JP3689688B2

JP3689688B2 - projector

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Publication number: JP3689688B2
Application number: JP2002328844A
Authority: JP
Inventors: 由男門條
Original assignee: 由男門條
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2022-11-12
Also published as: JP2004163624A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーンにカラー画像を表示するプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプロジェクタの一例を図１と図２の概略図に示す。図１のプロジェクタは、キセノンランプである光源２０と、光源２０の光を赤、青、緑に分光すると共に、集合する色分解・再結合用プリズム光学系２１と、この色分解・再結合用プリズム光学系２１で分光された光の画像を作成する赤、青、緑の画像表示部２２と、色分解・再結合用プリズム光学系２１で再結合された画像をスクリーンに投影する投影レンズ２３とを備えている（非特許文献１参照）。
【０００３】
図２のプロジェクタは、キセノンランプである光源２０と、光源２０の光を赤、青、緑に分光する赤、青、緑のダイクロイックミラ２４と、ダイクロイックミラ２４で分光された赤、青、緑の光でカラー画像を作成する画像表示部２２と、この画像表示部２２を透過した赤、青、緑からなるカラー画像をスクリーン２６に投影するフレネルレオンズ２５と投影レンズ２３とを備えている（非特許文献２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
宇野裕喜編，「映像情報インダストリアル２００１２」，産業開発機構，２００１年２月，ｐ．６２−６５
【非特許文献２】
シャープホームページ、“液晶パネルビジョン”、［online］、２００２年、ＳＨＡＲＰＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ、［平成１４年６月１１日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.sharp.co.jp/products/lcd/tech/s1_4_4.html＞
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１と図２に示す従来のプロジェクタは、キセノンランプである光源を点灯している状態で、画像表示部の画像をスクリーンに投影する。スクリーンにカラー画像を表示するために、光源の光を赤と青と緑に分光し、分光した赤と青と緑の光を画像表示部に投射し赤と青と緑の画像を作成、この画像を合成してスクリーンに表示している。このプロジェクタは、光源の光を赤と青と緑に分光する分光器と、分光した光で赤と青と緑の画像を作成するための赤と青と緑の画像表示部と、さらに、赤と青と緑の画像表示部の画像を合成してスクリーンに投影する機構を必要とするので、全体の構成が複雑で高価になる。また、画像表示部で表示される赤、青、緑の画像を極めて高い精度で合成するので、この部分に高い加工精度と組立精度を必要とする欠点もある。
【０００６】
本発明の第１の目的は、このような弊害を解消すること、すなわちひとつの画像表示部でフルカラーの画像をスクリーンに表示して、全体の構成を著しく簡単にして、製造コストをやすくできるプロジェクタを提供することにある。
【０００７】
さらに、画像表示部を液晶表示部とする従来のプロジェクタは、液晶の応答時間が遅いので、画像を速やかに変更して速い動画をくっきりと表示できない欠点がある。本発明の第２の目的は、この弊害を解消することにある。
【０００８】
さらにまた、従来のプロジェクタの光源に使用されるキセノンランプは、数千時間も使用すると交換する必要があり、メンテナンスに手間がかかる欠点がある。キセノンランプの寿命は、フィラメントを加熱するタイプの電球に比較し長いものであるが、数千時間も使用すれば交換する必要があり、ランニングコストも高くなる。
【０００９】
また、キセノンランプは、点灯に時間がかかる欠点もある。とくに消灯した直後に点灯すると、正常な状態になるまでに相当な時間がかかる。このため、従来のプロジェクタは、電源をオンにしてから正常に使用できるまでの待ち時間が長くなる欠点がある。
【００１０】
さらに、カラーのプロジェクタは、消費電力と発熱が極めて大きくなる欠点もある。それは、キセノンランプから放射される発光の一部のみが利用されて、発光全体を有効に利用できないからである。キセノンランプの白色光は、フィルターで赤、青、緑の光に分光されるが、このとき、フィルターは一部の光を透過し、残りを吸収して分光する。このため、フィルターを透過させることで、相当量の光が吸収される。したがって、キセノンランプの発光は、一部が利用されるにすぎず、全発光が効率よくスクリーンに投射されない。
【００１１】
本発明の第３の目的は、従来のプロジェクタのこれ等の欠点を一挙に解決することにある。すなわち、本発明の重要な目的は、光源の寿命を極めて長くしてメンテンナスを著しく簡単にして、ランニングコストをも低減し、さらに、電源オンと同時に使用できるようにして待ち時間をなくし、光源の光利用効率を著しく高くして、光源の発熱と消費電力を少なくできるプロジェクタを提供することにある。
【００１２】
さらに、従来のプロジェクタは、スクリーンに投影されるカラー画像の色バランスを調整すると、画像表示部のダイナミックレンジが狭くなる欠点がある。それは、赤、青、緑の画像表示部の反射率や透過率を調整して、カラー画像の色バランスを調整するからである。本発明の第４の目的は、スクリーンに投影されるダイナミックレンジを狭くすることなく、カラー画像の色調整ができるプロジェクタを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のプロジェクタは、赤と青と緑の発光ダイオードを備えるＬＥＤ光源１と、このＬＥＤ光源１から放射される光の透過率又は反射率を変化させて画像を作成する画像表示部２と、この画像表示部２で作成される画像をスクリーン８に投影する投影レンズ３と、入力画像信号に対応する画像を画像表示部２に作成する映像回路４と、この映像回路４で入力画像信号に対応する画像が作成される画像表示部２に、赤、青、緑の３色の光を時分割に照射するように、ＬＥＤ光源１の赤と青と緑の発光ダイオードを時分割に点滅するする点灯回路５とを備える。映像回路４は、入力画像信号に対応する赤成分の画像と青成分の画像と緑成分の画像とを時分割に順番に画像表示部２に表示する。点灯回路５は、ＬＥＤ光源１の赤と青と緑の発光ダイオードを時分割に順番に点灯して、画像表示部２が赤成分の画像を表示するタイミングには赤の発光ダイオード１ｒを点灯し、青成分の画像を表示するタイミングには青の発光ダイオード１ｂを点灯し、緑成分の画像を表示するタイミングには緑の発光ダイオード１ｇを点灯する。プロジェクタは、赤成分と青成分と緑成分の画像を時分割に順番にスクリーン８に投影してカラー画像を表示する。
【００１４】
点灯回路５は、１画面に１回の割合で、ＬＥＤ光源１の赤の発光ダイオード１ｒと、青の発光ダイオード１ｂと、緑の発光ダイオード１ｇを点灯することができる。１画面は垂直同期信号の間の映像信号で表される画面であって、ノンインターレス方式においては図１４に示すように１画面が１フレーム、１コマとなり、インターレス方式にあっては図１５に示すように１画面が１フィールドに相当する様に取り扱う。したがって、インターレス方式においては、１フレームは、２画面に相当する。点灯回路５は、１画面に複数回の割合で、ＬＥＤ光源１の赤の発光ダイオード１ｒと、青の発光ダイオード１ｂと、緑の発光ダイオード１ｇを点灯することもできる。
【００１５】
点灯回路５は、１秒間のフレーム数又はフィールド数、すなわち画面数で発光ダイオードの点灯を制御する画面枚数検出制御回路１５を備えることができる。画面枚数検出制御回路１５は、１秒間の画面数が６００画面よりも少ない状態で、１画面に複数回の割合で、赤の発光ダイオード１ｒと青の発光ダイオード１ｂと緑の発光ダイオード１ｇを点灯することができる。
【００１６】
点灯回路５は、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯開始時間を特定する赤と青と緑の点灯開始回路１１を設けて、この赤と青と緑の点灯開始回路１１で垂直同期信号に基づいて、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯開始時間を特定することができる。赤と青と緑の点灯開始回路１１は、タイマーとすることができる。
【００１７】
点灯回路５は、点灯している発光ダイオードの消灯時間を特定する消灯回路１２を設けて、消灯回路５が映像信号の開始時間に、最後に発光させる発光ダイオードを消灯し、あるいは映像信号開始時間よりも遅くあるいは速く最後に発光させる発光ダイオードを消灯することができる。
【００１８】
消灯回路１２は、垂直同期信号、点灯開始回路１１が出力する点灯開始パルス、垂直同期信号及び水平同期信号の少なくともひとつを検出して発光ダイオードの消灯時間を特定することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのプロジェクタを例示するものであって、本発明はプロジェクタを下記のものに特定しない。
【００２０】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２１】
図３と図４と図５に示すプロジェクタは、赤と青と緑の発光ダイオードを並べているＬＥＤ光源１と、このＬＥＤ光源１から放射される光の透過率、又は反射率を変化させて画像を作成する画像表示部２と、この画像表示部２で作成される画像をスクリーン８に投影する投影レンズ３と、画像表示部２を制御する映像回路４と、この映像回路４で制御される画像表示部２に、赤、青、緑の３色の光を時分割に照射するように、ＬＥＤ光源１の赤と青と緑の発光ダイオードを時分割に点滅させる点灯回路５と、映像回路４と点灯回路５を同期して制御する同期回路１０とを備える。図３の画像表示部２は、光の透過率を変化させて動画や静止画である画像を作成し、図４と図５の画像表示部２は、光の反射率を変化させて動画や静止画である画像を作成する。
【００２２】
図のプロジェクタは、同期回路１０が点灯回路５を制御して、ＬＥＤ光源１の赤、青、緑の発光ダイオードを点灯するタイミングを制御し、赤、青、緑の発光ダイオードを順番に時分割に点灯する。さらに同期回路１０は、点灯回路５に同期して映像回路４が画像表示部２に画像を作成するタイミングも制御して、赤成分の画像を画像表示部２に表示するタイミングには赤の発光ダイオードを点灯し、青成分の画像を画像表示部２に表示するタイミングには青の発光ダイオードを点灯し、緑成分の画像を画像表示部２に表示するタイミングには緑の発光ダイオードを点灯する。画像表示部２に時分割に順番に表示される赤成分と青成分と緑成分の画像は、カラー画像としてスクリーン８に投影される。
【００２３】
図３と図４のプロジェクタのＬＥＤ光源１は、図６ないし図８に示すように、１枚の面光源に赤、青、緑の３色の発光ダイオードを配列している。図６のＬＥＤ光源１は、赤、青、緑の発光ダイオードを横並びでひとつのカラードットとし、多数のカラードットを縦横に複数列複数行に並べている。図７のＬＥＤ光源１は、赤、青、緑の発光ダイオードを三角形の頂点に配置するひとつのカラードットとし、多数のカラードットを縦横に複数列複数行に並べている。図６と図７のＬＥＤ光源１は、赤と青と緑の発光ダイオードを同じ個数としているが、赤と青と緑の発光ダイオードを同じ個数とする必要はない。明るい発光ダイオードの個数を、暗い発光ダイオードの個数よりも少なくして白色にでき、あるいは用途に適した色にできるからである。図８のＬＥＤ光源１は、赤、青、緑の発光ダイオードを円周上に並べてひとつのカラードットとし、多数のカラードットを同心円周上に複数列複数行に並べている。これ等の図に示すＬＥＤ光源１は、赤と青と緑の発光ダイオードで構成されるカラードットを縦横に、あるいは円周上、あるいは球面上に並べているので、赤と青と緑の発光ダイオードを順番に時分割に点灯して、ＬＥＤ光源１の全面を、赤色、青色、緑色の３色に均一発光できる。
【００２４】
ただし、本発明のプロジェクタは、図６ないし図８に示すように、必ずしも赤と青と緑の発光ダイオードをカラードットとして、これを縦横に、あるいは円周上に配列してＬＥＤ光源とする必要はない。ＬＥＤ光源は、赤と青と緑の発光ダイオードからなるカラードットの配列、さらにカラードット自体の配置を図に示す配列に特定しない。さらにまた、ＬＥＤ光源は、赤と青と緑の発光ダイオードでカラードットを構成することなく、たとえば図９に示すように、赤と青と緑の発光ダイオードを複数の領域に分割して配列するＬＥＤ光源１も使用できる。さらに、図５のプロジェクタのＬＥＤ光源１は、赤と青と緑の発光ダイオードを、専用の面光源としている。このＬＥＤ光源１は、赤の面光源と、青の面光源と、緑の面光源とからなり、各々の面光源の光を合成用光学系６で合成して画像表示部２を照射する。
【００２５】
ＬＥＤ光源１は、所定の輝度を実現するために、複数の発光ダイオードを球面に並べている。ＬＥＤ光源１は、複数の赤の発光ダイオード１ｒと、複数の青の発光ダイオード１ｂと、複数の緑の発光ダイオード１ｇで構成される。赤の発光ダイオード１ｒの個数と、青の発光ダイオード１ｂの個数と、緑の発光ダイオード１ｇの個数は、赤と青と緑の発光出力が要求される明るさとなる個数に設定される。たとえば、赤と青と緑の発光ダイオードからなる発光ダイオードの全個数を、３〜９，０００，０００個、好ましくは６０〜３００，０００個、さらに好ましくは９０〜３０，０００個の発光ダイオードで構成する。ＬＥＤ光源１の発光ダイオードのトータル個数は、ＬＥＤ光源１の輝度を特定する。大画面に明るい画像を投影するプロジェクタは、発光ダイオードのトータル個数を多くする。発光ダイオードのトータル個数は、発光ダイオード自体の輝度によっても変化する。発光ダイオード自体の輝度が高いと、ＬＥＤ光源１は発光ダイオードの個数を少なくできる。したがって、本発明のプロジェクタは、ＬＥＤ光源１を構成する発光ダイオードの個数を特定するものではない。図のＬＥＤ光源１は、複数の発光ダイオードを球面に並べるように配列する。複数の発光ダイオードは、画像表示部２に光を照射する方向に向けて固定される。
【００２６】
ＬＥＤ光源１を構成する複数の赤と青と緑の発光ダイオードは、赤と青と緑の発光ダイオードを独立して発光できるように電気接続される。ＬＥＤ光源１の赤と青と緑の発光ダイオードは、時分割に独立して順番に発光される。ＬＥＤ光源１の発光ダイオードは、たとえば順番に赤、青、緑の順番で点灯される。赤と青と緑の発光ダイオードは、色違いのものを同時には点灯しない。いずれかの発光色の発光ダイオードが点灯されるとき、他の発光色の発光ダイオードは消灯される。
【００２７】
ＬＥＤ光源１は、画像表示部２に向かって光を照射する。図３と図４のプロジェクタは、発光ダイオードの発光を集光して、効率よく画像表示部２を照射するために、ＬＥＤ光源１と画像表示部２との間に光集光部７を設けている。光集光部７は、内面に光の反射層を設けている板材を筒状にしている。ただし、光集光部７は、プラスチックやガラス等の透明体を図に示す角錘状に成形することもできる。透明体の光集光部７は、入射された発光ダイオードの光を、周囲の内面で全反射して先端から画像表示部２に照射す。図３のプロジェクタは、ＬＥＤ光源１と画像表示部２を四角形とするので、光集光部７を先端を細く絞っている四角錘の形状としている。図４のプロジェクタは、光集光部を円錐状としている。本発明のプロジェクタは、図３と図４に示すように、必ずしも光集光部を設ける必要はない。光集光部に代わって光学レンズを使用し、あるいは発光ダイオードに集束レンズを備えるタイプを使用して、発光を有効に画像表示部に照射できるからである。
【００２８】
画像表示部２は、縦横に並べた多数のドットを有し、各々のドットの光透過度又は反射率を変更して、静止画又は動画の画像を作成する。画像表示部２は、液晶で画像を表示する液晶表示部が使用できる。ただ画像表示部２には、縦横に配列しているマイクロミラーを回動させて光の反射率を変更して画像を表示する表示部等、光の透過率や反射率の違いで画像を表示できるすべてのものが使用できる。画像表示部２が、光の透過率や反射率を変更して作成する画像のドット数は、たとえば６４０×４８０である。ただし、画像表示部２は、ドット数をさらに多くして、解像度を高くすることもできる。図のプロジェクタは、赤成分と青成分と緑成分の画像を時分割に合成して、フルカラーの画像をスクリーン８に投影する。したがって、画像表示部２は、発光ダイオードの点灯に同期して、赤成分と青成分と緑成分の画像を時分割に作成する。すなわち、赤の発光ダイオードが点灯されるときに赤成分の画像を作成し、青の発光ダイオードが点灯されるときに青成分の画像を作成し、緑の発光ダイオードが点灯されるときに緑成分の画像を作成する。画像表示部２に時分割に作成される赤成分と青成分と緑成分の画像は、投影レンズ３でスクリーン８に投影される。赤成分と青成分と緑成分の画像は、目で合成されて、フルカラーの画像として認識される。
【００２９】
図５のプロジェクタは、別々に配置している赤ＬＥＤ光源１Ｒと、青ＬＥＤ光源１Ｂと、緑ＬＥＤ光源１Ｇの発光を合成用光学系６で合成して、画像表示部２に照射する。この合成用光学系６は、赤の発光と、青の発光と、緑の発光を合成する鏡９を備えている。鏡９は、赤色光を透過させて、青色光と緑色光を直角に反射して、赤、青、緑の発光を合成して画像表示部２に照射させる。合成用光学系には、赤、青、緑の発光を合成できる全てのもの、たとえばプリズムや鏡等を組み合わせたものが使用できる。
【００３０】
投影レンズ３は、画像表示部２の画像をスクリーン８に投影する。投影レンズ３は、好ましくは焦点距離を変更できるズームレンズである。ズームレンズである投影レンズ３は、スクリーン８に投影する画像の大きさを調整できる。
【００３１】
映像回路４は、同期回路１０に制御されて、図１０に示すように、垂直同期信号に同期するタイミングで、画像表示部２に、赤成分と青成分と緑成分の画像を順番に表示する。同期回路１０にタイミングが制御される映像回路４は、１画面に１回の割合で、すなわちひとつの垂直同期信号に１回の割合で、赤成分と青成分と緑成分の画像を時分割に画像表示部２に表示させる。画像表示部２は、図１０の矢印で示すように、１画面遅れて、赤成分と青成分と緑成分の画像を時分割に表示する。このことを実現するために、映像回路４は、１画面前の赤成分と青成分と緑成分の画像を記憶するために、赤画像用と青画像用と緑画像用の画像記憶回路を備えている。映像回路４は、図１１に示すように、１画面前の映像信号から赤成分と青成分と緑成分の画像を作成して、これを赤画像用と青画像用と緑画像用の画像記憶回路に記憶させる。画像記憶回路に記憶される赤画像と青画像と緑画像は、次の画面タイミングに読み出されて、画像表示部に時分割に表示される。図１１では、画像記憶回路に記憶される赤画像と青画像と緑画像を次の画面タイミングに表示するが、画像記憶回路に記憶される赤画像と青画像と緑画像とは、必ずしも次の画面タイミングではなくて、さらに遅れた時間帯に読み出しして、画像表示部に時分割に表示させることもできる。ただし、次の画面タイミングよりも遅れて画像記憶回路の画像を画像表示部に表示する映像回路は、画像を書き込みする時間から読み出して表示する時間までの画面を記憶する画像記憶回路を備える。画像記憶回路はＲＡＭやＦＩＦＯで構成できる。
【００３２】
点灯回路５は、同期回路１０に制御されて、発光ダイオードの点灯タイミングを、画像表示部２が画像を作成するタイミングに同期させる。すなわち、点灯回路５は、画像表示部２に時分割に順番に表示される赤成分、青成分、緑成分の画像に同期して、赤と青と緑の発光ダイオードを点灯させる。さらに点灯回路５は、１画面の画像に対して１回の割合で、すなわち、ひとつの垂直同期信号に１回の割合で、ＬＥＤ光源１の赤、青、緑の発光ダイオードを時分割に順番に点灯する。ただし、点灯回路５は、１画面の画像に対して複数回の割合で、ＬＥＤ光源１の赤と青と緑の発光ダイオードを時分割に順番に点灯することもできる。
【００３３】
点灯回路５は、同期回路１０でタイミングを制御して、赤成分の画像が画像表示部２に表示されるときに赤の発光ダイオード１ｒを点灯し、青成分の画像が画像表示部２に表示されるときに青の発光ダイオード１ｂを点灯し、緑成分の画像が画像表示部２に表示されるときに緑の発光ダイオード１ｇを点灯する。すなわち、ＬＥＤ光源１の赤と青と緑の発光ダイオードは、画像表示部２の赤と青と緑の画像に同期して点灯される。画像表示部が表示する赤と青と緑の画像の順番は、必ずしも赤、青、緑の順番に特定する必要はない。たとえば、赤、緑、青の順番、あるいは青、赤、緑の順番、あるいはまた青、緑、赤の順番、さらに緑、赤、青の順番、緑、青、赤の順番とすることもできる。さらにまた、赤、青、緑の順番を一定に特定せず、１画面毎に変更することもできる。赤、青、緑の画像を表示する順番を変更する場合、前回の画面で最後に表示する色の画像を、次の画面の最初に表示する画像の色と同じにして、画面が切り換えられるときに表示される画像の時間を２倍にできる。赤、青、緑の発光ダイオードは、赤、青、緑の画像に同期して点灯されるので、画像の表示時間を長くして、発光ダイオードの点灯時間を長くできる。
【００３４】
点灯回路５は、好ましくは、図１０のタイミングチャートに示すように、ＬＥＤ光源１を連続しては点灯しない。ただし、点灯回路５は、赤と青と緑の発光ダイオードの各々を連続しては点灯しないが、常にいずれかの発光ダイオードを点灯してＬＥＤ光源１を連続的に点灯することもできる。ＬＥＤ光源１の赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間は、１画面を表示する時間の１／３よりも短く制御される。たとえば、映像回路４が３０画面／秒の割合で赤成分と青成分と緑成分の画像を作成する場合、１画面の時間が３３ｍｓｅｃとなるので、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間は１１ｍｓｅｃよりも短く制御される。
【００３５】
赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間を短くすると、動画の解像度が向上する。点灯時間における画像表示部２の各々のドットを構成している液晶の光透過率や反射率の変化が少なくなるからである。理想的な動画は、１画面に表示される画像が変化しない状態である。液晶は応答時間に遅れがあるので、現実には１画面の画像を表示する状態で光の透過率や反射率が変化する。すなわち、映像信号の画像に完全に一致する画像になるまでに時間がかかり、ゆっくりと画像が作成される。このため画像表示部２を液晶表示部とすると、スクリーン８に投影される画像は、正確には映像信号に完全に一致する画像とはならず、１画面の間で変化しながら次第に映像信号の画像に近付くように変化する。赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間を短くすると、点灯時間における液晶の変化を少なくできる。このため、１画面の画像変化が少なくなって、画像の解像度が向上する。
【００３６】
ただ、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間が短か過ぎると、スクリーン８に投影される画像の明るさが低下する。赤と青と緑の発光ダイオードの平均電力が小さくなるからである。赤と青と緑の発光ダイオードの平均電力は、発光ダイオードに流す電流を増加して大きくできる。とくに、発光ダイオードはパルス電流を流す状態では、非常に大きな電流を流すことができる。休止時間によって平均電流が減少されるからである。このため、赤と青と緑の発光ダイオードの電流を相当に大きくして、スクリーン８に投影される画像を明るくできる。ただ、発光ダイオードは、極めて大きい電流を流す領域では、必ずしも電流に正比例して発光輝度は増加しない。発光輝度が飽和するからである。したがって、赤と青と緑の発光ダイオードの電流を増加すると共に、発光ダイオードの点灯時間をも制御して、スクリーン８に投影される画像の明るさを調整する。スクリーン８の画像は、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間を長くして明るくできる。さらに、ＬＥＤ光源１を構成する赤と青と緑の発光ダイオードの個数を多くし、あるいは赤と青と緑の発光ダイオードに、より発光輝度の高いものを使用してスクリーン８の画像を明るくすることもできる。
【００３７】
以上のことから、ＬＥＤ光源１を構成している赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間は、要求される画像の解像度と、画像の明るさと、赤と青と緑の発光ダイオードの明るさと、ＬＥＤ光源１を構成する赤と青と緑の発光ダイオードの個数を考慮して、たとえば、１画面の時間の１０〜３３％、好ましくは２０〜３０％に設定される。さらに、１画面に複数回（ｎ回）の割合で赤と青と緑の発光ダイオードを点灯する場合は、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間は前述の時間の１／ｎとする。高速で動く動画の解像度を高くする用途においては、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間を短くし、スクリーン８の画像を明るくする用途にあっては、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間を長くする。
【００３８】
点灯回路５は、図１２に示すように、同期回路１０から出力される垂直同期信号から１秒間の画面数を検出して、赤、青、緑の発光ダイオードの点灯を制御する画面枚数検出制御回路１５と、同期回路１０または画面枚数検出制御回路１５から出力される垂直同期信号をトリガー信号として、トリガー信号である垂直同期信号から所定の時間ずれて赤と青と緑の発光ダイオードを点灯させる点灯開始パルスを発生させる赤と青と緑の点灯開始回路１１と、この赤と青と緑の点灯開始回路１１の点灯開始パルスから所定時間ずれた発光ダイオードの消灯パルスを発生させる赤と青と緑の消灯回路１２と、点灯開始回路１１の点灯開始パルスと消灯回路１２の消灯パルスで赤と青と緑の発光ダイオードを点灯する赤と青と緑のスイッチング回路１３と、赤と青と緑の発光ダイオードの電流を制御する赤と青と緑の電流制御回路１４と、赤と青と緑の発光ダイオードの電流を制御して、照度むらと色むらを解消する赤と青と緑の補正回路１６とを備える。
【００３９】
同期回路１０は、入力画像信号に含まれる垂直同期信号を検出して、点灯回路５と映像回路４のタイミングを制御する。ただし、同期回路１０は、水平同期信号を検出し、あるいは映像信号を検出して、点灯回路５と映像回路４のタイミングを制御することもできる。それは、水平同期信号と映像信号と垂直同期信号とが、特定の相対タイミングを有するからである。
【００４０】
画面枚数検出制御回路１５は、垂直同期信号のタイミングから１秒間のフレーム数、またはフィールド数、すなわち画面数を検出する。インターレス方式においては、１コマの画像を、２フィールド２画面として取り扱う。これに対して、ノンインターレス方式においては１コマが１画面、１フレームとなる。フィールドとフレームは相関関係があるので、画面枚数検出制御回路１５は、インターレス方式ではフィールド数を検出し、ノンインターレス方式ではフレーム数を検出して発光ダイオードの点灯回数を制御する。人間の目は、輝度により変化するが、画面数の変化が１秒間に５０〜６０よりも少ないと、ちらつき、すなわちフリッカーを感じるようになる。画面枚数検出制御回路１５は、インターレス方式では１秒間のフィールド数が少なくなり、ノンインターレス方式ではフレーム数が少なくなってフリッカーを発生するときに、１画面に複数回（ｎ回）、赤、青、緑の画像を時分割に表示すると共に、これに同期して発光ダイオードを点灯してフリッカーを防止する。画面枚数検出制御回路１５は、たとえば１秒間の画面数が６００画面よりも少ない状態で、１画面に複数回（ｎ回）の割合で赤、青、緑の発光ダイオードを時分割に点灯する。１画面にｎ回赤、青、緑の発光ダイオードを点灯させると、実質的に表示される１秒間のフィールド数やフレーム数はもとのｎ倍となる。このように、１画面に複数回の割合で赤、青、緑の画像を表示しながらこれに同期して発光ダイオードを点灯するプロジェクタは、１秒間のフィールド数やフレーム数がフリッカーを感じる程度であっても、画面をちらつかないように表示できる。たとえば、１秒間に１画面の入力画像信号が入力されても、１画面に、たとえば８０回以上の割合で赤、青、緑の画像を表示しながら発光ダイオードを点灯して、ちらつきを解消できる。さらに、１秒間のフィールド数やフレーム数がフリッカーを感じることがない程度であっても、１画面に発光ダイオードを複数回点滅することもできる。画面枚数検出制御回路１５は、赤と青と緑の点灯開始回路１１と赤と青と緑の消灯回路１２を制御して、赤、青、緑の発光ダイオードの点灯を制御する。
【００４１】
図１０は、１画面に１回の割合で赤と青と緑の発光ダイオードを点灯するタイミングチャートを示し、図１３は１画面に２回の割合いで赤と青と緑の発光ダイオードを点灯するタイミングチャートを示している。ところで、ノンインターレス方式の入力画像信号においては、図１４に示すように垂直同期信号の間が１フレーム、１画面、１コマとなる。インターレス方式の入力画像信号にあっては、図１５に示すように、垂直同期信号の間が１フィールド、１画面として取り扱い、２フィールドを２画面として取り扱う。図１０は１画面に１回の割合で赤、青、緑の発光ダイオードを点灯し、図１３は１画面に２回の割合で赤、青、緑の発光ダイオードを点灯している。ノンインターレス方式において、１画面が１フレームとなるので、ノンインターレス方式においては、図１０にあっては、１フレームに１回の割合で赤、青、緑の発光ダイオードを点灯し、インターレス方式においては１フィールドに１回の割合で赤、青、緑の発光ダイオードを点灯する。図１３においては、ノンインターレス方式は１画面、１フレームに２回の割合で赤、青、緑の発光ダイオードを点灯し、インターレス方式は、１画面、１フィールドに２回、すなわち１フレームに４回の割合で赤、青、緑の発光ダイオードを点灯する。図１３の方式のプロジェクタは、１画面に２回の割合で赤、青、緑の発光ダイオードを点灯するが、本発明のプロジェクタは、図示しないが、１画面に３回以上の割合で赤、青、緑の画像を表示して、これに同期した発光ダイオードを点灯することもできる。
【００４２】
赤と青と緑の点灯開始回路１１はタイマーである。タイマーである赤と青と緑の点灯開始回路１１は、垂直同期信号から赤、青、緑の発光ダイオードの点灯を開始するまでの遅延時間（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3）を特定する。赤の点灯開始回路１１は赤の発光ダイオードを点灯するまでの時間（Ｔ1）を記憶しており、青の点灯開始回路１１は青の発光ダイオードを点灯するまでの時間（Ｔ2）を記憶しており、緑の点灯開始回路１１は緑の発光ダイオードを点灯するまでの時間（Ｔ3）を記憶している。ただし、点灯開始回路１１は、必ずしもタイマーとする必要はない。たとえば、垂直同期信号をトリガー信号として、水平同期信号の数をカウントするカウンター等も使用できる。
【００４３】
赤と青と緑の消灯回路１２は、点灯された発光ダイオードの消灯時間を特定する。図１０は、最後に点灯する発光ダイオードの消灯時間を、映像信号の開始時間としている。赤と青と緑の消灯回路１２もタイマーである。このタイマーは、赤、青、緑の発光ダイオードを点灯開始パルスから消灯するまでの時間幅（Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6）を記憶している。赤、青、緑の消灯時間をカウントするタイマーは点灯開始パルスでカウントを開始し、タイムアップすると消灯パルスを出力して、消灯パルスのタイミングで赤と青と緑の発光ダイオードを消灯する。この消灯回路１２は、発光ダイオードを消灯する時間に消灯パルスを出力するように時間幅（Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6）を設定しているが、最後の発光ダイオードの消灯時間が映像信号開始時間よりも遅く、あるいは速くなるように時間設定している。赤、青、緑の消灯回路のタイマーは、赤、青、緑の各々の発光ダイオードを最適な点灯時間とするように、各々異なる時間に設定し、あるいは同じ時間に設定している。赤、青、緑の点灯時間が異なるように設定している消灯回路は、点灯時間でもって発光ダイオードの輝度斑等を解消できる。発光出力の低い発光ダイオードの点灯時間を、発光出力の高い発光ダイオードよりも長くして、発光輝度を揃えることができるからである。消灯回路１２は、垂直同期信号でなく映像信号に基づいて赤、青、緑の発光ダイオードを消灯する時間を特定することもできる。
【００４４】
さらにまた、赤と青と緑の消灯回路１２は、垂直同期信号と水平同期信号の両方に基づいて、赤と青と緑の発光ダイオードの消灯時間を特定することができる。この赤と青と緑の消灯回路１２は、垂直同期信号でリセットして、水平同期信号をカウントするカウンターで実現できる。この消灯回路１２は、カウンターのカウント値が設定値になると消灯パルスを出力して、赤と青と緑の発光ダイオードを消灯する。
【００４５】
赤と青と緑の発光ダイオードは、図１０に示すように、点灯開始時間から消灯時間まで点灯される。赤と青と緑の発光ダイオードの点灯時間（Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6）は、前述したように、１画面の時間の１０〜３３％、好ましくは２０〜３０％に設定される。
【００４６】
画像表示部２は、ふたつの垂直同期信号の間にある映像信号で、時分割に順番に赤成分と青成分と緑成分の画像を表示する。したがって、１画面に１回の割合で赤成分の画像と青成分の画像と緑成分の画像を時分割に順番表示し、この赤、青、緑の画像に同期して、赤と青と緑の発光ダイオードを１回の割合で点灯するプロジェクタは、図１０に示すように、１画面に１回の割合でＬＥＤ光源１の赤と青と緑の発光ダイオードを点灯回路５で点灯する。ただし、本発明のプロジェクタは、図１３に示すように、１画面に２回の割合で、赤成分の画像と青成分の画像と緑成分の画像を時分割に表示して、赤と青と緑の発光ダイオードを赤、青、緑の画像に同期して点灯することもできる。この点灯回路５は、１回目に赤と青と緑の発光ダイオードを点灯するための、赤と青と緑の発光ダイオードの第１点灯開始パルスと、この第１点灯開始パルスで点灯した赤と青と緑の発光ダイオードを消灯する赤と青と緑の発光ダイオードの第１消灯パルスと、２回目に赤と青と緑の発光ダイオードを点灯する赤と青と緑の発光ダイオードの第２点灯開始パルスと、第２点灯開始パルスで点灯した赤と青と緑の発光ダイオードを消灯する赤と青と緑の発光ダイオードの第２消灯パルスをタイマーで発生させることができる。このタイマーは、垂直同期信号でカウントを開始して、赤と青と緑の発光ダイオードを発光させる第１点灯開始パルス、点灯された赤と青と緑の発光ダイオードの第１消灯パルスと、赤と青と緑の発光ダイオードを点灯する赤と青と緑の発光ダイオードの第２点灯開始パルスと、点灯した赤と青と緑の発光ダイオードを消灯する赤と青と緑の発光ダイオードの第２消灯パルスを出力する時間を記憶している。このタイマーは、垂直同期信号を検出してカウントを開始し、設定時間になると赤と青と緑の第１点灯開始パルス、第１消灯パルス、第２点灯開始パルス、第２消灯パルスを順番に出力して、赤と青と緑の発光ダイオードを時分割に順番に点滅する。同じようにして、１画面に３回以上の割合で、赤と青と緑の発光ダイオードを点灯することができる。図１０と図１３に示すように、切り換えタイミングの流れにおいて、赤と青と緑の発光ダイオードの全てを消灯する時間を設けると、黒を鮮明に表示できる。ただ、赤と青と緑の発光ダイオードを消灯することなく、常にいずれかの発光ダイオードを点灯することもできる。
【００４７】
補正回路１６は、ＬＥＤ光源１を構成している赤と青と緑の発光ダイオードの発光強度を制御して、スクリーン８の輝度むらと色むらを少なくする。ＬＥＤ光源１は、スクリーン８を所定の明るさとするために、多数の発光ダイオードを集合して構成される。輝度むらと色むらの補正回路１６は、ＬＥＤ光源１を構成している赤と青と緑の各々の発光ダイオードの発光出力を制御して、スクリーン８の輝度むらと色むらを解消する。たとえば、スクリーン８の隅部の明るさが中央部分よりも暗くなる場合、スクリーン８の隅部を照射する赤と青と緑の発光ダイオードの出力を大きくする。色むらも同じようにして、輝度が弱くなる部分を照射する発光ダイオードの出力を大きくして少なくする。輝度むらと色むらの補正回路１６は、赤と青と緑の発光ダイオードの発光時間を長くし、あるいは駆動電流を大きくして、発光出力を大きくする。
【００４８】
以上の実施例のプロジェクタは、ＬＥＤ光源１の赤、青、緑の発光ダイオードを、オンオフに切り換えられるスイッチング回路１３で点滅しているが、本発明は、図１６に示すように、発光ダイオードの発光出力をゆっくりと変化させて点滅することもできる。このスイッチング回路は、赤、青、緑の発光ダイオードの電流を制御して点滅する。さらにこのスイッチング回路は、発光ダイオードを完全に消灯することなく、消灯状態でほとんど見えない程度に、あるいはわずかに見える程度の輝度に発光して、実質的には点滅することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のプロジェクタは、ひとつの画像表示部でフルカラーの画像をスクリーンに表示して、全体の構成を著しく簡単にして、製造コストをやすくできる特長がある。それは本発明のプロジェクタが、赤と青と緑の発光ダイオードを備えるＬＥＤ光源で画像表示部に光を照射し、映像回路でもって赤成分の画像と青成分の画像と緑成分の画像とを時分割に順番に画像表示部に表示し、赤成分の画像を表示するタイミングには赤の発光ダイオードを点灯して、青成分の画像を表示するタイミングには青の発光ダイオードを点灯し、緑成分の画像を表示するタイミングには緑の発光ダイオードを点灯して、赤成分と青成分と緑成分の画像を時分割に順番にスクリーンに投影してカラー画像を表示するからである。
【００５０】
さらに、本発明のプロジェクタは、スクリーンに投影される動画を明確に表示できる特長がある。それは、本発明のプロジェクタが、ＬＥＤ光源を構成している赤、青、緑の発光ダイオードを、赤、青、緑の画像に同期して点滅させるからである。このプロジェクタは、光源である赤、青、緑の発光ダイオードを、映像回路の垂直同期信号に同期して点滅させるので、赤、青、緑の発光ダイオードの点灯時間における液晶の光透過率や反射率の変化を少なくして、動画の解像度を向上できる。したがって、スクリーンに投影される動画を明確に表示できる。また、光源を点滅させることにより、休止時間によって平均電流を減少できるので、消費電力を小さくできる特長もある。
【００５１】
さらに、本発明のプロジェクタは、光源に発光ダイオードを使用するので、従来のキセノンランプに比べて寿命を極めて長くできる特長がある。このため、交換にかかる手間を省略できると共に、メンテナンスを著しく簡単にしてランニングコストを低減できる。さらに、発光ダイオードは、キセノンランプのように点灯に時間がかかることなく、また消灯した直後に点灯しても直ちに正常な状態で点灯できる特性があるので、電源オンと同時に使用できるようにして待ち時間を皆無にできる特長がある。
【００５２】
さらに、本発明のプロジェクタは、消費電力と発熱を極めて小さくできる特長もある。それは、従来のキセノンランプを光源とするプロジェクタのように、放射される発光の一部のみを利用することなく、発光ダイオードの発光全体を有効に利用できるからである。従来のプロジェクタは、光源に使用するキセノンランプの光をフィルターに透過させて分光するので、相当量の光がフィルターで吸収されて、全発光を効率よくスクリーンに投射できない。これに対して、本発明のプロジェクタは、光源を発光ダイオードとすることにより、フィルターで分光することなく、いいかえるとフィルターで吸収されることなく特定の波長の色を効率よく放射できるので、光源の光利用効率を著しく高くして、光源の発熱と消費電力を低減できる。とくに、赤、青、緑の発光ダイオードを光源とすることにより、フルカラーの画像を理想的に作成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプロジェクタの概略構成図
【図２】従来の他のプロジェクタの概略構成図
【図３】本発明の一実施例にかかるプロジェクタの概略構成図
【図４】本発明の他の実施例にかかるプロジェクタの概略構成図
【図５】本発明の他の実施例にかかるプロジェクタの概略構成図
【図６】ＬＥＤ光源の一例を示す平面図
【図７】ＬＥＤ光源の他の一例を示す平面図
【図８】ＬＥＤ光源の他の一例を示す平面図
【図９】ＬＥＤ光源の他の一例を示す平面図
【図１０】点灯回路がＬＥＤ光源の発光ダイオードを点滅するタイミングチャート図
【図１１】映像回路が１画面の画像を画像記憶回路に読み込みして、次の画面に読み出しするタイミングチャート図
【図１２】ＬＥＤ光源の発光ダイオードを点滅する点灯回路のブロック図
【図１３】点灯回路がＬＥＤ光源の発光ダイオードを点滅する他の一例を示すタイミングチャート図
【図１４】ノンインターレス方式の入力画像信号におけるタイミングチャート図
【図１５】インターレス方式の入力画像信号におけるタイミングチャート図
【図１６】点灯回路がＬＥＤ光源の発光ダイオードを点滅する他の一例を示すタイミングチャート図
【符号の説明】
１…ＬＥＤ光源１Ｒ…赤ＬＥＤ光源１ｒ…赤の発光ダイオード
１Ｇ…緑ＬＥＤ光源１ｇ…緑の発光ダイオード
１Ｂ…青ＬＥＤ光源１ｂ…青の発光ダイオード
２…画像表示部
３…投影レンズ
４…映像回路
５…点灯回路
６…合成用光学系
７…光集光部
８…スクリーン
９…鏡
１０…同期回路
１１…点灯開始回路
１２…消灯回路
１３…スイッチング回路
１４…電流制御回路
１５…画面枚数検出制御回路
１６…補正回路
２０…光源
２１…色分解・再結合用プリズム光学系
２２…画像表示部
２３…投影レンズ
２４…ダイクロイックミラ
２５…フレネルレオンズ
２６…スクリーン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector that displays a color image on a screen.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional projector is shown in the schematic diagrams of FIGS. The projector shown in FIG. 1 includes a light source 20 that is a xenon lamp, a light splitting prism optical system 21 that separates the light from the light source 20 into red, blue, and green, and the color separation / recombination prism. A red, blue, and green image display unit 22 that creates an image of light dispersed by the prism optical system 21 and a projection lens 23 that projects the image recombined by the color separation / recombination prism optical system 21 onto a screen. (See Non-Patent Document 1).
[0003]
The projector shown in FIG. 2 includes a light source 20 that is a xenon lamp, a red, blue, and green dichroic mirror 24 that splits the light from the light source 20 into red, blue, and green, and red, blue, and green that are split by the dichroic mirror 24. An image display unit 22 that creates a color image with the light of, a Fresnel Leons 25 that projects a color image composed of red, blue, and green transmitted through the image display unit 22 onto a screen 26 and a projection lens 23. (Refer nonpatent literature 2).
[0004]
[Non-Patent Document 1]
Edited by Hiroki Uno, “Video Information Industrial 2001 2”, Industrial Development Organization, February 2001, p. 62-65
[Non-Patent Document 2]
Sharp website, “LCD panel vision”, [online], 2002, SHARP CORPORATION, [searched on June 11, 2002], Internet, <URL: http://www.sharp.co.jp/products/lcd /tech/s1_4_4.html>
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional projector shown in FIGS. 1 and 2 projects an image on the image display unit on a screen while a light source that is a xenon lamp is turned on. In order to display a color image on the screen, the light from the light source is split into red, blue, and green, and the split red, blue, and green light is projected onto the image display to create red, blue, and green images. The images are combined and displayed on the screen. This projector includes a spectroscope that splits light from the light source into red, blue, and green, a red, blue, and green image display unit that creates red, blue, and green images from the split light, and a red And a mechanism for synthesizing the images of the blue and green image display units and projecting them on the screen is required, so that the overall configuration is complicated and expensive. In addition, since the red, blue, and green images displayed on the image display unit are synthesized with extremely high accuracy, there is a drawback in that high processing accuracy and assembly accuracy are required in this portion.
[0006]
A first object of the present invention is to eliminate such an adverse effect, that is, to display a full-color image on a screen with a single image display unit, remarkably simplifying the overall configuration, and facilitating manufacturing costs. Is to provide.
[0007]
Further, the conventional projector having the image display unit as a liquid crystal display unit has a drawback that the response time of the liquid crystal is slow, so that a quick moving image cannot be clearly displayed by changing the image quickly. The second object of the present invention is to eliminate this adverse effect.
[0008]
Furthermore, the xenon lamp used for the light source of the conventional projector needs to be replaced after being used for thousands of hours, which has a drawback that it takes time and effort for maintenance. The life of a xenon lamp is longer than that of a bulb that heats the filament, but if it is used for several thousand hours, it needs to be replaced, and the running cost increases.
[0009]
Also, the xenon lamp has a drawback that it takes a long time to turn on. In particular, if it is turned on immediately after it is turned off, it takes a considerable amount of time to reach a normal state. For this reason, the conventional projector has a drawback in that the waiting time from when the power is turned on until it can be used normally becomes long.
[0010]
Further, the color projector has a drawback that power consumption and heat generation become extremely large. This is because only a part of the light emitted from the xenon lamp is used, and the entire light emission cannot be used effectively. The white light of the xenon lamp is split into red, blue, and green light by the filter. At this time, the filter transmits part of the light and absorbs the rest to split the light. For this reason, a considerable amount of light is absorbed by passing through the filter. Therefore, only a part of the light emitted from the xenon lamp is used, and the entire light is not efficiently projected onto the screen.
[0011]
The third object of the present invention is to solve these drawbacks of the conventional projector at once. That is, an important object of the present invention is that the lifetime of the light source is extremely prolonged, maintenance is remarkably simplified, the running cost is reduced, and further, it can be used at the same time as the power is turned on to eliminate the waiting time. It is an object of the present invention to provide a projector capable of significantly increasing light utilization efficiency and reducing heat generation and power consumption of a light source.
[0012]
Further, the conventional projector has a drawback that the dynamic range of the image display unit is narrowed when the color balance of the color image projected on the screen is adjusted. This is because the color balance of the color image is adjusted by adjusting the reflectance and transmittance of the red, blue, and green image display units. A fourth object of the present invention is to provide a projector capable of adjusting the color of a color image without narrowing the dynamic range projected on the screen.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The projector of the present invention includes an LED light source 1 including red, blue, and green light emitting diodes, an image display unit 2 that creates an image by changing the transmittance or reflectance of light emitted from the LED light source 1, A projection lens 3 for projecting an image created by the image display unit 2 onto the screen 8, a video circuit 4 for creating an image corresponding to the input image signal on the image display unit 2, and an input image signal by the video circuit 4 The red, blue, and green light-emitting diodes of the LED light source 1 are blinked in a time-sharing manner so that light of three colors of red, blue, and green is irradiated in a time-sharing manner on the image display unit 2 where a corresponding image is created. The lighting circuit 5 to be provided. The video circuit 4 displays a red component image, a blue component image, and a green component image corresponding to the input image signal on the image display unit 2 in order of time division. The lighting circuit 5 turns on the red, blue, and green light emitting diodes of the LED light source 1 in order in a time-sharing manner, and turns on the red light emitting diode 1r when the image display unit 2 displays the red component image. The blue light emitting diode 1b is turned on at the timing of displaying the blue component image, and the green light emitting diode 1g is turned on at the timing of displaying the green component image. The projector projects a red component, a blue component, and a green component on the screen 8 in order of time division, and displays a color image.
[0014]
The lighting circuit 5 can light the red light emitting diode 1r, the blue light emitting diode 1b, and the green light emitting diode 1g of the LED light source 1 at a rate of once per screen. One screen is a screen represented by a video signal between vertical synchronizing signals. In the non-interlace method, one screen has one frame and one frame as shown in FIG. As shown in FIG. 15, one screen corresponds to one field. Therefore, in the interless method, one frame corresponds to two screens. The lighting circuit 5 can also light the red light emitting diode 1r, the blue light emitting diode 1b, and the green light emitting diode 1g of the LED light source 1 at a rate of a plurality of times per screen.
[0015]
The lighting circuit 5 can include a screen number detection control circuit 15 that controls lighting of the light emitting diodes by the number of frames or fields per second, that is, the number of screens. The screen number detection control circuit 15 turns on the red light emitting diode 1r, the blue light emitting diode 1b, and the green light emitting diode 1g at a rate of a plurality of times per screen with the number of screens per second being less than 600 screens. can do.
[0016]
The lighting circuit 5 includes a red, blue, and green lighting start circuit 11 that specifies the lighting start times of the red, blue, and green light emitting diodes. The red, blue, and green lighting start circuit 11 generates a vertical synchronization signal. Based on this, it is possible to specify the lighting start times of the red, blue, and green light emitting diodes. The red, blue and green lighting start circuit 11 can be a timer.
[0017]
The lighting circuit 5 is provided with a turn-off circuit 12 for specifying the turn-off time of the light-emitting diode that is turned on, and the turn-off circuit 5 turns off the light-emitting diode that emits light last, or the video signal start time. It is possible to turn off the light emitting diode that finally emits light later or faster.
[0018]
The extinguishing circuit 12 can identify the extinction time of the light emitting diode by detecting at least one of the vertical synchronizing signal, the lighting start pulse output from the lighting starting circuit 11, the vertical synchronizing signal, and the horizontal synchronizing signal.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments shown below exemplify a projector for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the projector as described below.
[0020]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments are referred to as “claims” and “means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0021]
The projector shown in FIGS. 3, 4, and 5 has an LED light source 1 in which red, blue, and green light emitting diodes are arranged, and changes the transmittance or reflectance of light emitted from the LED light source 1 to change the image. The image display unit 2 for generating the image, the projection lens 3 for projecting the image generated by the image display unit 2 onto the screen 8, the video circuit 4 for controlling the image display unit 2, and the video circuit 4 A lighting circuit 5 that blinks red, blue, and green light emitting diodes of the LED light source 1 in a time-division manner so as to irradiate the image display unit 2 with light of three colors of red, blue, and green in a time-division manner, and a video circuit 4 and a synchronizing circuit 10 that controls the lighting circuit 5 in synchronization. The image display unit 2 in FIG. 3 changes the light transmittance to create a moving image or a still image, and the image display unit 2 in FIGS. 4 and 5 changes the light reflectance to Create an image that is a still image.
[0022]
In the projector shown in the figure, the synchronizing circuit 10 controls the lighting circuit 5 to control the timing of lighting the red, blue and green light emitting diodes of the LED light source 1, and the red, blue and green light emitting diodes are time-divided in order. Lights up. Further, the synchronization circuit 10 controls the timing at which the video circuit 4 creates an image on the image display unit 2 in synchronization with the lighting circuit 5, and emits red light at the timing at which the red component image is displayed on the image display unit 2. The diode is turned on, the blue light emitting diode is turned on when the blue component image is displayed on the image display unit 2, and the green light emitting diode is turned on when the green component image is displayed on the image display unit 2. . The red component, blue component, and green component images displayed in order on the image display unit 2 in a time-sharing manner are projected on the screen 8 as color images.
[0023]
As shown in FIGS. 6 to 8, the LED light source 1 of the projector of FIGS. 3 and 4 has light emitting diodes of three colors of red, blue, and green arranged in one surface light source. The LED light source 1 in FIG. 6 has red, blue, and green light emitting diodes arranged side by side as one color dot, and a large number of color dots are arranged in a plurality of rows and columns in a row and column. The LED light source 1 of FIG. 7 uses red, blue, and green light emitting diodes as one color dot arranged at the apex of a triangle, and a large number of color dots are arranged in a plurality of rows and columns in a row and column. The LED light sources 1 in FIGS. 6 and 7 have the same number of red, blue and green light emitting diodes, but it is not necessary to have the same number of red, blue and green light emitting diodes. This is because the number of bright light-emitting diodes can be made white by reducing the number of dark light-emitting diodes, or a color suitable for the application. In the LED light source 1 of FIG. 8, red, blue, and green light emitting diodes are arranged on the circumference to form one color dot, and a large number of color dots are arranged in a plurality of columns and rows on a concentric circumference. The LED light source 1 shown in these drawings has color dots composed of red, blue, and green light emitting diodes arranged vertically and horizontally, on a circle, or on a spherical surface, so that red, blue, and green light emitting diodes are arranged. Are turned on in a time-sharing manner so that the entire surface of the LED light source 1 can emit light uniformly in three colors of red, blue and green.
[0024]
However, as shown in FIGS. 6 to 8, the projector of the present invention does not necessarily require red, blue, and green light emitting diodes as color dots, which are arranged vertically and horizontally, or arranged on the circumference to form an LED light source. There is no. The LED light source does not specify the arrangement of color dots composed of red, blue, and green light emitting diodes, and the arrangement of the color dots themselves in the arrangement shown in the figure. Furthermore, the LED light source does not form a color dot with red, blue, and green light emitting diodes, but, for example, as shown in FIG. 9, the red, blue, and green light emitting diodes are divided into a plurality of regions and arranged. An LED light source 1 can also be used. Furthermore, the LED light source 1 of the projector of FIG. 5 uses red, blue, and green light emitting diodes as dedicated surface light sources. The LED light source 1 includes a red surface light source, a blue surface light source, and a green surface light source. The light of each surface light source is combined by the combining optical system 6 to irradiate the image display unit 2.
[0025]
The LED light source 1 has a plurality of light emitting diodes in order to achieve a predetermined luminance. De sphere It is lined up on the surface. The LED light source 1 includes a plurality of red light emitting diodes 1r, a plurality of blue light emitting diodes 1b, and a plurality of green light emitting diodes 1g. The number of red light-emitting diodes 1r, the number of blue light-emitting diodes 1b, and the number of green light-emitting diodes 1g are set to the numbers that provide the required brightness for red, blue, and green light-emitting outputs. For example, the total number of light emitting diodes composed of red, blue and green light emitting diodes is 3 to 9,000,000, preferably 60 to 300,000, more preferably 90 to 30,000. Constitute. The total number of light emitting diodes of the LED light source 1 specifies the luminance of the LED light source 1. Projectors that project bright images on a large screen increase the total number of light emitting diodes. The total number of light emitting diodes also varies depending on the luminance of the light emitting diodes themselves. When the luminance of the light emitting diode itself is high, the LED light source 1 can reduce the number of light emitting diodes. Therefore, the projector of the present invention does not specify the number of light emitting diodes constituting the LED light source 1. LED light source 1 is double A number of light emitting diodes are arranged on a spherical surface. Line up . The plurality of light emitting diodes are fixed in the direction in which the image display unit 2 is irradiated with light.
[0026]
The plurality of red, blue and green light emitting diodes constituting the LED light source 1 are electrically connected so that the red, blue and green light emitting diodes can emit light independently. The red, blue, and green light emitting diodes of the LED light source 1 emit light in order independently of each other in a time division manner. The light emitting diodes of the LED light source 1 are lit in the order of red, blue, and green, for example. Red, blue and green light emitting diodes do not light up different colors at the same time. When one of the light emitting diodes is turned on, the other light emitting diodes are turned off.
[0027]
The LED light source 1 emits light toward the image display unit 2. 3 and 4 is provided with a light condensing unit 7 between the LED light source 1 and the image display unit 2 in order to condense light emitted from the light emitting diodes and efficiently irradiate the image display unit 2. ing. The light condensing unit 7 has a cylindrical plate material provided with a light reflection layer on the inner surface. However, the light condensing part 7 can also shape | mold a transparent body, such as a plastics and glass, into the pyramid shape shown in a figure. The transparent light condensing unit 7 totally reflects the incident light from the light emitting diodes on the inner surface of the surrounding light and irradiates the image display unit 2 from the tip. In the projector of FIG. 3, since the LED light source 1 and the image display unit 2 are quadrangular, the light condensing unit 7 has a quadrangular pyramid shape with the tip narrowed down. In the projector shown in FIG. 4, the light condensing part has a conical shape. As shown in FIGS. 3 and 4, the projector of the present invention does not necessarily need to be provided with a light condensing unit. This is because an optical lens can be used in place of the light condensing unit, or a light emitting diode having a focusing lens can be used to irradiate the image display unit effectively.
[0028]
The image display unit 2 has a large number of dots arranged vertically and horizontally, and changes the light transmittance or reflectance of each dot to create a still image or a moving image. As the image display unit 2, a liquid crystal display unit that displays an image with liquid crystal can be used. However, the image display unit 2 displays images based on differences in light transmittance and reflectance, such as a display unit that displays images by rotating the micromirrors arranged vertically and horizontally to change the light reflectance. You can use everything you can. The number of dots of an image created by the image display unit 2 by changing the light transmittance and reflectance is, for example, 640 × 480. However, the image display unit 2 can also increase the resolution by increasing the number of dots. The projector shown in the figure combines a red component, a blue component, and a green component in a time division manner, and projects a full-color image on the screen 8. Therefore, the image display unit 2 creates images of the red component, the blue component, and the green component in time division in synchronization with the lighting of the light emitting diode. That is, when the red light emitting diode is turned on, a red component image is created, when the blue light emitting diode is turned on, a blue component image is created, and when the green light emitting diode is turned on, the green component is created. Create an image of The red, blue, and green component images created on the image display unit 2 in a time division manner are projected onto the screen 8 by the projection lens 3. The red component, blue component, and green component images are synthesized by the eyes and recognized as a full-color image.
[0029]
The projector of FIG. 5 synthesizes the light emitted from the red LED light source 1R, the blue LED light source 1B, and the green LED light source 1G that are separately arranged, and irradiates the image display unit 2. The synthesizing optical system 6 includes a mirror 9 that combines red light emission, blue light emission, and green light emission. The mirror 9 transmits red light, reflects blue light and green light at right angles, synthesizes red, blue, and green light emission and irradiates the image display unit 2. As the synthesis optical system, all those capable of synthesizing red, blue, and green light emission, for example, a combination of prisms, mirrors, and the like can be used.
[0030]
The projection lens 3 projects the image on the image display unit 2 onto the screen 8. The projection lens 3 is preferably a zoom lens whose focal length can be changed. The projection lens 3 that is a zoom lens can adjust the size of the image projected on the screen 8.
[0031]
The video circuit 4 is controlled by the synchronization circuit 10 and sequentially displays red, blue, and green component images on the image display unit 2 at a timing synchronized with the vertical synchronization signal as shown in FIG. . The video circuit 4 whose timing is controlled by the synchronization circuit 10 divides the image of the red component, the blue component, and the green component in a time-sharing manner once per screen, that is, once per vertical synchronizing signal. The image is displayed on the image display unit 2. As indicated by the arrows in FIG. 10, the image display unit 2 displays the red component, blue component, and green component images in a time-division manner with a delay of one screen. In order to realize this, the video circuit 4 includes image storage circuits for red image, blue image, and green image in order to store the red component, blue component, and green component images one screen before. ing. As shown in FIG. 11, the video circuit 4 creates red, blue, and green component images from the video signal of the previous screen, and stores the images for red, blue, and green images. Store in the circuit. The red image, the blue image, and the green image stored in the image storage circuit are read out at the next screen timing and displayed in a time division manner on the image display unit. In FIG. 11, the red image, the blue image, and the green image stored in the image storage circuit are displayed at the next screen timing. However, the red image, the blue image, and the green image stored in the image storage circuit are not necessarily the following. It is also possible to read out not at the screen timing but at a later time zone and to display it on the image display unit in a time-sharing manner. However, the video circuit that displays the image of the image storage circuit on the image display unit later than the next screen timing includes an image storage circuit that stores the screen from the time of writing the image to the time of reading and displaying. The image storage circuit can be composed of RAM or FIFO.
[0032]
The lighting circuit 5 is controlled by the synchronization circuit 10 to synchronize the lighting timing of the light emitting diode with the timing at which the image display unit 2 creates an image. That is, the lighting circuit 5 lights the red, blue, and green light emitting diodes in synchronization with the red component, blue component, and green component images that are sequentially displayed on the image display unit 2 in a time division manner. In addition, the lighting circuit 5 turns the red, blue, and green light-emitting diodes of the LED light source 1 in a time-sharing order at a rate of once per image, that is, at a rate of once per vertical synchronization signal. Lights up. However, the lighting circuit 5 can also turn on the red, blue, and green light emitting diodes of the LED light source 1 in order in a time-sharing manner at a rate of a plurality of times for one screen image.
[0033]
The lighting circuit 5 controls the timing by the synchronization circuit 10 to light the red light emitting diode 1 r when the red component image is displayed on the image display unit 2, and display the blue component image on the image display unit 2. When this is done, the blue light emitting diode 1b is turned on, and when the green component image is displayed on the image display unit 2, the green light emitting diode 1g is turned on. That is, the red, blue, and green light emitting diodes of the LED light source 1 are turned on in synchronization with the red, blue, and green images of the image display unit 2. The order of the red, blue, and green images displayed by the image display unit is not necessarily specified in the order of red, blue, and green. For example, red, green, blue, or blue, red, green, or blue, green, red, green, red, blue, green, blue, red. . Furthermore, the order of red, blue, and green can be changed for each screen without specifying the order. When changing the display order of red, blue, and green images, when the screen is switched so that the color of the last image displayed on the previous screen is the same as the color of the first image displayed on the next screen The time of the image displayed on can be doubled. Since the red, blue, and green light emitting diodes are turned on in synchronization with the red, blue, and green images, the display time of the images can be lengthened and the lighting time of the light emitting diodes can be lengthened.
[0034]
The lighting circuit 5 preferably does not light the LED light source 1 continuously as shown in the timing chart of FIG. However, the lighting circuit 5 does not continuously light each of the red, blue, and green light emitting diodes, but can always light the LED light source 1 by lighting any one of the light emitting diodes. The lighting time of the red, blue and green light emitting diodes of the LED light source 1 is controlled to be shorter than 1/3 of the time for displaying one screen. For example, when the video circuit 4 creates an image of a red component, a blue component, and a green component at a rate of 30 screens / second, since the time for one screen is 33 msec, the lighting times of the red, blue, and green light emitting diodes are It is controlled to be shorter than 11 msec.
[0035]
Reducing the lighting time of the red, blue and green light emitting diodes improves the resolution of the video. This is because changes in the light transmittance and reflectance of the liquid crystal constituting each dot of the image display unit 2 during the lighting time are reduced. An ideal moving image is a state in which an image displayed on one screen does not change. Since the liquid crystal has a delay in response time, light transmittance and reflectance change in a state where an image of one screen is actually displayed. That is, it takes time until an image completely matches the image of the video signal, and the image is slowly created. For this reason, when the image display unit 2 is a liquid crystal display unit, the image projected on the screen 8 is not exactly an image that exactly matches the video signal, but gradually changes between one screen while gradually changing the video signal. It changes to approach the image. If the lighting time of the red, blue and green light emitting diodes is shortened, the change of the liquid crystal during the lighting time can be reduced. For this reason, the image change on one screen is reduced, and the resolution of the image is improved.
[0036]
However, if the lighting time of the red, blue, and green light emitting diodes is too short, the brightness of the image projected on the screen 8 decreases. This is because the average power of the red, blue and green light emitting diodes is reduced. The average power of red, blue and green light emitting diodes can be increased by increasing the current flowing through the light emitting diodes. In particular, the light emitting diode can flow a very large current in a state where a pulse current flows. This is because the average current is reduced by the downtime. For this reason, the current projected on the screen 8 can be brightened by considerably increasing the currents of the red, blue and green light emitting diodes. However, in the region where a very large current flows, the light emitting diode does not necessarily increase the light emission luminance in direct proportion to the current. This is because the emission luminance is saturated. Therefore, the brightness of the image projected on the screen 8 is adjusted by increasing the currents of the red, blue and green light emitting diodes and also controlling the lighting time of the light emitting diodes. The image on the screen 8 can be brightened by increasing the lighting time of the red, blue and green light emitting diodes. Further, the number of red, blue and green light emitting diodes constituting the LED light source 1 is increased, or the red, blue and green light emitting diodes having higher emission luminance are used to brighten the image on the screen 8. You can also.
[0037]
From the above, the lighting time of the red, blue and green light emitting diodes constituting the LED light source 1 depends on the required image resolution, image brightness, and red, blue and green light emitting diode brightness. Considering the number of red, blue and green light emitting diodes constituting the LED light source 1, for example, it is set to 10 to 33%, preferably 20 to 30% of the time of one screen. Further, when the red, blue, and green light emitting diodes are turned on at a rate of a plurality of times (n times) on one screen, the lighting time of the red, blue, and green light emitting diodes is set to 1 / n of the aforementioned time. In applications that increase the resolution of moving images at high speed, the lighting time of the red, blue, and green light-emitting diodes is shortened, and in applications that brighten the image on the screen 8, red, blue, and green light-emitting diodes are used. Increase the lighting time.
[0038]
As shown in FIG. 12, the lighting circuit 5 detects the number of screens per second from the vertical synchronizing signal output from the synchronizing circuit 10, and controls the number of screens to detect lighting of red, blue and green light emitting diodes. Using the vertical synchronization signal output from the circuit 15 and the synchronization circuit 10 or the screen number detection control circuit 15 as a trigger signal, the red, blue, and green light emitting diodes are turned on at a predetermined time from the vertical synchronization signal that is the trigger signal. Red, blue, and green lighting start circuits 11 that generate lighting start pulses, and red and blue that generate light-emitting diode extinction pulses that deviate from the lighting start pulses of the red, blue, and green lighting start circuits 11 by a predetermined time. The green light extinction circuit 12, and the red, blue and green switching circuit 1 for lighting the red, blue and green light emitting diodes by the lighting start pulse of the lighting start circuit 11 and the extinction pulse of the extinguishing circuit 12. Then, the currents of the red, blue, and green light-emitting diodes that control the currents of the red, blue, and green light-emitting diodes are controlled, and the currents of the red, blue, and green light-emitting diodes are controlled to eliminate unevenness in illumination and color. Red, blue and green correction circuits 16 are provided.
[0039]
The synchronization circuit 10 detects the vertical synchronization signal included in the input image signal and controls the timing of the lighting circuit 5 and the video circuit 4. However, the synchronization circuit 10 can also control the timing of the lighting circuit 5 and the video circuit 4 by detecting a horizontal synchronization signal or a video signal. This is because the horizontal synchronization signal, the video signal, and the vertical synchronization signal have specific relative timing.
[0040]
The screen number detection control circuit 15 detects the number of frames or the number of fields per second, that is, the number of screens from the timing of the vertical synchronization signal. In the interlace method, one frame image is handled as two fields and two screens. In contrast, in the non-interlace method, one frame is one screen and one frame. Since there is a correlation between the field and the frame, the screen number detection control circuit 15 detects the number of fields in the interlace method, and detects the number of frames in the non-interlace method to control the number of lighting of the light emitting diodes. The human eye changes depending on the luminance, but if the change in the number of screens is less than 50 to 60 per second, the human eye feels flicker, that is, flicker. The screen number detection control circuit 15 reduces the number of fields per second in the interlaced method, and reduces the number of frames in the non-interlaced method to generate flicker. Blue, green images are displayed in a time-sharing manner, and light emitting diodes are turned on in synchronization with this to prevent flicker. The screen number detection control circuit 15 lights the red, blue, and green light emitting diodes in a time-sharing manner at a rate of a plurality of times (n times) per screen in a state where the number of screens per second is less than 600 screens, for example. When the red, blue, and green light emitting diodes are turned on n times on one screen, the number of fields and the number of frames displayed per second is substantially n times the original. As described above, a projector that displays red, blue, and green images at a rate of multiple times on one screen and lights up a light emitting diode in synchronization with the image, the number of fields and the number of frames per second feel flickering. Even if it exists, it can be displayed so as not to flicker the screen. For example, even if an input image signal of one screen is input per second, flickering can be eliminated by turning on the light emitting diode while displaying red, blue and green images at a rate of, for example, 80 times or more on one screen. . Further, even if the number of fields and the number of frames per second are such that no flicker is felt, the light emitting diode can be blinked a plurality of times on one screen. The screen number detection control circuit 15 controls lighting of the red, blue, and green light emitting diodes by controlling the red, blue, and green lighting start circuit 11 and the red, blue, and green lighting circuit 12.
[0041]
FIG. 10 is a timing chart for lighting red, blue, and green light emitting diodes once per screen, and FIG. 13 lights red, blue, and green light emitting diodes twice per screen. A timing chart is shown. By the way, in the non-interlace input image signal, as shown in FIG. 14, there are one frame, one screen, and one frame between the vertical synchronizing signals. In the interlaced input image signal, as shown in FIG. 15, the vertical sync signal is handled as one field and one screen, and two fields are handled as two screens. In FIG. 10, red, blue, and green light emitting diodes are turned on once per screen, and in FIG. 13, red, blue, and green light emitting diodes are turned on twice per screen. In the non-interlace method, since one screen is one frame, in the non-interlace method, red, blue, and green light-emitting diodes are lit at a rate of once per frame in FIG. In the less method, red, blue and green light emitting diodes are turned on once per field. In FIG. 13, in the non-interlace method, red, blue, and green light emitting diodes are turned on at a rate of once per screen and one frame, and in the interless method, twice per screen, one field, that is, one frame. The red, blue and green light emitting diodes are turned on at a rate of 4 times. Although the projector of the system shown in FIG. 13 lights red, blue, and green light emitting diodes at a rate of twice per screen, the projector of the present invention does not show red, but at a rate of at least three times per screen. It is also possible to display blue and green images and turn on light emitting diodes synchronized with the images.
[0042]
The red, blue and green lighting start circuit 11 is a timer. The red, blue, and green lighting start circuit 11 that is a timer specifies delay times (T1, T2, and T3) from the vertical synchronization signal to the start of lighting of the red, blue, and green light emitting diodes. The red lighting start circuit 11 stores the time (T1) until the red light emitting diode is turned on, and the blue lighting start circuit 11 stores the time (T2) until the blue light emitting diode is turned on. The green lighting start circuit 11 stores the time (T3) until the green light emitting diode is turned on. However, the lighting start circuit 11 is not necessarily a timer. For example, a counter that counts the number of horizontal synchronization signals using a vertical synchronization signal as a trigger signal can be used.
[0043]
The red, blue, and green turn-off circuit 12 specifies the turn-off time of the light-emitting diode that is turned on. In FIG. 10, the turn-off time of the light-emitting diode that is turned on last is the start time of the video signal. Red, blue and green turn-off circuits 12 are also timers. This timer stores time widths (T4, T5, T6) from when the red, blue, and green light emitting diodes are turned off to when they are turned off. The timer that counts the turn-off time of red, blue, and green starts counting with the lighting start pulse, outputs a light-off pulse when the time is up, and turns off the red, blue, and green light-emitting diodes at the timing of the light-off pulse. The turn-off circuit 12 sets the time width (T4, T5, T6) so that a turn-off pulse is output during the turn-off time of the light-emitting diode, but the last turn-off time of the light-emitting diode is longer than the video signal start time. Time is set to be slow or fast. The timers for the red, blue, and green turn-off circuits are set to different times or the same time so that each of the red, blue, and green light emitting diodes has an optimum lighting time. The extinguishing circuit set so that the lighting times of red, blue, and green are different can eliminate the luminance unevenness of the light emitting diode with the lighting time. This is because the lighting time of the light emitting diode having a low light emission output can be made longer than that of the light emitting diode having a high light emission output, so that the light emission luminance can be made uniform. The turn-off circuit 12 can also specify the time for turning off the red, blue, and green light-emitting diodes based on the video signal instead of the vertical synchronization signal.
[0044]
Furthermore, the red, blue, and green turn-off circuit 12 can specify the turn-off time of the red, blue, and green light-emitting diodes based on both the vertical synchronization signal and the horizontal synchronization signal. The red, blue, and green turn-off circuit 12 can be realized by a counter that resets with a vertical synchronizing signal and counts a horizontal synchronizing signal. The turn-off circuit 12 outputs a turn-off pulse when the count value of the counter reaches a set value, and turns off the red, blue, and green light emitting diodes.
[0045]
As shown in FIG. 10, the red, blue, and green light emitting diodes are turned on from the lighting start time to the turn-off time. The lighting times (T4, T5, T6) of the red, blue, and green light emitting diodes are set to 10 to 33%, preferably 20 to 30% of the time of one screen as described above.
[0046]
The image display unit 2 displays an image of a red component, a blue component, and a green component in order of time division in a video signal between two vertical synchronization signals. Therefore, a red component image, a blue component image, and a green component image are displayed in a time-sharing order at a rate of once per screen, and red, blue, and green are synchronized in synchronization with the red, blue, and green images. As shown in FIG. 10, the projector that turns on the light emitting diodes of 1 turns on the red, blue, and green light emitting diodes of the LED light source 1 with the lighting circuit 5 at a rate of once per screen. However, as shown in FIG. 13, the projector of the present invention displays the red component image, the blue component image, and the green component image in a time-division manner at a rate of twice per screen, It is also possible to turn on the green light emitting diode in synchronization with the red, blue and green images. The lighting circuit 5 includes a first lighting start pulse of the red, blue, and green light emitting diodes for lighting the red, blue, and green light emitting diodes for the first time, and a red light that is turned on at the first lighting start pulse. First turn-off pulse of red, blue and green light emitting diodes to turn off blue and green light emitting diodes, and second turn on of red, blue and green light emitting diodes to turn on red, blue and green light emitting diodes for the second time A timer can generate a start pulse and a second turn-off pulse of the red, blue, and green light-emitting diodes that turns off the red, blue, and green light-emitting diodes that are turned on with the second turn-on start pulse. This timer starts counting with a vertical synchronizing signal, and starts a first lighting start pulse for emitting red, blue and green light emitting diodes, a first extinguishing pulse of red, blue and green light emitting diodes which are lit, red A second lighting start pulse of the red, blue, and green light emitting diodes that turns on the blue, green, and light emitting diodes; and a second red, blue, and green light emitting diode that turns off the lighted red, blue, and green light emitting diodes. The time for outputting the extinguishing pulse is stored. The timer detects the vertical synchronization signal and starts counting. When the set time comes, the first lighting start pulse, the first turn-off pulse, the second turn-on start pulse, and the second turn-off pulse are sequentially performed. Output, red, blue and green light emitting diodes blink in order in time division. Similarly, red, blue, and green light emitting diodes can be lit at a rate of three or more times per screen. As shown in FIG. 10 and FIG. 13, if a time for turning off all the red, blue, and green light emitting diodes is provided in the flow of switching timing, black can be clearly displayed. However, one of the light emitting diodes can always be turned on without turning off the red, blue and green light emitting diodes.
[0047]
The correction circuit 16 controls the light emission intensities of the red, blue and green light emitting diodes constituting the LED light source 1 to reduce the luminance unevenness and the color unevenness of the screen 8. The LED light source 1 is configured by assembling a large number of light emitting diodes so that the screen 8 has a predetermined brightness. The luminance unevenness and color unevenness correction circuit 16 controls the light emission output of each of the red, blue, and green light emitting diodes constituting the LED light source 1 to eliminate the brightness unevenness and color unevenness of the screen 8. For example, when the brightness of the corners of the screen 8 is darker than the central part, the output of the red, blue, and green light emitting diodes that illuminate the corners of the screen 8 is increased. In the same way for the color unevenness, the output of the light emitting diode that irradiates the portion where the luminance is weakened is increased and decreased. The luminance unevenness and color unevenness correction circuit 16 increases the light emission output by increasing the light emission time of the red, blue and green light emitting diodes or increasing the drive current.
[0048]
In the projector according to the above embodiment, the red, blue, and green light emitting diodes of the LED light source 1 are blinked by the switching circuit 13 that can be switched on and off. However, as shown in FIG. The light output can be changed slowly to blink. This switching circuit blinks by controlling the currents of red, blue and green light emitting diodes. Further, this switching circuit can also emit light with a luminance that is almost invisible or slightly visible without being extinguished, and can substantially blink.
[0049]
【The invention's effect】
The projector of the present invention has a feature that a full-color image is displayed on a screen with a single image display unit, the entire configuration is remarkably simplified, and the manufacturing cost can be increased. The projector of the present invention irradiates the image display unit with light by an LED light source including red, blue, and green light emitting diodes, and the video circuit generates a red component image, a blue component image, and a green component image. The red light emitting diode is turned on when the red component image is displayed, the blue light emitting diode is turned on when the blue component image is displayed, and the green component is displayed. This is because the green light-emitting diode is turned on at the timing of displaying the image, and the image of the red component, the blue component, and the green component is projected on the screen in order in a time division manner to display a color image.
[0050]
Furthermore, the projector of the present invention has a feature that a moving image projected on a screen can be clearly displayed. This is because the projector of the present invention causes the red, blue and green light emitting diodes constituting the LED light source to blink in synchronization with the red, blue and green images. This projector flashes red, blue, and green light emitting diodes, which are light sources, in synchronization with the vertical synchronizing signal of the video circuit, so the light transmittance and reflection of the liquid crystal during the lighting time of the red, blue, and green light emitting diodes You can improve the video resolution by reducing the rate change. Therefore, the moving image projected on the screen can be clearly displayed. In addition, by blinking the light source, the average current can be reduced by the downtime, so that power consumption can be reduced.
[0051]
Furthermore, since the projector of the present invention uses a light emitting diode as a light source, it has an advantage that it can have a very long life compared to a conventional xenon lamp. For this reason, the labor required for replacement can be omitted, maintenance can be remarkably simplified, and the running cost can be reduced. Furthermore, light-emitting diodes do not take a long time to illuminate like xenon lamps, and can be lit immediately in the normal state even if they are lit immediately after they are turned off. There is a feature that can save time.
[0052]
Furthermore, the projector according to the present invention has an advantage that power consumption and heat generation can be extremely reduced. This is because the entire light emission of the light emitting diode can be effectively used without using only a part of the emitted light as in a projector using a conventional xenon lamp as a light source. The conventional projector transmits the light of the xenon lamp used as the light source through the filter and separates the light, so that a considerable amount of light is absorbed by the filter and the entire emission cannot be efficiently projected onto the screen. On the other hand, the projector of the present invention uses a light-emitting diode as a light source, so that it can efficiently radiate a specific wavelength color without being dispersed by a filter, in other words, without being absorbed by the filter. The light utilization efficiency can be remarkably increased, and the heat generation and power consumption of the light source can be reduced. In particular, a full color image can be ideally created by using red, blue and green light emitting diodes as light sources.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional projector.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another conventional projector.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a projector according to an embodiment of the invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a projector according to another embodiment of the invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a projector according to another embodiment of the invention.
FIG. 6 is a plan view showing an example of an LED light source.
FIG. 7 is a plan view showing another example of an LED light source.
FIG. 8 is a plan view showing another example of an LED light source.
FIG. 9 is a plan view showing another example of an LED light source.
FIG. 10 is a timing chart when the lighting circuit blinks the light emitting diode of the LED light source.
FIG. 11 is a timing chart when the video circuit reads an image of one screen into the image storage circuit and reads it out to the next screen.
FIG. 12 is a block diagram of a lighting circuit for blinking a light emitting diode of an LED light source.
FIG. 13 is a timing chart showing another example in which the lighting circuit blinks the light emitting diode of the LED light source.
FIG. 14 is a timing chart for a non-interlace input image signal.
FIG. 15 is a timing chart for an interlaced input image signal.
FIG. 16 is a timing chart showing another example in which the lighting circuit blinks the light emitting diode of the LED light source.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... LED light source 1R ... Red LED light source 1r ... Red light emitting diode
1G ... Green LED light source 1g ... Green light-emitting diode
1B: Blue LED light source 1b: Blue light emitting diode
2 ... Image display section
3. Projection lens
4 ... Video circuit
5 ... Lighting circuit
6 ... Optical system for synthesis
7. Light condensing part
8 ... Screen
9 ... Mirror
10. Synchronous circuit
11 ... Lighting start circuit
12 ... Light-off circuit
13 ... Switching circuit
14 ... Current control circuit
15 ... Screen number detection control circuit
16 ... Correction circuit
20 ... Light source
21. Prism optical system for color separation / recombination
22. Image display unit
23 ... Projection lens
24 ... Dichroic Mira
25 ... Fresnel Leons
26 ... Screen

Claims

赤と青と緑の発光ダイオードを備えるＬＥＤ光源(1)と、このＬＥＤ光源(1)から放射される光の透過率又は反射率を変化させて画像を作成する画像表示部(2)と、この画像表示部(2)で作成される画像をスクリーン(8)に投影する投影レンズ(3)と、入力画像信号に対応する画像を画像表示部(2)に作成する映像回路(4)と、この映像回路(4)で入力画像信号に対応する画像が作成される画像表示部(2)に、赤、青、緑の３色の光を時分割に照射するように、ＬＥＤ光源(1)の赤と青と緑の発光ダイオードを時分割に点滅する点灯回路(5)と、発光ダイオードの発光を集光して画像表示部 (2) を照射するように、ＬＥＤ光源 (1) と画像表示部 (2) との間に配設している光集光部 (7) とを備え、
ＬＥＤ光源 (1) は、複数の発光ダイオードを球面に配列すると共に、複数の発光ダイオードを画像表示部 (2) に光を照射する方向に向けて固定しており、光集光部 (7) は、内面に光の反射層を設けている板材を筒状とし、あるいは、プラスチックやガラス等の透明体で成形して入射された発光ダイオードの光を、周囲の内面で全反射して先端から画像表示部 (2) に照射するようにし、さらに、光集光部 (7) は先端を細く絞って画像表示部 (2) を照射するようにしており、
映像回路(4)が、入力画像信号に対応する赤成分の画像と青成分の画像と緑成分の画像とを時分割に順番に画像表示部(2)に表示すると共に、
点灯回路(5)が、ＬＥＤ光源(1)の赤と青と緑の発光ダイオードを時分割に順番に点灯して、画像表示部(2)が赤成分の画像を表示するタイミングには赤の発光ダイオード(1r)を点灯し、青成分の画像を表示するタイミングには青の発光ダイオード(1b)を点灯し、緑成分の画像を表示するタイミングには緑の発光ダイオード(1g)を点灯し、
赤成分と青成分と緑成分の画像を時分割に順番にスクリーン(8)に投影してカラー画像を表示するようにしてなるプロジェクタ。An LED light source (1) comprising red, blue and green light emitting diodes, and an image display unit (2) for creating an image by changing the transmittance or reflectance of light emitted from the LED light source (1); A projection lens (3) for projecting an image created by the image display unit (2) onto a screen (8), and a video circuit (4) for creating an image corresponding to the input image signal on the image display unit (2). The LED light source (1) is used to irradiate the image display unit (2) in which an image corresponding to the input image signal is generated by the video circuit (4) in a time division manner with light of three colors of red, blue, and green. red and blue and green light emitting diodes that Metz point in time division lighting circuit) (5 and), condenses the light emission of the light emitting diode to illuminate the image display unit (2), LED light source (1) comprising a light condensing portion which is arranged between the image display unit (2) and (7),
The LED light source (1) has a plurality of light emitting diodes arranged on a spherical surface, and the plurality of light emitting diodes are fixed in the direction of irradiating light to the image display unit (2 ). Is made of a plate with a light reflection layer on the inner surface, or is molded with a transparent material such as plastic or glass, and the incident light from the light emitting diode is totally reflected on the inner surface of the surrounding light from the tip. The image display unit (2) is irradiated, and the light condensing unit (7) is configured to irradiate the image display unit (2) by narrowing the tip .
The video circuit (4) displays a red component image, a blue component image, and a green component image corresponding to the input image signal on the image display unit (2) in order of time division,
The lighting circuit (5) turns on the red, blue, and green light emitting diodes of the LED light source (1) in order in a time-sharing manner, and when the image display unit (2) displays the red component image, Lights up the light emitting diode (1r), lights up the blue light emitting diode (1b) when displaying the blue component image, and lights up the green light emitting diode (1g) when displaying the green component image. ,
A projector configured to project a red component, a blue component, and a green component on a screen (8) in order of time division to display a color image.

点灯回路(5)が、１画面に１回の割合で、ＬＥＤ光源(1)の赤の発光ダイオード(1r)と、青の発光ダイオード(1b)と、緑の発光ダイオード(1g)を点灯する請求項１に記載のプロジェクタ。 The lighting circuit (5) turns on the red light emitting diode (1r), blue light emitting diode (1b), and green light emitting diode (1g) of the LED light source (1) at a rate of once per screen. The projector according to claim 1.

点灯回路(5)が、１画面に複数回の割合で、ＬＥＤ光源(1)の赤の発光ダイオード(1r)と、青の発光ダイオード(1b)と、緑の発光ダイオード(1g)を点灯する請求項１に記載のプロジェクタ。 The lighting circuit (5) turns on the red light emitting diode (1r), blue light emitting diode (1b), and green light emitting diode (1g) of the LED light source (1) at a rate of multiple times per screen. The projector according to claim 1.

点灯回路(5)が、１秒間の画面数で発光ダイオードの点灯を制御する画面枚数検出制御回路(15)を有する請求項１に記載されるプロジェクタ。 The projector according to claim 1, wherein the lighting circuit (5) includes a screen number detection control circuit (15) for controlling lighting of the light emitting diodes with the number of screens per second.

画面枚数検出制御回路(15)が、１秒間の画面枚数が６００画面よりも少ない状態で、１画面に複数回の割合で、赤の発光ダイオード(1r)と青の発光ダイオード(1b)と緑の発光ダイオード(1g)を点灯する請求項４に記載されるプロジェクタ。 When the number of screen detection control circuit (15) is less than 600 screens per second, the red light emitting diode (1r), blue light emitting diode (1b), and green at a rate of multiple times per screen. The projector according to claim 4, wherein the light emitting diode (1g) is turned on.

点灯回路(5)が、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯開始時間を特定する赤と青と緑の点灯開始回路(11)を備え、この赤と青と緑の点灯開始回路(11)が垂直同期信号に基づいて、赤と青と緑の発光ダイオードの点灯開始時間を特定する請求項１に記載されるプロジェクタ。 The lighting circuit (5) includes a red, blue, and green lighting start circuit (11) that specifies the lighting start time of the red, blue, and green light emitting diodes, and this red, blue, and green lighting start circuit (11) The projector according to claim 1, wherein the lighting start times of the red, blue, and green light emitting diodes are specified based on the vertical synchronization signal.

赤と青と緑の点灯開始回路(11)がタイマーである請求項６に記載されるプロジェクタ。 The projector according to claim 6, wherein the red, blue and green lighting start circuit (11) is a timer.

点灯回路(5)が、点灯している発光ダイオードの消灯時間を特定する消灯回路(12)を備え、消灯回路(12)が映像信号の開始時間に、最後に発光させる発光ダイオードを消灯し、あるいは映像信号開始時間よりも遅くあるいは速く最後に発光させる発光ダイオードを消灯する請求項１に記載されるプロジェクタ。 The lighting circuit (5) includes a turn-off circuit (12) for specifying a turn-off time of the light-emitting diode that is turned on, and the turn-off circuit (12) turns off the light-emitting diode that is finally emitted at the start time of the video signal, Alternatively, the projector according to claim 1, wherein the light emitting diode that finally emits light later than or earlier than the video signal start time is turned off.

消灯回路(12)が、垂直同期信号、点灯開始回路が出力する点灯開始パルス、垂直同期信号及び水平同期信号の少なくともひとつを検出して発光ダイオードの消灯時間を特定する請求項１に記載されるプロジェクタ。 The light extinguishing circuit (12) detects at least one of a vertical synchronizing signal, a lighting start pulse output from the lighting start circuit, a vertical synchronizing signal, and a horizontal synchronizing signal, and specifies the light extinguishing time of the light emitting diode. projector.