JP3689688B2 - projector - Google Patents
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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2001 2」,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、SHARP CORPORATION、[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
[0003]
The projector shown in FIG. 2 includes a
[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
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The extinguishing
[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
[0022]
In the projector shown in the figure, the synchronizing
[0023]
As shown in FIGS. 6 to 8, the LED
[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
[0025]
The LED
[0026]
The plurality of red, blue and green light emitting diodes constituting the
[0027]
The LED
[0028]
The
[0029]
The projector of FIG. 5 synthesizes the light emitted from the red LED
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[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
[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
[0037]
From the above, the lighting time of the red, blue and green light emitting diodes constituting the
[0038]
As shown in FIG. 12, the
[0039]
The
[0040]
The screen number
[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
[0043]
The red, blue, and green turn-
[0044]
Furthermore, the red, blue, and green turn-
[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
[0047]
The
[0048]
In the projector according to the above embodiment, the red, blue, and green light emitting diodes of the LED
[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
1G ... Green LED
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 (9)
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.
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