複数のダイクロイックミラーが反射した光を用いて映像を表示する表示部とを備え、前記複数の光源の切り替えを、前記複数のダイクロイックミラーの向きを変えることによって行うものである。 An image display device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of light sources, a plurality of dichroic mirrors that reflect light from the plurality of light sources, and each of the reflected light has different wavelengths, and the plurality of dichroic mirrors. And a display unit that displays an image using reflected light, and the plurality of light sources are switched by changing directions of the plurality of dichroic mirrors.
本発明の第２の局面に係る映像表示装置は、第１の波長の第１の光を発生する複数の第１の光源と、第２の波長の第２の光を発生する複数の第２の光源と、前記第１の光を反射する第１のダイクロイックミラーと、前記第２の光を反射する第２のダイクロイックミラーと、前記第１および第２のダイクロイックミラーが反射した光を用いて映像を表示する表示部とを備え、前記第１の光源の切り替えを、前記第１のダイクロイックミラーの向きを変えることによって行い、前記第２の光源の切り替えを、前記第２のダイクロイックミラーの向きを変えることによって行うものである。 The video display device according to the second aspect of the present invention includes a plurality of first light sources that generate first light having a first wavelength and a plurality of second light sources that generate second light having a second wavelength. The light source, the first dichroic mirror that reflects the first light, the second dichroic mirror that reflects the second light, and the light reflected by the first and second dichroic mirrors. A display unit for displaying an image, wherein the first light source is switched by changing the direction of the first dichroic mirror, and the second light source is switched by changing the direction of the second dichroic mirror. This is done by changing
複数の光源の切り替えを、複数のダイクロイックミラーの向きを変えることによって行うため、光源切り替え用のミラーを別途設ける必要がない。よって光源切り替え用のミラーによる光の損失は伴わず、光の利用効率が高くなる。また光源切り替え用のミラーが不要であることから、製造コストの削減にも寄与できる。 Since the switching of the plurality of light sources is performed by changing the direction of the plurality of dichroic mirrors, it is not necessary to separately provide a mirror for switching the light sources. Therefore, no light loss is caused by the light source switching mirror, and the light use efficiency is increased. Further, since a light source switching mirror is unnecessary, it is possible to contribute to reduction of manufacturing costs.
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る映像表示装置の要部の平面図である。当該映像表示装置は、２つの光源を切り替える光源切替機能を有している。
<
FIG. 1 is a plan view of the main part of the video display apparatus according to
第１の光源１および第２の光源２は、それぞれアーク放電により白色光を発生するランプであり、互いに対向して配設される。第１の光源１と第２の光源２との間には、３枚の分光用のダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂが配設される。ダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂは、それぞれ特定の波長の光のみを反射する。
The
赤用ダイクロイックミラー４ｒは赤色光（Ｒ光）のみを反射し、緑用ダイクロイックミラー４ｇは緑色光（Ｇ光）のみを反射し、青用ダイクロイックミラー４ｂは青色光（Ｂ光）のみを反射する。本実施の形態では図１に示すように、第１の光源１側から第２の光源２側へ向けて、青用ダイクロイックミラー４ｂ、緑用ダイクロイックミラー４ｇ、赤用ダイクロイックミラー４ｒの順に並べて配設している。
The red dichroic mirror 4r reflects only red light (R light), the green dichroic mirror 4g reflects only green light (G light), and the blue dichroic mirror 4b reflects only blue light (B light). . In this embodiment, as shown in FIG. 1, the blue dichroic mirror 4b, the green dichroic mirror 4g, and the red dichroic mirror 4r are arranged in this order from the
赤用ダイクロイックミラー４ｒが反射したＲ光は、反射ミラー５ａで反射された後、赤用の映像を生成する赤用ライトバルブ６ｒを透過して、ダイクロイックプリズム７へと入射する。緑用ダイクロイックミラー４ｇが反射したＧ光は、緑用の映像を生成する緑用ライトバルブ６ｇを透過して、ダイクロイックプリズム７へと入射する。青用ダイクロイックミラー４ｂが反射したＢ光は、反射ミラー５ｂで反射された後、青用の映像を生成する青用ライトバルブ６ｂを透過して、ダイクロイックプリズム７へと入射する。ダイクロイックプリズム７は、それらＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合成してカラーの映像光を生成する。その映像光は投影レンズ８を通して拡大され、スクリーン９に投影される。
The R light reflected by the red dichroic mirror 4r is reflected by the reflecting mirror 5a, then passes through the red light valve 6r for generating a red image, and enters the
図１の如く、青用ダイクロイックミラー４ｂはギア１０に固定され、緑用ダイクロイックミラー４ｇはギア１１に固定され、赤用ダイクロイックミラー４ｒはギア１２に固定される。ギア１０，１１，１２は、ピニオン１４の回転に応じて左右に動くラック１３に係合されている。ピニオン１４を回転運動させると、ギア１０，１１，１２がそれぞれ回転し、それらに固定されたダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂが連動して向きを変える。つまりダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂは、それらが連動するようにギア１０，１１，１２およびラック１３を介して連結されている。
As shown in FIG. 1, the blue dichroic mirror 4 b is fixed to the
本実施の形態の映像表示装置では、第１の光源１と第２の光源２の切り替えを、３枚のダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂの向きを変えることにより行う。図示は省略するが、当該映像表示装置は、第１の光源１および第２の光源２が発する光量を検知する輝度センサと、その光量に応じてピニオン１４並びに第１の光源１および第２の光源２を制御する制御回路を備えている。制御回路は、第１の光源１または第２の光源２が故障等により消灯または輝度低下したとき、自動的にピニオン１４を回転させてダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂの向きを変え、第１の光源１と第２の光源２の切り替えを実行する。以下、その切り替え動作を具体的に説明する。
In the video display device of the present embodiment, switching between the first
例えば、第１の光源１を使用する場合、制御回路は第１の光源１を点灯させると共に、ダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂの向きを図１の如く調整して、ダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂが第１の光源１からの光がダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂで反射してライトバルブ６ｒ，６ｇ，６ｂおよびダイクロイックプリズム７へと向かうようにする。
For example, when the first
この状態では、第１の光源１からの光に含まれるＢ光は、青用ダイクロイックミラー４ｂで反射され、さらに反射ミラー５ｂで反射され、青用ライトバルブ６ｂを透過してダイクロイックプリズム７へと入射する。Ｇ光は、青用ダイクロイックミラー４ｂを透過した後、緑用ダイクロイックミラー４ｇで反射され、緑用ライトバルブ６ｇを透過してダイクロイックプリズム７へと入射する。Ｒ光は、青用ダイクロイックミラー４ｂおよび緑用ダイクロイックミラー４ｇを透過した後、赤用ダイクロイックミラー４ｒで反射され、さらに反射反射ミラー５ａで反射され、赤用ライトバルブ６ｒを透過してダイクロイックプリズム７へと入射する。その結果、第１の光源１からの光を用いた映像光が、投影レンズ８を通してスクリーン９に投影される。
In this state, the B light included in the light from the first
そして第１の光源１の使用中に、第１の光源１が不意に消灯したとする。第１の光源１の輝度が所定のレベルよりも下回ると、輝度センサがそれを検出し、応じて制御回路がモータを用いてピニオン１４を時計回り（ＣＷ方向）に回転させる。するとラック１３が右方向（矢印Ａ）に動き、ギア１０、１１、１２がそれぞれ反時計回り（ＣＣＷ方向）に回転し、それに合わせてダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂもＣＣＷ方向に回転する。このときダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂがそれぞれ略９０°だけ回転するように制御される。
It is assumed that the first
その結果、ダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂは、図２に示すように、それぞれ第２の光源２からの光をライトバルブ６ｒ，６ｇ，６ｂおよびダイクロイックプリズム７へと反射する向きに固定される。
As a result, the dichroic mirrors 4r, 4g, 4b are fixed in a direction in which the light from the second
続いて、制御回路は第２の光源２を点灯させる。この状態では、第２の光源２からの光に含まれるＲ光は、赤用ダイクロイックミラー４ｒで反射され、さらに反射ミラー５ａで反射され、赤用ライトバルブ６ｒを透過してダイクロイックプリズム７へと入射する。Ｇ光は、赤用ダイクロイックミラー４ｒを透過した後、緑用ダイクロイックミラー４ｇで反射され、緑用ライトバルブ６ｇを透過してダイクロイックプリズム７へと入射する。Ｂ光は、赤用ダイクロイックミラー４ｒおよび緑用ダイクロイックミラー４ｇを透過した後、青用ダイクロイックミラー４ｂで反射され、さらに反射ミラー５ｂで反射され、青用ライトバルブ６ｂを透過してダイクロイックプリズム７へと入射する。その結果、第２の光源２からの光を用いた映像光が、投影レンズ８を通してスクリーン９に投影される。
Subsequently, the control circuit turns on the second
このように、自動的に第１の光源１から第２の光源２への切り替えが行われることにより、映像表示が途切れる期間を短くできる。使用者はその後で（例えば一連の映像を見終わった後）、寿命を終えた第１の光源１の交換をすればよい。
As described above, by automatically switching from the first
以上では、第１の光源１から第２の光源２への切り替え動作を説明したが、第２の光源２から第１の光源１への切り替え動作もほぼ同様である。つまり図２の状態で第２の光源２の使用中にそれが消灯すると、制御回路がピニオン１４を反時計回り（ＣＣＷ方向）に回転させることで、ダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂをＣＷ方向に略９０°だけ回転させて図１の状態にし、第１の光源１を点灯させればよい。
Although the switching operation from the first
本実施の形態によれば、ダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂの向きを変えることによって光源の切り替えが行われ、光源切り替え用のミラーを別途設ける必要がない。つまり、光源の切り替え機能を有しない従来の映像表示装置（例えば特許文献１の第３図）と同じ枚数のミラーを用いてその機能を実現することができる。従って、光源切り替え機能を有し、且つ、光の利用効率が高い（損失が少ない）映像表示装置が得られる。 According to the present embodiment, the light source is switched by changing the direction of the dichroic mirrors 4r, 4g, 4b, and it is not necessary to separately provide a light source switching mirror. That is, the function can be realized by using the same number of mirrors as a conventional video display device that does not have a light source switching function (for example, FIG. 3 of Patent Document 1). Therefore, an image display device having a light source switching function and high light use efficiency (low loss) can be obtained.
また本実施の形態における光源切替装置（ダイクロイックミラー駆動機構）は、ギア１０，１１，１２、ラック１３、ピニオン１４およびモータ（不図示）といった安価な部品で構成できる。またダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂが連動して動くように連結されているため、それら３枚のダイクロイックミラー４ｒ，４ｇ，４ｂを駆動させるモータは１つでよく、さらに光源切り替え用のミラーが不要であることからも、光源の切り替え機能を有する映像表示装置の製造コストの削減に寄与できる。
Further, the light source switching device (dichroic mirror drive mechanism) in the present embodiment can be configured with inexpensive parts such as
＜実施の形態２＞
図３から図１１は、実施の形態２に係る映像表示装置を説明するための図である。図３は当該映像表示装置の要部の平面図であり、図４はその側面図である。
<
3 to 11 are diagrams for explaining a video display apparatus according to the second embodiment. FIG. 3 is a plan view of the main part of the video display device, and FIG. 4 is a side view thereof.
実施の形態１の映像表示装置は白色光の光源を用いるものであったが、本実施の形態の映像表示装置は、それぞれ異なる波長の光を発生する複数の光源を用いて映像を表示するものである。当該映像表示装置は、Ｂ光を発生する半導体発光素子である第１の青色発光素子２１ｂおよび第２の青色発光素子２２ｂと、Ｒ光を発生する半導体発光素子である第１の赤色発光素子２１ｒおよび第２の赤色発光素子２２ｒと、Ｇ光を発生する半導体発光素子である第１の緑色発光素子２１ｇおよび第２の緑色発光素子２２ｇとを備える。
The video display apparatus of the first embodiment uses a white light source, but the video display apparatus of the present embodiment displays an image using a plurality of light sources that generate light of different wavelengths. It is. The video display device includes a first blue
第１の青色発光素子２１ｂおよび第２の青色発光素子２２ｂの間に、Ｂ光のみを反射する青用ダイクロイックミラー２４ｂが配設される。第１の赤色発光素子２１ｒおよび第２の赤色発光素子２２ｒの間に、Ｒ光のみを反射する赤用ダイクロイックミラー２４ｒが配設される。第１の緑色発光素子２１ｇおよび第２の緑色発光素子２２ｇの間に、Ｇ光の波長のみを反射する緑用ダイクロイックミラー２４ｇが配設される。また、各発光素子とダイクロイックミラーの間には発光素子が発した単波長光を屈折させて平行光束にするコリメータレンズ２３が配設される。
A blue
図３に示すように、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇを挟んで、一方側に、第１の青色発光素子２１ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒ、第１の緑色発光素子２１ｇが配設され、もう一方側に、第２の青色発光素子２２ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒ、第２の緑色発光素子２２ｇが配設される。
As shown in FIG. 3, a first blue
本実施の形態の映像表示装置は、第１の青色発光素子２１ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇから成る第１の光源ユニットと、第２の青色発光素子２２ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇから成る第２の光源ユニットとを、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇの向きを変えることで、切り替える機能を有している。そのため当該映像表示装置は、各発光素子の発光状態を検出する輝度センサ３５と、その検出結果に応じてダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇおよび各発光素子を制御する制御回路（不図示）を備えている。
The video display device according to the present embodiment includes a first light source unit including a first blue
例えば、第１の光源ユニットを使用する場合、制御回路は第１の青色発光素子２１ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇを点灯させ、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇを図３に示す向きに固定する。また第２の赤色発光素子２２ｒ、第２の緑色発光素子２２ｇ、および第２の青色発光素子２２ｂはいずれも消灯状態になる。
For example, when the first light source unit is used, the control circuit turns on the first blue
この状態では、第１の青色発光素子２１ｂが発したＢ光は、コリメータレンズ２３により平行光束に変換され、青用ダイクロイックミラー２４ｂで反射され、赤用ダイクロイックミラー２４ｒおよび緑用ダイクロイックミラー２４ｇを透過して、集光レンズ２５に入射する。第１の赤色発光素子２１ｒが発したＲ光は、コリメータレンズ２３により平行光束に変換され、赤用ダイクロイックミラー２４ｒで反射され、緑用ダイクロイックミラー２４ｇを透過して、集光レンズ２５に入射する。第１の緑色発光素子２１ｇが発したＧ光は、コリメータレンズ２３により平行光束に変換されて、緑用ダイクロイックミラー２４ｇで反射され、集光レンズ２５に入射する。
In this state, the B light emitted from the first blue
集光レンズ２５を通過したＲ光、Ｂ光、Ｇ光から成る光束は、ロッドインテグレータ２６に入射し、当該ロッドインテグレータ２６の矩形状の内面に沿って多数回反射して、光軸２７に直交する面内で均一な矩形状の白色光になる。その白色光は、リレーレンズ２８で屈折してほぼ平行光束になる。そして第１の反射ミラー２９および第２の反射ミラー３０で反射され、光の入射角度に応じて光を屈折あるいは透過させるプリズム３１を通してライトバルブ３３へ入射する。ライトバルブ３３は、回路基板３２上にリード線を介さずに実装されている。
The light beam composed of R light, B light, and G light that has passed through the
回路基板３２から出力される映像信号と各発光素子の発光周期との同期をとることによって、ライトバルブ３３の内部のマイクロミラーの姿勢角度が制御され、それによりライトバルブ３３は映像信号の応じたカラー映像を生成する。そのカラー映像は、ライトバルブ３３に入射した光によって、投影レンズ３４を通してスクリーン（不図示）に投影される。
By synchronizing the video signal output from the
上記の輝度センサ３５は、図４の如く回路基板３２の一部（ライトバルブ３３の実装面と同一の面）に実装される。輝度センサ３５は、特定の波長の光の強さ（光量）に応じた電流を発生するものであり、反射ミラー３０のわずかな透過光からＲ光、Ｇ光、Ｂ光それぞれの光量を検知する。輝度センサを回路基板３２に直接実装することにより、輝度センサのための専用基板やリード線、コネクタ等を省略することができ、製造コストの削減および装置の小型化に寄与できる。
The
図５および図６は、実施の形態２に係る映像表示装置において、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇの向きを変えるダイクロイックミラー駆動機構の構成を示す図である。図５はダイクロイックミラー駆動機構の斜視図、図６はその底面図である。
5 and 6 are diagrams showing a configuration of a dichroic mirror driving mechanism that changes the direction of the
図５に示すように、赤用ダイクロイックミラー２４ｒを保持する基台３９は、ギア４０に搭載されており、当該ギア４０にはモータ３６の回転軸に装着されたピニオン３７の回転運動がギア３８を介して伝達される。
As shown in FIG. 5, the base 39 that holds the red
青色ダイクロイックミラー２４ｂを保持する基台４６は、上記のギア４０に係合したシザースギアユニット４１に搭載される。緑用ダイクロイックミラー２４ｇを保持する基台４８は、シザースギアユニット４１の反対側でギア４０に係合したシザースギアユニット４２に搭載される。シザースギアユニット４１，４２のそれぞれは、２枚のギアをスプリング（図６に示すスプリング４３，４４）で連結したものであり、スプリングの力によって係合したギア４０に常にテンションをかけることがでる。それによりギア４０との間でのバックラッシュを防止している。
A
このようにシザースギアユニット４１，４２がギア４０に係合することにより、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇは、連動するように連結される。またギア４０およびシザースギアユニット４１，４２は、回転したときの角速度が同じに成るように、同じ数の歯が設けられている。但し、シザースギアユニット４１，４２とギア４０とで、回転方向は逆になる。
As the
ここで、第１の光源ユニット（第１の青色発光素子２１ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇ）の使用中に、そのうちの１つが故障等により消灯したとする。輝度センサ３５では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の検出電流のいずれかが低下し、それによって制御回路は第１の光源ユニットの故障を検知する。
Here, it is assumed that one of the first light source units (the first blue
すると制御回路は、第１の光源ユニットへの電流供給を停止し、今度は第２の光源ユニット（第２の赤色発光素子２２ｒ、第２の緑色発光素子２２ｇおよび第２の青色発光素子２２ｂ）へと電流を供給して、それを点灯させる。
Then, the control circuit stops supplying current to the first light source unit, and this time, the second light source unit (second red
それと同時に制御回路は、モータ３６を用いてピニオン３７を回動させ、ギア３８およびギア４０を回転させる。このとき制御回路は、上から見てギア４０がＣＣＷ方向に９０°だけ回転するようにモータ３６の回転数を制御する。シザースギアユニット４１，４２は、ギア４０と同じ角速度で逆回転するので、ＣＷ方向に９０°だけ回転する。
At the same time, the control circuit rotates the
その結果、シザースギアユニット４１に搭載された青色ダイクロイックミラー２４ｂはＣＷ方向に９０°、ギア４０に搭載された赤用ダイクロイックミラー２４ｒはＣＣＷ方向に９０°、シザースギアユニット４２に搭載された緑用ダイクロイックミラー２４ｇはＣＷ方向に９０°回転し、それぞれの向きは図７に示す状態に変化する。
As a result, the blue
この状態では、第２の青色発光素子２２ｂが発したＢ光は、コリメータレンズ２３により平行光束に変換され、青用ダイクロイックミラー２４ｂで反射され、赤用ダイクロイックミラー２４ｒおよび緑用ダイクロイックミラー２４ｇを透過して、集光レンズ２５に入射する。第２の赤色発光素子２２ｒが発したＲ光は、コリメータレンズ２３により平行光束に変換されて、赤用ダイクロイックミラー２４ｒで反射され、緑用ダイクロイックミラー２４ｇを透過して、集光レンズ２５に入射する。第２の緑色発光素子２２ｇが発したＧ光は、コリメータレンズ２３により平行光束に変換されて、緑用ダイクロイックミラー２４ｇで反射され、集光レンズ２５に入射する。その結果、第２の光源ユニットからの光を用いた映像光が、投影レンズ３４を通してスクリーン（不図示）に投影される。
In this state, the B light emitted from the second blue
このように自動的に第１の光源ユニットから第２の光源ユニットへの切り替えが行われることにより、映像表示が途切れる期間を短くできる。使用者はその後で（例えば一連の映像を見終わった後）、寿命を終えた第１の光源ユニットの交換をすればよい。もちろん第１の光源ユニットが第１の青色発光素子２１ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒ、第１の緑色発光素子２１ｇを各々独立して交換可能であれば、そのうち故障したものだけを交換してもよい。
By automatically switching from the first light source unit to the second light source unit in this way, the period during which video display is interrupted can be shortened. Thereafter, the user may replace the first light source unit that has reached the end of its life (for example, after viewing a series of images). Of course, if the first light source unit can replace the first blue
以上では、第１の光源ユニットから第２の光源ユニットへの切り替え動作を説明したが、第２の光源ユニットから第１の光源ユニットへの切り替え動作もほぼ同様である。つまり、図７の状態で第２の光源ユニットの使用中に当該第２の光源ユニットが消灯すると、制御回路がピニオン３７をＣＷ方向に回転させ、赤用ダイクロイックミラー２４ｒをＣＷ方向に９０°、青色ダイクロイックミラー２４ｂおよび緑用ダイクロイックミラー２４ｇをＣＣＷ方向に９０°だけ回転させて図３の状態にし、第１の光源ユニットを点灯させればよい。
Although the switching operation from the first light source unit to the second light source unit has been described above, the switching operation from the second light source unit to the first light source unit is substantially the same. That is, when the second light source unit is turned off during use of the second light source unit in the state of FIG. 7, the control circuit rotates the
本実施の形態によれば、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇの向きを変えることによって光源の切り替えが行われるので、光源切り替え用のミラーを別途設ける必要がない。従って、光源切り替え機能を有し、且つ、光の利用効率が高い（損失が少ない）映像表示装置が得られる。
According to the present embodiment, since the light source is switched by changing the direction of the
また光源切替装置（ダイクロイックミラー駆動機構）は、ピニオン３７、ギア３８，４０，４１，４２およびモータといった安価な部品で構成できる。またダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇが連動して動くように連結されているため３枚のダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇを駆動させるモータは１つでよく、さらに光源切り替え用のミラーが不要であることからも、光源の切り替え機能を有する映像表示装置の製造コストの削減に寄与できる。
Further, the light source switching device (dichroic mirror driving mechanism) can be constituted by inexpensive parts such as the
特に本実施の形態では、図３のように、第１の光源ユニットを構成する第１の青色発光素子２１ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇのうち、真中の第１の赤色発光素子２１ｒを他の二つとはダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇを挟んで反対側に配設し、同様に第２の光源ユニットを構成する第２の青色発光素子２２ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇのうち、真中の第２の赤色発光素子２２ｒを他の二つとはダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇを挟んで反対側に配設させた。
Particularly in the present embodiment, as shown in FIG. 3, among the first blue
この配置のため、第１の光源ユニットと第２の光源ユニットを切り替えるとき、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇのうち真中の赤用ダイクロイックミラー２４ｒを他の二つとは逆回転させている。この動作は、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇをそれぞれ搭載するギア４０，４１，４２を直接係合させることで実現できるため、上記の配置はダイクロイックミラー駆動機構の部品点数削減に寄与している。仮に、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇを全て同じ方向に回転させる必要があれば、反転用のギア等を設ける必要が生じる。
Due to this arrangement, when switching between the first light source unit and the second light source unit, the middle red
また、上記の各発光素子の配置は、発光素子の放熱の観点からも有効である。以下、そのことについて説明する。 Further, the arrangement of each light emitting element is also effective from the viewpoint of heat dissipation of the light emitting element. This will be described below.
図８は、実施の形態２に係る映像表示装置の冷却機構を含む要部の上面図であり、図９は図８に示した部分の前面図、図１０は側面図、図１１は断面斜視図である。 8 is a top view of the main part including the cooling mechanism of the video display device according to the second embodiment, FIG. 9 is a front view of the portion shown in FIG. 8, FIG. 10 is a side view, and FIG. FIG.
上記のように、第１の青色発光素子２１ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇの組と、第２の青色発光素子２２ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇの組とは、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇを挟んだ位置に配設される。図８では省略しているが、第１の青色発光素子２１ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇの組と、第２の青色発光素子２２ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇの組との間の空間に、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇが配設される。
As described above, the set of the first blue
図８〜図１１に示すように、第１の青色発光素子２１ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇをそれぞれ実装した基板５０ｂ，５０ｒ，５０ｇは、放熱板５１に固着される。当該放熱板５１の前方には、冷却効果を高めるために冷却ファン５２，５３が配設されている。また第２の青色発光素子２２ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇをそれぞれ実装した基板５４ｂ，５４ｒ，５４ｇは、放熱板５５に固着される。当該放熱板５５の前方には、冷却ファン５６，５７が配設される。
As shown in FIGS. 8 to 11, the
第１の光源ユニットの使用時には、第１の青色発光素子２１ｂ、第１の緑色発光素子２１ｇおよび第１の赤色発光素子２１ｒが発光するため、基板５０ｂ，５４ｒ，５０ｇが発熱する。つまり放熱板５１では、基板５０ｂ，５０ｇとの接触部分で発熱が生じるが、基板５０ｒとの接触部分では発熱は生じない。よって放熱板５１における基板５０ｒとの接触部分は放熱領域の一部として働く。また放熱板５５では、基板５４ｒとの接触部分で発熱が生じるが、基板５４ｂ，５４ｇとの接触部分では発熱は生じない。よって放熱板５５における基板５４ｂ，５４ｇとの接触部分は放熱領域の一部として働く。
When the first light source unit is used, the first blue
一方、第２の光源ユニットの使用時には、第２の青色発光素子２２ｂ、第２の緑色発光素子２２ｇ、第２の赤色発光素子２２ｒが発光するため、基板５４ｂ，５０ｒ，５４ｇが発熱する。つまり放熱板５１では、基板５０ｒとの接触部分で発熱が生じるが、基板５０ｂ，５０ｇとの接触部分では発熱は生じない。よって放熱板５１における基板５０ｂ，５０ｇとの接触部分は放熱領域の一部として働く。また放熱板５５では、基板５４ｂ，５４ｇとの接触部分で発熱が生じるが、基板５４ｒとの接触部分では発熱は生じない。よって放熱板５５における基板５４ｂ，５４ｇとの接触部分は放熱領域の一部として働く。
On the other hand, when the second light source unit is used, since the second blue
このように、同時に使用される３つの発光素子の全てが同じ放熱板に固着させないことにより、発光素子で生じた熱を複数の放熱板で放熱できるため、冷却効率が高くなる。その結果、冷却ファン５２，５３，５６，５７の風量の少なくでき、映像表示装置の静音化に寄与できる。
Thus, since all the three light emitting elements used at the same time are not fixed to the same heat sink, the heat generated in the light emitting elements can be dissipated by the plurality of heat sinks, so that the cooling efficiency is increased. As a result, the air volume of the cooling
本実施の形態では、同時に使用される３つの発光素子のうち、Ｒ光の発光素子をＢ光およびＧ光の発光素子とは異なる放熱板に固着させることで、Ｒ光の発光素子の冷却効率を最も高くしている。一般に、Ｒ光を発生する半導体発光素子は温度変化に伴う波長ドリフトが大きいため、Ｒ光の発光素子の冷却効率を高くすることは、その波長ドリフトを低減できる点で有効である。またＲ光の発光素子の冷却効率を高くするために、Ｒ光の発光素子専用の放熱板や冷却ファンを用いる必要がないため、部品点数の削減にも寄与できる。 In this embodiment, among the three light emitting elements used at the same time, the R light emitting element is fixed to a heat radiation plate different from the B light and G light emitting elements, so that the cooling efficiency of the R light emitting element is improved. Is the highest. In general, since a semiconductor light emitting element that generates R light has a large wavelength drift accompanying a temperature change, increasing the cooling efficiency of the R light emitting element is effective in that the wavelength drift can be reduced. In addition, in order to increase the cooling efficiency of the R light emitting element, it is not necessary to use a heat sink or cooling fan dedicated to the R light emitting element, which can contribute to a reduction in the number of parts.
あるいは、同時に使用される３つの発光素子のうち、最も発熱量が大きいものを、その他のものとは異なる放熱板に固着させるよう構成してもよい。最も発熱量が大きい発光素子の冷却効率を最も高くでき、それにより各発光素子の温度を均一化させることができる。またこの場合も、最も発熱量が大きい発光素子専用の放熱板や冷却ファンが不要であるため、部品点数の削減に寄与できる。 Or you may comprise so that the thing with the largest emitted-heat amount among the three light emitting elements used simultaneously may be fixed to the heat sink different from another thing. The cooling efficiency of the light emitting element having the largest heat generation amount can be maximized, and thereby the temperature of each light emitting element can be made uniform. Also in this case, since a heat sink and a cooling fan dedicated to the light emitting element having the largest amount of heat generation are unnecessary, it is possible to contribute to a reduction in the number of parts.
＜実施の形態３＞
図１２は本発明の実施の形態３に係る映像表示装置の要部の斜視図である。実施の形態２では各色ごとに２つの発光素子を備える構成であったが、本実施の形態の映像表示装置は、各色ごとに３つの発光素子を備えている。
<
FIG. 12 is a perspective view of the main part of the video display apparatus according to
図１２に示すように、当該映像表示装置は、Ｂ光を発生する半導体発光素子である第１、第２および第３の青色発光素子２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと、Ｒ光を発生する半導体発光素子である第１、第２および第３の赤色発光素子２１ｒ，２２ｒ，２３ｒと、Ｇ光を発生する半導体発光素子である第１、第２および第３の緑色発光素子２１ｇ，２２ｇ，２３ｇを有している。第１、第２および第３の青色発光素子２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは、Ｂ光のみを反射する青用ダイクロイックミラー２４ｂを囲むように配設され、第１、第２および第３の赤色発光素子２１ｒ，２２ｒ，２３ｒは、Ｒ光のみを反射する赤用ダイクロイックミラー２４ｒを囲むように配設され、第１、第２および第３の緑色発光素子２１ｇ，２２ｇ，２３ｇは、Ｇ光のみを反射する緑用ダイクロイックミラー２４ｇを囲むように配設される。
As shown in FIG. 12, the video display device includes first, second, and third blue
また図１２では省略しているが、各半導体発光素子とダイクロイックミラーの間には半導体発光素子から拡散して発光される単波長光を平行光束となるように屈折させるためのコリメータレンズが配設されている。 Although omitted in FIG. 12, a collimator lens is provided between each semiconductor light emitting element and the dichroic mirror for refracting the single wavelength light emitted from the semiconductor light emitting element so as to be a parallel light beam. Has been.
なお、本実施の形態では、映像表示装置の光源およびその切替装置の部分についてのみ説明するが、それ以外の部分は図３，図４に示した構成と同様である。即ち、図１２のダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇによって反射された光は、図３，図４と同様に、集光レンズ２５、ロッドインテグレータ２６、リレーレンズ２８、第１および第２の反射ミラー２９，３０、プリズム３１を介して、ライトバルブ３３へと入射した後、投影レンズ３４を通してスクリーンに投射される。
In the present embodiment, only the light source of the video display device and the switching device portion thereof will be described, but the other portions are the same as those shown in FIGS. That is, the light reflected by the
図１２において、集光レンズ２５等が配設される側（矢印で示す光が向かう側）を前面と定義すると、前面側から見て、第１の青色発光素子２１ｂは青色ダイクロイックミラー２４ｂの右側、第２の青色発光素子２２ｂは青色ダイクロイックミラー２４ｂの左側、第３の青色発光素子２３ｂは青色ダイクロイックミラー２４ｂの下側に配設される。第１の赤色発光素子２１ｒは赤用ダイクロイックミラー２４ｒの下側、第２の赤色発光素子２２ｒは赤用ダイクロイックミラー２４ｒの右側、第３の赤色発光素子２３ｒは赤用ダイクロイックミラー２４ｒの左側に配設される。第１の緑色発光素子２１ｇは緑用ダイクロイックミラー２４ｇの左側、第２の緑色発光素子２２ｇは緑用ダイクロイックミラー２４ｇの下側、第３の緑色発光素子２３ｇは緑用ダイクロイックミラー２４ｇの右側に配設される。
In FIG. 12, when the side on which the
言い換えれば、前面側から見て、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇの右側に第１の青色発光素子２１ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第３の緑色発光素子２３ｇが配設され、同じく左側に、第２の青色発光素子２２ｂ、第３の赤色発光素子２３ｒ第１の緑色発光素子２１ｇが配設され、同じく下側に、第３の青色発光素子２３ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇが配設される。
In other words, the first blue
本実施の形態の映像表示装置は、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇの個々の向きを変えることで、第１〜第３の青色発光素子２１ｂ〜２３ｂの切り替え、第１〜第３の赤色発光素子２１ｒ〜２３ｒの切り替え、および第１〜第３の緑色発光素子２１ｇ〜２３ｇの切り替えを自動的に行う機能を有している。そのため当該映像表示装置も、図３，図４と同様に、各発光素子の発光状態を検出する輝度センサ３５と、その検出結果に応じてダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇおよび各発光素子を制御する制御回路（不図示）を備えている。
The video display device according to the present embodiment switches the first to third blue
例えば、第１の青色発光素子２１ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇを使用する場合、制御回路はそれらを点灯させ、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇを図１２に示す向きに固定する。また上記以外の発光素子は消灯状態になる。
For example, when the first blue
この状態では、第１の青色発光素子２１ｂが発したＢ光は青用ダイクロイックミラー２４ｂで光軸６０の方向へと反射され、赤用ダイクロイックミラー２４ｒおよび緑用ダイクロイックミラー２４ｇを透過して集光レンズ２５（不図示）へと入射する。また、第１の赤色発光素子２１ｒが発したＲ光は、赤用ダイクロイックミラー２４ｒで光軸６０の方向に反射され、緑用ダイクロイックミラー２４ｇを透過して集光レンズ２５へと入射する。また、第１の緑色発光素子２１ｇが発したＧ光は、緑用ダイクロイックミラー２４ｇで光軸６０の方向へ反射され、集光レンズ２５へと入射する。その結果、第１の青色発光素子２１ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇからの光を用いた映像光が、スクリーン（不図示）に投影される。
In this state, the B light emitted from the first blue
図１３は、実施の形態３のダイクロイックミラー駆動機構の斜視図である。また図１４は、そのダイクロックミラー駆動機構を含む映像表示装置の要部の断面斜視図であり、図１５は断面平面図である。また図１６は、当該要部において第１〜第３の青色発光素子２１ｂ〜２３ｂおよび青色ダイクロイックミラー２４ｂが配設される領域の拡大断面図である。
FIG. 13 is a perspective view of the dichroic mirror driving mechanism of the third embodiment. 14 is a cross-sectional perspective view of the main part of the video display device including the dichroic mirror driving mechanism, and FIG. 15 is a cross-sectional plan view. FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a region where the first to third blue
これらの図に示すように、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇは、それぞれベース６４に保持されたシリンダー３９ｂ，３９ｒ，３９ｇ内に固定されている。
As shown in these drawings, the
シリンダー３９ｂの側面には、ベース６４の内側に突出した半円状のガイド部６４ｂ，６５ｂが嵌まるガイド溝６２ｂ，６３ｂと、ギア部４０ｂが形成されている。ギア部４０ｂにはモータ３６ｂの回転軸に装着されたピニオン３７ｂの回転運動が、ギア３８ｂ，６１ｂを介して伝達される。よってモータ３６ｂが回転すると、シリンダー３９ｂはガイド部６４ｂ，６５ｂに沿って回転する。シリンダー３９ｂは、その回転軸が図１２に示した光軸６０と一致するように位置決めされている。
また、シリンダー３９ｒの側面には、ベース６４の内側に突出した半円状のガイド部６４ｒ，６５ｒが嵌まるガイド溝６２ｒ，６３ｒと、ギア部４０ｒが形成されている。ギア部４０ｒにはモータ３６ｒの回転軸に装着されたピニオン３７ｒの回転運動が、ギア３８ｒ，６１ｒを介して伝達される。よってモータ３６ｒが回転すると、シリンダー３９ｒはガイド部６４ｒ，６５ｒに沿って回転する。シリンダー３９ｒも、その回転軸が図１２に示した光軸６０と一致するように位置決めされている。
Further, on the side surface of the
同様に、シリンダー３９ｇの側面には、ベース６４の内側に突出した半円状のガイド部６４ｇ，６５ｇが嵌まるガイド溝６２ｇ，６３ｇと、ギア部４０ｇが形成されている。ギア部４０ｇにはモータ３６ｇの回転軸に装着されたピニオン３７ｇの回転運動が、ギア３８ｇ，６１ｇを介して伝達される。よってモータ３６ｇが回転すると、シリンダー３９ｇはガイド部６４ｇ，６５ｇに沿って回転する。シリンダー３９ｇも、その回転軸が図１２に示した光軸６０と一致するように位置決めされている。
Similarly, guide
シリンダー３９ｂ，３９ｒ，３９ｇの側面には、各発光素子から光を取り込むための開口部６７ｂ，６７ｒ，６７ｇがそれぞれ形成されている。またダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇが反射した光（光軸６０）が遮られないように、シリンダー３９ｂの前面側には開口部６８ｂが形成され、シリンダー３９ｒの前面側および背面側にはそれぞれ開口部６８ｒ，６９ｒが形成され、シリンダー３９ｇの前面側および背面側にはそれぞれ開口部６８ｇ，６９ｇが形成されている。
On the side surfaces of the
例えば、図１２における第１の青色発光素子２１ｂからのＢ光は、開口部６７ｂを通ってシリンダー３９ｂ内に入り、青色ダイクロイックミラー２４ｂで反射された後、開口部６８ｂ，６９ｒ、シリンダー３９ｒ、開口部６８ｒ，６９ｇ、シリンダー３９ｇおよび開口部６８ｇを経て、前面側の集光レンズ２５に入射する。また第１の赤色発光素子２１ｒからのＲ光は、開口部６７ｒを通ってシリンダー３９ｒ内に入り、赤用ダイクロイックミラー２４ｒで反射された後、開口部６８ｒ，６９ｇ、シリンダー３９ｇおよび開口部６８ｇを経て、集光レンズ２５に入射する。第１の緑色発光素子２１ｇからのＧ光は、開口部６７ｇを通ってシリンダー３９ｇ内に入り、緑用ダイクロイックミラー２４ｇで反射された後、開口部６９ｇを経て、集光レンズ２５に入射する。
For example, the B light from the first blue
例えば、第１の青色発光素子２１ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇの使用中に、第１の青色発光素子２１ｂが故障等により消灯したとする。輝度センサ３５では、Ｂ光の検出電流が低下し、それによって制御回路は第１の青色発光素子２１ｂの故障を検知する。
For example, it is assumed that the first blue
すると制御回路は、第１の青色発光素子２１ｂへの電流の供給を停止し、第２の青色発光素子２２ｂへ電流を供給してそれを発光させる。さらに、モータ３６ｂを回転させて、シリンダー３９ｂをＣＣＷ方向（図１３参照）に略１８０°回転させる。青色ダイクロイックミラー２４ｂは、図１７に示した向きになる。
Then, the control circuit stops supplying the current to the first blue
その結果、第２の青色発光素子２２ｂが発するＢ光が、シリンダー３９ｂの側面の開口部６７ｂを通って、シリンダー３９ｂ内の青色ダイクロイックミラー２４ｂで光軸６０に沿った方向に反射され、シリンダー３９ｒ内の赤用ダイクロイックミラー２４ｒおよび緑用ダイクロイックミラー２４ｇ内の緑用ダイクロイックミラー２４ｇを透過して、集光レンズ２５に入射されるようになる。つまり第１の青色発光素子２１ｂから第２の青色発光素子２２ｂへの切り替えが行われる。
As a result, the B light emitted from the second blue
なお、シリンダー４０ｂの内部で青用ダイクロイックミラー２４ｂを保持するフレーム６６の位置に係る製造誤差や、シリンダー３９ｂの回転軸と図１２に示した光軸６０とのずれ（これはガイド溝６２ｂ，６３ｂやガイド部６４ｂ，６５ｂの位置に係る製造誤差に起因する）があると、第１の青色発光素子２１ｂから第２の青色発光素子２２ｂへの切り替えたときにＢ光の進路にずれが生じ、ロッドインテグレータ２６への入射光量が低下する場合がある。その場合、制御回路は、第１の青色発光素子２１ｂから第２の青色発光素子２２ｂへの切り替え時に、輝度センサ３５が検知するＢ光の光量が最大となるようにシリンダー３９ｂの回転角度を微調整する。これによりＢ光の進路のずれを抑制し、光量不足や、色バランスの劣化を防止することができる。
It should be noted that a manufacturing error related to the position of the
続いて、第２の青色発光素子２２ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇの使用中に、例えば第１の赤色発光素子２１ｒが故障等により消灯したとする。輝度センサ３５では、Ｒ光の検出電流が低下し、それによって制御回路は第１の赤色発光素子２１ｒの故障を検知する。
Subsequently, it is assumed that, for example, the first red
すると制御回路は、第１の赤色発光素子２１ｒへの電流の供給を停止し、第２の赤色発光素子２２ｒへ電流を供給してそれを発光させる。さらに、モータ３６ｒを回転させて、シリンダー３９ｒをＣＷ方向（図１３参照）に略９０°回転させる。赤用ダイクロイックミラー２４ｒは、図１７に示した向きになる。
Then, the control circuit stops the supply of current to the first red
その結果、第２の赤色発光素子２２ｒが発するＲ光が、シリンダー３９ｒの側面の開口部６７ｒを通って、シリンダー３９ｒ内の赤用ダイクロイックミラー２４ｒで光軸６０に沿った方向に反射され、緑用ダイクロイックミラー２４ｇ内の緑用ダイクロイックミラー２４ｇを透過して、集光レンズ２５に入射されるようになる。つまり第１の赤色発光素子２１ｒから第２の赤色発光素子２２ｒへの切り替えが行われる。このときも制御回路は、輝度センサ３５が検知するＲ光の光量が最大となるようにシリンダー３９ｒの回転角度を微調整する。
As a result, the R light emitted from the second red
その後、第２の青色発光素子２２ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇの使用中に、第１の緑色発光素子２１ｇが故障等により消灯したとする。輝度センサ３５では、Ｇ光の検出電流が低下し、それによって制御回路は第１の緑色発光素子２１ｇの故障を検知する。
Thereafter, the first green
すると制御回路は、第１の緑色発光素子２１ｇへの電流の供給を停止し、第２の緑色発光素子２２ｇへ電流を供給してそれを発光させる。さらに、モータ３６ｇを回転させて、シリンダー３９ｇをＣＷ方向（図１３参照）に略９０°回転させる。緑用ダイクロイックミラー２４ｇは、図１７に示した向きになる。
Then, the control circuit stops supplying current to the first green
その結果、第２の緑色発光素子２２ｇが発するＧ光が、シリンダー３９ｇの側面の開口部６７ｒを通って、シリンダー３９ｇ内の緑用ダイクロイックミラー２４ｇで光軸６０に沿った方向に反射され、集光レンズ２５に入射されるようになる。つまり第１の緑色発光素子２１ｇから第２の緑色発光素子２２ｇへの切り替えが行われる。このときも制御回路は、輝度センサ３５が検知するＧ光の光量が最大となるようにシリンダー３９ｇの回転角度を微調整する。
As a result, the G light emitted from the second green
以上の動作により、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇの全てが図１７に示した向きになり、第１の青色発光素子２１ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇの全てが、それぞれ第２の青色発光素子２２ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇへと切り替わったことになる。
Through the above operation, all of the
また、その後に第２の青色発光素子２２ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇがそれぞれ故障等により消灯したときは、上と同様の動作により、第３の青色発光素子２３ｂ、第３の赤色発光素子２３ｒおよび第３の緑色発光素子２３ｇへの切り替えが行われる。
After that, when the second blue
例えば、第２の青色発光素子２２ｂが故障により消灯して輝度センサ３５がそれを検知すると、制御回路は、第３の青色発光素子２３ｂを点灯させると共に、モータ３６ｂを駆動してシリンダー３９ｂをＣＷ方向へ略９０°回転させて青色ダイクロイックミラー２４ｂを図１８に示す向きにする。それにより、第３の青色発光素子２３ｂからのＢ光が、青色ダイクロイックミラー２４ｂで反射されて集光レンズ２５に入射するようになる。
For example, when the second blue
また、第２の赤色発光素子２２ｒが故障により消灯したときは、制御回路は、第３の赤色発光素子２３ｒを点灯させると共に、シリンダー３９ｒをＣＣＷ方向へ略１８０°回転させて赤用ダイクロイックミラー２４ｒを図１８に示す向きにする。それにより、第３の赤色発光素子２３ｒからのＲ光が、赤用ダイクロイックミラー２４ｒで反射されて集光レンズ２５に入射するようになる。
When the second red
また、第２の緑色発光素子２２ｇが故障により消灯したときは、制御回路は、第３の緑色発光素子２３ｇを点灯させると共に、シリンダー３９ｇをＣＷ方向へ略９０°回転させて緑用ダイクロイックミラー２４ｇを図１８に示す向きにする。それにより、第３の緑色発光素子２３ｇからのＧ光が、緑用ダイクロイックミラー２４ｇで反射されて集光レンズ２５に入射するようになる。
When the second green
このように本実施の形態の映像表示装置では、各色の発光素子をそれぞれ独立して切り替えることができる。従って、各々の発光素子を寿命いっぱいまで使用することができ、長時間の表示が可能な映像表示装置が得られる。理論上、その表示可能時間は、発光素子の平均寿命と発光素子の切り替え可能個数（本実施の形態では３個）との積に近い値になる。 As described above, in the video display device according to the present embodiment, the light emitting elements of the respective colors can be switched independently. Accordingly, it is possible to obtain an image display device that can use each light emitting element to the end of its lifetime and can display for a long time. Theoretically, the displayable time is a value close to the product of the average lifetime of the light emitting elements and the number of switchable light emitting elements (three in this embodiment).
一方、実施の形態２の映像表示装置のように３色の発光素子を全て同時に切り替える場合は、最初に点灯不可になった発光素子の寿命に合わせて、まだ消灯可能な他の２色の発光素子も強制的に切り替えられるため、各々の発光素子を寿命いっぱいまで使用することができない。 On the other hand, when all three color light emitting elements are switched simultaneously as in the video display device of the second embodiment, the other two colors of light emission that can still be turned off according to the lifetime of the light emitting element that cannot be turned on first. Since the elements are also forcibly switched, each light emitting element cannot be used until the end of its lifetime.
言い換えれば、前面側から見て、ダイクロイックミラー２４ｂ，２４ｒ，２４ｇの右側に第１の青色発光素子２１ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第３の緑色発光素子２３ｇが配設され、同じく左側に、第２の青色発光素子２２ｂ、第３の赤色発光素子２３ｒ第１の緑色発光素子２１ｇが配設され、同じく下側に、第３の青色発光素子２３ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇが配設される。この配置は、発光素子の放熱の観点からも有効である。以下、そのことについて説明する。
In other words, the first blue
図１９は、実施の形態３に係る映像表示装置の要部の背面図である。図１４および図１５および図１９に示されているように、第１の青色発光素子２１ｂ、第２の赤色発光素子２２ｒおよび第３の緑色発光素子２３ｇをそれぞれ実装した基板５０ｂ，５０ｒ，５０ｇは放熱板７０に固着される。当該放熱板７０の前方には、冷却効果を高めるために冷却ファン５２，５３が配設されている。また第２の青色発光素子２２ｂ、第３の赤色発光素子２３ｒおよび第１の緑色発光素子２１ｇをそれぞれ実装した基板５４ｂ，５４ｒ，５４ｇは、放熱板７１に固着される。当該放熱板７１の前方には、冷却ファン５６，５７が配設される。第３の青色発光素子２３ｂ、第１の赤色発光素子２１ｒおよび第２の緑色発光素子２２ｇをそれぞれ実装した基板５４ｂ，５４ｒ，５４ｇは、放熱板７１に固着される。当該放熱板７１の前方には、冷却ファン５６，５７が配設される。
FIG. 19 is a rear view of the main part of the video display apparatus according to the third embodiment. As shown in FIGS. 14, 15 and 19, the
上で説明したように、Ｂ光の光源は、第１の青色発光素子２１ｂ、第２の青色発光素子２２ｂ、第３の青色発光素子２３ｂの順に切り替えられ、Ｒ光の光源は、第１の赤色発光素子２１ｒ、第２の赤色発光素子２２ｒ、第３の赤色発光素子２３ｒの順に切り替えられ、Ｇ光の光源は、第１の緑色発光素子２１ｇ、第２の緑色発光素子２２ｇ、第３の緑色発光素子２３ｇの順に切り替えられる。つまり放熱板７０，７１，７２の各々上で、なるべく３つの発光素子のうち１つが点灯し２つが消灯した状態（図１２、図１７または図１８の状態）になるように構成されている（発光素子の寿命のばらつきに起因して、１つの放熱板上で２つの発光素子が点灯する期間も多少存在し得る）。
As described above, the B light source is switched in the order of the first blue
その状態では、各色の発光素子が発生した熱を、放熱板７０，７１，７２が分担して放熱するため、最も冷却効率が高くなる。その結果、冷却ファン５２，５３，５６，５７，７４，７５の風量の少なくでき、映像表示装置の静音化に寄与できる。
In this state, the heat generated by the light emitting elements of the respective colors is radiated by the
また冷却ファン５２，５３，５６，５７，７４，７５は、その風量によって放熱板７０，７１，７２それぞれの冷却能力を調整する機能を有している。放熱板７０，７１，７２の各々上で、３つの発光素子のうち１つだけが点灯した状態では、放熱板７０，７１，７２の冷却能力を調整することにより、点灯中の３つの発光素子の温度制御をそれぞれ独立して行うことができる。従って、各色の光における波長シフトを抑制するためのことが容易になり、発光効率の高い映像表示装置を得ることができる。またその温度制御が容易になることにより、必要な冷却ファンの数を少なくでき、コスト削減にも寄与できる。
The cooling
本発明は、光源の連続点灯可能時間あるいは光源の耐久年数を長くすることが望まれる、業務用の光源切り替え機能（光源チェンジャー機能）を備える表示装置（例えば投射型プロジェクター等）に有効である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is effective for a display device (for example, a projection projector or the like) having a business light source switching function (light source changer function) where it is desired to increase the continuous lighting time of the light source or the durability of the light source.
１ 第１の光源、２ 第２の光源、４ｂ 青用ダイクロイックミラー、４ｇ 緑用ダイクロイックミラー、４ｒ 赤用ダイクロイックミラー、６ ライトバルブ、６ｂ 青用ライトバルブ、６ｇ 緑用ライトバルブ、６ｒ 赤用ライトバルブ、７ ダイクロイックプリズム、８ 投影レンズ、２１ｂ 第１の青色発光素子、２１ｇ 第１の緑色発光素子、２１ｒ 第１の赤色発光素子、２２ｂ 第２の青色発光素子、２２ｇ 第２の緑色発光素子、２２ｒ 第２の赤色発光素子、２３ｂ 第３の青色発光素子、２３ｇ 第３の緑色発光素子、２３ｒ 第３の赤色発光素子、２４ｂ 青色ダイクロイックミラー、２４ｇ 緑用ダイクロイックミラー、２４ｒ 赤用ダイクロイックミラー、２５ 集光レンズ、２６ ロッドインテグレータ、２８ リレーレンズ、２９ 第１の反射ミラー、３０ 第２の反射ミラー、３１ プリズム、３２ 回路基板、３３ ライトバルブ、３４ 投影レンズ、３５ 輝度センサ。 1 First light source, 2 Second light source, 4b Blue dichroic mirror, 4g Green dichroic mirror, 4r Red dichroic mirror, 6 light bulb, 6b Blue light valve, 6g Green light valve, 6r Red light Bulb, 7 dichroic prism, 8 projection lens, 21b first blue light emitting element, 21g first green light emitting element, 21r first red light emitting element, 22b second blue light emitting element, 22g second green light emitting element, 22r second red light emitting element, 23b third blue light emitting element, 23g third green light emitting element, 23r third red light emitting element, 24b blue dichroic mirror, 24g green dichroic mirror, 24r red dichroic mirror, 25 Condenser lens, 26 Rod integrator, 28 Relay lens, 2 9 first reflection mirror, 30 second reflection mirror, 31 prism, 32 circuit board, 33 light valve, 34 projection lens, 35 brightness sensor.
Claims (13)
前記複数の光源からの光を反射し、それぞれ反射する光の波長が異なる複数のダイクロイックミラーと、
前記複数のダイクロイックミラーが反射した光を用いて映像を表示する表示部とを備え、
前記複数の光源の切り替えを、前記複数のダイクロイックミラーの向きを変えることによって行う
ことを特徴とする映像表示装置。 Multiple light sources;
A plurality of dichroic mirrors that reflect light from the plurality of light sources, each of which reflects different wavelengths;
A display unit that displays an image using light reflected by the plurality of dichroic mirrors,
The video display device, wherein the plurality of light sources are switched by changing directions of the plurality of dichroic mirrors.
前記複数のダイクロイックミラーは、連動するように連結されている
請求項１記載の映像表示装置。 A drive mechanism for changing the direction of the plurality of dichroic mirrors;
The video display device according to claim 1, wherein the plurality of dichroic mirrors are coupled so as to be interlocked.
前記輝度センサが検知した前記光量の変化に基づき前記駆動機構を制御して前記光源の切り替えを行う制御回路をさらに備える
請求項２記載の映像表示装置。 A luminance sensor for detecting the amount of light incident on the display unit;
The video display device according to claim 2, further comprising a control circuit that controls the drive mechanism based on the change in the light amount detected by the luminance sensor to switch the light source.
第２の波長の第２の光を発生する複数の第２の光源と、
前記第１の光を反射する第１のダイクロイックミラーと、
前記第２の光を反射する第２のダイクロイックミラーと、
前記第１および第２のダイクロイックミラーが反射した光を用いて映像を表示する表示部とを備え、
前記第１の光源の切り替えを、前記第１のダイクロイックミラーの向きを変えることによって行い、
前記第２の光源の切り替えを、前記第２のダイクロイックミラーの向きを変えることによって行う
ことを特徴とする映像表示装置。 A plurality of first light sources that generate first light of a first wavelength;
A plurality of second light sources for generating second light of a second wavelength;
A first dichroic mirror that reflects the first light;
A second dichroic mirror that reflects the second light;
A display unit that displays an image using light reflected by the first and second dichroic mirrors,
Switching the first light source by changing the orientation of the first dichroic mirror;
The video display device characterized in that the switching of the second light source is performed by changing the direction of the second dichroic mirror.
前記第１および第２のダイクロイックミラーは、連動するように連結されている
請求項４記載の映像表示装置。 A drive mechanism for changing the orientation of the first and second dichroic mirrors;
The video display device according to claim 4, wherein the first and second dichroic mirrors are connected so as to be interlocked.
前記輝度センサが検知した前記第１および第２の光の光量の変化に基づき前記駆動機構を制御して前記第１および第２の光源の切り替えを行う制御回路をさらに備える
請求項５記載の映像表示装置。 A luminance sensor for detecting the amount of each of the first and second lights incident on the display unit;
The video according to claim 5, further comprising a control circuit that controls the drive mechanism based on a change in the light amounts of the first and second lights detected by the brightness sensor to switch between the first and second light sources. Display device.
前記第１の放熱板には、前記複数の第１の光源のうち１つと前記複数の第２の光源のうち１つとが隣接して固着され、
前記第２の放熱板には、前記複数の第１の光源のうち他の１つと前記複数の第２の光源のうち他の１つとが隣接して固着され、
前記制御回路は、
同一の放熱板上で隣接する光源が同時に点灯しないように、前記複数の第１の光源および前記複数の第２の光源を制御する
請求項６記載の映像表示装置。 Further comprising first and second heat sinks;
One of the plurality of first light sources and one of the plurality of second light sources are fixed to the first heat radiating plate adjacent to each other,
Another one of the plurality of first light sources and the other one of the plurality of second light sources are fixed to the second heat radiating plate adjacent to each other,
The control circuit includes:
The video display device according to claim 6, wherein the plurality of first light sources and the plurality of second light sources are controlled so that adjacent light sources on the same heat sink do not light simultaneously.
請求項６または請求項７記載の映像表示装置。 The video display device according to claim 6, wherein the luminance sensor is mounted on the same circuit board as the light valve of the display unit.
前記第２のダイクロイックミラーの向きを変える第２の駆動機構とをさらに備える
請求項４記載の映像表示装置。 A first drive mechanism for changing the orientation of the first dichroic mirror;
The video display device according to claim 4, further comprising a second drive mechanism that changes a direction of the second dichroic mirror.
前記輝度センサが検知した前記第１の光の光量の変化に基づき前記第１の駆動機構を制御して前記第１の光源の切り替えを行うと共に、前記輝度センサが検知した前記第２の光の光量の変化に基づき前記第２の駆動機構を制御して前記第２の光源の切り替えを行う制御回路とをさらに備える
請求項９記載の映像表示装置。 A luminance sensor for detecting the amount of each of the first and second lights incident on the display unit;
The first light source is switched by controlling the first driving mechanism based on a change in the light amount of the first light detected by the brightness sensor, and the second light detected by the brightness sensor is switched. The video display device according to claim 9, further comprising: a control circuit that controls the second drive mechanism based on a change in light amount to switch the second light source.
前記第１の光源の切り替えの際、切り替え後に前記輝度センサが検知する前記第１の光の光量が最大になるように前記第１のダイクロイックミラーの向きを微調整し、
前記第２の光源の切り替えの際、切り替え後に前記輝度センサが検知する前記第２の光の光量が最大になるように前記第２のダイクロイックミラーの向きを微調整する
請求項１０記載の映像表示装置。 The control circuit includes:
When switching the first light source, finely adjust the direction of the first dichroic mirror so that the amount of the first light detected by the luminance sensor after switching is maximized,
The video display according to claim 10, wherein when the second light source is switched, the direction of the second dichroic mirror is finely adjusted so that the amount of the second light detected by the luminance sensor after switching is maximized. apparatus.
前記第１の放熱板には、前記複数の第１の光源のうち１つと前記複数の第２の光源のうち１つとが隣接して固着され、
前記第２の放熱板には、前記複数の第１の光源のうち他の１つと前記複数の第２の光源のうち他の１つとが隣接して固着され、
前記制御回路は、
前記第１および第２の放熱板における放熱能力を独立して制御する
請求項６記載の映像表示装置。 Further comprising first and second heat sinks;
One of the plurality of first light sources and one of the plurality of second light sources are fixed to the first heat radiating plate adjacent to each other,
Another one of the plurality of first light sources and the other one of the plurality of second light sources are fixed to the second heat radiating plate adjacent to each other,
The control circuit includes:
The video display device according to claim 6, wherein the heat dissipation capabilities of the first and second heat dissipation plates are independently controlled.
請求項１０から請求項１２のいずれか記載の映像表示装置。 The video display device according to claim 10, wherein the luminance sensor is mounted on the same circuit board as the light valve of the display unit.
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