JP5146566B2 - Projection apparatus and projector - Google Patents

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Description

本発明は、画像を投写する画像投写装置およびプロジェクタに関する。   The present invention relates to an image projection apparatus and a projector that project an image.

従来、カラー画像を拡大投写して表示するプロジェクタの光源は、例えば超高圧水銀ランプのように、発光スペクトルの帯域が広く、発光出力が高い放電ランプを採用し、下記の特許文献1のように、カラーフィルタを時分割で切替えることにより、放電ランプの発光スペクトルの中から所定の波長のみを抽出したり、特許文献2のように、波長選択可能な光学部品により、各色の成分を有する波長領域の光のみを抽出して、各色光の光束を発生させていた。   Conventionally, a projector light source that magnifies and displays a color image is a discharge lamp that has a wide emission spectrum band and a high light emission output, such as an ultra-high pressure mercury lamp. By switching the color filter in a time division manner, only a predetermined wavelength is extracted from the emission spectrum of the discharge lamp, or a wavelength region having components of each color by optical components that can be selected as in Patent Document 2. The light of each color light was generated by extracting only the light of.

特開2000−227782号公報JP 2000-227782 A 特開平10−171045号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-171045

しかしながら、従来の方法では、光源が発する発光スペクトルの内、抽出して使用する波長領域は、色光の光束を発生させる帯域に限られるため、使用しない領域の光が無駄になり、光源を効率的に使うことができなかった。更に、光源は、使用しない領域の光も合わせて発光させるため、高輝度な色光を得るためには、高出力で発光させる必要があり、他方で、使用しない領域の光エネルギーは、各光学部品の内部で熱エネルギーに変換されるため、光源および各光学部品の周辺を常に冷却させる必要があった。   However, in the conventional method, the wavelength region to be extracted and used in the emission spectrum emitted from the light source is limited to the band in which the color light flux is generated. Therefore, the light in the unused region is wasted and the light source is efficiently used. Could not be used. Furthermore, since the light source emits light in the unused area together, it is necessary to emit light with high output to obtain high-luminance color light. On the other hand, the light energy in the unused area depends on each optical component. Therefore, it is necessary to constantly cool the periphery of the light source and each optical component.

上記した課題を解決するために、本発明の投写装置は、光束を射出する光源装置と、入射した当該光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、当該光学像を投写する投写光学系とを備えた投写装置であって、それぞれ異なる色光を発する複数の光源と、前記複数の光源の中から、前記光束を射出する光源を所定の位置に交互に案内することにより、前記光束の色光を切替える色光切替え部と、前記案内された一方の前記光源を発光させると共に、他方の前記光源を消光させる発光制御部と、前記切替えられた色光に応じて、前記画像情報を生成する画像情報生成部とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、複数の光源の中から光束を射出する光源を交互に切替えるため、光束を射出する光源のみを発光させると共に、光束を射出しない光源を消光させることが可能になり、光束を射出する光源に電力が集中的に供給されるため、高輝度な発光が可能で、光源を効率的に使える。更に、不要な帯域の発光が抑制されるため、不要な光による発熱を抑制できる。
In order to solve the above-described problems, a projection apparatus according to the present invention includes a light source device that emits a light beam, a light modulation device that modulates the incident light beam according to image information to form an optical image, and the optical image. A projection optical system that projects a plurality of light sources that emit light of different colors, and alternately guides the light source that emits the luminous flux from the plurality of light sources to a predetermined position. The color information switching unit that switches the color light of the luminous flux, the light emission control unit that causes the one of the guided light sources to emit light and the other light source to extinguish, and the image information according to the switched color light And an image information generation unit for generating the image information.
According to the present invention, since the light source that emits the light flux is alternately switched from among the plurality of light sources, it is possible to emit only the light source that emits the light flux and to quench the light source that does not emit the light flux. Since power is concentratedly supplied to the emitted light source, high-luminance light emission is possible and the light source can be used efficiently. Furthermore, since light emission in an unnecessary band is suppressed, heat generation due to unnecessary light can be suppressed.

本発明では、前記色光切替え部は、前記光源を往復動で所定の位置に順次案内する直線案内部を備えても良く、また、前記光源を巡回動作で所定の位置に順次案内する回動案内部を備えても良い。   In the present invention, the color light switching unit may include a linear guide unit that sequentially guides the light source to a predetermined position by reciprocating movement, and a rotation guide that sequentially guides the light source to a predetermined position by a circular operation. A part may be provided.

本発明では、前記所定の位置は、前記光変調装置の入射側の略光軸上であることが好ましい。
本発明によれば、発光する光源を、光変調装置の入射側の光軸上に移動させることから、光源の光軸と光変調装置の光軸とを光学部品等により合致させることなく、光源からの光を光変調装置に入射できるため、光学部品を低減できる。
In the present invention, it is preferable that the predetermined position is substantially on the optical axis on the incident side of the light modulation device.
According to the present invention, since the light source that emits light is moved on the optical axis on the incident side of the light modulation device, the light source does not match the optical axis of the light modulation device with an optical component or the like. Can be incident on the light modulation device, so that optical components can be reduced.

本発明では、前記複数の光源は、少なくとも赤の色光、緑色の色光および青色の色光を発することが好ましい。
本発明によれば、3原色によるカラー画像を投写できる。
In the present invention, it is preferable that the plurality of light sources emit at least red color light, green color light, and blue color light.
According to the present invention, a color image with three primary colors can be projected.

本発明では、前記光源は、半導体発光素子であることが好ましく、前記半導体発光素子は、半導体発光ダイオードであっても良く、また、半導体レーザであっても良い。   In the present invention, the light source is preferably a semiconductor light emitting element, and the semiconductor light emitting element may be a semiconductor light emitting diode or a semiconductor laser.

本発明では、前記光源は、入射した光を所定の領域に導いて射出する導光体を具備することが好ましい。
本発明によれば、光源から発した光を発散させることなく、領域を限定して効率的に照射できる。
In the present invention, the light source preferably includes a light guide that guides incident light to a predetermined region and emits the light.
According to the present invention, it is possible to efficiently irradiate by limiting a region without diverging light emitted from a light source.

本発明では、前記色光切替え部は、前記色光に応じて規定されたタイミングに従い、前記光束を照射する色光を切替えることが好ましく、緑色の色光の光束が照射される時間は、他の色光の光束が照射されるそれぞれの時間よりも長いことが好ましい。
本発明によれば、人間の目の特性に応じた色バランスを調整できる。
そして、前述の投写装置をプロジェクタに適用することにより、低消費電力化および小型化に対応できる。
In the present invention, it is preferable that the color light switching unit switches the color light that irradiates the light beam according to a timing defined according to the color light, and the time during which the light beam of the green color light is irradiated It is preferable that each time is longer than each time when irradiation is performed.
According to the present invention, it is possible to adjust the color balance according to the characteristics of the human eye.
By applying the above-described projection apparatus to a projector, it is possible to cope with low power consumption and miniaturization.

本発明の実施形態1に係るプロジェクタの概略構成を示す図。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to a first embodiment of the invention. 本発明の実施形態1に係る光源を切替えるタイミングチャート。5 is a timing chart for switching light sources according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態2に係るプロジェクタの概略構成を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to a second embodiment of the invention. 本発明の実施形態2に係る回転案内部および光源部の側面図および正面図。The side view and front view of a rotation guide part and a light source part which concern on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係る光源を切替えるタイミングチャート。The timing chart which switches the light source which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、本発明の実施形態について、投写装置を具備するプロジェクタを用いて説明する。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using a projector including a projection apparatus.
(Embodiment 1)

<全体構成>
図1は、この発明の実施形態1としてのプロジェクタ1の概略構成を示す図である。このプロジェクタ1は、光源装置10と、色光切替え部20と、光変調装置30と、画像情報生成部40と、画像信号処理部50と、発光制御部60と、発光電源供給部65と、投写光学系70とを備える。この中で、光源装置10は、光源部80と均一照明光学系15とを備え、平行な光束を射出する。また、色光切替え部20は、直線案内部90と、変位拡大部92と、光源選択部25とを備え、光源装置10から射出する光束の色光を切替える。
<Overall configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projector 1 as Embodiment 1 of the invention. The projector 1 includes a light source device 10, a color light switching unit 20, a light modulation device 30, an image information generation unit 40, an image signal processing unit 50, a light emission control unit 60, a light emission power supply unit 65, a projection. And an optical system 70. Among these, the light source device 10 includes a light source unit 80 and a uniform illumination optical system 15 and emits parallel light beams. The color light switching unit 20 includes a linear guide unit 90, a displacement magnifying unit 92, and a light source selection unit 25, and switches the color light of the light beam emitted from the light source device 10.

光源部80は、3原色の光源、即ち、赤の色光を発する光源(R)82と、緑の色光を発する光源(G)84と、青の色光を発する光源(B)86とを有する。これらの光源82〜86は、半導体発光素子、具体的には、各色を発光する半導体発光ダイオード110(図4)で構成されている。また、それぞれの光源82〜86には、反射鏡115(図4)が具備されることにより、光源82〜86から発した光は一方の側に放射される。更に、この光源部80は、変位拡大部92を介して、直線案内部90と連接されている。尚、半導体発光素子は、単色の半導体発光ダイオード110に限定されず、3原色を集積して形成した半導体発光ダイオード(3in 1chip LED)も採用できる。更に、半導体発光ダイオードに限定されず、例えば、半導体レーザも採用でき、これらが混在していても良い。   The light source unit 80 includes light sources of three primary colors, that is, a light source (R) 82 that emits red color light, a light source (G) 84 that emits green color light, and a light source (B) 86 that emits blue color light. These light sources 82 to 86 are constituted by semiconductor light emitting elements, specifically, semiconductor light emitting diodes 110 (FIG. 4) that emit light of each color. Further, each of the light sources 82 to 86 is provided with the reflecting mirror 115 (FIG. 4), so that the light emitted from the light sources 82 to 86 is radiated to one side. Further, the light source unit 80 is connected to the linear guide unit 90 via a displacement enlarging unit 92. The semiconductor light-emitting element is not limited to the single-color semiconductor light-emitting diode 110, and a semiconductor light-emitting diode (3 in 1 chip LED) formed by integrating three primary colors can also be used. Furthermore, it is not limited to a semiconductor light emitting diode, for example, a semiconductor laser can be adopted, and these may be mixed.

均一照明光学系15は、図示は略すが、例えば、フライアイレンズにより、入射した光を、強度分布が略均一で略平行な光束に変換して射出する。また、この均一照明光学系15と光変調装置30の光軸は、略一致するように配置され、この光軸上に移動した光源(G)84の光束は、均一照明光学系15から平行に射出された後、光変調装置30に入射する。   Although not shown in the figure, the uniform illumination optical system 15 converts the incident light into a substantially uniform light beam having a substantially uniform intensity distribution and emits it, for example, by a fly-eye lens. Further, the optical axes of the uniform illumination optical system 15 and the light modulation device 30 are arranged so as to substantially coincide with each other, and the light beam of the light source (G) 84 moved on the optical axis is parallel to the uniform illumination optical system 15. After being emitted, the light enters the light modulation device 30.

光源選択部25は、光源装置10の光源82〜86の内、色光を発する光源を所定のタイミング毎に選択すると共に、選択した光源に応じた電気信号を生成して、直線案内部90、発光制御部60および画像情報生成部40に送る。光源を選択するタイミングと電気信号については後述する。   The light source selection unit 25 selects a light source that emits colored light at every predetermined timing from among the light sources 82 to 86 of the light source device 10, and generates an electrical signal corresponding to the selected light source. The data is sent to the control unit 60 and the image information generation unit 40. The timing for selecting the light source and the electrical signal will be described later.

直線案内部90は、例えば、ピエゾ素子(PZT)によるアクチュエータで構成され、光源選択部25からの電気信号に応じて直線方向に移動する。尚、このピエゾ素子を2層に積層して、2層の中から駆動するピエゾ素子を選択することにより、3箇所の停止位置を設定できる。また、この直線案内部90には、変位拡大部92と、この変位拡大部92を介して前記した光源部80が付加されている。この変位拡大部92は、直線案内部90の移動量、即ち変位を、「てこ」の原理により機械的に拡大する機能を有する(かかる変位拡大部についての詳細は、例えば、特開2005−86881号広報を参照)。このような構成により、直線案内部90は、光源選択部25の指示に応じて、前記した光源82〜86の何れか一方を、均一照明光学系15の光軸上に移動できる。   The linear guide unit 90 is configured by, for example, an actuator using a piezo element (PZT), and moves in a linear direction in accordance with an electrical signal from the light source selection unit 25. Note that three stop positions can be set by laminating the piezo elements in two layers and selecting a piezo element to be driven from the two layers. In addition, a displacement enlarging unit 92 and the light source unit 80 described above are added to the linear guide unit 90 via the displacement enlarging unit 92. The displacement magnifying unit 92 has a function of mechanically magnifying the movement amount, that is, the displacement of the linear guide unit 90 based on the principle of “leverage” (details of the displacement magnifying unit are disclosed in, for example, JP-A-2005-86881). Issue publicity). With such a configuration, the linear guide unit 90 can move any one of the light sources 82 to 86 on the optical axis of the uniform illumination optical system 15 in accordance with an instruction from the light source selection unit 25.

発光制御部60は、光源選択部25からの電気信号に応じて、光源82〜86の内、色光を発する光源を発光させると共に、その他の光源を消光させる。具体的には、発光電源供給部65からの電源を、発光させる光源のみに限定して供給する。   In response to the electrical signal from the light source selection unit 25, the light emission control unit 60 causes the light source that emits colored light to emit light and extinguishes other light sources. Specifically, the power from the light emission power supply unit 65 is supplied only to the light source that emits light.

画像信号処理部50は、画像入力端子55から入力した画像信号を、AD変換処理により、赤、緑および青の画像信号に分離可能なデジタル画像信号に変換する。変換したデジタル画像信号は、画像情報生成部40に送る。   The image signal processing unit 50 converts the image signal input from the image input terminal 55 into a digital image signal that can be separated into red, green, and blue image signals by AD conversion processing. The converted digital image signal is sent to the image information generation unit 40.

画像情報生成部40は、画像信号処理部50から送られたデジタル画像信号の中から、光源選択部25が選択した光源の色に応じた画像信号を抽出して、2値の信号で構成される画像情報を生成し、光変調装置30に送る。   The image information generation unit 40 extracts an image signal corresponding to the color of the light source selected by the light source selection unit 25 from the digital image signal sent from the image signal processing unit 50, and is configured by a binary signal. Image information is generated and sent to the light modulation device 30.

光変調装置30は、具体的な図示は省略するが、内部に透過型の液晶パネル(ライトバルブ)を有し、均一照明光学系15から入射した光束を、画像情報生成部40が生成した画像情報に応じて変調して光学像を形成する。ここで、入射する光束は、選択された光源の色光であることに加え、画像情報は、選択された光源の色に応じた画像信号であるため、形成された光学像は、入力した画像信号が示す画像を、選択された光源の色で色分離した画像になる。   Although not specifically shown, the light modulation device 30 includes a transmissive liquid crystal panel (light valve) inside, and an image generated by the image information generation unit 40 using the light beam incident from the uniform illumination optical system 15. An optical image is formed by modulation according to information. Here, since the incident light flux is the color light of the selected light source, and the image information is an image signal corresponding to the color of the selected light source, the formed optical image is the input image signal. Is an image obtained by color-separating the selected image with the color of the selected light source.

投写光学系70は、光変調装置30で形成された光学像を拡大投写して、スクリーン75上に大画面画像を形成する。即ち、このスクリーン75上には、光源選択部25が選択した光源の色による単色の画像が常に表示される。   The projection optical system 70 enlarges and projects the optical image formed by the light modulation device 30 to form a large screen image on the screen 75. That is, on the screen 75, a monochromatic image based on the color of the light source selected by the light source selection unit 25 is always displayed.

このプロジェクタ1は、ハードウェア資源として図示を略したCPU、RAMおよびROM等の電子デバイスを備える。CPUは、ROMに格納された基本制御プログラムなどの各種プログラム及びデータを読み込み、これらの各種プログラム及びデータをRAM内に設けられるメインメモリ領域に展開して実行し、プロジェクタ1が備える各部の制御を実行している。また、前記した光源選択部25、発光制御部60、画像信号処理部50および画像情報生成部40は、これらのハードウェア資源と、RAMやROM等に記憶された種々のソフトウェアとが有機的に協働することにより、それぞれの機能を実現している。   The projector 1 includes electronic devices such as a CPU, a RAM, and a ROM (not shown) as hardware resources. The CPU reads various programs and data such as a basic control program stored in the ROM, develops and executes these various programs and data in a main memory area provided in the RAM, and controls each unit included in the projector 1. Running. Further, the light source selection unit 25, the light emission control unit 60, the image signal processing unit 50, and the image information generation unit 40 are configured such that these hardware resources and various software stored in a RAM, a ROM, and the like are organically combined. Each function is realized by collaborating.

<色光切替え部の作用>
次に、色光切替え部20による光源の切替え動作について、図2を参照して説明する。この図2は、光源を切替えるタイミングを説明するタイミングチャートである。このタイミングチャートは、横軸を時間軸として、上から、クロック出力(CLK)、光源82〜86の各発光タイミング、ピエゾ素子の駆動タイミングおよび光源部80から射出される光束の色と強度を示す。本実施形態1において、光源の切替え動作は、CPUが内蔵するクロックのクロック出力を基準に動作する。
<Operation of color light switching unit>
Next, the light source switching operation by the color light switching unit 20 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a timing chart for explaining the timing of switching the light source. This timing chart shows the clock output (CLK), the light emission timings of the light sources 82 to 86, the driving timing of the piezo elements, and the color and intensity of the light beam emitted from the light source unit 80 from the top with the horizontal axis as the time axis. . In the first embodiment, the light source switching operation is performed based on the clock output of the clock built in the CPU.

ここで、例えば、光源部80の光源82〜86が前記した図1に示すように、下から光源(B)86、光源(G)84、光源(R)82の順に積層され、光源(G)84が光源選択部25で選択されている状態の場合、所定のクロック出力をトリガーとして、光源選択部25は、光源部80を下方向に移動させるべく、所定の信号を直線案内部90に対して送る。この信号を受け、直線案内部90は、一方の方向に移動させるパルス(PZT駆動パルス)をピエゾアクチュエータに送り、光源部80は下方に移動する。この結果、光源(R)82が均一照明光学系15の光軸上に配置される。加えて、光源選択部25は、光源(R)82を点灯させるべく、所定の信号を発光制御部60に対して送る。この信号を受け、発光制御部60は、発光電源供給部65からの電源を、光源(R)82のみに対して送る。この結果、光源装置10は、赤色の光束を射出する。従って、前記した画像情報生成部40および光変調装置30の機能により、赤色の画像がスクリーン75に投写され、この状態は、所定の時間(T1)に渡り継続される。   Here, for example, as shown in FIG. 1, the light sources 82 to 86 of the light source unit 80 are stacked in the order of the light source (B) 86, the light source (G) 84, and the light source (R) 82 from the bottom. ) 84 is selected by the light source selection unit 25, using the predetermined clock output as a trigger, the light source selection unit 25 sends a predetermined signal to the linear guide unit 90 in order to move the light source unit 80 downward. Send to. In response to this signal, the linear guide unit 90 sends a pulse (PZT drive pulse) for moving in one direction to the piezo actuator, and the light source unit 80 moves downward. As a result, the light source (R) 82 is disposed on the optical axis of the uniform illumination optical system 15. In addition, the light source selection unit 25 sends a predetermined signal to the light emission control unit 60 in order to turn on the light source (R) 82. Upon receiving this signal, the light emission control unit 60 sends the power from the light emission power supply unit 65 only to the light source (R) 82. As a result, the light source device 10 emits a red light beam. Therefore, a red image is projected on the screen 75 by the functions of the image information generation unit 40 and the light modulation device 30 described above, and this state is continued for a predetermined time (T1).

続いて、所定の時間(T1)の経過を示すクロック出力を受け、直線案内部90は、他方の方向に移動させるパルスを生成してピエゾアクチュエータに送り、光源部80は上方に移動して、光源(G)84が均一照明光学系15の光軸上に配置される。また、発光制御部60は、光源(R)82に対する電源供給を休止すると共に、発光電源供給部65からの電源を、光源(G)84のみに対して送る。また、光源装置10から射出される色光の光束が完全に切替わるまでの間は、光束の射出強度は低下する。この僅かな時間を利用して、画像情報生成部40は、光変調装置30の液晶パネルの表示を書換える。この結果、緑色の画像がスクリーン75に投写され、この状態は、所定の時間(T2)に渡り継続される。   Subsequently, upon receiving a clock output indicating the passage of a predetermined time (T1), the linear guide unit 90 generates a pulse to be moved in the other direction and sends it to the piezo actuator, and the light source unit 80 moves upward, A light source (G) 84 is disposed on the optical axis of the uniform illumination optical system 15. The light emission control unit 60 stops the power supply to the light source (R) 82 and sends the power from the light emission power supply unit 65 only to the light source (G) 84. In addition, the emission intensity of the light beam decreases until the color light beam emitted from the light source device 10 is completely switched. Using this short time, the image information generation unit 40 rewrites the display on the liquid crystal panel of the light modulation device 30. As a result, a green image is projected on the screen 75, and this state is continued for a predetermined time (T2).

同様にして、青色の画像がスクリーン75に所定の時間(T3)に渡り投写され、再度、緑色の画像がスクリーン75に所定の時間(T4)に渡り投写されて1サイクル(T0)が終了する。   Similarly, a blue image is projected on the screen 75 for a predetermined time (T3), and a green image is again projected on the screen 75 for a predetermined time (T4), completing one cycle (T0). .

このようにして、スクリーン75上の画像を、20μ秒以内に赤、緑、青、緑、赤、緑・・・・と連続して順次切替えることにより、このスクリーン75の観賞者は、これら時分割で投写される単色画像が合成され、カラー画像として認識できることが知られている。   In this way, by sequentially switching the image on the screen 75 in red, green, blue, green, red, green,... Within 20 μs, the viewer of the screen 75 can It is known that monochromatic images projected in division can be combined and recognized as a color image.

また、1サイクル(T0)における、それぞれの所定の時間は、次のような関係にある。
(T2+T4)>T1=T3
Each predetermined time in one cycle (T0) has the following relationship.
(T2 + T4)> T1 = T3

即ち、赤色の光束が射出される時間(T1)と、青色の光束が射出される時間(T3)とは等しく、かつ、これらは、緑色の光束が射出される時間(T2+T4)よりも短い。この結果、人間の目に見え難い緑色の単色画像は、他の単色画像よりも長い時間表示されるため、このプロジェクタ1は、赤色、緑色および青色の3原色が調和された明るいカラー画像を表示できる。また、このプロジェクタ1は、光源に半導体発光ダイオード110を使用して、必要な色を必要な時間だけ発光させるため、冷却部が不要で小型化した投写装置、例えば、手で保持して投射できる携帯型プロジェクタに好適である。   That is, the time (T1) when the red light beam is emitted is equal to the time (T3) when the blue light beam is emitted, and these are shorter than the time (T2 + T4) when the green light beam is emitted. As a result, since the green single-color image that is difficult to be seen by human eyes is displayed for a longer time than the other single-color images, the projector 1 displays a bright color image in which the three primary colors of red, green, and blue are harmonized. it can. In addition, since the projector 1 uses the semiconductor light emitting diode 110 as a light source and emits light of a required color for a required time, the projector 1 does not require a cooling unit and can be held and projected by a hand. Suitable for portable projectors.

(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2について、図3を参照して説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一な部分については、同一符号を付してその説明を省略するまたは簡略する。この図3は、本実施形態2におけるプロジェクタ1の概略構成を示す図である。前記した実施形態1では、光源部80を直線案内部90により一軸の直線方向に移動させることにより、光源選択部25で選択された光源を、均一照明光学系15の光軸上に案内した。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same parts as those already described are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted or simplified. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the projector 1 according to the second embodiment. In Embodiment 1 described above, the light source selected by the light source selection unit 25 is guided onto the optical axis of the uniform illumination optical system 15 by moving the light source unit 80 in the uniaxial linear direction by the linear guide unit 90.

これに対して、本実施形態2では、光源部80を回動して案内する回動案内部の一形態である回転案内部95を採用して、光源部80を一方向に回転させることにより、光源選択部25で選択された光源を、均一照明光学系15の光軸上に案内する。   On the other hand, in the second embodiment, by adopting a rotation guide part 95 that is one form of a rotation guide part that rotates and guides the light source part 80, the light source part 80 is rotated in one direction. The light source selected by the light source selection unit 25 is guided on the optical axis of the uniform illumination optical system 15.

図4は、回転案内部95および光源部80の側面図および正面図である。回転案内部95は、パルスモータ100で構成される。また、光源部80は、回転筐体88と、導光体120と、各色の半導体発光ダイオード110と、前記各半導体発光ダイオード110に対応した反射鏡115とで構成される。   FIG. 4 is a side view and a front view of the rotation guide unit 95 and the light source unit 80. The rotation guide unit 95 includes a pulse motor 100. The light source unit 80 includes a rotating housing 88, a light guide 120, semiconductor light emitting diodes 110 for each color, and a reflecting mirror 115 corresponding to each semiconductor light emitting diode 110.

回転筐体88は、回転軸方向の一方の側がパルスモータ100の回転シャフト105の端部と接続されると共に、回転軸方向の他方の側には、光源である半導体発光ダイオード110と、反射鏡115とが、回転した際の均一照明光学系15の光軸の軌跡140上に等間隔で配置されている。また、それぞれの光源の間は、光源の射出領域を限定させるべく仕切板(130A,130B,130C)で区切られ、回転筐体88において光が放射される側の面には、透明板125が接着されている。尚、この透明板125の光源側には、円錐状の入射口に入射した光を所定の領域のみに限定して均一な強度で射出する導光体120が、それぞれの光源に対向して接着されている。   The rotary casing 88 has one side in the rotation axis direction connected to the end of the rotation shaft 105 of the pulse motor 100, and the other side in the rotation axis direction has a semiconductor light emitting diode 110 as a light source and a reflecting mirror. 115 are arranged at equal intervals on the locus 140 of the optical axis of the uniform illumination optical system 15 when rotated. The light sources are separated by partition plates (130A, 130B, 130C) so as to limit the emission area of the light sources, and a transparent plate 125 is provided on the surface of the rotary casing 88 on the side where light is emitted. It is glued. On the light source side of the transparent plate 125, a light guide 120 that emits light incident on the conical entrance at a predetermined intensity only in a predetermined region is opposed to each light source. Has been.

この導光体120により、半導体発光ダイオード110において発光され、反射鏡115により導光体120に向かって放射された光は、導光体120に入射されると共に、前記した光軸の軌跡140に沿って接着された導光体120の射出部から、強度分布が均一な光の帯として射出される。尚、各色の射出領域は均等ではなく、緑色の光源の射出領域が、他の光源の射出領域よりも広くなるように配置されている。具体的には、赤色と青色の射出領域を示す角度は、それぞれ100度であるのに対して、緑色の射出領域を示す角度は、160度である。回転案内部95により回転する半導体発光ダイオード110に対する電源の供給方法は、例えば、電磁誘導による無線給電方法を採用できる。   The light emitted from the semiconductor light emitting diode 110 by the light guide 120 and radiated toward the light guide 120 by the reflecting mirror 115 is incident on the light guide 120, and the optical axis locus 140 described above. From the emission part of the light guide 120 adhered along, the light is emitted as a band of light having a uniform intensity distribution. The emission areas of the respective colors are not uniform, and the emission areas of the green light sources are arranged to be wider than the emission areas of the other light sources. Specifically, the angles indicating the red and blue emission areas are each 100 degrees, whereas the angle indicating the green emission area is 160 degrees. As a method of supplying power to the semiconductor light emitting diode 110 rotated by the rotation guide unit 95, for example, a wireless power feeding method by electromagnetic induction can be adopted.

図5は、本実施形態2において、光源を切替えるタイミングを説明するタイミングチャートである。このタイミングチャートは、横軸をパルスモータ100の回転角度として、上から、光源82〜86の各発光タイミングおよび光源部80から射出される光束の色と強度を示す。本実施形態2において、光源の切替え動作は、パルスモータ100の回転角度を基準に動作する。   FIG. 5 is a timing chart for explaining the timing of switching the light source in the second embodiment. This timing chart shows the light emission timings of the light sources 82 to 86 and the color and intensity of the light beam emitted from the light source unit 80 from above with the horizontal axis as the rotation angle of the pulse motor 100. In the second embodiment, the light source switching operation is performed based on the rotation angle of the pulse motor 100.

ここで、例えば、図3に示すように、光源(B)86が光源選択部25で選択されている状態の場合、所定のタイミングをトリガーとして、光源選択部25は、光源部80の回転筐体88を時計方向(θ方向)に移動させるべく所定の信号を回転案内部95に対して送る。この信号を受け、回転案内部95は、時計の方向に移動させるパルスを生成して、パルスモータ100に送り、光源部80は時計方向に所定の回転速度で回転する。この結果、均一照明光学系15の光軸が仕切板130A上に来た状態を原点(0度)即ち、開始点として、以降は、発光制御部60により光源(R)82のみに対して電源が供給されるため、光源(R)82からの赤色の光が均一照明光学系15に入射する。この結果、光源装置10は、赤色の光束を射出する。従って、画像情報生成部40および光変調装置30の機能により、赤色の画像がスクリーン75に投写され、この状態は、所定の時間(Tr)に渡り継続される。   Here, for example, as shown in FIG. 3, when the light source (B) 86 is selected by the light source selection unit 25, the light source selection unit 25 uses the rotating housing of the light source unit 80 as a trigger. A predetermined signal is sent to the rotation guide unit 95 in order to move the body 88 clockwise (θ direction). Upon receiving this signal, the rotation guide unit 95 generates a pulse to be moved in the clockwise direction and sends it to the pulse motor 100, and the light source unit 80 rotates in the clockwise direction at a predetermined rotation speed. As a result, the state in which the optical axis of the uniform illumination optical system 15 is on the partition plate 130A is set as the origin (0 degree), that is, the starting point. Thereafter, the light emission control unit 60 supplies power to only the light source (R) 82. Therefore, red light from the light source (R) 82 enters the uniform illumination optical system 15. As a result, the light source device 10 emits a red light beam. Therefore, a red image is projected on the screen 75 by the functions of the image information generation unit 40 and the light modulation device 30, and this state is continued for a predetermined time (Tr).

次に、所定の時間(Tr)が経過する直前に、発光制御部60は、次の光源である光源(G)84に対して電源を供給する。所定の時間(Tr)を越えた直後に、光源部80の回転角度は100度を越え、以降は、光源(G)84からの緑色の光が均一照明光学系15に所定の時間(Tg)に渡り入射する。なお、光源(R)82に対する電源の供給は、光源部80の回転角度が100度を越えた直後に休止される。このようにして、スクリーン75上の画像を、20μ秒以内に赤、緑、青、赤、緑、青・・・・と連続して順次切替えることにより、実施形態1と同様に、スクリーン75の観賞者に対してカラー画像として認識させることができる。   Next, immediately before a predetermined time (Tr) elapses, the light emission control unit 60 supplies power to the light source (G) 84 that is the next light source. Immediately after the predetermined time (Tr) is exceeded, the rotation angle of the light source unit 80 exceeds 100 degrees. Thereafter, the green light from the light source (G) 84 enters the uniform illumination optical system 15 for the predetermined time (Tg). Incident on the surface. The supply of power to the light source (R) 82 is paused immediately after the rotation angle of the light source unit 80 exceeds 100 degrees. In this way, the image on the screen 75 is successively and sequentially switched to red, green, blue, red, green, blue,... Within 20 μsec. The viewer can recognize the image as a color image.

以上、本発明を図示した実施形態に基づいて説明したが、本発明は、本実施形態1および2に限定されるものではなく、以下に述べるような変形例も想定できる。
(1)光変調装置30は、透過型のライトバルブに限定されず、反射型液晶素子であるLCOS(Liquid Crystal On Silicon)を用いた方法であっても良く、また、マイクロミラーを用いたDMD(Digital Micromirror Device)による変調方法であっても良い。
(2)光源部80は、赤、青および緑の光源に限らず、例えば白色のように、他の色光を発する光源を更に有しても良い。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment shown in figure, this invention is not limited to this Embodiment 1 and 2, The modification as described below can also be assumed.
(1) The light modulation device 30 is not limited to a transmissive light valve, and may be a method using LCOS (Liquid Crystal On Silicon) which is a reflective liquid crystal element, or a DMD using a micromirror. A modulation method using (Digital Micromirror Device) may be used.
(2) The light source unit 80 is not limited to red, blue, and green light sources, and may further include a light source that emits other color light such as white.

1…プロジェクタ、10…光源装置、15…均一照明光学系、20…色光切替え部、25…光源選択部、30…光変調装置、40…画像情報生成部、50…画像信号処理部、55…画像入力端子、60…発光制御部、65…発光電源供給部、70…投写光学系、75…スクリーン、80…光源部、82〜86…光源、88…回転筐体、90…直線案内部、92…変位拡大部、95…回転案内部、100…パルスモータ、105…回転シャフト、110…半導体発光ダイオード、115…反射鏡、120…導光体、125…透明板、130…仕切板、140…光軸の軌跡。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 10 ... Light source device, 15 ... Uniform illumination optical system, 20 ... Color light switching part, 25 ... Light source selection part, 30 ... Light modulation apparatus, 40 ... Image information generation part, 50 ... Image signal processing part, 55 ... Image input terminal 60 ... Light emission control part 65 ... Light emission power supply part 70 ... Projection optical system 75 ... Screen 80 ... Light source part 82-86 Light source 88 ... Rotary casing 90 ... Linear guide part 92 ... Displacement expansion part, 95 ... Rotation guide part, 100 ... Pulse motor, 105 ... Rotating shaft, 110 ... Semiconductor light emitting diode, 115 ... Reflector, 120 ... Light guide, 125 ... Transparent plate, 130 ... Partition plate, 140 ... trajectory of the optical axis.

Claims (11)

光束を射出する光源装置と、前記光束の色光を切替える色光切替え部と、入射した当該光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、当該光学像を投写する投写光学系とを備え、
前記光源装置は、
それぞれ異なる色光を発する複数の光源と、
前記複数の光源にそれぞれ対応して設けられ、前記光源から射出された光を導いて射出領域から射出する複数の導光体と、を有する光源部を備え、
前記色光切替え部は、
前記光源部を巡回動作させ、前記複数の光源に対応した前記射出領域を前記光源装置から光束を射出させるための所定の位置に順次案内する回動案内部を備え、
前記案内された射出領域に対応する前記光源を発光させると共に、他の前記光源を消光させる発光制御部と、
前記切替えられた色光に応じて、前記画像情報を生成する画像情報生成部と、をさらに備え、
前記複数の光源は、前記色光切替え部による巡回動作が行なわれた際の前記所定の位置の軌跡上に等間隔で配置され、
前記複数の導光体の射出領域は、前記色光切替え部による巡回動作が行なわれた際の前記所定の位置の軌跡上に、所定の色の光源に対応した射出領域が他の色の光源に対応した射出領域よりも広くなるように配置されていることを特徴とする投写装置。
A light source device that emits a light beam, a color light switching unit that switches color light of the light beam, a light modulation device that modulates the incident light beam according to image information to form an optical image, and projection optics that projects the optical image With the system,
The light source device
A plurality of light sources emitting different colored lights,
A plurality of light guides provided corresponding to each of the plurality of light sources and guiding the light emitted from the light sources and emitting from the emission region,
The color light switching unit is
A rotation guide unit for rotating the light source unit to sequentially guide the emission region corresponding to the plurality of light sources to a predetermined position for emitting a light beam from the light source device;
A light emission control unit for causing the light source corresponding to the guided emission region to emit light and for quenching other light sources;
An image information generation unit that generates the image information according to the switched color light ,
The plurality of light sources are arranged at regular intervals on a locus of the predetermined position when a cyclic operation is performed by the color light switching unit,
The emission regions of the plurality of light guides are arranged so that the emission region corresponding to the light source of a predetermined color is a light source of another color on the locus of the predetermined position when the cyclic operation by the color light switching unit is performed. A projection apparatus, wherein the projection apparatus is arranged so as to be wider than a corresponding emission area .
請求項1に記載の投写装置において、
前記導光体は入射した光を前記射出領域から均一な強度で射出するように構成されていることを特徴とする投写装置。
The projection device according to claim 1,
The projection apparatus , wherein the light guide is configured to emit incident light from the emission region with uniform intensity .
請求項1または2に記載の投写装置において、
前記光源装置は均一照明光学系を備え、前記均一照明光学系には前記導光体から射出された光が入射し、前記均一照明光学系から射出した光が前記光源装置から射出することを特徴とする投写装置。
The projection apparatus according to claim 1 or 2 ,
The light source device includes a uniform illumination optical system, and light emitted from the light guide is incident on the uniform illumination optical system, and light emitted from the uniform illumination optical system is emitted from the light source device. Projection device.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の投写装置において、
前記所定の位置は、前記光変調装置の入射側の略光軸上であることを特徴とする投写装置。
The projection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The projection apparatus characterized in that the predetermined position is substantially on the optical axis on the incident side of the light modulation device.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の投写装置において、
前記複数の光源は、少なくとも赤の色光、緑色の色光および青色の色光を発することを特徴とする投写装置。
In the projection device according to any one of claims 1 to 4,
The projection device, wherein the plurality of light sources emit at least red color light, green color light, and blue color light.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の投写装置において、
前記光源は、半導体発光素子であることを特徴とする投写装置。
The projection apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The projection apparatus, wherein the light source is a semiconductor light emitting element.
請求項6に記載の投写装置において、
前記半導体発光素子は、半導体発光ダイオードであることを特徴とする投写装置。
The projection apparatus according to claim 6, wherein
The projection apparatus, wherein the semiconductor light emitting element is a semiconductor light emitting diode.
請求項6に記載の投写装置において、
前記半導体発光素子は、半導体レーザであることを特徴とする投写装置。
The projection apparatus according to claim 6, wherein
The projection apparatus, wherein the semiconductor light emitting element is a semiconductor laser.
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の投写装置において、
前記色光切替え部は、前記色光に応じて規定されたタイミングに従い、前記光束を照射する色光を切替えることを特徴とする投写装置。
The projection apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The projection apparatus, wherein the color light switching unit switches the color light to irradiate the light beam according to a timing defined according to the color light.
請求項に記載の投写装置において、
緑色の色光の光束が照射される時間は、他の色光の光束が照射されるそれぞれの時間よりも長いことを特徴とする投写装置。
The projection apparatus according to claim 9 , wherein
The projection apparatus characterized in that the time for which the light flux of green color light is irradiated is longer than the time for which the light flux of other color light is irradiated.
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の投写装置を具備するプロジェクタ。 Projector comprising a projection device according to any one of claims 1 to 10.
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