JPH11249582A

JPH11249582A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH11249582A
Application number: JP4925698A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Oguma; 信夫小熊; Makoto Kobu; 真小夫; Nobuo Sakuma; 伸夫佐久間; Takeshi Ueda; 健上田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】単一の空間変調素子を用いて、画素密度の高い
良質のカラー画像を表示でき、色分解が不用で、コンパ
クトに構成できる画像表示装置を実現する。【解決手段】光透過率を制御可能な画素を２次元的に配
列して成り、表示すべき画像を２次元的な透過率分布と
して表示可能な空間変調素子１０と、赤色光を発光する
Ｒ−ＬＥＤ１３１、緑色光を発光するＧ−ＬＥＤ１３２
および青色光を発光するＢ−ＬＥＤ１３３を同一基板上
に配してなり、空間変調素子１０の背後の空間変調素子
近傍に配備される光源基板１３と、空間変調素子１０
に、表示すべき画像の画像情報を入力させる画像情報入
力手段２２，２３と、Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤの点滅を、色
単位で行う光源駆動手段２０１，２０２，２０３，２４
と、表示すべき画像に応じて画像情報入力手段２２，２
３を制御するとともに、空間変調素子１０に表示される
画像に応じ、光源基板１３における各色ＬＥＤ群の点滅
を色単位で制御する制御手段２１を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は画像表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタ型のカラー画像表示装置と
して代表的な「３板式画像表示装置」は、３枚の液晶パ
ネルを用い、表示すべきカラー画像の赤・緑・青の３色
の成分画像を、それぞれ別個の液晶パネルに表示し、こ
れらをそれぞれ、赤、緑、青色光で別個に照射し、各液
晶パネルを透過した赤・緑・青色光を共通の結像レンズ
によりスクリーン上に合成的に結像させ、カラー画像を
表示するものであり、画素密度の高い上質のカラー画像
を表示できるが、液晶パネルを３枚用いるためコストが
高くなるという問題がある。また、ビデオカメラのビュ
ーファインダ等に用いる「プロジェクタ型とは異なる画
像表示装置」として、カラー液晶パネルを用い、赤・緑
・青のＬＥＤ光源で照明するものが知られている（特開
平８−７６０７８号公報）。この画像表示装置は「カラ
ー液晶パネル」という高価な画像表示部を用いるためコ
ストが高いという問題がある。また、上に説明した２種
の画像表示装置は何れも、光源の光を合流させるのにダ
イクロイックミラーやダイクロイックプリズムを用いて
おり、このため、照明光合流のためのスペースを少なか
らず必要とし、構造も複雑となり、またダイクロイック
ミラー等による照明光量の損失の問題もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、照明光量
の損失が少なく、安価なモノクロ用の空間変調素子を用
いて画素密度の高い良質なカラー画像を表示できる新規
な画像表示装置の実現を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の画像表示装置
は、空間変調素子と、光源基板と、画像情報入力手段
と、光源駆動手段と、制御手段とを有する。「空間変調
素子」は、光透過率を制御可能な画素を２次元的に配列
して成り、表示すべき画像を２次元的な透過率分布とし
て表示可能な素子である。「光源基板」は、赤色光を発
光するＲ−ＬＥＤ、緑色光を発光するＧ−ＬＥＤおよび
青色光を発光するＢ−ＬＥＤを同一基板上に配してな
り、空間変調素子の背後の、空間変調素子近傍に配備さ
れる。このように、この発明の画像表示装置では、赤・
緑・青の３色光を別個に放射する３種のＬＥＤを用いる
ので、照明光の色分解を行う必要がなく、各色ＬＥＤは
同一基板上に配備されるのでダイクロイックミラーの如
き「照明光の合流手段」も必要無い。「画像情報入力手
段」は、空間変調素子に、表示すべき画像の画像情報を
入力させる入力手段である。「画像情報」はコンピュー
タやワードプロセッサ等で生成されたものや、フロッピ
ーディスクや光ディスク等に記録されたものを画像情報
として読み出したものでもよく、あるいはイメージスキ
ャナ等により読み込まれたものでもよいし、ビデオカメ
ラやデジタルカメラで撮像したものでもよく、静止画像
は勿論、動画像でもよい。「光源駆動手段」は、光源基
板上に配備されたＲ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤの点滅を行う手段
であるが、光源の点滅を「色単位」、即ち、各色ごとに
行う。「制御手段」は、表示すべき画像に応じて画像情
報入力手段を制御するとともに、空間変調素子に表示さ
れる画像に応じ、光源基板における各色ＬＥＤ群の点滅
を色単位で制御する。制御手段は、コンピュータや専用
のＣＰＵ等により構成することができる。なお、上記光
源駆動手段は、Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤの点滅を行うのみな
らず、各光源の発光強度を変化させる機能を持つことが
でき、この場合、手動により発光強度を調整するように
構成することもできる。

【０００５】光源基板上に配備されるＲ，Ｇ，Ｂ−ＬＥ
Ｄの数は「１以上」である。例えば画像表示装置を「ビ
デオカメラやデジタルカメラのビューファインダ」とし
て構成する場合であれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤをそれぞ
れ１個づづ、あるいは数個ずつ用いるだけでも十分であ
る。これら各色ＬＥＤの配備を「光源基板にＲ−ＬＥ
Ｄ、Ｇ−ＬＥＤおよびＢ−ＬＥＤをそれぞれ複数個、規
則的もしくはランダムに、且つ、基板上における各色Ｌ
ＥＤの分布が、それぞれ実質的に均一になるように配
列」させて行うことができる。この場合、各色ＬＥＤの
数は、互いに略等しくなるようにするのがよく、各色Ｌ
ＥＤの数は「数１０〜数１０００」とすることができ
る。

【０００６】上に説明した画像表示装置は、いろいろな
色の単色画像を表示することができる。即ち、空間変調
素子に画像を２次元的な透過率分布として表示し、Ｒも
しくはＧもしくはＢ−ＬＥＤを点灯すれば、上記画像を
「赤もしくは緑または青の単色画像」として表示できる
し、Ｒ−ＬＥＤとＧ−ＬＥＤとを同時点灯すれば「緑色
画像」として表示でき、Ｒ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤとを同
時点灯すれば「シアン色画像」として表示でき、Ｇ−Ｌ
ＥＤとＢ−ＬＥＤとを同時点灯すれば「黄色画像」とし
て表示できる。Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤを同時点灯すれば
「白黒画像」を表示できる。単色画像を表示する場合に
は、静止画像・動画像にかかわらずＬＥＤの点灯は連続
的に行って良い。上記請求項１または２記載の画像表示
装置はまた、以下のようにすることにより、静止画像も
しくは動画像を「カラー画像」として表示できる。即
ち、制御手段によるカラー画像表示モードの制御として
「表示すべきカラー画像の赤成分画像・緑成分画像・青
成分画像を順次もしくは選択的に切り換えて空間変調素
子に表示するように画像情報入力手段を制御し、赤成分
画像が表示されるときはＲ−ＬＥＤのみが点灯し、緑成
分画像が表示されるときはＧ−ＬＥＤのみが点灯し、青
成分画像が表示されるときはＢ−ＬＥＤのみが点灯する
ようにＲ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤの点滅を制御する」制御を行
うのである（請求項３）。例えば、空間変調素子に赤成
分画像・緑成分画像・青成分画像を順次、高速で切り換
えて表示し、赤成分画像が表示されるときはＲ−ＬＥＤ
のみ、緑成分画像が表示されるときはＧ−ＬＥＤのみ、
青成分画像が表示されるときはＢ−ＬＥＤのみを点灯さ
せれば、観察者の目には各色成分画像が「時間的に融
合」されて、カラー画像として視認される。

【０００７】上記請求項１〜３の任意の１に記載の画像
表示装置において、空間変調素子と光源基板との間に
「拡散板」を設けることができる（請求項４）。拡散板
を設けることにより表示画像における明るさの分布を均
一化できる。空間変調素子としては公知の種々のものを
利用できるが、特に「液晶パネル」を好適に利用するこ
とができる（請求項５）。また、空間変調素子の照射光
入射側に「各画素への照射光の入射効率を高めるための
マイクロレンズアレイ」を設けることができる（請求項
６）。光源基板に配備される各色ＬＥＤの数が少ないと
きには光源ＬＥＤの発熱は、さほど問題とならないが、
ＬＥＤ数が多数になると、これらＬＥＤの発熱による光
源基板の温度上昇が問題となりうる。このような場合に
は、光源基板に「冷却フィンやペルチエ素子」のような
冷却手段を設ければよい。

【０００８】上記請求項１〜６の任意の１に記載の画像
表示装置には「空間変調素子に表示され、光源基板から
の光で照明された画像を観察するためのレンズ系」を、
空間変調素子を介して光源基板の反対側に有することが
できる（請求項７）。例えば、画像表示装置を、ビデオ
カメラ等のビューファインダ等として用いる場合であれ
ば、上記「レンズ系」を特開平８−７６０７８号公報開
示のような、空間変調素子に近接して配備される凸レン
ズ（フィールドレンズ）と接眼レンズの組合せとして構
成することができる。また、空間変調素子が、例えば３
０ｍｍ×４０ｍｍ程度のサイズを有するものである場合
は、空間変調素子に近接してフィールドレンズを配し、
空間変調素子に表示される画像を「拡大レンズ」で拡大
して観察するように、上記レンズ系を「フィールドレン
ズと拡大レンズの組合せ」として構成することができ
る。

【０００９】また、上記請求項１〜６の任意の１に記載
の画像表示装置は「空間変調素子を介して光源基板の反
対側に、空間変調素子を透過した光束を結像する投影用
結像レンズを有する」ことができる（請求項８）。この
場合、画像表示装置は「プロジェクタ型」になる。請求
項８記載のプロジェクタ型の画像表示装置においては
「空間変調素子と光源基板と投影用結像レンズ、または
これらと拡散板とを同一の支持基板に装備」することが
できる（請求項９）。この場合、画像情報入力手段、光
源駆動手段や制御手段や電源のような電気系統をプロジ
ェクタ本体部分と分離しても良い。空間変調素子と光源
基板と投影用結像レンズ、またはこれらと拡散板とを同
一の支持基板に装備することにより、これらの位置精度
を容易に確保できるとともに、プロジェクタをコンパク
トに構成できる。請求項８または９記載の画像表示装置
においては、結像レンズによる結像光束を、画像表示装
置とは別体のスクリーン上に結像させてもよいが、「結
像レンズによる結像光束を投影される表示媒体」とし
て、対角長：３０インチ以下の、スクリーンもしくは凹
面鏡またはホログラムコンバイナもしくはハーフミラー
あるいはレンチキュラースクリーンを有する構成として
もよい（請求項１０）。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の画像表示装置
の実施の形態を示している。図１（ａ）において、符号
１０は「空間変調素子」である液晶パネル、符号１３は
「光源基板」、符号２１は「制御回路」、符号２２は
「画像処理回路」、符号２３は「３色分離画像処理回
路」、符号２４は「電源スイッチング回路」、符号２０
１は「Ｒ−ＬＥＤ駆動回路」、符号２０２は「Ｇ−ＬＥ
Ｄ駆動回路」、符号２０３は「Ｂ−ＬＥＤ駆動回路」、
符号４０は「マイクロレンズアレイ」、符号５０は「拡
散板」を示している。液晶パネル１０はモノクロ画像用
であり、光透過率を制御可能な画素を２次元的に配列し
て成り、表示すべき画像を２次元的な透過率分布として
表示可能である。液晶パネル１０の光源基板１３側の面
には、マイクロレンズアレイ４０が液晶パネル１０に密
接して配備され、拡散板５０は、マイクロレンズアレイ
４０と光源基板１３との間には配備されている。液晶パ
ネル１０、マイクロレンズアレイ４０、拡散板５０、光
源基板１３は何れも板状であるので、これらを平行にす
ることにより相互に近接させて配備することができる。

【００１１】光源基板１３は、図１（ｂ）に説明図とし
て示すように、赤色光を発光するＲ−ＬＥＤ、緑色光を
発光するＧ−ＬＥＤ、青色光を発光するＢ−ＬＥＤを、
それぞれ複数個、同一の基板１００上に配してなる（図
中の符号１３０はＬＥＤの集合を示している）。光源基
板１３上のＬＥＤの配備は、Ｒ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤお
よびＢ−ＬＥＤがそれぞれ複数個、この実施の形態では
「規則的」に配列されており、各色ＬＥＤが基板１００
上で、それぞれ実質的に均一に分布するように配備され
ている。図１（ａ）に示すように、基板１３上のＲ−Ｌ
ＥＤ１３１はＲ−ＬＥＤ駆動回路２０１により同時に点
滅され、Ｇ−ＬＥＤ１３２はＧ−ＬＥＤ駆動回路２０２
により、Ｇ−ＬＥＤ１３２はＧ−ＬＥＤ駆動回路２０２
により、それぞれ同時に点滅される。各色ＬＥＤは基板
１００上で均一に分布しているので、Ｒ−ＬＥＤ１３１
を点灯すると基板１００上に赤い光源（実質的な点光源
である）の均一な分布が得られ、Ｇ−ＬＥＤ１３１を点
灯すると基板１００上に緑の点光源の均一な分布が得ら
れ、Ｂ−ＬＥＤ１３２を点灯すると基板１００上に青の
点光源の均一な分布が得られる。各色ＬＥＤを点灯させ
ると、点灯したＬＥＤの色の光は、拡散板５０で拡散さ
れ、マイクロレンズ４０を介して液晶パネル１０を照射
する。

【００１２】Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤ駆動回路２０１，２０
２，２０３は、それぞれ、光源基板１３のＲ−ＬＥＤ１
３１、Ｇ−ＬＥＤ１３２，Ｂ−ＬＥＤ１３３を点滅させ
る回路であり、電源を内蔵し、光源の発光電流を「外部
から手動もしくは制御手段を介し」て調整できるように
なっている。電源スイッチング回路２４は、制御回路２
１の指令を受けて、Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤ駆動回路２０
１，２０２，２０３の電源のスイッチングを行う。この
スイッチングによりＲ−ＬＥＤ１３１、Ｇ−ＬＥＤ１３
２、Ｂ−ＬＥＤ１３３の点滅が色単位で行われる。Ｒ，
Ｇ，Ｂ−ＬＥＤ駆動回路２０１，２０２，２０３および
電源スイッチング回路２４は「光源駆動手段」を構成す
る。

【００１３】「表示すべき画像」は、画像信号として画
像処理回路２２に入力する。画像処理回路２２は制御回
路２１の制御を受けて、入力画像信号を「液晶パネル１
０に表示できる形態に画像処理」し、その結果を３色分
離画像処理回路２３に送る。３色分離画像処理回路２３
は入力された画像情報を画像処理し、表示すべきカラー
画像の赤成分画像・緑成分画像・青成分画像に分離し、
赤・緑・青成分画像を高速で順次に切り換えて空間変調
素子１０に表示する。即ち、画像処理回路２２と３色分
離画像処理装置２３は「画像情報入力手段」を構成す
る。「制御手段」を構成する制御回路２１は、表示すべ
きカラー画像（画像信号として入力される）の、赤・緑
・青成分画像を高速で順次に切り換えて空間変調素子１
０に表示するように、画像情報入力手段２２，２３を制
御するとともに、空間変調素子１０に赤成分画像が表示
されるときはＲ−ＬＥＤ１３１のみ、緑成分画像が表示
されるときはＧ−ＬＥＤ１３２のみ、青成分画像が表示
されるときはＢ−ＬＥＤ１３３のみが点灯するように、
Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤの点滅を順次、高速且つ排他的に切
り換え、周期的に繰返し点灯するように光源駆動手段２
０１，２０２，２０３，２４を制御することにより、各
色ＬＥＤ群の点滅を「色単位」で制御する。

【００１４】従って、液晶パネル１０に表示される赤・
緑・青成分画像は、それぞれ赤・緑・青色光によって照
射される。このとき各色光はマイクロレンズアレイ（個
々のマイクロレンズが液晶パネルの個々の画素に１：１
で対応して形成されている）３０により各画素の開口部
に有効に集光され、光利用効率を高められる。このよう
にして、液晶パネル１０には、赤成分画像が赤色光で、
緑成分画像が緑色光で、青成分画像が青色光で、順次に
切り換えて表示されることになる。上記各色画像の切り
換わりの速度が十分に高速になると、これらを観察する
人の目にはこれら３色の画像が融合され「カラー画像」
として視認される。上記「赤成分画像・緑成分画像・青
成分画像を高速で順次に切り換えて空間変調素子に表示
する」および「Ｒ，Ｇ，Ｂ光源の点滅を順次、高速且つ
排他的に切り換えて周期的にくり返して点灯する」にお
ける「高速」は、上記のように、表示媒体上における上
記各成分画像の切り替わりが人の目にカラー画像として
視認される程度の切り替わり速さであることを意味す
る。

【００１５】即ち、図１に実施の形態を示す画像表示装
置は、光透過率を制御可能な画素を２次元的に配列して
成り、表示すべき画像を２次元的な透過率分布として表
示可能な空間変調素子１０と、赤色光を発光するＲ−Ｌ
ＥＤ１３１、緑色光を発光するＧ−ＬＥＤ１３２および
青色光を発光するＢ−ＬＥＤ１３３を同一基板１００上
に配してなり、空間変調素子１０の背後の、空間変調素
子近傍に配備される光源基板１３と、空間変調素子１０
に、表示すべき画像の画像情報を入力させる画像情報入
力手段２２，２３と、Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤ１３１，１３
２，１３３の点滅を色単位で行う光源駆動手段２０１，
２０２，２０３，２４と、表示すべき画像に応じて画像
情報入力手段２２，２３を制御するとともに、空間変調
素子１０に表示される画像に応じ、光源基板１３におけ
る各色ＬＥＤ群の点滅を色単位で制御する制御手段２１
を有する画像表示装置である（請求項１）。

【００１６】図１の実施の形態における光源基板１３
は、Ｒ−ＬＥＤ１３１、Ｇ−ＬＥＤ１３２およびＢ−Ｌ
ＥＤ１３３がそれぞれ複数個、規則的、且つ、基板１０
０上における各色ＬＥＤの分布が、それぞれ実質的に均
一になるように配列されたものであり（請求項２）、制
御手段２１は、上記のカラー画像表示モードにおいて、
表示すべきカラー画像の赤成分画像・緑成分画像・青成
分画像を順次もしくは選択的に切り換えて空間変調素子
１０に表示するように画像情報入力手段２２，２３を制
御し、赤成分画像が表示されるときはＲ−ＬＥＤのみが
点灯し、緑成分画像が表示されるときはＧ−ＬＥＤのみ
が点灯し、青成分画像が表示されるときはＢ−ＬＥＤの
みが点灯するように、Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤの点滅を制御
するものである（請求項３）。また、空間変調素子１０
と光源基板１３との間には拡散板５０を有し（請求項
４）、空間変調素子１０は「液晶パネル」であり（請求
項５）、空間変調素子１０の照射光入射側に、各画素へ
の照射光の入射効率を高めるためのマイクロレンズアレ
イ４０を有する（請求項６）。拡散板５０および／また
はマイクロレンズアレイ４０は省略してもよい。しかし
マイクロレンズ５０の使用により光の利用効率を高める
ことができ、拡散板５０の使用により、空間変調素子１
０への照射光の空間強度分布を均一化することができ
る。なお、拡散板５０としては、ガラスやアクリルの板
の表面を４μｍ以下に粗したものやオパールガラスが好
適である。

【００１７】図２は、請求項７記載の画像表示装置の実
施の１形態を、説明に必要な部分のみ略示している。煩
雑をさけるため、混同の虞れが無いと思われるものに就
いては図１におけると同一の符号を用いた。図２の実施
形態は、請求項７記載の画像表示装置をビデオカメラ等
の「ビューファインダ」として構成したものであり、光
源基板１３における「各色ＬＥＤが色単位で点滅を制御
される点」は図１の実施の形態におけると全く同様であ
る。液晶パネル１０の、照射光射出側の面には、フィー
ルドレンズ５１が密接して設けられ、液晶パネル１０に
表示されて「高速で順次に切り換えられ、対応する色の
光で照射される画像」を、接眼レンズ５３を介して観察
することにより、カラー画像を観察できる。この場合、
表示されるカラー画像はビデオカメラ等で撮像された映
像である。即ち、図２に実施の形態を示す画像表示装置
は、空間変調素子１０に表示され、光源基板１３からの
光で照明された画像を観察するためのレンズ系５１，５
３を、空間変調素子１０を介して光源基板１３の反対側
に有する。なお、図２の実施の形態に用いる空間変調素
子としては１０ｍｍ×１０ｍｍ程度のサイズの液晶パネ
ルでよく、光源基板１３に配設されるＲ，Ｇ，Ｂ−ＬＥ
Ｄは、各々１〜数個で足りる。

【００１８】図３は、請求項７記載の画像表示装置の実
施の別形態を、説明に必要な部分のみ略示している。煩
雑をさけるため、混同の虞れが無いと思われるものに就
いては図１におけると同一の符号を用いた。図２の実施
形態は、請求項７記載の画像表示装置を、ビデオカメラ
やデジタルカメラ等の撮像した映像やテレビ映像を観察
する装置として構成したものであり、光源基板１３にお
ける各色ＬＥＤが色単位で点滅を制御される点は、図１
の実施の形態におけるのと全く同様である。液晶パネル
１０の、照射光射出側の面にはフィールドレンズ５２が
密接して設けられ、液晶パネル１０に、前述のようにし
て高速で順次に切り換えられ、対応する色の光で照射さ
れる画像を、「拡大レンズ」であるフレネルレンズ５４
により虚像として拡大して観察することにより、適宜の
大きさに拡大されたカラー画像を観察することができ
る。即ち、図３に実施の形態を示す画像表示装置は、空
間変調素子１０に表示され、光源基板１３からの光で照
明された画像を観察するためのレンズ系５２，５４を、
空間変調素子１０を介して光源基板１３の反対側に有す
る。この実施の形態で用いる空間変調素子としては２０
ｍｍ×３０ｍｍ〜３０ｍｍ×４０ｍｍサイズの液晶パネ
ルが適しており、拡大レンズの倍率を３〜５倍程度に設
定することにより、個人用に見やすいサイズのカラー画
像を観察できる。光源基板に配する各色ＬＥＤの数は、
数１０〜数１００が適当である。

【００１９】図４は、請求項８，９記載のプロジェクタ
型の画像表示装置の実施の１形態を、説明の便宜上「分
解斜視図」として描いた図である。

【００２０】プロジェクタ基板２００には、パネルコネ
クタ１０１、光源基板コネクタ１３５と、レンズ台座３
２０とが形成されている。液晶パネル１０には、パネル
電極１０Ａが形成され、パネルコネクタ１０１に液晶パ
ネル１０を差し込むと、パネルコネクタ１０１の側に形
成されているリード電極とパネル電極１０Ａとが接続状
態になる。液晶パネル１０には、マイクロレンズアレイ
４０と拡散板５０とが密着一体化されている。光源基板
１３は、アルミ板等による基板に、それぞれ赤・緑・青
色光を発光するＲ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤの集合体１３０を配
備し、図１に即して説明したように、各色ＬＥＤ群を
「色単位」で点滅できるようになっている。光源基板１
３の基板には、光源基板コネクタ１３５（リード電極が
形成されている）に差し込まれる部分に、図１（ｂ）に
示すように光源用パネル電極１３Ａが形成されており、
図４に示すように、光源基板１３を光源基板コネクタ１
３５に係合させると、光源用パネル電極とリード電極と
が接続状態となる。光源基板１３の基板の背面には冷却
フィン１３４が「冷却手段」として形成されている。光
源基板１３に配備するＲ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤの各個数を調
整することにより、各色の発光量を調整できる。また、
光源基板１３における各色ＬＥＤへの発光電流を調整し
て各色の発光量を調整することにより「好みのカラーバ
ランス」を実現できる。また、冷却フィンにより各色Ｌ
ＥＤを冷却することにより、各色ＬＥＤの発光輝度を有
効に高めることができる。

【００２１】レンズ台座３２０には、図示されない基準
溝や基準ピン等の位置決め手段が設けられ、この位置決
め手段により投影用結像レンズ３０の位置決めが行われ
る。上記のように各機材をプロジェクタ基板２００に組
み付けたのちに、プロジェクタ基板２００全面を覆うよ
うな上蓋、あるいは上蓋と側面カバーとで各部を狙いの
位置に配置できるように設ける。なお「画像情報入力手
段、光源駆動手段や制御手段や電源のような電気系統」
は、上記のようにして構成されるプロジェクタ本体の内
部に配備してもよいし、本体と分離して設けても良い。
液晶パネル１０を透過した光束は、投影用結像レンズ３
０により結像光束とされ、例えばスクリーン上に投影さ
れて上記画像の拡大像を結像する。この場合の液晶パネ
ルとしては３０ｍｍ×４０ｍｍ程度のサイズのものが良
く、光源基板上に配備される各色ＬＥＤの数は、各色ご
とに、数１００個が適当である。即ち、図４に実施の形
態を示すプロジェクタ型の画像表示装置は、空間変調素
子１０を介して光源基板１３の反対側に、空間変調素子
１０を透過した光束を結像する投影用結像レンズ３０を
有し（請求項８）、空間変調素子１０と光源基板１３と
投影用結像レンズ３０および拡散板５０とを、同一の支
持基板２００に装備したものである（請求項９）。

【００２２】図５は、請求項１０記載の画像表示装置を
「デスクトップ型のプロジェクタ型カラー画像表示装
置」として構成した実施の形態を示している。この実施
の形態において、プロジェクタ型カラー画像表示装置
は、プロジェクタ７０と表示媒体８０とを有し、これら
を机面５００上に置いてオペレータＯＰが使用する。プ
ロジェクタ７０は図４に即して説明した形態のものであ
り、プロジェクタ７０からの結像光束を、反射鏡７５を
介して表示媒体８０上に投影結像させる。表示媒体８０
は「対角長：３０インチ以下のスクリーン」等である。
例えば、液晶パネル上の画像を対角長：２０インチ程度
の表示媒体に表示するのであれば、表示媒体と液晶パネ
ルとの共役長を３０ｃｍ程度にすることができるので、
図５に示すように、プロジェクタ７０や表示媒体８０を
机面５００上に配置するのは容易である。また、プロジ
ェクタの制御手段をキーボード７６を介して制御できる
ようにし、キーボード７６からの入力により表示動作を
制御できるようにするとともに、キーボード７６からの
入力情報を表示画像として表示できるようにした。即
ち、このような実施の形態では、プロジェクタ型カラー
画像表示装置は「コンピュータやワードプロセッサのデ
ィスプレイ装置」としても使用することができる。な
お、オペレータＯＰが表示媒体８０を見るのに反射鏡７
５が妨げにならないように、表示媒体８０は机面５００
から高めに設定するのが良い。

【００２３】請求項１０記載の画像表示装置における
「表示媒体」としては、スクリーン以外に、凹面鏡やホ
ログラムコンバイナ、ハーフミラーあるいはレンチキュ
ラースクリーン等を利用できるが、画像表示の環境が通
常の室内等の「明るい場所」である場合には、凹面鏡や
ホログラムコンバイナやレンチキュラースクリーン等、
プロジェクタ１００からの光束を、ある限られた範囲に
反射する機能をもった表示媒体が好ましい。ＬＥＤの光
源は、表示媒体に画像を投影する場合、小型で輝度があ
るため、その特性を活かすことができる。

【００２４】図６は「表示媒体」として凹面鏡８５を用
いた実施の形態を示す。プロジェクタ７０からの結像光
束は、反射鏡７５で反射され、凹面鏡８５により反射さ
れて凹面鏡の鏡面から離れた像面上に、空中像Ｉｍとし
て結像する。観察者が視域８７内に目を位置させると、
空中像Ｉｍを観察することができる。即ち、図５，図６
に実施の形態を示す画像表示装置は、結像レンズによる
結像光束を投影される表示媒体８０または８５を有し、
該表示媒体が対角長：３０インチ以下の、スクリーン８
０もしくは凹面鏡８５である（請求項１０）。この発明
の画像表示装置はまた、ヘッドマウントディスプレイの
表示装置として実施することもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な画像表示装置を実現できる。この発明の画像表
示装置は、カラー画像を構成する赤・緑・青色成分画像
を空間的に合成するのではなく「時間的に合成」するの
で、従来の３板式の画像表示装置と同様の解像性を単一
の空間変調素子を用いて実現でき、照明光の色分解・照
明光の合流の必要がないので、色分解・照明光合流用の
スペースが不用でありコンパクトに実現できる。また、
光源が「ＬＥＤを用いたもの」であるので、白色光源を
用いるものに比して発熱量が少なく、冷却装置も冷却フ
ィンのような消極的且つ簡単なものでよい。なお、光源
として用いるＬＥＤの発光の種類が許すならば、上記赤
・緑・青の３色に代えて、カラー画像を合成できる他の
３色、例えば「マゼンタ・イエロー・シアン等の組合
せ」を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像表示装置の実施の１形態を説明
するための図である。

【図２】請求項７記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。

【図３】請求項７記載の発明の実施の別形態を説明する
ための図である。

【図４】請求項８，９記載の発明の実施の１形態を説明
するための図である。

【図５】請求項１０記載の発明の実施の１形態を説明す
るための図である。

【図６】請求項１０記載の発明の実施の別形態を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１０空間変調素子である液晶パネル１３光源基板１３１Ｒ−ＬＥＤ１３２Ｇ−ＬＥＤ１３３Ｂ−ＬＥＤ

フロントページの続き (72)発明者上田健東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過率を制御可能な画素を２次元的に配
列して成り、表示すべき画像を２次元的な透過率分布と
して表示可能な空間変調素子と、赤色光を発光するＲ−ＬＥＤ、緑色光を発光するＧ−Ｌ
ＥＤおよび青色光を発光するＢ−ＬＥＤを同一基板上に
配してなり、上記空間変調素子の背後の、上記空間変調
素子近傍に配備される光源基板と、上記空間変調素子に、表示すべき画像の画像情報を入力
させる画像情報入力手段と、上記Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤの点滅を、色単位で行う光源駆
動手段と、表示すべき画像に応じて上記画像情報入力手段を制御す
るとともに、上記空間変調素子に表示される画像に応
じ、光源基板における各色ＬＥＤ群の点滅を色単位で制
御する制御手段を有することを特徴とする画像表示装
置。
【請求項２】請求項１記載の画像表示装置において、光源基板には、Ｒ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤおよびＢ−ＬＥ
Ｄがそれぞれ複数個、規則的もしくはランダムに、且
つ、基板上における各色ＬＥＤの分布が、それぞれ実質
的に均一になるように配列されたことを特徴とする画像
表示装置。
【請求項３】請求項１または２記載の画像表示装置にお
いて、制御手段が、カラー画像表示モードでは、表示すべきカラー画像の赤
成分画像・緑成分画像・青成分画像を順次もしくは選択
的に切り換えて空間変調素子に表示するように画像情報
入力手段を制御し、赤成分画像が表示されるときはＲ−
ＬＥＤのみが点灯し、緑成分画像が表示されるときはＧ
−ＬＥＤのみが点灯し、青成分画像が表示されるときは
Ｂ−ＬＥＤのみが点灯するように、Ｒ，Ｇ，Ｂ−ＬＥＤ
の点滅を制御するものであることを特徴とする画像表示
装置。
【請求項４】請求項１〜３の任意の１に記載の画像表示
装置において、空間変調素子と光源基板との間に拡散板を有することを
特徴とする画像表示装置。
【請求項５】請求項１〜４の任意の１に記載の画像表示
装置において、空間変調素子が液晶パネルであることを特徴とする画像
表示装置。
【請求項６】請求項１〜５の任意の１に記載の画像表示
装置において、空間変調素子の照射光入射側に、各画素への照射光の入
射効率を高めるためのマイクロレンズアレイを有するこ
とを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】請求項１〜６の任意の１に記載の画像表示
装置において、空間変調素子に表示され、光源基板からの光で照明され
た画像を観察するためのレンズ系を、上記空間変調素子
を介して上記光源基板の反対側に有することを特徴とす
る画像表示装置。
【請求項８】請求項１〜６の任意の１に記載の画像表示
装置において、空間変調素子を介して光源基板の反対側に、上記空間変
調素子を透過した光束を結像する投影用結像レンズを有
することを特徴とするプロジェクタ型の画像表示装置。
【請求項９】請求項８記載の画像表示装置において、空間変調素子と光源基板と投影用結像レンズ、またはこ
れらと拡散板とを同一の支持基板に装備したことを特徴
とするプロジェクタ型の画像表示装置。
【請求項１０】請求項８または９記載の画像表示装置に
おいて、投影用結像レンズによる結像光束を投影される表示媒体
を有し、該表示媒体が対角長：３０インチ以下の、スクリーンも
しくは凹面鏡またはホログラムコンバイナもしくはハー
フミラーあるいはレンチキュラースクリーンであること
を特徴とするプロジェクタ型の画像表示装置。