WO2004031850A1 - 投影表示装置 - Google Patents

Abstract

複数の発光体（１０１）と、それらを点灯駆動する発光体駆動部（１０２）と、点灯する上記複数の発光体（１０１）の出射光を光学的にそれぞれ別々に導き出射する複数の導光部材（１０３）と、これら導光部材（１０３）と上記発光体（１０１）との相対的な移動を稼動可能にする可動部（１０４）と、上記複数の導光部材（１０３）に入射する光を上記複数の発光体（１０１）の光から選択するように、上記可動部（１０４）、及び／または、上記発光体駆動部（１０２）を制御する光選択制御部（１０７）とからなる照明ユニット（１００）からの出射光を照明部材（３００）を介して光変調素子（２００）に照射照明し、上記照明ユニット（１００）からの出射光が該出射光に相応しい上記光変調素子（２００）を照明するように、上記光選択制御部（１０７）と上記光変調素子（２００）とを表示制御部（６００）で制御する。

Description

明 細 書

投影表示装置

技術分野

本発明は、 光の利用効率が高 く 、 高輝度且つ小型化を実現 する投影表示装置に関する ものである。

背景技術

従来、 特定箇所に効率良く 照明する集光照明装置、 例えば 車のヘッ ド ライ ト、 スタ ン ド照明、 スポッ ト ライ ト、 懐中電 灯、 データプロ ジェク タ用照明ュニッ ト等は、 相対的によ り 点光源に近い発光源か らの光を、 反射形状が工夫された反射 ユニッ ト に反射させ、 またその反射した光を光学レンズ等に よ り 光束の指向性を高める、 と言っ た比較的単純な方法によ り通常集光性能が高い照明を行なおう と している。

一般照明においても同様の こ とが言えるが、 これら集光照 明装置においても、 装置そのもののサイ ズをさ ほど大き く せ ずに、 よ り 明る い照明光を得たい とする欲求は高い。 しかし ながら一般的には、 よ り 明るい照明光を得るために、 発光源 のサイ ズは大き く なつて しま う が、 発光源の印加電力を大き く し出力を高めている。 また、 同時に、 その集光性能を高め るために、 発光源に対し相対的に拡大した反射ユニッ ト或い は光学レンズを適用するよ う に している。 従っ て、 集光効率 良く 明る さ を得よ う とするには、 照明装置のサイ ズは必然的 に、 発光源に対し大き く なら ざる を得ない。 換言すれば、 高 出力で且つ点光源に近い小型発光源があれば、 照明装置全体 も小型化が可能となる。 そのよ う な要求か ら、 従来方式にお いても発光源の小型化が進め られてお り 、 特に高出力が可能 な放電タイ プによる小型発光源が現在有力な手段となってい る。 但し、 小型放電タイ プの発光源であっても、 回路規模を 小さ く する こ とが困難な高圧電源による駆動が必要であるな ど、 照明装置 トータルと しての小型化に対する課題も多い。 従って、 小型放電タイ プの発光源を用 いた照明装置の小型化 については、 既にほぼ限界に近づいてきている と言われてい る。

一方、 次世代小型発光源と して発光ダイ オー ド （以下、 L E D と略記する。 ） が昨今著 しい注目 を浴びている。 これま で L E D と言えば、 小型、 高耐性、 長寿命な どの長所はある ものの、 その発光効率及び発光出力の点で制約があっ た。 そ のため、 各種計器類用イ ンジケータ照明や制御状態の確認ラ ンプと しての用途が主であっ た。 しか しなが ら近年、 発光効 率が急速に改善されつつある。 従来最も高効率と されている 放電タイ プの高圧水銀ラ ンプや蛍光燈ラ ンプの発光効率を超 えるのは時間の問題である と言われている。 この高効率高輝 度 L E Dの出現によ り 、 L E D による高出力発光源が急速に 実用性を帯びてきている。 また最近にな り 、 従来の赤色、 緑 色に加えて青色 L E Dが実用段階を向かえた こ と も、 その応 用 を加速させている。 事実、 この高効率高輝度 L E D を複数 用 いる こ と によ り 、 これまでは明る さ或いは効率の点で不可 能であっ た交通信号灯、 屋外用大型フルカ ラーディ スプレイ 、 自動車の各種ラ ンプ、 携帯電話の液晶表示のバッ ク ライ 卜へ の実用化が始まっている。 集光性能が求め られる照明装置の有望な小型発光源と して、 この高効率高輝度 L E Dの適用が考え られている。 L E Dは 元来、 寿命、 耐久性、 点灯速度、 点灯駆動回路の簡易性の点 で他の発光源とは優れた特徴を有している。 さ ら に、 と り わ け青色が加わ り 自発光の発光源と して 3 原色が揃っ たこ とは、 フルカ ラー画像表示装置と しての応用範囲が拡大された。 集 光性能が求め ら れる照明装置の典型例 と して例え ば、 画像 データか ら表示画像を形成して映し出すプロ ジェ ク タ表示装 置がある。 このプロジェ ク タ表示装置では、 これまで、 白色 系の発光源の光か ら、 カ ラーフ ィ ルタ等によ り 所望する原色 を分離し、 各色毎に対応する画像データ に対し空間光変調を 施し、 それら を空間的または時間的に合成する こ と によ り 、 カ ラー画像表示を可能に してきた。 白色系の発光源を用 いる 場合、 所望する唯一の色を分離して利用するため、 分離した 色以外はフ ィ ルターによ って無駄に捨てる こ とになる場合も 多い。 その点、 L E Dは所望する色自体を発光するので、 必 要な ときに必要な量の発光が可能である。 よって、 従来の白 色系発光源の場合に比して光を無駄にする こ とな く 、 効率よ く 発光源の光を利用する こ とができる。

こ のよ う な L E Dの優れた適用条件に着目 し、 例えば、 特 開平 1 1 一 3 2 2 7 8号公報ゃ特開平 1 1 — 3 5 2 5 8 9号 公報等に、 L E Dをプロ ジェ ク タ表示装置用の照明装置に適 用 した例が開示されている。 これら公報に開示の技術では、 複数の L E Dを構成する こ と によ り光量を確保している。 そ して、 個々 の発光源か らの一部の光束を光学レンズ等の光学 素子によ り 集光し、 照射する光変調素子が許容する入射角に 上手く 納まる よ う に光朿制御する。 一般に広 く 使われている 液晶デバイ スのよ う な光変調素子は、 照明光と して許容され る入射角が非常に小さ い。 そのため、 単なる集光性能のみな らず、 よ り 平行性の高い光束を形成し照射される こ とが理想 とされる。 これは、 光変調素子における光利用効率を高める 上で非常に重要なボイ ン 卜 となっている。

しか し、 上記のよ う に L E D を発光源と して用 いよ う とす る場合、 点光源ではなく 面発光の拡散光源と して扱わねばな らないと言う 制約がある。 そのため、 発光する光を レンズ等 の光学素子を使って、 点光源の場合のよ う に、 効率良 く 容易 に集光し平行性を高めた光束を得る、 という こ とが理論上非 常に困難になっ てく る。 さ ら に、 光量を確保するためには、 必然的に、 多数の L E D を構成する こ とが必要になって く る。 しか しながら 、 そうする と、 その分、 構成サイ ズが大き く な る こ とか ら、 複数 L E Dの光を合成して平行性を高めた光束 を得る こ とが一層困難になっ て く る。 この こ とは、 L E Dが 優れた小型光源と して多く の特性を備えながら も、 よ り効率 良 く 集光し平行性を高めた光束を得たいと言う 目的か ら は、 さ ら に遊離 してい く 結果となっ ている。

即ち、 L E D は、 小型光源で且つ元来有する数々 の優位性 に加え、 高輝度高効率化に向けて進化 してい く という好材料 を揃えている。 しかしながら、 所定領域に集光性または平行 性を高めた効率の良い照明が必要な装置に対しては、 非常に 適用 し辛いと言う今だ解決されない問題を残 している。 発明の開示

本発明の 目的は、 L E Dのよ う な発光体を用 いた場合に困 難とされてきた、 集光性または平行性に優れ、 且つ非常に明 るい照明光を得よ う とする ものであ り 、 同時点灯の発光体の 構成数を必要以上に多く せず、 発熱そのものを抑圧する と共 に放熱性を改善し、 発光体の負荷を低減 しながら も効率良く 非常に明る い照明光を作 り 出すこ とが可能な照明ュニッ ト を 提供し、 もって、 明るい投影表示が行なえる投影表示装置を 提供する こ とを 目的とする。

即ち、 単に L E D のよ う な発光体を多数配列して同時点灯 によ り 光量を稼ごう とする方法では、 発光面の大きさ に伴い 光学系等も必然的に大き く な ら ざる を得ず、 装置自体の規模 が大き く なつて しまった り 、 集光性または平行性の高い光束 を効率良く 作 り 出せなかっ た り と、 非常に困難な課題を抱え ていたが、 本発明はそれら を一気に解決し、 L E D を照明光 源と した明る く 、 色再現の良い投影表示装置を提供する こ と を 目的とする。

本発明における投影表示装置は、

複数の発光体と、

上記複数の発光体それぞれを点灯駆動する点灯手段と、 上記点灯手段で点灯する上記複数の発光体の出射光を光学 的にそれぞれ別々 に導き出射する複数の導光手段と、

上記複数の導光手段と前記発光体との相対的な移動を稼動 可能にする可動手段と、

上記複数の導光手段に入射する光を前記複数の発光体の光 か ら選択するよ う に、 上記可動手段、 及び/または、 上記点 灯手段を制御する光選択制御手段と、

自 ら に入射された光をイ メージデータに従っ て光変調する 光変調素子と、

上記複数の導光手段か らの出射光で上記光変調素子を照明 するよ う に した照明手段と、

上記複数の導光手段か らの出射光が該出射光に相応しい上 記光変調素子を照明するよ う に、 上記光選択制御手段と上記 光変調素子と を制御する表示制御手段と、

を具備する こ とを特徴とする。

図面の簡単な説明

図 1 は、 照明原理を説明するための本発明の第 1 実施例に 係る投影表示装置における照明ュニッ 卜 の機能ブロ ッ ク 図で ある。

図 2 は、 発光ユニ ッ ト部の構成を示す図である。

図 3 は、 L E Dの印加電流と発光量の関係をモデル化した グラ フで示した図である。

図 4 は、 図 2 中の 7 つの L E Dの発光タイ ミ ングを示す図 である。

図 5 Aは、 第 1 実施例における発光ユニッ ト部の更に別の 変形例を背面か ら見た図である。

図 5 Bは、 図 5 Aの B B ' 線矢視断面図である。

図 6 は、 第 1 実施例に係る投影表示装置のブロ ッ ク構成図 である。

図 7 は、 第 1 実施例に係る投影表示装置の変形例を示す図 である。

図 8 Aは、 本発明の第 2 実施例に係る投影表示装置に使用 される ロ ッ ド稼動型照明ュニッ 卜 の構成を示す断面図である。

図 8 B は、 第 2 実施例 に係る 投影表示装置に使用 さ れる ロ ッ ド稼動型照明ュニッ 卜 の右側面図である。

図 9 は、 本発明の第 3 実施例に係る投影表示装置における L E D の配置と導光ロ ッ ド部材との関係を示す図である。

図 1 0 は、 第 3 実施例に係る投影表示装置の光学的な構成 を示す図である。

図 1 1 は、 導光ロ ッ ド部材の位置と光変調素子の駆動タイ ミ ングとの関係を示す図である。

図 1 2 は、 第 3 実施例に係る投影表示装置の電気制御系の ブロ ッ ク構成図である。

図 1 3 は、 本発明の第 4 実施例に係る投影表示装置の光学 的な構成を示す図である。

図 1 4 は、 ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト と光変調素子の駆動 タイ ミ ングを示す図である。

図 1 5 は、 第 4実施例に係る投影表示装置の電気制御系の ブロ ッ ク構成図である。

図 1 6 は、 本発明の第 5 実施例に係る投影表示装置の光学 的な構成を示す図である。

図 1 7 は、 第 5 実施例に係る投影表示装置の光学的な構成 の別の例を示す図である。

図 1 8 は、 第 5 実施例に係る投影表示装置の光学的な構成 の更に別の例を示す図である。 図 1 9 は、 第 5実施例に係る投影表示装置の電気制御系の ブロ ッ ク構成図である。

図 2 0 は、 L E Dの発光と光変調素子駆動のタイ ミ ングを 示す図である。

図 2 1 は、 本発明の第 6 実施例に係る投影表示装置の光学 的な構成を示す図である。

図 2 2 は、 ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ 卜 と光変調素子の駆動 タイ ミ ングを示す図である。

図 2 3 Aは、 図 2 1 中の D M " 1 " の分光特性を示す図で ある。

図 2 3 B は、 図 2 1 中の D M " 2 " の分光特性を示す図で ある。

図 2 4 は、 第 6実施例に係る投影表示装置の変形例の光学 的な構成を示す図である。

図 2 5 は、 本発明の第 7 実施例に係る投影表示装置の光学 的な構成を示す図である。

図 2 6 は、 ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト と光変調素子の駆動 タイ ミ ングを示す図である。

図 2 7 は、 図 2 5 中の D Mの分光特性を示す図である。 図 2 8 は、 各ロ ッ ド稼動型照明ュニッ 卜 に使用 される各色 の L E Dの色度座標と、 各色毎に合成された色座標と、 色再 現できる色の領域とを示す色度図である。

図 2 9 は、 色彩情報変換のための画像信号処理回路の構成 を示す図である。

図 3 0 は、 本発明の第 8 実施例に係る投影表示装置の光学 的な構成を示す図である。

図 3 1 は、 第 8 実施例に係る投影表示装置の変形例の光学 的な構成を示す図である。

図 3 2 は、 第 8 実施例に係る投影表示装置の電気制御系の ブロ ッ ク構成図である。

図 3 3 は、 各ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト の駆動タイ ミ ング を示す図である。

図 3 4 は、 本発明の第 9 実施例に係る投影表示装置の光学 的な構成を示す図である。

図 3 5 は、 第 9 実施例に係る投影表示装置の構成を利用 し て G系の色を 2 色と した場合における各ロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ 卜 に使用 される各色の L E D の色度座標と色再現できる 色の領域と を示す色度図である。

図 3 6 は、 第 9 実施例に係る投影表示装置の構成を利用 し て R系の色を 2 色と した場合における各ロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ 卜 に使用 される各色の L E D の色度座標と色再現できる 色の領域と を示す色度図である。

図 3 7 は、 本発明の第 1 0 実施例に係る投影表示装置に使 用 される ロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト における L E Dの配置と 導光ロ ッ ド部材との関係を示す図である。

図 3 8 は、 本発明の第 1 1 実施例に係る投影表示装置の光 学的な構成を示す図である。

図 3 9 Aは、 第 1 1 実施例に係る投影表示装置に使用 され る ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ ト にお ける L E D の配置と導光 ロ ッ ド部材との関係を示す図である。 図 3 9 Bは、 図 3 9 Aの B B ' 線矢視断面図である。

図 3 9 Cは、 図 3 9 Bの矢視 C C ' 線における出射光束の 概略形を示す図である。

図 3 9 Dは、 図 3 9 Bの D D ' 線における出射光束の概略 形を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施例を図面を用 いて説明する。

[第 1 実施例 ]

本発明の投影表示装置の第 1 実施例を詳細に説明する前に、 まず、 本発明の第 1 実施例に係る投影表示装置における照明 ュニッ 卜 の基本的な照明原理を説明する。

こ こで、 照明原理とは、 図 1 及び図 2 を参照 して説明する と、 点灯手段に相当する点灯部と しての、 発光体例えば高輝 度 L E D、 の発光量を調整する機能を有する発光体駆動部 7 ； 照明手段に相当する照明部と しての、 点灯する発光体の 光を被照明領域に集光する光学レ ンズ 1 7 ， 1 8 ; 可動手段 に相当する可動部と しての、 光制御部材である支持部材 1 1 を稼動可能にするボイ ス コイ ルモー夕 1 2 などの発光体可動 部 4 ； 及び、 上記光学レンズの集光領域の中心にあたる発光 基準位置に上記可動手段によ り L E D を移動させる制御量を 与える発光体可動制御部 2 とその発光体基準位置にある L E Dを単パルス的に大きな電流を供給して発光するよ う点灯手 段に制御量を与える発光体選択制御部 6 とか らなる光選択制 御手段に相当する光選択制御部、 によっ て被照明領域に明る く 照明する ものである。 動作開始命令部 1 は、 該照明ユニ ッ ト によ る照明動作の開 始を命令する信号を出力する ものである。 この動作開始命令 の出力は、 照明を開始するためにユーザが操作する不図示 ト リ ガスイ ッ チに連動する もの とする こ とができる。 ある いは、 照明動作を起動させる こ とが必要な不図示の他の機能ブロ ッ ク と連動する ものであっても良い。 上記動作開始命令部 1 か ら出力された信号は、 発光体可動制御部 2 に入力される。

一方、 発光ユニ ッ ト部 3 には、 複数の発光体、 例えば L E D L ！ , L ₂ , …， L _nが配置構成されている。 これら L E D は、 それ自体が機械的に可動可能な機構になっている。 L E D を駆動させ可動するために発光体可動部 4 が構成されて いる。 上記発光体可動制御部 2 は、 この発光体可動部 4 に対 し、 L E D の移動制御量を与える。 その与え られた制御量に 応じて、 L E D は上記発光体可動部 4 によっ て、 空間的高速 移動がなされる。 上記発光体可動部 4 は、 例えば電磁式モー 夕、 静電式モー夕、 など電気的に移動制御できる ものが現実 的であ り 、 求め られる条件によって適切なる手段が選択され れば良い。

また、 L E D近傍には、 L E Dの移動量或いは移動夕イ ミ ングを知るための発光体位置検出セ ンサを構成する発光体位 置検出部 5 が付設されている。 この発光体位置検出部 5 は、 L E Dの位置検出を行なう こ とで発光させるべき L E D を検 出し、 それに対応した信号を出力する。

上記発光体位置検出部 5 か ら出力 された信号は、 発光体選 択制御部 6 に入力される。 この発光体選択制御部 6 は、 その 入力信号に基づいて、 発光させるべき L E D を選択する。 そ して、 その選択した L E Dに対し、 発光のオン、 オフまたは 発光量を与える制御量を出力する。 こ の出力された制御量は、 上記 L E D L ！ , L ₂ , …， L _nそれぞれに対応づけられて 構成されている点灯手段である発光体駆動部 7 ェ ， 7 ₂，

7 _nの内の何れか選択された発光体駆動部に,入力される （こ の場合、 L E D は n 個カゝ ら構成されている こ とを示してい る） 。

なお、 上記 L E D L ！ , L ₂ , …， L _nの発光色の内訳が 異なる色の光を発光可能な もので構成できる場合、 L E D L ！ , L ₂， …， L _nが発光体可動部 4 によ っ て高速移動、 例えば 1 6 0 秒以下にする こ とによ り、 それらの発光色を 混合した照明光を視覚の残光現象を用いて作り 出すこ とがで きる。 この知覚可能な混合色は個々の L E Dの発光色の組み 合わせ、 或いは個々の発光量によって柔軟に設定が可能であ る。 従って、 照明色特性設定部 8 において求める照明光の混 合色を設定し、 その情報を発光体選択制御部 6 に与える こ と によ り 、 それに対応する制御量を発光体選択制御部 6 は出力 するこ とができる。 上記照明色特性設定部 8 での照明色の設 定の仕方は、 機械的手段、 電気的手段、 ソ フ トウェア的手段 の何れの手段でも構わない。 また、 設定の内容も、 求める照 明色のような直接的なものでも良い し、 個々の異なる発光色 の L E Dに対し発光量を設定するよ うな間接的なものでも良 い。 なお、 混合色を設定する方法と しては、 上記のような発 光色や発光量を設定する方法以外に、 L E D個々 の発光時間 を制御し変化させるよ うな方法を用 いても良い。

即ち、 本実施例によれば、 複数の L E Dが構成され、 それ ら L E Dが高速に移動をする と共に、 特定の個所に位置した L E Dを単パルス的に発光させ、 連鎖的に異なる L E D を該 特定の箇所で連続的に発光させてい く こ とで、 見かけ上一つ の し E D と等価の連続発光を得る こ とができる。

図 2 は、 図 1 で説明 した発光ユニッ ト部 3 によ り 上記照明 原理に基づいて照明ユニッ ト を最も単純に構成した場合にお ける、 照明ュニッ 卜の構成を示す図である。

この例では、 発光体と して 7 個の L E Dを用 いている。 即 ち、 L E D L ェ〜 L ₇が、 図示の如 く 等間隔に支持部材 1 1 上に実装されている。 こ こで、 L E Dは、 砲弾型の レンズを 有している。 上記支持部材 1 1 は、 上記発光体可動部 4 に相 当するボイ ス コイルモー夕 1 2 によ り 図中の矢印 A 1 方向に 高速摺動が可能な機構を有している。

また、 上記支持部材 1 1 の背面には、 L E D L 〜 L ₇ と 対の関係になるよ う に して、 7 つの反射部 1 3 が互いに分離 して形成されている。 これら反射部 1 3 は、 発光素子 1 4及 び受光素子 1 5 と共に上記発光体位置検出部 5 を構成する も のである。 即ち、 これら反射部 1 3 は、 発光素子 1 4か ら所 定の方向に発せられた光を反射し、 受光素子 1 5 によ り 受光 可能なよ う に固定的に配設されている。 そして、 図示の如く 所定の発光基準位置 1 6 に反射部 1 3 が来る と、 そこか ら反 射された光が上記受光素子 1 5 に入力される。 よって、 初期 の反射部か らの反射回数をカ ウ ン トする こ とで、 反射部と対 となっている L E Dが発光基準位置 1 6 に存在するかどう力、 を検知する こ とができる。 なお、 発光基準位置 1 6 としては、 同図の状態で L E D L iが位置している所と している。

上記発光基準位置 1 6 にある L E Dの発光前面には、 発光 した光を集光するための光学レンズ 1 7 並びに該光学レンズ 1 7 によ り集光された光を所望する被照射領域に照射可能な よう に光路制御するための光学レンズ 1 8 が構成されている。 即ち、 上記支持部材 1 1 が移動し、 上記発光基準位置 1 6 を L E Dが通過する と、 その通過する L E Dのみ発光し、 その 光が被照射領域に照射される。 この動作を、 L E D L i 〜 L ₇ について順次繰り返すこ とによ り 、 ある一定時間内にお いて L E D L i 〜 L ₇が発光した光が時分割ではあっても見 かけ上ほぼ連続した照明光が得られる こ とになる。

図 3 に示すよう に、 L E Dは、 所定の許容限界はある もの の印加電流を増加する と発光する光の量も増加させる こ とが できる。 許容限界は当然、 使われる材料特性、 組成欠陥、 放 熱性能、 周辺電極の電気伝導特性、 などに影響され決定され るものである。 しかしながら、 同一 L E Dでも特に放熱性能 を高める こ とによ り 、 連続発光における印加電流の定格以上 に電流を与え大光量を得る こ とが可能である。

放熱性を高めるには、 L E D周囲の熱伝導性を高めて熱を よ り短時間で放出する方法は勿論であるが、 連続発光ではな く 、 極短時間のパルス発光によ り非発光時間を多く 取るよう にすれば、 発熱を抑えた発光が可能となる。 即ち、 発光時間 内に限定して観察すれば、 極短時間に電流をよ り多く 印加し て、 連続発光に比して明るさを増強して発光させる ことが可 能である。 この特性を利用.し、 本実施例のよ うな照明原理を 利用すると、 連続発光では得られない強力な光を作り 出すこ とが可能となる。

なお、 上記説明では、 L E D L i〜 L ₇が光学レンズ 1 7 ， 1 8 に対し移動すると したが、 光学レンズ 1 7 ， 1 8が L E D L i〜 L ₇に対し相対的に移動するよ う にしても構わず、 そのよ う に構成しても同様の効果が得られるのは言う までも ない。

図 4 は、 図 2 で説明した L E D L i〜 L ₇の発光タイ ミ ン グを示したタイ ミ ングチャー トである。 横軸を時間軸、 縦軸 を発光量と してある。 この図 4 よ り わかる よ う に、 L E D L i〜 L ₇は個々 は時分割され、 それらが連続した形で発光 制御がなされる。

なお、 上記光学レンズ 1 7 , 1 8 を 1 個のロ ッ ド レンズに 置換して構成しても、 同様に、 照明光を得るための光学構成 を取る こ とができる。

更には、 上記光学レンズ 1 7 の前段に、 L E Dからの光を 上記光学レンズ 1 7 に導き出射する導光手段 （導光部材） と してのロ ッ ド部材を配設する こ とで、 上記光学レンズ 1 7 ， 1 8 を上記 L E Dから離れた位置に配置するよ う にしても良 い。

図 5 A及び図 5 B に示すよ う に、 本実施例における発光ュ ニッ ト部 3 の更に別の変形例では、 回転軸 2 0 に連結した光 制御部材である平面反射鏡 2 1 が一体化された構造となって いる。 回転軸 2 0 は回転軸受け 2 2 によっ て支持され、 駆動 モ一夕 2 3 と連結されている。 この駆動モ一夕 2 3 によ り 、 上記平面反射鏡 2 1 が図示矢印 A 2 方向に高速に回転できる 機構となっ ている。

一方、 上記回転軸 2 0 を共通の中心軸と して、 ド ラム形状 の ド ラム支持部材 2 4が図の如 く 固定化されて形成され、 発 光体と しての L E D 2 5 が該 ド ラム支持部材 2 4 の内側の側 面に沿って 2 段を成して密に配設されている。 なお、 図 5 A では、 L E D 2 5 それぞれの発光色の違いをハ ツチングを異 な らせる こ とで表わ してお り （従って、 ハ ッ チングして示す 部分は断面を表わすものではない） 、 図 5 Bでは、 簡略化の ため、 L E D 2 5 それぞれを描く 代わ り に、 同一色を連続に 配列し、 円周が設定する色毎 （異なる破線のハ ッチングによ り 示す） で 区分 さ れ、 一 回転す る 過程 で赤 （ R ) 色、 緑 ( G ) 色、 青 （ B ) 色の順に発光する光の色が切 り 替わる L E D列 2 6 R , 2 6 G , 2 6 B と して描いてある。

また、 2 セッ ト の集光レンズ 2 7 が、 上記平面反射鏡 2 1 と連動して回転移動可能なよ う に、 上記回転軸 2 0 と一体化 された回転支持部材 2 8 によ り 支持されている。 なお、 L E D 2 5 を配設する段数及び集光レンズ 2 7 のセ ッ ト数は同一 である こ とが基本的であるが、 その数についてはこの限り で はなく 、 必要に応じて適切なる数が設定されれば良い。

このよ う な構成において、 上記平面反射鏡 2 1 の一回転に 対し、 1 フ レームのカ ラー画像に必要な 3 原色のフィ ール ド 画像を生成可能な照明光を得る こ とができるよ う になつてい る。 つま り 、 ド ラム支持部材 2 4 に配設された L E D 2 5 は、 時分割に順次発光を繰 り 返 し、 内周の側面を周回するよ う に 連鎖的発光を行なう （発光ポイ ン ト 2 9 が周回する） 。 この 場合、 平面反射鏡 2 1 が回転動作を行なう と、 それに同期す るよ う に して対応関係にある L E D 2 5 が発光を行なう よ う に発光制御がなされる。 即ち、 発光した L E D 2 5 の光が平 面反射鏡 2 1 に反射され集光されて、 光学レンズ 3 0 を介し て被照射領域に出射される構成関係を成している。

即ち、 上記平面反射鏡 2 1 が回転動作を行なう と、 それに 同期するよ う に して対応関係にある L E D 2 5 が発光を行な う よ う に発光制御がなされるが、 発光する L E D 2 5 か らの 光を良好に取 り 込める配置関係に集光レ ンズ 2 7 が設け られ ている。 即ち、 発光した L E D 2 5 の光が集光レンズ 2 7 で 一旦集光されて、 平面反射鏡 2 1 に反射され光路を曲げ、 光 学レ ンズ 3 0 を介して被照射領域に出射される構成関係を成 している。

以上、 本発明の第 1 実施例 と して、 複数の L E D L i〜 L _n又は 2 5 が構成され、 それら L E Dが高速に移動をする 又は平面反射鏡 2 1 及び集光レンズ 2 7 が高速に回転移動す る と共に、 特定の個所 （発光基準位置 1 6 又は発光ポイ ン ト 2 9 ) に位置した L E Dを単パルス的に発光させ、 連鎖的に 異なる L E Dを連続的に発光させていく こ とで、 見かけ上一 つの L E D と等価の連続発光を得る こ とができる という 基本 的な原理について説明 した。

特に、 被照明領域に集光、 或いは、 平行光に して、 且つ、 明る く照明する照明ユニッ ト について説明を行なったもので あるが、 このような照明ユニッ トは、 撮像装置の照明である 所謂ス ト ロボ照明に利用する こ ともできる。 また、 本実施例 では、 説明を簡単にする為に、 所定の短時間照明を例に説明 したが、 それに限定するものではなく 、 トーチライ トなどの 連続照明をする照明ュニッ ト にも適用可能である。

本発明の第 1 実施例に係る投影表示装置は、 図 6 に示すよ う に、 1 つの照明ユニッ ト 1 0 0 と、 該照明ユニッ ト 1 0 0 からの光をィ メージデ一夕に従って光変調する 1 つの光変調 素子 2 0 0 とを備えている

上記照明ュニッ 卜 1 0 0 は、 L E D等の複数の発光体 1 0 1 ； 上記複数の発光体 1 0 1 それぞれを点灯駆動する点灯手 段に相当する点灯部と しての発光体駆動部 1 0 2 ； 上記発光 体駆動部 1 0 2 で点灯する上記複数の発光体 1 0 1 の出射光 を光学的にそれぞれ別々に導き出射する複数の導光手段に相 当する導光部材 1 0 3 ； 上記複数の導光部材 1 0 3 と上記発 光体 1 0 1 との相対的な移動を稼動可能にする可動手段に相 当する可動部 1 0 4 ； 上記可動部 1 0 4 による上記複数の導 光部材 1 0 3 と上記発光体 1 0 1 との相対移的な移動量また は位置関係を検出するセンサ 1 0 5 ； 上記センサ 1 0 5 の検 出結果に基づいて、 上記複数の導光部材 1 0 3 に入射する光 を上記複数の発光体 1 0 1 の光から選択するよ う に、 上記可 動部 1 0 4 を駆動する可動手段駆動部 1 0 6 ； 及び Zまたは、 上記発光体駆動部 1 0 2 を制御する光選択制御手段に相当す る光選択制御部 1 0 7 、 を有する ものである。 なお こ こで、 上記発光体 1 0 1 は、 上記発光体 L i L ? , L _n 、 L E D 2 5 に相当する ものである。 上記発光体駆動部 1 0 2 は、 上記発光体駆動部 7 ェ 〜 ァ に相当する ものであ る。 上記導光部材 1 0 3 は、 上記平面反射鏡 2 1 に相当する ものであ る。 また、 こ の導光部材 1 0 3 と しては、 照明ュ ニッ ト 1 0 0 の実際の機械的な構造に合わせて、 中密のガラ ス製ロ ッ ド部材や、 内面が光反射膜と された中空のライ トパ イ ブ等を利用 しても良い。 上記可動部 1 0 4 は、 上記発光体 可動部 4や上記ボイ ス コイ ルモー夕 1 2 、 上記駆動モー夕 2 3 に相当する ものである。 上記センサ 1 0 5 は、 上記発光体 位置検出部 5 や発光素子 1 4 と受光素子 1 5 に相当する もの である。 上記光選択制御部 1 0 7 は、 上記発光体制御部 2及 び発光体選択制御部 6 か らなる上記光選択制御手段に相当す る ものである。

また、 上記光変調素子 2 0 0 は、 透過型 L C Dや反射型 L C D、 或いは、 D M D (デジタルマイ ク ロ ミ ラーデバイ ス） の商標で知 られる 2 次元マイ ク ロ ミ ラー偏向ア レイ である。 上記 D M Dについては、 例えば、 U S P 6 , 1 2 9 , 4 3 7 に開示されているので、 その詳細説明は省略する。

本実施例に係る投影表示装置は、 更に、 照明手段に相当す る照明部材 3 0 0 、 投影光学系 4 0 0 、 操作パネル 5 0 0 、 表示制御手段に相当する表示制御部 6 0 0 、 光変調素子駆動 部 2 0 1 を備えている。

こ こで、 上記照明部材 3 0 0 は、 上記複数の導光部材 1 0 3 よ り 出射される光を所定の光変調素子 2 0 0 へ均一照明さ せるためのもので、 上記光学レンズ 1 7 ， 1 8 、 3 0 に相当 する ものである。 また、 これは、 該投影表示装置の各部の実 際の機械的な構造、 配置に合わせて、 ダイ ク ロイ ツ ク ミ ラー (以下、 D Mと記す。 ） を用 いて光束を分離あるいは合成し た り 、 偏光ビームスプリ ツ夕 （以下、 P B S と記す。 ） にて 光束を合成する よ う な構成のもの と しても良い。

また、 上記投影光学系 4 0 0 は、 上記光変調素子 2 0 0 を 拡大投影する も のである。 即ち、 上記光変調素子 2 0 0 、 例 えば透過型 L C D に画像を表示する こ とで、 その表示された 画像を上記投影光学系 4 0 0 でス ク リ ーン 7 0 0 上に拡大投 影する こ とができる。 この投影光学系 4 0 0 は、 光学レンズ のみであっ ても 良い し、 該投影表示装置の各部の実際の機械 的な構造、 配置に合わせて、 D Mを用 いて光束を合成するよ うなものを含んだ光学系であって も良い。

上記操作パネル 5 0 0 は、 上記表示制御部 6 0 0 に対し、 投影表示のための動作の開始 終了を指示するための操作ポ タ ン等が配されたパネルである。

上記表示制御部 6 0 0 は、 上記操作パネル 5 0 0 か ら の動 作開始指示に応答して、 入力映像信号のデータ変換 （色情報、 表示 レー ト ） を行 う 。 そ して、 その結果得 ら れたイ メ ー ジ データ に従っ て、 上記光変調素子 2 0 0 が制御する に相応し い色光が照明さ れるよ う に、 上記光選択制御部 1 0 7 と上記 光変調素子 2 0 0 を駆動する上記光変調素子駆動部 2 0 1 と の駆動タイ ミ ン グを制御する ものである。

なお、 上記発光体 1 0 1 と して、 異なる発色をする発光体 を複数種類 （例えば R , G , B の 3 種類） 用 い、 発光する発 光体 1 0 1 の種類に応じた色のイ メージデータ によ り 上記光 変調素子 2 0 0 を駆動する こ とで、 カ ラー映像の投影表示が 可能となる。 即ち この場合、 上記表示制御部 6 0 0 は、 上記 照明ュニッ ト 1 0 0 か ら時系列に異なる色の出射光が出射す るよ う に上記光選択制御部 1 0 7 を制御する と共に、 入力力 ラー映像信号のフ レーム レー 卜 よ り も数倍の レー ト にて上記 光変調素子駆動部 2 0 1 によ り 上記光変調素子 2 0 0 を駆動 する こ とで、 1 フ レーム内で時分割に各色を投影表示させる。

このよ う な構成の投影表示装置によれば、 個々 の発光体 1 0 1 を瞬時的に所定期間強力発光させる こ と によ り 、 発熱そ のものを も抑圧し且つ放熱性に も優れ、 発光体 1 0 1 の負荷 を低減しなが ら も大きな光量を得て、 発光体 1 0 1 そのもの、 或いは、 導光部材 1 0 3 の導光領域を高速に移動させて異な る発光体 1 0 1 に次々 と連鎖的にその動作を実行する こ とで 見かけ上連続した非常に明る い照明光を得る こ とができる。 即ち、 単に L E Dのよ う な発光体 1 0 1 を多数配列して同時 点灯によ り 光量を稼ごう とする方法では為し得なかっ た、 集 光性または平行性の高い光束を効率良 く 作 り 出すこ とが効果 的に図 られた照明ュニッ 卜 1 0 0 を用 いた投影表示装置を構 成できる。

その上、 異なる発色をする発光体 1 0 1 を複数種類用 いる こ とで、 色再現領域の広いカ ラー投影表示装置を構成できる。 本第 1 実施例に係る投影表示装置の変形例は、 図 7 に示す よ う に、 R G Bそれぞれ別々 の照明ュニッ ト 1 0 0 と したも のである。 即ち、 3 つの照明ユニッ ト 1 0 0 と 3 つの光変調 素子 2 0 0 R , 2 0 0 G , 2 0 0 B を備える。 各照明ュニッ ト 1 0 0 に内蔵する導光部材は 1 つでも、 投影表示装置全体 と して複数の導光部材 1 0 3 R , 1 0 3 G , 1 0 3 Bを有す る こ とになる。

この変形例は、 各部の参照番号に R， G , B を付して示す よ う に、 各色ごとに図 6 の構成の照明ユニッ ト 1 0 0 、 照明 部材 3 0 0 、 光変調素子 2 0 0 、 光変調素子駆動部 2 0 1 を 設けたものであ り 、 表示制御部 6 0 0 が入力カ ラー映像信号 を処理 して得 ら れる各色のイ メ ージデータ （ Rデータ ， G データ， Bデータ） に従ってそれら を制御する とい う こ と以 外は、 図 6 に示した本第 1 実施例に係る投影表示装置と同様 であるので、 その説明は省略する。

但し この場合、 各光変調素子 2 0 0 (図 7 では L C D と し て示している） と投影光学系 4 0 0 との間に D M 4 0 1 を配 する こ とで、 1 つの投影光学系 4 0 0 で 3 つの光変調素子 2 0 0 R , 2 0 0 G , 2 0 0 B をス ク リ ーン 7 0 0 に拡大投影 できるよ う に している。

なお、 発光体 1 0 1 及び導光部材 1 0 3 は、 1 つの照明ュ ニッ 卜 1 0 0 に複数設けても良い こ とは勿論である。 この場 合には、 各照明ュニッ 卜 1 0 0 における複数の発光体 1 0 1 に対し、 図 4 に示したよ う なタイ ミ ング制御を行なう こ とに なる。

[第 2実施例 ]

次に、 本発明の第 2 実施例を説明する。 図 8 A及び図 8 B に示すよ う に、 本第 2 実施例に係る投影表示装置に使用 され る ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト 8 0 0 は、 複数の発光体と導光 手段に相当する導光部材とを一体的に構成する と共に、 出射 光を所定の方向に出力する照明ュニッ 卜 を複数備える。

即ち、 この ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト 8 0 0 では、 回動可 能な保持具である ロ ッ ドホルダ 8 0 1 に取り 付け られた L字 型の光学面で構成された 2 つの角型の導光ロ ッ ド部材 8 0 2 を、 可動手段に相当する可動部と してのモー夕 8 0 3 で回転 させる。 そして、 ド ラム状に形成した L E D基板 8 0 4 の内 周に配列した複数の発光体と しての L E D 8 0 5 を、 各導光 ロ ッ ド部材 8 0 2 に対し 1 つまたは 2 つ、 上記導光ロ ッ ド部 材 8 0 2 の回転に併せて順次点灯する。 なお、 上記導光ロ ッ ド部材 8 0 2 が角型と した理由は、 L E D 8 0 5 が矩形であ るためその形状に近い こ とが効率が高い こ と と、 L字型に折 り 曲げる ときの損失を最小限に抑える こ とである。 また、 こ の L字状の導光ロ ッ ド部材 8 0 2 は、 一体成形で製作しても 良い し、 角柱の平行ロ ッ ド 8 0 2 a と斜面に反射コー ト を施 した光路折 り 曲げ用の反射プリ ズム 8 0 2 b とテーパーロ ッ ド 8 0 2 c との 3 部品を接合して形成しても良い。

そして、 上記導光ロ ッ ド部材 8 0 2 の出射端面 8 0 2 d を 仮想光源と して、 照明手段に相当する照明部材と しての重ね 合せレンズ 3 0 1 で光変調素子である表示デバイ ス 2 0 2 上 に光学瞳を作るケー ラー照明光学系を構成する。

上記モー夕 8 0 3 は可動部駆動部と してのモー夕駆動回路 8 0 6 によ り 駆動され、 上記 L E D 8 0 5 は発光体駆動部と しての L E D駆動回路 8 0 7 によ り 駆動される。 これらモー 夕駆動回路 8 0 6及び L E D駆動回路 8 0 7 は、 光選択制御 手段に相当する光選択制御部と しての発光制御回路 8 0 8 に よっ て制御される。 この場合、 発光制御回路 8 0 8 は、 回転 センサ 8 0 9 による ロ ッ ドホルダ 8 0 1 の回転位置検出に基 づいて、 L E D 8 0 5 の発光タイ ミ ングを制御する。

このよ う に、 複数の L E D 8 0 5 を順次切 り 替えパルス発 光させ、 放射光を取込む導光ロ ッ ド部材 8 0 2 との相対位置 関係を L E D 8 0 5 の発光切 り 替えに併せて選択しながら変 移させる こ と によって、 実効的に高輝度の L E Dが得られ、 大光量の平行度の向上した光が導光ロ ッ ド部材 8 0 2 か ら得 られる。

なお、 この構成では、 L E D 8 0 5 と導光ロ ッ ド部材 8 0 2 の相対位置変移を、 導光ロ ッ ド部材 8 0 2 を回転させる こ とで行っているが、 L E D 8 0 5 を移動させる こ と によって も実現し得る。 しか しながら、 L E D 8 0 5 への給電の観点 か らみれば導光ロ ッ ド部材 8 0 2 を移動する ほう が信頼性の 面か ら好適である。 この場合、 例えば導光ロ ッ ド部材 8 0 2 の出射端面 8 0 2 D内の光強度分布は導光ロ ッ ド部材 8 0 2 の長さがある程度あればムラが小さ く なつているため、 この 出射端面 8 0 2 d を均一度の高い仮想の矩形上面光源と見な せる。 そのため、 被照射物である表示デバイ ス 2 0 2 と導光 ロ ッ ド部材 8 0 2 の出射端面 8 0 2 d とを共役関係に して照 明するク リ ティ カル照明を行っても良い。 しか しながら、 そ のよ う なク リ ティ カル照明では、 本構成のよ う に導光ロ ッ ド 部材 8 0 2 が複数ある場合、 各導光ロ ッ ド部材 8 0 2 の出射 端面 8 0 2 d の周縁部が被照射物に投影されて照明されるた め、 照明ム ラ になって しま う 。 実際には回転するため、 照明 領域は円形形状とな り 回転速度によっては見た 目 には周縁部 がわか らない。 とは言え、 ある瞬間において、 ロ ッ ド出射端 面 8 0 2 d の周縁部が照明ム ラ となってお り 、 時々刻々照明 ム ラが領域内で変移する こ とになつてしまい、 時分割で階調 表現を行なう よ うな表示デバイ ス 2 0 2 には適用できない。 これに対し、 本構成のよ う に、 導光ロ ッ ド部材 8 0 2 か ら 出 射される光束の角度強度分布を照明領域における位置強度分 布に変換するケ一ラー照明の場合、 導光ロ ッ ド部材 8 0 2 が 変移しても、 導光ロ ッ ド部材 8 0 2 か ら 出射される光束の角 度強度分布は変化しないため、 照明領域における照明ム ラが 小さ い照明ュニッ 卜が実現できる。

従っ て、 このよ う なロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 を使 用 して投影表示装置を構成する こ とによ り 、 照明ムラが小さ く 明る い照明が可能となるので、 明る く ムラのない映像が投 影表示できるよ う になる。

[第 3 実施例 ]

次に、 本発明の第 3 実施例を説明する。 本第 3 実施例は、 2 つの導光ロ ッ ド部材 8 0 2 か ら時系列に異なる色光を出射 する ロ ッ ド稼動型照明ュニッ 卜 8 0 0 と、 2 つの光変調素子 2 0 0 と、 を用 いてカ ラー映像の投影表示を行なう ものであ る。

即ち、 本実施例においては、 ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト 8 0 0 は、 図 8 Aで示したよ うな ド ラム状に形成した L E D基 板 8 0 4 の内周に配列した複数の L E D 8 0 5 と して、 図 9 に示すよう に、 その約半周に相当する部分に緑 （ G ) 色の発 光色のものを配置し、 約 1 Z 4周に相当する部分に赤 （ R ) 色の発光色のものを配置し、 約 1 / 4周に相当する部分に青 ( B ) 色の発光色のものを配置している。 このよ うな L E D 8 0 5 の配置 とする こ と によ り 、 2 つ の導光 ロ ッ ド 部材 " A " 8 0 2 A及び " B " 8 0 2 Bがモ一夕 8 0 3 によ り 回 転しても、 これら導光ロ ッ ド部材 " A " 8 0 2 A及び " B " 8 0 2 Bの何れか一方は発光色 Gの L E Dの位置にある こ と になるので、 該ロ ッ ド稼動型ュニッ ト 8 0 0 力ゝ らは常に G光 が出射される こ ととなる。 これに対して、 R光及び B光につ いては、 上記導光ロッ ド部材 " A " 8 0 2 A及び " B " 8 0 2 Bの 1 4 回転毎に切り替え出射される。 従って、 該ロ ッ ド稼動型ュニッ ト 8 0 0 からは常時 2 色が出射される。

このようなロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 か らの出射光 は、 図 1 0 に示すよう に、 偏光変換素子 3 0 2 によってその 偏光方向が変換される。 この偏光変換素子 3 0 2 は、 自然光 を 2 つの偏光方向に分け、 一方を他方の偏光方向と一致させ る ごと く偏光を変換して高効率に 1 つの偏光方向に変換させ る ものである。 なお、 この偏光変換素子 3 0 2 は、 本実施例 が光変調素子 2 0 0 に L C Dを用いている こ とか ら必要とな る ものであ り 、 光変調素子 2 0 0 として D M D を用いる場合 には不要となる。

このような偏光変換素子 3 0 2 で偏光方向が変換された光 は、 レンズ 3 0 3 を介して D M " 1 " 3 0 4 に入射される。 この D M " 1 " 3 0 4 と しては、 R光及び B光の波長を持つ 光を透過し、 G光の波長を持つ光を反射するダイ ク ロイ ツ ク ミ ラ一が用レ られている。 而して、 この D M " 1 " 3 0 4 を 透過した R光又は B光は、 ミ ラー 3 0 5 によっ て反射され、 第 1 の光変調素子 （本実施例では透過型 L C D " 1 " ) 2 0 0 — 1 に照射される。 また、 上記 D M " 1 " 3 0 4 を反射し た G光は、 ミ ラー 3 0 6 によっ て反射され、 第 2 の光変調素 子 （本実施例では透過型 L C D " 2 " ) 2 0 0 — 2 に照射さ れる。

これらの光変調素子 2 0 0 — 1 , 2 0 0 — 2 を透過した光 は共に D M " 2 " 4 0 1 〖こ入射される。 この D M " 2 " 4 0 1 と しては、 R光及び B光の波長を持つ光を反射し、 G光の 波長を持つ光を透過するダイ ク ロイ ツ ク ミ ラーが用 い られて いる。 而して、 このこの D M " 2 " 4 0 1 によ り 、 上記第 1 の光変調素子 2 0 0 - 1 か らの R光又は B光と上記第 2 の光 変調素子 2 0 0 — 2 か らの G光とが合成されて、 投影レンズ 4 0 2 に導かれる。

導光ロ ッ ド部材の位置と光変調素子の駆動タイ ミ ングとの 関係は、 図 1 1 に示すよ う になる。 こ こで、 1 フ レームは、 入力映像信号の 1 画面表示周期のこ とであ り 、 1 フ レームは 2 フィ ール ド よ り構成されている。 上記第 1 光変調素子 （透 過型 L C D " 1 " ) 2 0 0 — 1 及び第 2 の光変調素子 （透過 型 L C D " 2 " ) 2 0 0 _ 2 は、 共 に 倍速駆動 さ れ、 1 フィ ール ドで R G又は B Gの一枚の表示を行い、 1 フ レーム の間に R G B カ ラー表示ができ る。 こ の場合、 G は、 同 じ データを二度表示する こ とになる。

本第 3 実施例に係る投影表示装置の電気制御系の構成は、 図 1 2 に示すよ う になる。 即ち、 本実施例に係る投影表示装 置においては、 表示制御手段に相当する表示制御部と して、 画像信号処理回路 6 0 1 と同期制御回路 6 0 2 とを備える。 こ こで、 画像信号処理回路 6 0 1 は、 入力映像信号のデータ 変換 （色情報、 表示レー ト） を行なう ものである。 同期制御 回路 6 0 2 は、 その結果のイ メージデータ を、 図 1 1 に示す よ う なタイ ミ ングで光変調素子 2 0 0 - 1 及び 2 0 0 — 2 に 表示する。 またそれと共に、 そのタイ ミ ングに合わせて図 1 1 に示すよ う に上記ロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 が動作 する よ う 、 発光制御回路 8 0 8 に同期信号を供給する。

このよ う に して、 R G Bカ ラー映像信号に対応したカ ラー 投影表示装置を構成できる。

[第 4 実施例 ]

次に、 本発明の第 4 実施例を説明する。 図 1 3 に示すよ う に、 本第 4 実施例に係る投影表示装置は、 2 つのロ ッ ド稼動 型照明ユニッ ト （ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 1 " 8 0 0 — 1 、 ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 2 " 8 0 0 - 2 ) を有して いる。 こ こで、 上記ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト 8 0 0 — 1 , 8 0 0 — 2 は、 図 1 4 に示すよ う に、 1 フ レームの間に R光、 G光、 B光を時系列に出射するよ う に構成されている。

そ して、 第 1 の ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト （ ロ ッ ド稼動型 照明ユニ ッ ト " 1 " ) 8 0 0 — 1 か らの R G B 出射光は、 偏 光変換素子 3 0 7 によってその偏光方向が P方向に揃えられ て、 また、 第 2 のロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト （ロ ッ ド稼動型 照明ユニッ ト " 2 " ) 8 0 0 — 2 力、らの R G B出射光は、 偏 光変換素子 3 0 8 によってその偏光方向が S方向に揃えられ て、 それぞれ P B S 3 0 9 に入射される。 こ の P B S 3 0 9 と しては、 P方向の偏光方向の光は透過し、 S方向の偏光方 向の光は反射する偏光ビームスプリ ツ夕が採用されている。 而して、 該 P B S 3 0 9 によって、 上記 2 つのロ ッ ド稼動型 照明ュニッ ト 8 0 0 — 1 ， 8 0 0 — 2 からの光が合成される こ とになる。

そして、 この合成光が、 レンズ 3 0 3 を介して光変調素子 (本実施例では、 D M D ) 2 0 0 に照射され、 この光変調素 子 2 0 0 で変調された光が投影レンズ 4 0 2 に導かれるよう になっている。 なお、 光変調素子 2 0 0 と して L C Dを使用 する場合には、 上記 P B S 3 0 9 と レンズ 3 0 3 との間に更 に偏光変換素子を配し、 合成光を偏光変換させる必要がある。

このような構成とする こ とによ り 、 光変調素子 2 0 0 に照 射される光の光量が増大され、 よ り 明るい投影表示が可能と なる。

なお、 この場合には、 図 1 4 に示すよう に、 2 つのロ ッ ド 稼動型照明ュニッ 卜 8 0 0 — 1 ， 8 0 0 — 2 力、 らの出射光が 同じ色の光を発するよう に、 それぞれの 2 つの導光ロ ッ ド部 材の回転ス ピー ド と位相を一致させる と共に、 イ メージデー 夕 も同期させて、 フィ ール ド順次カ ラ一表示を行なう。 その ため、 図 1 5 に示す画像信号処理回路 6 0 1 及び同期制御回 路 6 0 2 は、 上記第 3 実施例のそれと同様の機能に加えて、 上記画像信号処理回路 6 0 1 は、 入力カ ラ ー映像信号を フィ ール ド順次カ ラービデオ信号へ変換する機能を備え、 ま た、 上記同期制御回路 6 0 2 は、 2 つのロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ ト 8 0 0 — 1 , 8 0 0 — 2 の位相を一致させる機能を備 えている。

なお、 図 1 5 では、 第 2 の ロ ッ ド稼動型照明ユニ ッ ト (ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 2 " ) 8 0 0 _ 2 の構成は図 示されていないが、 これは、 上記第 1 のロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ ト （ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 1 " ) 8 0 0 — 1 の構 成と同様であるため、 図示を省略したものである （以下の各 実施例の説明で用いる電気制御系のブロッ ク図においても同 様。 ） 。

[第 5実施例]

次に、 2 つのロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト と、 2 つの光変調 素子から構成した、 本発明の第 5 実施例に係る投影表示装置 を説明する。

図 1 6 乃至図 1 8 はそれぞれ本第 5実施例に係る投影表示 装置の光学的な構成を示す図である。 また、 図 1 9 は本実施 例に係る投影表示装置の電気制御系のブロ ッ ク構成図であ り 、 図 2 0 は L E Dの発光と光変調素子駆動のタイ ミ ングチヤ一 卜を示している。

即ち、 図 1 6 に示す構成では、 第 1 のロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ ト （ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 1 " ) 8 0 0 _ 1 は、 図 2 0 に示すよう に常時 G光を出射するよ う構成されている。 この第 1 のロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 — 1 からの G出 射光は、 レンズ 3 0 3 — 1 を介して第 1 の光変調素子 （ D M D " 1 " ) 2 0 0 — 1 に照射される。 これに対して、 第 2 の ロ ッ ド稼動型照明ユニ ッ ト （ ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ ト

" 2 " ) 8 0 0 — 2 は、 図 2 0 に示すよう に R光と B光を時 系列に出射するよう構成されている。 この第 2 のロ ッ ド稼動 型照明ュニッ ト 8 0 0 — 2 からの R出射光又は B出射光は、 レ ン ズ 3 0 3 — 2 を 介 し て第 2 の光変調 素子 （ D M D

" 2 " ) 2 0 0 _ 2 に照射される。 そして、 上記第 1 及び第 2 の光変調素子 2 0 0 — 1 , 2 0 0 — 2 で変調された光は D M 4 0 1 で合成されて、 投影レンズ 4 0 2 に導かれる。

また、 図 1 7 に示す構成では、 同様に常時 G光を出射する よう構成された第 1 のロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト （ロ ッ ド稼 動型照明ユニッ ト " 1 " ) 8 0 0 — 1 力ゝらの G出射光は、 偏 光変換素子 3 0 2 — 1 及びレンズ 3 0 3 — 1 を介して第 1 の 光変調素子 （ L C D " 1 " ) 2 0 0 — 1 に照射される。 また、 同様に R光と B光を時系列に出射するよう構成された第 2 の ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ ト （ ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ ト

" 2 " ) 8 0 0 — 2 からの R出射光又は B 出射光は、 偏光変 換素子 3 0 2 — 2及びレンズ 3 0 3 — 2 を介して第 2 の光変 調素子 （ L C D " 2 " ) 2 0 0 — 2 に照射される。 そして、 上記第 1 及び第 2 の光変調素子 2 0 0 — 1 ， 2 0 0 — 2 で変 調された光は D M 4 0 1 で合成されて、 投影レンズ 4 0 2 に 導かれる。

そして、 図 1 8 に示す構成では、 同様に常時 G光を出射す るよう構成された第 1 のロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト （ロ ッ ド 稼動型照明ユニッ ト " 1 " ) 8 0 0 — 1 からの G出射光は、 偏光変換素子 3 0 7 によって P方向の偏光方向に揃えられた 後、 レンズ 3 0 3 — 1 を介して P B S 3 0 9 — 1 に入射され、 この P B S 3 0 9 — 1 を透過して、 第 1 の光変調素子 （反射 型 L C D (以下、 L C O S と記す。 ） " 1 " ) 2 0 0 — 1 に 照射される。 そして、 この第 1 の光変調素子 2 0 0 — 1 で変 調され且つ偏光方向が S方向に変換された G光は、 上記 P B S 3 0 9 — 1 で反射されて、 D M 4 0 1 に入射される。 また、 同様に R光と B光を時系列に出射するよ う構成された第 2 の ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ ト （ ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ ト " 2 " ) 8 0 0 — 2 からの R出射光又は B出射光は、 偏光変 換素子 3 0 8 によって S方向の偏光方向に揃え られた後、 レ ンズ 3 0 3 — 2 を介して P B S 3 0 9 — 2 に入射され、 この P B S 3 0 9 — 2 で反射されて、 第 2 の光変調素子 （ L C O S " 2 " ) 2 0 0 — 2 に照射される。 そして、 この第 2 の光 変調素子 2 0 0 — 2 で変調され且つ偏光方向が P方向に変換 された R光又は B光は、 上記 P B S 3 0 9 — 2 を透過して、 上記 D M 4 0 1 に入射される。 而して、 これら第 1 及び第 2 の光変調素子 2 0 0 — 1 , 2 0 0 — 2 で変調された光が、 上 記 D M 4 0 1 で合成されて、 投影レンズ 4 0 2 に導かれる。

これら図 1 6 乃至図 1 8 に示した構成において、 R光と B 光の時系列照明を行な う ための第 2 の ロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ ト 8 0 0 — 2 は、 イ メージデータ と同期する必要がある。 これに対して、 G光用の第 1 のロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 — 2 は、 同期 していたほうが好ま しいが、 同期 していな く とも良い。 また、 光変調素子 2 0 0 — 1 , 2 0 0 — 2 は双 方と も倍速駆動する ものであ り 、 駆動タイ ミ ングを一致させ るほうが、 回路の効率が良い。

なお、 図 1 9 に示す構成では、 上記第 1 及び第 2 のロ ッ ド 稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 — 1 ， 8 0 0 — 2 それぞれにモー 夕 8 0 3 が備え られる ものと したが、 各々 に無く と も良い。 この場合は、 例えば、 1 つのモータ に両者の導光ロ ッ ド部材 を回転させるベル ト ド ライ ブ等の連動機構を設ければ良い。

また、 1 フ レーム期間の合成光が、 所望の 白色となるよ う にカ ラーバラ ンス を考慮して、 多く の発光量を利用 したい色 である Gの L E D を常点灯側と しているが、 使用する L E D の特性によ り 、 R又は Bを常時点灯とする場合もある。

[第 6 実施例 ]

次に、 本発明の第 6 実施例に係る投影表示装置を説明する。 本実施例は、 僅かに波長の異なる発光体にて駆動する 2 つの 照明ユニッ トで、 1 つの光変調素子を同時に照明する こ とで、 よ り 明る い照明を得る という ものである。

即ち、 本実施例に係る投影表示装置においては、 図 2 1 に 示すよ う に、 第 1 のロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト （ロ ッ ド稼動 型照明ユニッ ト " 1 " ) 8 0 0 — 1 は、 例えば 5 5 5 n m波 長の緑 （ G 1 ) 色光を図 2 2 に示すよ う に常時出射するよ う 構成されている。 この第 1 の ロ ッ ド稼動型照明ユニ ッ ト 8 0 0 — 1 か らの 0 1 出射光は、 D M " 1 " 3 0 4 に入射される。 また、 第 2 の ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト （ロ ッ ド稼動型照明 ユニッ ト " 2 " ) 8 0 0 _ 2 は、 例えば 5 2 0 n m波長の緑 ( G 2 ) 色光を図 2 2 に示すよ う に常時出射するよう構成さ れている。 この第 2 のロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 - 2 からの G 2 出射光も上記 D M " 1 " 3 0 4 に入射される。

こ こで、 上記 D M " 1 " 3 0 4 の分光特性は、 図 2 3 Aに 示すよう に、 約 5 3 0 n mの波長を境界と して、 反射 Z透過 する ものとなっている。 而して、 上記第 1 のロ ッ ド稼動型照 明ユニッ ト 8 0 0 _ 1 力ゝらの 5 5 5 n m波長の G 1 出射光は 透過し、 上記第 2 のロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 — 2 力、 らの 5 2 0 n m波長の G 2 出射光は反射する こ とで、 両出射 光を合成する。 そして、 図 2 2 に示すよ う に、 その合成 G光 ( G 1 + G 2 ) がレンズ 3 0 3 — 1 を介して第 1 の光変調素 子 （ D M D " 1 " ) 2 0 0 — 1 に照射される。

また、 第 3 のロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト （ロ ッ ド稼動型照 明ユニッ ト " 3 " ) 8 0 0 _ 3 は、 図 2 2 に示すよう に R光 と B光を時系列に出射するよ う構成されている。 この第 3 の ロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 — 3 からの R出射光又は B 出射光は、 レンズ 3 0 3 — 2 を介して、 図 2 2 に示すよ う に、 第 2 の光変調素子 （ D M D " 2 " ) 2 0 0 — 2 に照射される。

そして、 上記第 1 及び第 2 の光変調素子 2 0 0 - 1 ， 2 0 0 — 2 で変調された光は D M " 2 " 4 0 1 に入射される。 こ の D M " 2 " 4 0 1 の分光特性は、 図 2 3 B に示すよう に、 約 5 0 0 n m乃至約 5 9 0 n mの波長の光、 つま り G領域の 光を反射する ものとなっている。 而して、 上記第 1 の光変調 素子 2 0 0 — 1 からの変調された G光は反射し、 上記第 2 の 光変調素子 2 0 0 — 2 からの変調された R光及び B光は透過 する ことで合成されて、 投影レンズ 4 0 2 に導かれる。

この場合、 前述した他実施例と同様、 同期制御回路によつ て上記 3 つのロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 — 1 , 8 0 0 - 2 , 8 0 0 — 3 と 2 つの光変調素子 2 0 0 — 1 , 2 0 0 — 2 とが同期駆動される こ とは勿論である。

なお、 上記のような 1 色のみを 2 つの照明ュニッ ト とする こ と に限らず、 2 色、 又は 3 色を もそれぞれ 2 つの照明ュ ニッ 卜を用いる こ とで、 更に光量をアップさせる こ とが可能 なこ とは勿論である。

例えば、 3 色ともそれぞれ 2 つの照明ュニッ トを用いる場 合の投影表示装置の光学的な構成は、 図 2 4 に示すよう にな る。

[第 7 実施例]

次に、 本発明の第 7 実施例に係る投影表示装置を説明する。 即ち、 本実施例に係る投影表示装置は、 図 2 5 に示すよう に、 2 つのロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト （ロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト " 1 " 8 0 0 — 1 、 ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 2 " 8 0 0 - 2 ) を有している。 こ こで、 上記ロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ ト 8 0 0 — 1 , 8 0 0 — 2 はそれぞれ、 図 2 6 に示すよ う に、 1 フ レームの間に R光、 G光、 B光を時系列に出射す るよう に構成されている。 この場合、 R G Bの波長が各々異 なる。 即ち、 上記第 1 のロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト 8 0 0 — 1 の R光 （ R 1 ) の波長は 6 1 0 n m、 G光 （ G 1 ) の波長 は 5 2 0 n m、 B光 （ B 1 ) の波長は 4 7 0 n mとなってい る。 また、 上記第 2 のロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト 8 0 0 — 2 の R光 （ R 2 ) の波長は 6 4 5 n m、 G光 （ G 2 ) の波長は 5 5 5 n m、 B光 （ B 2 ) の波長は 4 5 0 n mとなっている。 そして、 これら第 1 及び第 2 のロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト 8 0 0 — 1 ， 8 0 0 — 2 力ゝ らの R G B出射光は、 それぞれ D M 3 0 4 に入射される。 こ こで、 この D M 3 0 4 の分光特性 は、 図 2 7 に示すよ う に、 上記第 2 の ロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ ト 8 0 0 一 2 の R G B出射光のそれぞれの波長に対応す る 3 ノ ン ドの反射帯域を持っている。 而して、 該 D M 6 0 4 によって、 上記 2 つのロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 — 1 ， 8 0 0 — 2 か らの光が合成され、 この合成光が、 レンズ 3 0 3 を介して光変調素子 （本実施例では、 D M D ) 2 0 0 に照 射され、 この光変調素子 2 0 0 で変調された光が投影レンズ 4 0 2 に導かれる。 この場合、 上記 2 つのロ ッ ド稼動型照明 ユニッ ト 8 0 0 — 1 ， 8 0 0 — 2 と光変調素子 2 0 0 とは同 期して動く 。

各ロ ッ ド稼動型照明ュニッ 卜 に使用される各色の L E Dの 色度座標と、 各色毎に合成された色座標と、 色再現できる色 の領域とは、 図 2 8 に示すような関係にある。

こ こで、 各色について、 合成された色座標は、 当該色の 2 つの色座標 （小さ い黒丸で示す点） を結んだ線分上の点 （大 きな黒丸で示す点） とな り 、 3 色の合成された色光によ り色 再現できる色の領域は、 それらの点を結んだ破線で囲って示 す領域となる。

入力カ ラー映像信号が N T S C信号の場合、 同図に四角形 で示す点の色光を再現できる L E D を使用するのが望ま しい。 しかしながら、 そのような L E Dは少ない、 又は明るいもの が少ない。 そこで、 本実施例では、 各色について使用する 2 種類の L E Dの波長を吟味する こ とで、 望ま しい色光が得ら れるよう に調整しているものである。

また、 このよ うな採用する L E Dの調整では対処しきれな い微妙な誤差については、 映像信号自体の変換によ り調整す る こ とができる。 即ち、 映像信号を形成する場合の基準光源 の色と照明光の色とが異なる と、 再現された色が異なる。 そ こで、 照明光の色にて正しい色再現となるよ う に、 入力され た映像信号の色彩情報変換する。

図 2 9 は、 そのような色彩情報変換のための画像信号処理 回路 6 0 1 の構成を示す図である。 即ち、 この画像信号処理 回路 6 0 1 は、 発光色分析回路 6 0 1 Aと画像処理回路 6 0 1 B とからな り 、 上記発光色分析回路 6 0 1 Aはセンサ 6 0 1 A 1 と R O M 6 0 1 A 2 とデ一夕分析回路 6 0 1 A 3 とを 含む。

こ こで、 上記センサ 6 0 1 A 1 は、 現状の発光色 （波長又 は強度） をモニタするためのものである。 上記 R O M 6 0 1 A 2 は、 初期時の補正データ と、 上記センサ 6 0 1 A 1 での モニタ結果に応じた上記補正データの変換テーブルとを記憶 している。 即ち、 L E Dの発光色は経時変化し、 また温度に よっても変化するものであるため、 初期時の補正データだけ では不十分である。 上記データ分析回路 6 0 1 A 3 は、 上記 上記センサ 6 0 1 A 1 でのモニタ結果に応じて、 上記 R O M 6 0 1 A 2 に記憶されている初期時の補正データ を変換テ一 ブルによ り 変換し、 補正色情報と して上記画像処理回路 6 0 1 B に与える。

そして、 上記画像処理回路 6 0 1 Bは、 入力カ ラー映像信 号 （ R i ， G i , B i ) を上記発光色分析回路 6 0 1 Aか ら の補正色情報に従っ て色彩情報変換を実施し、 その結果に応 じた各色の制御信号 R o， G o， B o を上記光変調素子駆動 部 2 0 1 に与える。 こ うする こ と によ り 、 投影表示装置毎に 照射色がばらついた と しても、 投影される映像においては適 正な色再現がなされるよ う になる。

[第 8実施例 ]

次に、 本発明の第 8実施例に係る投影表示装置を説明する。 本実施例に係る投影表示装置は、 R G Bの 3 色それぞれにつ いて、 単色の光を照射する照明ユニッ ト と、 光変調素子とを 配したものである。

図 3 0及び図 3 1 はそれぞれ本第 8 実施例に係る投影表示 装置の光学的な構成を示す図である。 また、 図 3 2 は本実施 例に係る投影表示装置の電気制御系のブロ ッ ク構成図であ り 、 図 3 3 は各ロ ッ ド稼動型照明ュニッ 卜の駆動タイ ミ ングを示 す図である。

即ち、 図 3 0 に示す構成では、 第 1 の ロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ ト （ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 1 " ) 8 0 0 _ 1 は、 図 3 3 に示すよ う に常時 R光を出射するよ う構成されている。 この第 1 の ロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 — 1 か らの R出 射光は、 レ ンズ 3 0 3 — 1 を介して第 1 の光変調素子 （ D M D " 1 " ) 2 0 0 — 1 に照射される。 また、 図 3 3 に示すよ う に常時 G光を出射する第 2 の ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ ト

(ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 2 " ) 8 0 0 — 2 からの G出 射光は、 レンズ 3 0 3 — 2 を介して第 2 の光変調素子 （ D M D " 2 " ) 2 0 0 — 2 に照射される。 図 3 3 に示すよう に常 時 B光を出射する第 3 のロッ ド稼動型照明ュニッ ト （ロ ッ ド 稼動型照明ュニッ ト " 3 " ) 8 0 0 — 3 力ゝらの B出射光は、 レ ン ズ 3 0 3 _ 3 を 介 し て第 3 の 光変調 素子 （ D M D

" 3 " ) 2 0 0 — 3 に照射される。 そして、 これら第 1 乃至 第 3 の光変調素子 2 0 0 — 1 , 2 0 0 - 2 , 2 0 0 — 3 で変 調された光は D M 4 0 1 で合成されて、 投影レンズ 4 0 2 に 導かれる。

また、 図 3 1 に示す構成では、 常時 R光を出射する第 1 の ロ ッ ド稼動型照明ユニ ッ ト （ ロ ッ ド稼動型照明ユニ ッ ト

" 1 " ) 8 0 0 — 1 からの R出射光は、 偏光変換素子 3 0 2 一 1 及びレ ンズ 3 0 3 — 1 を介して第 1 の光変調素子 （ L C D " 1 " ) 2 0 0 — 1 に照射される。 常時 G光を出射する第 2 のロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト （ロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト

" 2 " ) 8 0 0 — 2 からの G出射光は、 偏光変換素子 3 0 2 一 2 及びレンズ 3 0 3 — 2 を介して第 2 の光変調素子 （ L C D " 2 " ) 2 0 0 — 2 に照射される。 常時 B光を出射する第 3 のロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト （ロッ ド稼動型照明ュニッ ト

" 3 " ) 8 0 0 — 3 からの B出射光は、 偏光変換素子 3 0 2 一 3 及びレンズ 3 0 3 — 3 を介して第 3 の光変調素子 （ L C D " 3 " ) 2 0 0 — 3 に照射される。 そして、 これら第 1 乃 至第 3 の光変調素子 2 0 0 — 1 , 2 0 0 - 2 , 2 0 0 — 3 で 変調された光は D M 4 0 1 で合成されて、 投影 レンズ 4 0 2 に導かれる。

なお、 本実施例では、 3 つの光変調素子 2 0 0 — 1 ， 2 0 0 - 2 , 2 0 0 — 3 の同期は必要であるが、 ロ ッ ド稼動型照 明ユニ ッ ト 8 0 0 - 1 , 8 0 0 - 2 , 8 0 0 — 3 につレ ては それぞれ常時単色の照射を行なう ので、 同期 していな く と も 良い。 従って、 同期制御回路 6 0 2 の構成が前述した他実施 例に比べて簡単になる。

[第 9実施例 ]

次に、 本発明の第 9 実施例に係る投影表示装置を説明する 入力カ ラー映像信号と しては、 R G B色の信号を持つ もの以 外に、 4色以上の信号を持つ ものもある。

そのよ う な 4色の信号を持つ映像信号に対応した高色再現 カ ラー投影表示装置は、 図 3 4 に示すよう な光学的な構成と なる。 即ち、 上記 4色の う ち の第 1 の光を常時出射する第 1 の ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ ト （ ロ ッ ド稼動型照明ュニ ッ ト

" 1 " ) 8 0 0 — 1 か ら の第 1 の出射光は、 偏光変換素子 3 0 2 _ 1 及びレ ンズ 3 0 3 — 1 を介 して第 1 の光変調素子

( L C D " 1 " ) 2 0 0 — 1 に照射される。 上記 4色のう ち の第 2 の光を常時出射する第 2 のロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト

(ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 2 " ) 8 0 0 — 2 か らの第 2 の出射光は、 偏光変換素子 3 0 2 — 2 及びレンズ 3 0 3 — 2 を介して第 2 の光変調素子 （ L C D " 2 " ) 2 0 0 — 2 に照 射される。 また、 上記 4色の う ちの第 3 の光を常時出射する 第 3 の ロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト （ロ ッ ド稼動型照明ュニッ 卜 " 3 " ) 8 0 0 — 3 か ら の第 3 の出射光は、 偏光変換素子 3 0 2 — 3及びレンズ 3 0 3 — 3 を介して第 3 の光変調素子

( L C D " 3 " ) 2 0 0 — 3 に照射される。 上記 4色のう ち の第 4 の光を常時出射する第 4 のロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト

(ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト " 4 " ) 8 0 0 _ 4力、 らの第 4 の出射光は、 偏光変換素子 3 0 2 — 4及びレンズ 3 0 3 — 4 を介して第 4 の光変調素子 （ L C D " 4 " ) 2 0 0 — 4 に照 射される。 そ して、 これら第 1 乃至第 4 の光変調素子 2 0 0 — 1 , 2 0 0 - 2 , 2 0 0 — 3 ， 2 0 0 — 4 で変調された光 は D M 4 0 1 で合成されて、 投影 レンズ 4 0 2 に導かれる。

なお、 この 4つの照明ユニッ ト を使用 した投影表示装置に よれば、 例えば、 図 3 5 に示すよ う に、 G系の色を 2 色と し て、 4角形化する こ とで、 色再現領域の拡大化を成 し遂げる こ とができる。

或いは、 図 3 6 に示すよ う に、 R系を 2 色に して、 赤色の 微妙な色再現を可能とするよ う な応用 も考え られる。 これは、 例えば 8 ビッ トで表わされる色信号に対して、 1 6 ビッ 卜 に 近い ビッ ト数で表わされるよ う な微妙な色を得る こ とができ る とい う こ とである。 このよ う に赤の色領域の微妙な色の再 現を可能とする こ とで、 医療用の表示装置と して特に有効な ものとなる。

5色以上のカ ラー映像信号に も照明ユニ ッ ト を増やすこ と にて簡単に対応する こ とができる。

[第 1 0実施例] 次に、 本発明の第 1 0実施例に係る投影表示装置を説明す る。 本実施例は、 単色光であっ ても、 発色を微妙に変えるよ う に したロ ッ ド稼動型照明ュニッ ト を使用 した投影表示装置 である。

即ち、 本実施例においては、 図 3 7 に示すよ う に、 3 本の 導光ロ ッ ド部材 8 0 2 A , 8 0 2 B , 8 0 2 C を有 し、 また、 発光波長が互いに異なる 3 種類の赤色 （ R l ， R 2 , R 3 ) の L E Dを配置している。 こ こで、 例えば R 1 は 6 2 5 n m、 R 2 は 6 3 0 n m、 R 3 は 6 3 5 n mとする こ とができる。

ロ ッ ド稼動型照明ユニッ ト を駆動した場合、 回転移動する 3 本の導光ロ ッ ド部材 8 0 2 A , 8 0 2 B , 8 0 2 Cよ り 出 射される光は、 各導光ロ ッ ド部材毎では R 1 ， R 2 , R 3 の 時系列になる。 更に、 3つの導光ロ ッ ド部材の合成光は R 1 , R 2 ， R 3 の 3 色各々 が常時点灯された状態となる。 よ って、 上記合成光は、 複数の波長よ り 構成された発色であ り 、 単波 長の L E Dによる発色と異な り 、 赤色照明光の発色の微妙な 調整ができる よ う になる。

上記合成光の R色の発色は、 用 いる各 L E Dの波長の選択 によ り 可変できるのはもとよ り 、 各波長の L E D毎に駆動電 流を制御する方式、 または、 R l , R 2 , R 3 の個数比を変 える方式にて調整する こ とができる。

また、 同様に して、 緑色、 青色照明光の発色の調整も可能 となる。

[第 1 1 実施例 ]

次に、 本発明の第 1 1 実施例に係る投影表示装置を説明す る。 本実施例に係る投影表示装置は、 図 3 8 に示すよう に、 R G B各々 の光束を分離して出射可能なロ ッ ド稼動型照明ュ ニッ ト 8 0 0 を使用 し、 該ロッ ド稼動型照明ュニッ ト 8 0 0 から出射される R G B各々の光束を、 異なる照明光学系と し てのレンズ 3 0 3 及びミ ラー 3 0 6 にて、 照明光と して各々 の色用の光変調素子 2 0 0 に照射する。 そして、 これら光変 調素子 2 0 0 で変調された光を D M 4 0 1 で合成して、 ミ ラー 4 0 3 を介して投影レンズ 4 0 2 に導く 。

このような構成とする こ とによ り、 複数の色を発する照明 ュニッ トの光束を、 高価な色分離ュニッ 卜 を用いる こ となく 色ごとに分離して、 異なる光変調素子に照明する こ とが可能 となり 、 光利用効率が高く 、 安価に投影表示装置を構成でき る。

なお、 上記 R G B各々の光束を分離して出射可能なロ ッ ド 稼動型照明ユニッ ト 8 0 0 は、 図 3 9 Aに示すよう に、 L E Dが R， G， Bそれぞれまとめて約 1 3 周づっ配され、 3 つの導光ロ ッ ド部材 （導光ロ ッ ド部材 " A " 8 0 2 A、 導光 ロ ッ ド部材 " B " 8 0 2 B、 導光ロ ッ ド部材 " C " 8 0 2 C ) を持つものである。 回転する 3 つの導光ロ ッ ド部材各々 の出射光の発色は、 時系列に切り替わるが、 ロ ッ ド稼動型照 明ュニッ 卜よ り 出射される光束は、 R G Bの L E Dの配置に 準じて、 R G Bの光束領域が一定となった状態にて出射する。

この場合、 図 3 9 Aの B B ' 線矢視断面図である図 3 9 B に示すよう に、 各導光ロ ッ ド部材 8 0 2 A , 8 0 2 B , 8 0 2 Cのテーパーロ ッ ド 8 0 2 c は外方に向けて開く ような状 態に構成されている。 これによ り 、 図 3 9 B の矢視 C C ， 線 及び矢視 D D ' 線における出射光束の概略形は、 図 3 9 C及 び図 3 9 D に示すよ う になる。 即ち、 導光ロ ッ ド部材の出射 端面 8 0 2 d か ら離れるほど、 光束が分離される。

以上実施例に基づいて本発明を説明したが、 本発明は上述 した実施例に限定される ものではな く 、 本発明の要旨の範囲 内で種々 の変形や応用が可能な こ とは勿論である。

例えば、 複数の照明ユニッ ト を用 いている上記第 4 、 第 5 、 第 6 、 等実施例において、 各々 の照明ユニ ッ ト に可動手段に 相当する可動部であるモータが内蔵されているが、 1 つの可 動部 （モー夕） のみでも、 ギアまたはベル ト等を用いて、 複 数の照明ユニッ ト の導光部材の稼動が可能である。

また、 一つの発光制御回路でも、 各照明ユニッ ト と制御線 を結線する こ と にて、 複数の照明ュニッ 卜 の L E D駆動タイ ミ ングの制御、 モー夕の動作制御を行なう こ とが可能である。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 特定箇所に高率良く 照明する こ とが望ま れる、 例えば、 車のヘッ ド ライ ト、 スタ ン ド照明、 スポッ ト ライ ト、 懐中電灯等に利用できる。 また、 デジタルカ メ ラや フィ ルムカ メ ラのス ト ロボと しても利用できる。 さ ら には、 データプロ ジェ ク タ等のプロ ジェク タ装置用 の照明ユニッ ト にも利用できる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 複数の発光体と、

前記複数の発光体それぞれを点灯駆動する点灯手段と、 前記点灯手段で点灯する前記複数の発光体の出射光を光学 的にそれぞれ別々 に導き出射する複数の導光手段と、

前記複数の導光手段と前記発光体との相対的な移動を稼動 可能にする可動手段と、

前記複数の導光手段に入射する光を前記複数の発光体の光 か ら選択するよ う に、 前記可動手段、 及び または、 前記点 灯手段を制御する光選択制御手段と、

自 ら に入射された光をイ メージデータ に従っ て光変調する 光変調素子と、

前記複数の導光手段か らの出射光で前記光変調素子を照明 するよ う に した照明手段と、

前記複数の導光手段か らの出射光が該出射光に相応しい前 記光変調素子を照明するよ う に、 前記光選択制御手段と前記 光変調素子と を制御する表示制御手段と、

を具備する こ と を特徴とする投影表示装置。

2 . 少な く と も前記複数の発光体と前記導光手段とを一 体的に構成し、

前記出射光を所定の方向に出力する照明ュニ ッ ト を複数備 える、

こ とを特徴とする請求項 1 に記載の投影表示装置。

3 . 前記イ メージデータが、 赤、 青、 緑の 3 つの色に相 応 しい 3 つの種類のイ メージデ一夕である際に、 前記発光体が、 赤色の色光の発光体と、 緑色の色光の発光 体と、 青色の色光の発光体とを含むよ う に した、

こ とを特徴とする請求項 1 に記載の投影表示装置。

4 . 前記光選択制御手段は、 前記導光手段が時系列に異 なる色の出射光を出射するよ う に制御する こ と特徴とする請 求項 1 に記載の投影表示装置。

5 . 前記表示制御手段は、 前記光変調素子に入射する光 の波長に合わせて、 前記光変調素子の変調状態を制御する こ とを特徴とする請求項 3 又は 4 に記載の投影表示装置。

6 . 前記表示制御手段は、 前記複数の照明ユニッ トの各 導光手段か ら、 各々 同時に出射される光が略同 じ波長帯域の 同色光となる ごと く 前記光選択制御手段を制御する こ と を特 徴とする請求項 2 に記載の投影表示装置。

7 . 偏光方向が異なっ た 2 つの光束を 1 つの光束に合成 する合成手段を更に具備し、

前記照明ユニ ッ ト は、 前記導光手段か らの出射光を所定の 一方向の偏光状態の光に変換する偏光変換手段を更に備え、 前記複数の照明ユニッ トのう ち、 一方の照明ユニッ トが有 する前記偏光変換手段が変換 し た偏光方向 と他方の照明ュ ニッ 卜が有する前記偏光変換手段が変換した偏光方向とが、 前記合成手段によ り 合成可能な前記異なっ た偏光方向に変換 する、

こ とを特徴とする請求項 6 に記載の投影表示装置。

8 . 前記発光体は、 前記略同 じ波長帯域の同色の出射光 が 2 つの異なっ た単波長の光であ り 、 前記照明手段は、 前記 2 つの異なっ た単波長の発光体か ら の光のう ち、 第 1 の単波長の光を透過し、 第 2 の単波長の光 を反射させる波長選択ミ ラーを含む、

こ とを特徴とする請求項 6 に記載の投影表示装置。

9 . 前記表示制御手段は、 前記光変調素子に供給するィ メージデータ を、 前記第 1 の単波長の光と前記第 2 の単波長 の光のそれぞれの波長、 或いは、 強度に応じて変換する画像 変換手段を有する こ とを特徴とする請求項 8 に記載の投影表 示装置。

1 0 . 前記導光手段は、 前記可動手段によっ て回転し、 前記導光手段が時系列に異なる色の出射光を出射するよ う に 構成する ものであっ て、

更に、 前記異なる色の出射光は、 前記照明ユニッ トの各々 異なっ た特定の領域よ り 出射するよ う に した、

こ とを特徴とする請求項 2 に記載の投影表示装置。

1 1 . 前記照明手段は、 前記各々 異なっ た特定の領域に 対応 して複数配置したこ とを特徴とする請求項 1 0 に記載の 投影表示装置。