JP3873845B2 - 映像表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶パネル等のライトバルブ手段により変調された照明光をスクリーン上に投写することにより画像の表示を行なう投写型の映像表示装置に関するものであり、特に発光ダイオードや半導体レーザー等を発光源として用いる映像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
投射型の映像表示装置は、照明装置により液晶パネル等のライトバルブ手段を照明し、当該ライトバルブ手段により変調された照明光を投射光学系によりスクリーンに投射するよう構成されている。照明装置においては、光源として白色ランプが広く用いられているが、近年白色ランプに代えて発光ダイオードを用いることが検討されている。発光ダイオードには、白色ランプに比べて寿命が長く、またエネルギー効率が良く且つ発熱量が少ないという利点がある。
【０００３】
図１３は発光ダイオードを発光源として用いた単板式映像表示装置の概略図であり、その詳細は特開平１０−２６９８０２号公報に記載されている。図１３において、１１は発光ダイオード、１２は発光ダイオードから出射される光の照度を均一化するカレイドスコープ、２３はリレーレンズ、２４はフィールドレンズ、２０は３色の光を合成する合成プリズム、２２はカレイドスコープ１２の入射端面に発光ダイオード１１を接合した照明装置、４１はライトバルブ手段としての透過型液晶パネル、２５は投写レンズ、２６はスクリーンである。なお、図中の符号の添え字Ｒ、Ｇ、Ｂは、各々赤、緑、青に対応する素子であることを示す。
【０００４】
発光ダイオード１１から放射された赤、緑、青の各照明光は、それぞれカレイドスコープ１２に入射し、内部で全反射を繰り返すことにより均一化された光となる。そして、リレーレンズ２３、フィールドレンズ２４を経て、合成プリズム２０に入射し、ライトバルブ４１を照明する。このとき、発光ダイオードは赤、緑、青の順に繰り返し点灯される。各色の光はライトバルブ４１によって映像信号に対応する画像光に変調された後、投写レンズ２５によってスクリーン２６に投影され、人間の目の残像効果によりカラーの画像として視認される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
発光ダイオードや半導体レーザーを用いた光源として用いる映像表示装置は、白色ランプを用いたものに比して輝度が低く、高輝度化を図る上で以下のような問題点があった。
発光ダイオードの輝度は電流値に比例して上昇するが、印加する電流を増加すると寿命が短くなる。発光ダイオードの数を増やすことにより輝度を上昇させることも可能であるが、光軸から離れた発光ダイオードから出射した光は照明光学系内における伝達率が低く光利用効率が悪い。また、発光ダイオードの総発光面積が、発光ダイオードの放射立体角と被照明領域に許容される照明光の立体角とで定まる値を越えると、当該被照明領域に入射する光束が飽和し、光利用効率が低下する。
【０００６】
さらに、発光ダイオードは発光色により温度特性が異なり、中でも赤色発光ダイオードは他の色の素子に比べ温度が上昇しやすく、温度上昇により出力輝度が下がるため他の素子よりもより多くの電流を印加する結果、寿命が短くなるという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、発光ダイオード、または半導体レーザーといった発光素子を光源として用いる投写型の映像表示装置において、光利用効率を向上し、光源の寿命を短縮することなく高輝度化をはかることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による映像表示装置は、互いに同色の光を発する複数の第１の発光源と、前記複数の第１の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第１の駆動回路と、前記第１の駆動回路のパルス駆動により発光する第１の発光源からのいずれの光も所定の第１の方向に順次反射する第１の可動反射部材と、前記第１の可動反射部材を可動させる第１の可動反射部材駆動回路と、前記第１の発光源が発する光の色とは異なる色の光を発する第２の発光源と、前記第２の発光源をパルス駆動する第２の駆動回路と、前記第１の発光源及び前記第２の発光源の発する光のいずれとも色が異なる光を発する第３の発光源と、前記第３の発光源をパルス駆動する第３の駆動回路と、前記複数の第１の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第２の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第３の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第１の可動反射部材駆動回路による前記第１の可動反射部材の可動のタイミングとを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第２の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第３の駆動回路の順、ないしは、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第３の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第２の駆動回路の順にそれぞれ同一の所定周期で順次パルス駆動するように制御し、かつ、前記発光する第１の発光源からのいずれの光も前記所定の第１の方向に反射されるように、前記いずれかの第１の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第１の駆動回路と異なる第１の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第１の可動反射部材を可動させるように前記第１の可動反射部材駆動回路を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る映像表示装置の構成を示す構成図である。図１において、１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂおよび１Ｂは、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を表す発光ダイオードからなる発光源である。同図に示すように、本実施の形態においては、緑色について二つの発光源１Ｇａ、１Ｇｂを用いている。尚、各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂおよび１Ｂは複数の発光ダイオードにより構成してもよい。２Ｒ，２Ｇｂ，２Ｇａおよび２Ｂは、発光源１Ｒ，１Ｇｂ，１Ｇａおよび１Ｂからの光を集光するための第１レンズである。３は第１レンズ２Ｇａおよび２Ｇｂを介して入射する発光源１Ｇａおよび１Ｇｂからの光を反射する可動反射鏡である。４Ｒ，４Ｂおよび４Ｇは、それぞれ第１レンズ２Ｒ，２Ｂ、および可動反射鏡３からの光を後段に導く第２レンズである。
【００１４】
図１に示すように、発光源１Ｒおよび第１レンズ２ＲはＲ光源部を構成し、発光源１Ｇａ，１Ｇｂ、第１レンズ２Ｇｂ，２Ｇａおよび可動反射鏡３はＧ光源部を構成し、発光源１Ｂおよび第１レンズ２ＢはＢ光源部を構成している。２０はＲ光源部、Ｇ光源部、およびＢ光源部からの光を光軸Ｘ０方向に反射する色合成プリズムである。
【００１５】
１３は色合成プリズム２０により光軸Ｘ０上に合成されたＲ，Ｇ，Ｂの照明光を均一化するフライアイレンズ系であり、２４はフィールドレンズである。４１はＲ，Ｇ，Ｂの照明光を変調するライトバルブであり、２５はライトバルブ４１により変調された画像光を投写する投写レンズであり、２６は画像が表示されるスクリーンである。
【００１６】
図１を参照しながら本実施の形態による映像表示装置の各光源部の動作について説明する。発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂは、それぞれ後述する制御駆動回路によって順次パルス駆動される。発光源１Ｒ，１Ｂから放射された光は、第一レンズ２Ｒ，２Ｂ、第２レンズ４Ｒ，４Ｂを通過して色合成プリズム２０に入射する。一方、発光源１Ｇａ，１Ｇｂから出射した光は可動反射鏡３で反射された後、第２レンズ４Ｇを経て色合成プリズム２０に入射する。
【００１７】
可動反射鏡３は、反射面の法線と光軸Ｘ０とのなす角が ＋θａおよび−θｂとなるａおよびｂの位置に駆動される。ここで、ａおよびｂの位置において可動反射鏡３に対する発光源１Ｇａおよび１Ｇｂからの光の入射角はそれぞれ ＋θａおよび−θｂとなる。可動反射鏡３は、光源１Ｇａが点灯されるときはａの位置に駆動され、光源１Ｇｂが点灯されるときはｂの位置に駆動され、光源１Ｇａおよび１Ｇｂからの光を交互に色合成プリズム２０が配される光軸Ｘ０の方向に反射する。
【００１８】
色合成プリズム２０に導かれた３色の光は同一の光軸Ｘ０方向に反射され、フライアイレンズ系１３に入射した後、フィールドレンズ２４を通して、ライトバルブ４１を均一に照明し、投写レンズ２５によってスクリーン２６に投写される。
【００１９】
次に、発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂ、および可動反射鏡３の動作タイミングについて詳しく説明する。図２は本実施の形態による映像表示装置の制御駆動回路を示したブロック図であり、図３は発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂおよび反射鏡３の動作タイミングを示した図である。図２に示すように、制御駆動回路は、メイン制御回路１００と各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂにパルス電流を印加する発光源駆動回路１０１Ｒ，１０１Ｇａ，１０１Ｇｂ，１０１ｂ、および反射鏡３を駆動する反射鏡駆動回路１０２から構成されている。メイン制御回路１００は、入力された映像信号に基づいて、発光源駆動回路１０１Ｒ，１０１Ｇａ，１０１Ｇｂ，１０１ｂ、および反射鏡駆動回路を制御する制御信号を発生する。
【００２０】
図３のタイミングチャートを参照して、本実施の形態に係る映像表示装置の光源部の動作について説明する。１フィールド期間ｔ（例えば、１／６０秒）内における各発光源の点灯時間をｔ／４とすると、発光源１Ｇａは時間０からｔ／４の間、発光源１Ｒは時間ｔ／４からｔ／２の間、発光源１Ｇｂは時間ｔ／２から３ｔ／４の間、１Ｇｂ、発光源１Ｂは時間３ｔ／４からｔの間に順次点灯するよう駆動される。一方、可動反射鏡３は、発光源１Ｒが点灯する時間ｔ／４からｔ／２の間にａからｂの位置へと駆動され、発光現１Ｂが点灯する時間３ｔ／４からｔの間にｂからａの位置へと駆動される。
【００２１】
ここで、発光ダイオードに駆動電流が印加されてから１００％の定常出力に達するまでの立ち上がり時間は数０．１μｓ程度であるのに対し、可動反射鏡３は駆動信号が印加されてから所定の位置に移動するまでに数１００μｓの遷移時間Δｓを要する。このため、発光源１Ｇａの次に発光源１Ｇｂを連続して駆動した場合、遷移時間Δｓの間は発光源１Ｇｂからの光が色合成プリズムに導かれない。つまり、発光源１Ｇａの光を可動反射鏡が色合成プリズム２０へ導くまでに略１００μｓの遅延が発生し、その間の光が損失される。そこで、本実施の形態では、可動反射鏡３の遷移時間Δｓを考慮して発光源の駆動順序を設定している。つまり、発光源の点灯順序を１Ｇａ，１Ｒ，１Ｇｂ，１Ｂとすることにより反射鏡３の移動に伴う損失を防いでいる。なお、点灯順序は１Ｇａ，１Ｂ，１Ｇｂ，１Ｒのように、１Ｇａ，１Ｇｂの順序と１Ｒ，１Ｂの順序は変更してもよい。
【００２２】
先述したように、発光源の輝度は、印加する電流量を増加することによって増加することができる。しかし、電流量を増加した場合、発光ダイオードの寿命が短くなる。そこで本実施の形態による映像表示装置は、可動反射鏡３を用いて複数の発光源１Ｇａおよび１Ｇｂの光を光軸Ｘ０方向に交互に反射することにより１フィールド期間ｔ内に順次パルス駆動される発光源の数を増加し、各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｒに印加されるパルス電流のデューティー比を減少させることによりこの問題を解決している。
【００２３】
図４に示すように、発光ダイオードの直流定格電流（連続的に駆動する場合の定格電流）をＩｏとすると、当該発光ダイオードの１フィールド期間ｔにおける駆動時間をｔ／４とした場合、直流定格電流Ｉｏの４倍のパルス電流４Ｉｏにて駆動することができる（ここでは、各色の発光ダイオードの直流定格電流Ｉｏは等しいものとする）。これにより、各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂの出力は、直流定格電流Ｉｏにおける出力の４倍となる。このように、パルス電流を増加する際、デューティーを減少させることにより、発光ダイオードの寿命を短縮することなく高輝度化をはかることができる。また、パルス駆動される複数の発光源からの光を可動反射鏡３により順次同一の光軸上に重畳するので、複数の発光源からの光を効率よくライトバルブに導き、光利用効率を高めることができる。
【００２４】
図５は、１フィールド期間ｔ内に１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂの４つの発光源を駆動する本実施の形態による映像表示装置の光出力と、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの発光源を駆動する従来の映像表示装置の光出力とを示す図である。図５において、横軸は時間、縦軸は光出力を表している。ここで、光出力は定格電流値Ｉｏを流したときの光出力を１とした相対値で表されている。従来の映像表示装置では、１フィールド期間ｔにおける発光源のパルス駆動時間はｔ／３（すなわちデューティ３３．３％）であり、光出力は３となる。これに対し、本実施の形態による映像表示装置によれば、発光源のパルス駆動時間がｔ／４（すなわちデューティ２５％）となるので光出力は４となり、従来方式の４／３倍の出力が得られる。
【００２５】
本実施の形態においては、緑色について２つの発光源１Ｇａ，１Ｇｂを用いているので、色再現により多くの光量を必要とする緑色光の出力を高めることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、緑色について２つの発光源１Ｇａ，１Ｇｂを用いることで１フィールド期間ｔ内に駆動される発光源の数を増やしているが、他の色について発光源を複数設け、可動反射鏡により同一光軸上に導くよう構成してもよい。つまり、赤および青色についても２つの発光源を設け、これらの発光源からの光を可動反射鏡板により光軸Ｘ１，２方向に反射し、１フィールド期間ｔにおいて６つの発光源を駆動するよう構成してもよい。この場合、パルス電流のデューティーはｔ／６となるので、パルス電流の値を直流定格電流Ｉｏの６倍とすることにより図５に示す従来方式の２倍の出力輝度を得ることができる。
【００２７】
本実施の形態においては、各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂに印加するパルス電流のデューティを２５％、パルス電流値を直流定格電流の４倍としたが、発光ダイオードの特性に応じて自由に設定してよい。
【００２８】
また、本実施の形態においては、各発光源のパルス駆動周期を１フィールド期間ｔとしたが、１フレーム期間（１／３０秒）としてもよい。
【００２９】
また、本実施の形態においては、発光源を発光ダイオードにより構成したが、駆動電流が印加されてから１００％の定常出力に到達するまでの立ち上がり時間が比較的短い（数１００ｎｓ）半導体レーザー等を用いても良い。
【００３０】
なお、可動反射鏡３はプリズムなどを用いて構成することも可能であり、また必要に応じて発光源１Gおよび可動反射鏡３、また可動反射鏡３および合成プリズム２０の間に各種レンズを配置してもよい。
【００３１】
また、、ライトバルブは液晶パネルに限られるものでなく、ＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device）といった反射型のライトバルブについても本実施の形態を適用することが可能である。
【００３２】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る映像表示装置におけるＲ，Ｇ，Ｂ各光源部の構成を示す図である。本実施の形態において、Ｒ光源部は２つの赤色の発光源１Ｒａ，１Ｒｂと、これらの発光源からの光束を色合成プリズム２０が配される光軸Ｘ１方向に反射する可動反射鏡３１Ｒにより構成されている。２Ｒａ，２Ｒｂは、それぞれ発光源１Ｒａ，１Ｒｂからの光を集光する第一レンズである。
【００３３】
次に、本実施の形態２に係る映像表示装置の各光源部の動作を説明する。図７は、図６に示す各発光源１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｒａ，１Ｒｂ，１Ｂ、および可動反射鏡３１Ｒ，３１Ｇの駆動タイミングを示す図である。図７において、横軸は時間、縦軸は各発光源に印加するパルス電流の振幅を表している。本実施の形態では、各発光源を構成する発光ダイオードの特性によって駆動電流のデューティー比が設定される。尚、発光の順序は実施の形態１と同様、１Ｇａ，１Ｒａ，１Ｇｂ、１Ｒｂ，１Ｂというように同じ色が連続しないよう設定される。つまり、可動反射鏡３１Ｇは赤色および青色の発光源１Ｒａ，１Ｒｂ，１Ｂが点灯している間に駆動され、可動反射鏡３１Ｒは緑色および青色の発光源１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂが点灯している間に駆動される。
【００３４】
先述したように、発光ダイオードは発光色によって異なる温度特性を有している。特に、ＡｌＩｎＧａＰ系の材料を使用している赤色の発光ダイオードは、他の色の発光ダイオードに比べて温度上昇の影響を大きく受ける素子である。例えば、赤色発光ダイオードの室温における出射光を１００とすると、５０，６０，８０℃の各温度における出射光はそれぞれ８０，７０，６０となり、温度の上昇に伴い出力が減少する。したがって本実施の形態においては、図６に示すように複数の赤色の発光源１Ｒａ，１Ｒｂからの光を可動反射鏡３１Ｒにより光軸Ｘ１方向に交互に反射することにより、１フレーム期間における赤色の各発光源１Ｒａ，１Ｒｂの駆動時間（デューティー）を減少させているので、素子の温度上昇を防ぐとともに、駆動電流を増加することなく所定の輝度を得ることができる。
【００３５】
以上のように、発光ダイオードの温度特性に応じて複数の発光源を設け、これらの発光源からの光を可動反射鏡により同一の光軸方向に順次反射することにより、個々の発光源の駆動時間を短縮することができるので、発光ダイオードの長寿命化を図ることができる。
【００３６】
実施の形態３．
図８は、図１に示す映像表示装置のＲ光源部、Ｇ光源部、およびＢ光源部の他の構成を示す図である。図８において、３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂは色合成プリズム２０に向かう光軸Ｘ１，０，２（図１参照）上に配され、当該各光軸を中心として回転可能に構成された回転プリズムである。回転プリズム３２Ｇの周囲には光軸Ｘ０を中心に４つの発光源１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｇｃ，１Ｇｄが円周状に９０度間隔で配置される。同様に回転プリズム３２Ｒおよび３２Ｂの各々の周囲には、光軸Ｘ１，２を中心に発光源１Ｒａ，１Ｒｂ，１Ｒｃ，１Ｒｄ、および１Ｂａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄが円周状に９０度間隔で配置される。
【００３７】
図９に示すように、回転プリズム３２Ｇ，３２Ｒ，３２Ｂの反射面は光軸Ｘ０，１，２に対して４５度の傾きを有し、各発光源からの光は４５度の入射角で回転プリズムの反射面に入射する。ここで、各発光源は３６０／ｎ度（ｎは発光源の個数）の間隔をもって円周状に配置される。
【００３８】
なお、図９に示す回転プリズム３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにおいては、反射面の光軸Ｘ１，０，２に対する角度を４５度としたが、図１０に示すように、反射面の光軸Ｘ１，０，２に対する角度θｅは、各発光源からの光の入射角度θｄと同じであれば任意に設定してよい（ただし、０°＜θｄ＜９０°）。
【００３９】
図１１は、図８に示すＲ光源部、Ｇ光源部、およびＢ光源部の各発光源の動作タイミングの一例を示す図である。図１１に示すように各発光源は、緑、赤、青の順に駆動される。このとき、Ｇ光源部の回転プリズム３２Ｇは、発光源１Ｇａの発光が終了すると、赤色および青色の発光源１Ｒａ，１Ｂａの発光期間内に９０度回転し、発光源１Ｇｂからの光を光軸Ｘ０の方向に反射する。同様に、Ｒ光源部の回転プリズム３２Ｒは、発光源１Ｒａの発光が終了すると、青および緑色の発光源１Ｂａ，１Ｇｂの発光期間内に９０度回転し、発光源１Ｒｂからの光を光軸Ｘ１の方向に反射する。また、Ｂ光源部の回転プリズム３２Ｂは、発光源１Ｂａの発光が終了すると、緑色および赤色の発光源１Ｇｂ，１Ｒｂの発光期間内に９０度回転し、発光源１Ｂｂからの光を光軸Ｘ２の方向に反射する。
【００４０】
図１２は、本実施の形態による映像表示装置の光出力を示す図である。本実施の形態においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光源部において４つの発光源からの光を回転プリズム３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにより順次色合成プリズム２０に向けて反射するので、各発光源の１フィールド期間ｔにおける発光時間はｔ／１２となる。これにより、各発光源に印加するパルス電流値を直流定格電流Ｉｏの１２倍とすることができるので、１フレーム期間ｔにＲ，Ｇ，Ｂの３つの発光源を駆動する従来の映像表示装置（図５参照）の４倍の光出力が得られる。
【００４１】
以上のように、回転プリズムを用いて多数の発光源からの光を同一の光軸方向に反射することにより、単純な構成で多数の発光源からの出射光を同一光軸上に時分割重畳させることができる。これにより、１フレーム期間ｔに駆動される発光源の数を増加し、各発光源に印加するパルス電流のデューティーを減少させた分パルス電流の電流値を増加することにより発光源の寿命を短縮することなく高輝度化を図ることができる。
尚、図８に示す光源部の構成においては各発光源を等間隔で配置したが、各発光源の間隔は、回転プリズムの回動角に対応していれば適宜変更してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る映像表示装置によれば、互いに同色の光を発する複数の第１の発光源と、前記複数の第１の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第１の駆動回路と、前記第１の駆動回路のパルス駆動により発光する第１の発光源からのいずれの光も所定の第１の方向に順次反射する第１の可動反射部材と、前記第１の可動反射部材を可動させる第１の可動反射部材駆動回路と、前記第１の発光源が発する光の色とは異なる色の光を発する第２の発光源と、前記第２の発光源をパルス駆動する第２の駆動回路と、前記第１の発光源及び前記第２の発光源の発する光のいずれとも色が異なる光を発する第３の発光源と、前記第３の発光源をパルス駆動する第３の駆動回路と、前記複数の第１の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第２の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第３の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第１の可動反射部材駆動回路による前記第１の可動反射部材の可動のタイミングとを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第２の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第３の駆動回路の順、ないしは、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第３の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第２の駆動回路の順にそれぞれ同一の所定周期で順次パルス駆動するように制御し、かつ、前記発光する第１の発光源からのいずれの光も前記所定の第１の方向に反射されるように、前記いずれかの第１の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第１の駆動回路と異なる第１の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第１の可動反射部材を可動させるように前記第１の可動反射部材駆動回路を制御するようにしたので、前記第１の可動反射部材の駆動期間における輝度の低下を防ぎ、発光源の寿命を短縮することなく高輝度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による映像表示装置の構成を示す図である。
【図２】 実施の形態１による映像表示装置の制御駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図３】 実施の形態１による映像表示装置の発光源および可動反射鏡の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】 発光ダイオードの連続駆動およびパルス駆動における光出力を示す図である。
【図５】 実施の形態１および従来における映像表示装置の光出力を示す図である。
【図６】 実施の形態２による映像表示装置の光源部の構成を示す図である。
【図７】 実施の形態２による映像表示装置の発光源および可動反射鏡の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 実施の形態３による映像表示装置の光源部の構成を示す図である。
【図９】 回転プリズムの構成を示す図である。
【図１０】 回転プリズムの構成を示す図である。
【図１１】実施の形態３による映像表示装置の発光源および可動反射鏡の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】 実施の形態３による映像表示装置の光出力を示す図である。
【図１３】 従来の映像表示装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ，１Ｒａ〜Ｒｄ，１Ｇａ〜１Ｇｄ，１Ｂａ〜１Ｂｄ 発光源、２Ｒ，２Ｇａ，２Ｇｂ，２Ｂ 第１レンズ、３ 可動反射鏡、２０ 色合成プリズム、３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ 回転プリズム、４１ ライトバルブ、２５ 投写レンズ
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶パネル等のライトバルブ手段により変調された照明光をスクリーン上に投写することにより画像の表示を行なう投写型の映像表示装置に関するものであり、特に発光ダイオードや半導体レーザー等を発光源として用いる映像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
投射型の映像表示装置は、照明装置により液晶パネル等のライトバルブ手段を照明し、当該ライトバルブ手段により変調された照明光を投射光学系によりスクリーンに投射するよう構成されている。照明装置においては、光源として白色ランプが広く用いられているが、近年白色ランプに代えて発光ダイオードを用いることが検討されている。発光ダイオードには、白色ランプに比べて寿命が長く、またエネルギー効率が良く且つ発熱量が少ないという利点がある。
【０００３】
図１３は発光ダイオードを発光源として用いた単板式映像表示装置の概略図であり、その詳細は特開平１０−２６９８０２号公報に記載されている。図１３において、１１は発光ダイオード、１２は発光ダイオードから出射される光の照度を均一化するカレイドスコープ、２３はリレーレンズ、２４はフィールドレンズ、２０は３色の光を合成する合成プリズム、２２はカレイドスコープ１２の入射端面に発光ダイオード１１を接合した照明装置、４１はライトバルブ手段としての透過型液晶パネル、２５は投写レンズ、２６はスクリーンである。なお、図中の符号の添え字Ｒ、Ｇ、Ｂは、各々赤、緑、青に対応する素子であることを示す。
【０００４】
発光ダイオード１１から放射された赤、緑、青の各照明光は、それぞれカレイドスコープ１２に入射し、内部で全反射を繰り返すことにより均一化された光となる。そして、リレーレンズ２３、フィールドレンズ２４を経て、合成プリズム２０に入射し、ライトバルブ４１を照明する。このとき、発光ダイオードは赤、緑、青の順に繰り返し点灯される。各色の光はライトバルブ４１によって映像信号に対応する画像光に変調された後、投写レンズ２５によってスクリーン２６に投影され、人間の目の残像効果によりカラーの画像として視認される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
発光ダイオードや半導体レーザーを用いた光源として用いる映像表示装置は、白色ランプを用いたものに比して輝度が低く、高輝度化を図る上で以下のような問題点があった。
発光ダイオードの輝度は電流値に比例して上昇するが、印加する電流を増加すると寿命が短くなる。発光ダイオードの数を増やすことにより輝度を上昇させることも可能であるが、光軸から離れた発光ダイオードから出射した光は照明光学系内における伝達率が低く光利用効率が悪い。また、発光ダイオードの総発光面積が、発光ダイオードの放射立体角と被照明領域に許容される照明光の立体角とで定まる値を越えると、当該被照明領域に入射する光束が飽和し、光利用効率が低下する。
【０００６】
さらに、発光ダイオードは発光色により温度特性が異なり、中でも赤色発光ダイオードは他の色の素子に比べ温度が上昇しやすく、温度上昇により出力輝度が下がるため他の素子よりもより多くの電流を印加する結果、寿命が短くなるという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、発光ダイオード、または半導体レーザーといった発光素子を光源として用いる投写型の映像表示装置において、光利用効率を向上し、光源の寿命を短縮することなく高輝度化をはかることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による映像表示装置は、互いに同色の光を発する複数の第１の発光源と、前記複数の第１の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第１の駆動回路と、前記第１の駆動回路のパルス駆動により発光する第１の発光源からのいずれの光も所定の第１の方向に順次反射する第１の可動反射部材と、前記第１の可動反射部材を可動させる第１の可動反射部材駆動回路と、前記第１の発光源が発する光の色とは異なる色の光を発する第２の発光源と、前記第２の発光源をパルス駆動する第２の駆動回路と、前記第１の発光源及び前記第２の発光源の発する光のいずれとも色が異なる光を発する第３の発光源と、前記第３の発光源をパルス駆動する第３の駆動回路と、前記複数の第１の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第２の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第３の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第１の可動反射部材駆動回路による前記第１の可動反射部材の可動のタイミングとを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第２の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第３の駆動回路の順、ないしは、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第３の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第２の駆動回路の順にそれぞれ同一の所定周期で順次パルス駆動するように制御し、かつ、前記発光する第１の発光源からのいずれの光も前記所定の第１の方向に反射されるように、前記いずれかの第１の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第１の駆動回路と異なる第１の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第１の可動反射部材を可動させるように前記第１の可動反射部材駆動回路を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る映像表示装置の構成を示す構成図である。図１において、１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂおよび１Ｂは、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を表す発光ダイオードからなる発光源である。同図に示すように、本実施の形態においては、緑色について二つの発光源１Ｇａ、１Ｇｂを用いている。尚、各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂおよび１Ｂは複数の発光ダイオードにより構成してもよい。２Ｒ，２Ｇｂ，２Ｇａおよび２Ｂは、発光源１Ｒ，１Ｇｂ，１Ｇａおよび１Ｂからの光を集光するための第１レンズである。３は第１レンズ２Ｇａおよび２Ｇｂを介して入射する発光源１Ｇａおよび１Ｇｂからの光を反射する可動反射鏡である。４Ｒ，４Ｂおよび４Ｇは、それぞれ第１レンズ２Ｒ，２Ｂ、および可動反射鏡３からの光を後段に導く第２レンズである。
【００１４】
図１に示すように、発光源１Ｒおよび第１レンズ２ＲはＲ光源部を構成し、発光源１Ｇａ，１Ｇｂ、第１レンズ２Ｇｂ，２Ｇａおよび可動反射鏡３はＧ光源部を構成し、発光源１Ｂおよび第１レンズ２ＢはＢ光源部を構成している。２０はＲ光源部、Ｇ光源部、およびＢ光源部からの光を光軸Ｘ０方向に反射する色合成プリズムである。
【００１５】
１３は色合成プリズム２０により光軸Ｘ０上に合成されたＲ，Ｇ，Ｂの照明光を均一化するフライアイレンズ系であり、２４はフィールドレンズである。４１はＲ，Ｇ，Ｂの照明光を変調するライトバルブであり、２５はライトバルブ４１により変調された画像光を投写する投写レンズであり、２６は画像が表示されるスクリーンである。
【００１６】
図１を参照しながら本実施の形態による映像表示装置の各光源部の動作について説明する。発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂは、それぞれ後述する制御駆動回路によって順次パルス駆動される。発光源１Ｒ，１Ｂから放射された光は、第一レンズ２Ｒ，２Ｂ、第２レンズ４Ｒ，４Ｂを通過して色合成プリズム２０に入射する。一方、発光源１Ｇａ，１Ｇｂから出射した光は可動反射鏡３で反射された後、第２レンズ４Ｇを経て色合成プリズム２０に入射する。
【００１７】
可動反射鏡３は、反射面の法線と光軸Ｘ０とのなす角が ＋θａおよび−θｂとなるａおよびｂの位置に駆動される。ここで、ａおよびｂの位置において可動反射鏡３に対する発光源１Ｇａおよび１Ｇｂからの光の入射角はそれぞれ ＋θａおよび−θｂとなる。可動反射鏡３は、光源１Ｇａが点灯されるときはａの位置に駆動され、光源１Ｇｂが点灯されるときはｂの位置に駆動され、光源１Ｇａおよび１Ｇｂからの光を交互に色合成プリズム２０が配される光軸Ｘ０の方向に反射する。
【００１８】
色合成プリズム２０に導かれた３色の光は同一の光軸Ｘ０方向に反射され、フライアイレンズ系１３に入射した後、フィールドレンズ２４を通して、ライトバルブ４１を均一に照明し、投写レンズ２５によってスクリーン２６に投写される。
【００１９】
次に、発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂ、および可動反射鏡３の動作タイミングについて詳しく説明する。図２は本実施の形態による映像表示装置の制御駆動回路を示したブロック図であり、図３は発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂおよび反射鏡３の動作タイミングを示した図である。図２に示すように、制御駆動回路は、メイン制御回路１００と各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂにパルス電流を印加する発光源駆動回路１０１Ｒ，１０１Ｇａ，１０１Ｇｂ，１０１ｂ、および反射鏡３を駆動する反射鏡駆動回路１０２から構成されている。メイン制御回路１００は、入力された映像信号に基づいて、発光源駆動回路１０１Ｒ，１０１Ｇａ，１０１Ｇｂ，１０１ｂ、および反射鏡駆動回路を制御する制御信号を発生する。
【００２０】
図３のタイミングチャートを参照して、本実施の形態に係る映像表示装置の光源部の動作について説明する。１フィールド期間ｔ（例えば、１／６０秒）内における各発光源の点灯時間をｔ／４とすると、発光源１Ｇａは時間０からｔ／４の間、発光源１Ｒは時間ｔ／４からｔ／２の間、発光源１Ｇｂは時間ｔ／２から３ｔ／４の間、１Ｇｂ、発光源１Ｂは時間３ｔ／４からｔの間に順次点灯するよう駆動される。一方、可動反射鏡３は、発光源１Ｒが点灯する時間ｔ／４からｔ／２の間にａからｂの位置へと駆動され、発光現１Ｂが点灯する時間３ｔ／４からｔの間にｂからａの位置へと駆動される。
【００２１】
ここで、発光ダイオードに駆動電流が印加されてから１００％の定常出力に達するまでの立ち上がり時間は数０．１μｓ程度であるのに対し、可動反射鏡３は駆動信号が印加されてから所定の位置に移動するまでに数１００μｓの遷移時間Δｓを要する。このため、発光源１Ｇａの次に発光源１Ｇｂを連続して駆動した場合、遷移時間Δｓの間は発光源１Ｇｂからの光が色合成プリズムに導かれない。つまり、発光源１Ｇａの光を可動反射鏡が色合成プリズム２０へ導くまでに略１００μｓの遅延が発生し、その間の光が損失される。そこで、本実施の形態では、可動反射鏡３の遷移時間Δｓを考慮して発光源の駆動順序を設定している。つまり、発光源の点灯順序を１Ｇａ，１Ｒ，１Ｇｂ，１Ｂとすることにより反射鏡３の移動に伴う損失を防いでいる。なお、点灯順序は１Ｇａ，１Ｂ，１Ｇｂ，１Ｒのように、１Ｇａ，１Ｇｂの順序と１Ｒ，１Ｂの順序は変更してもよい。
【００２２】
先述したように、発光源の輝度は、印加する電流量を増加することによって増加することができる。しかし、電流量を増加した場合、発光ダイオードの寿命が短くなる。そこで本実施の形態による映像表示装置は、可動反射鏡３を用いて複数の発光源１Ｇａおよび１Ｇｂの光を光軸Ｘ０方向に交互に反射することにより１フィールド期間ｔ内に順次パルス駆動される発光源の数を増加し、各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｒに印加されるパルス電流のデューティー比を減少させることによりこの問題を解決している。
【００２３】
図４に示すように、発光ダイオードの直流定格電流（連続的に駆動する場合の定格電流）をＩｏとすると、当該発光ダイオードの１フィールド期間ｔにおける駆動時間をｔ／４とした場合、直流定格電流Ｉｏの４倍のパルス電流４Ｉｏにて駆動することができる（ここでは、各色の発光ダイオードの直流定格電流Ｉｏは等しいものとする）。これにより、各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂの出力は、直流定格電流Ｉｏにおける出力の４倍となる。このように、パルス電流を増加する際、デューティーを減少させることにより、発光ダイオードの寿命を短縮することなく高輝度化をはかることができる。また、パルス駆動される複数の発光源からの光を可動反射鏡３により順次同一の光軸上に重畳するので、複数の発光源からの光を効率よくライトバルブに導き、光利用効率を高めることができる。
【００２４】
図５は、１フィールド期間ｔ内に１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂの４つの発光源を駆動する本実施の形態による映像表示装置の光出力と、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの発光源を駆動する従来の映像表示装置の光出力とを示す図である。図５において、横軸は時間、縦軸は光出力を表している。ここで、光出力は定格電流値Ｉｏを流したときの光出力を１とした相対値で表されている。従来の映像表示装置では、１フィールド期間ｔにおける発光源のパルス駆動時間はｔ／３（すなわちデューティ３３．３％）であり、光出力は３となる。これに対し、本実施の形態による映像表示装置によれば、発光源のパルス駆動時間がｔ／４（すなわちデューティ２５％）となるので光出力は４となり、従来方式の４／３倍の出力が得られる。
【００２５】
本実施の形態においては、緑色について２つの発光源１Ｇａ，１Ｇｂを用いているので、色再現により多くの光量を必要とする緑色光の出力を高めることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、緑色について２つの発光源１Ｇａ，１Ｇｂを用いることで１フィールド期間ｔ内に駆動される発光源の数を増やしているが、他の色について発光源を複数設け、可動反射鏡により同一光軸上に導くよう構成してもよい。つまり、赤および青色についても２つの発光源を設け、これらの発光源からの光を可動反射鏡板により光軸Ｘ１，２方向に反射し、１フィールド期間ｔにおいて６つの発光源を駆動するよう構成してもよい。この場合、パルス電流のデューティーはｔ／６となるので、パルス電流の値を直流定格電流Ｉｏの６倍とすることにより図５に示す従来方式の２倍の出力輝度を得ることができる。
【００２７】
本実施の形態においては、各発光源１Ｒ，１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂに印加するパルス電流のデューティを２５％、パルス電流値を直流定格電流の４倍としたが、発光ダイオードの特性に応じて自由に設定してよい。
【００２８】
また、本実施の形態においては、各発光源のパルス駆動周期を１フィールド期間ｔとしたが、１フレーム期間（１／３０秒）としてもよい。
【００２９】
また、本実施の形態においては、発光源を発光ダイオードにより構成したが、駆動電流が印加されてから１００％の定常出力に到達するまでの立ち上がり時間が比較的短い（数１００ｎｓ）半導体レーザー等を用いても良い。
【００３０】
なお、可動反射鏡３はプリズムなどを用いて構成することも可能であり、また必要に応じて発光源１Gおよび可動反射鏡３、また可動反射鏡３および合成プリズム２０の間に各種レンズを配置してもよい。
【００３１】
また、、ライトバルブは液晶パネルに限られるものでなく、ＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device）といった反射型のライトバルブについても本実施の形態を適用することが可能である。
【００３２】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る映像表示装置におけるＲ，Ｇ，Ｂ各光源部の構成を示す図である。本実施の形態において、Ｒ光源部は２つの赤色の発光源１Ｒａ，１Ｒｂと、これらの発光源からの光束を色合成プリズム２０が配される光軸Ｘ１方向に反射する可動反射鏡３１Ｒにより構成されている。２Ｒａ，２Ｒｂは、それぞれ発光源１Ｒａ，１Ｒｂからの光を集光する第一レンズである。
【００３３】
次に、本実施の形態２に係る映像表示装置の各光源部の動作を説明する。図７は、図６に示す各発光源１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｒａ，１Ｒｂ，１Ｂ、および可動反射鏡３１Ｒ，３１Ｇの駆動タイミングを示す図である。図７において、横軸は時間、縦軸は各発光源に印加するパルス電流の振幅を表している。本実施の形態では、各発光源を構成する発光ダイオードの特性によって駆動電流のデューティー比が設定される。尚、発光の順序は実施の形態１と同様、１Ｇａ，１Ｒａ，１Ｇｂ、１Ｒｂ，１Ｂというように同じ色が連続しないよう設定される。つまり、可動反射鏡３１Ｇは赤色および青色の発光源１Ｒａ，１Ｒｂ，１Ｂが点灯している間に駆動され、可動反射鏡３１Ｒは緑色および青色の発光源１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｂが点灯している間に駆動される。
【００３４】
先述したように、発光ダイオードは発光色によって異なる温度特性を有している。特に、ＡｌＩｎＧａＰ系の材料を使用している赤色の発光ダイオードは、他の色の発光ダイオードに比べて温度上昇の影響を大きく受ける素子である。例えば、赤色発光ダイオードの室温における出射光を１００とすると、５０，６０，８０℃の各温度における出射光はそれぞれ８０，７０，６０となり、温度の上昇に伴い出力が減少する。したがって本実施の形態においては、図６に示すように複数の赤色の発光源１Ｒａ，１Ｒｂからの光を可動反射鏡３１Ｒにより光軸Ｘ１方向に交互に反射することにより、１フレーム期間における赤色の各発光源１Ｒａ，１Ｒｂの駆動時間（デューティー）を減少させているので、素子の温度上昇を防ぐとともに、駆動電流を増加することなく所定の輝度を得ることができる。
【００３５】
以上のように、発光ダイオードの温度特性に応じて複数の発光源を設け、これらの発光源からの光を可動反射鏡により同一の光軸方向に順次反射することにより、個々の発光源の駆動時間を短縮することができるので、発光ダイオードの長寿命化を図ることができる。
【００３６】
実施の形態３．
図８は、図１に示す映像表示装置のＲ光源部、Ｇ光源部、およびＢ光源部の他の構成を示す図である。図８において、３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂは色合成プリズム２０に向かう光軸Ｘ１，０，２（図１参照）上に配され、当該各光軸を中心として回転可能に構成された回転プリズムである。回転プリズム３２Ｇの周囲には光軸Ｘ０を中心に４つの発光源１Ｇａ，１Ｇｂ，１Ｇｃ，１Ｇｄが円周状に９０度間隔で配置される。同様に回転プリズム３２Ｒおよび３２Ｂの各々の周囲には、光軸Ｘ１，２を中心に発光源１Ｒａ，１Ｒｂ，１Ｒｃ，１Ｒｄ、および１Ｂａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄが円周状に９０度間隔で配置される。
【００３７】
図９に示すように、回転プリズム３２Ｇ，３２Ｒ，３２Ｂの反射面は光軸Ｘ０，１，２に対して４５度の傾きを有し、各発光源からの光は４５度の入射角で回転プリズムの反射面に入射する。ここで、各発光源は３６０／ｎ度（ｎは発光源の個数）の間隔をもって円周状に配置される。
【００３８】
なお、図９に示す回転プリズム３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにおいては、反射面の光軸Ｘ１，０，２に対する角度を４５度としたが、図１０に示すように、反射面の光軸Ｘ１，０，２に対する角度θｅは、各発光源からの光の入射角度θｄと同じであれば任意に設定してよい（ただし、０°＜θｄ＜９０°）。
【００３９】
図１１は、図８に示すＲ光源部、Ｇ光源部、およびＢ光源部の各発光源の動作タイミングの一例を示す図である。図１１に示すように各発光源は、緑、赤、青の順に駆動される。このとき、Ｇ光源部の回転プリズム３２Ｇは、発光源１Ｇａの発光が終了すると、赤色および青色の発光源１Ｒａ，１Ｂａの発光期間内に９０度回転し、発光源１Ｇｂからの光を光軸Ｘ０の方向に反射する。同様に、Ｒ光源部の回転プリズム３２Ｒは、発光源１Ｒａの発光が終了すると、青および緑色の発光源１Ｂａ，１Ｇｂの発光期間内に９０度回転し、発光源１Ｒｂからの光を光軸Ｘ１の方向に反射する。また、Ｂ光源部の回転プリズム３２Ｂは、発光源１Ｂａの発光が終了すると、緑色および赤色の発光源１Ｇｂ，１Ｒｂの発光期間内に９０度回転し、発光源１Ｂｂからの光を光軸Ｘ２の方向に反射する。
【００４０】
図１２は、本実施の形態による映像表示装置の光出力を示す図である。本実施の形態においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光源部において４つの発光源からの光を回転プリズム３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにより順次色合成プリズム２０に向けて反射するので、各発光源の１フィールド期間ｔにおける発光時間はｔ／１２となる。これにより、各発光源に印加するパルス電流値を直流定格電流Ｉｏの１２倍とすることができるので、１フレーム期間ｔにＲ，Ｇ，Ｂの３つの発光源を駆動する従来の映像表示装置（図５参照）の４倍の光出力が得られる。
【００４１】
以上のように、回転プリズムを用いて多数の発光源からの光を同一の光軸方向に反射することにより、単純な構成で多数の発光源からの出射光を同一光軸上に時分割重畳させることができる。これにより、１フレーム期間ｔに駆動される発光源の数を増加し、各発光源に印加するパルス電流のデューティーを減少させた分パルス電流の電流値を増加することにより発光源の寿命を短縮することなく高輝度化を図ることができる。
尚、図８に示す光源部の構成においては各発光源を等間隔で配置したが、各発光源の間隔は、回転プリズムの回動角に対応していれば適宜変更してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る映像表示装置によれば、互いに同色の光を発する複数の第１の発光源と、前記複数の第１の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第１の駆動回路と、前記第１の駆動回路のパルス駆動により発光する第１の発光源からのいずれの光も所定の第１の方向に順次反射する第１の可動反射部材と、前記第１の可動反射部材を可動させる第１の可動反射部材駆動回路と、前記第１の発光源が発する光の色とは異なる色の光を発する第２の発光源と、前記第２の発光源をパルス駆動する第２の駆動回路と、前記第１の発光源及び前記第２の発光源の発する光のいずれとも色が異なる光を発する第３の発光源と、前記第３の発光源をパルス駆動する第３の駆動回路と、前記複数の第１の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第２の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第３の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第１の可動反射部材駆動回路による前記第１の可動反射部材の可動のタイミングとを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第２の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第３の駆動回路の順、ないしは、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第３の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第２の駆動回路の順にそれぞれ同一の所定周期で順次パルス駆動するように制御し、かつ、前記発光する第１の発光源からのいずれの光も前記所定の第１の方向に反射されるように、前記いずれかの第１の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第１の駆動回路と異なる第１の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第１の可動反射部材を可動させるように前記第１の可動反射部材駆動回路を制御するようにしたので、前記第１の可動反射部材の駆動期間における輝度の低下を防ぎ、発光源の寿命を短縮することなく高輝度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による映像表示装置の構成を示す図である。
【図２】 実施の形態１による映像表示装置の制御駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図３】 実施の形態１による映像表示装置の発光源および可動反射鏡の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】 発光ダイオードの連続駆動およびパルス駆動における光出力を示す図である。
【図５】 実施の形態１および従来における映像表示装置の光出力を示す図である。
【図６】 実施の形態２による映像表示装置の光源部の構成を示す図である。
【図７】 実施の形態２による映像表示装置の発光源および可動反射鏡の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 実施の形態３による映像表示装置の光源部の構成を示す図である。
【図９】 回転プリズムの構成を示す図である。
【図１０】 回転プリズムの構成を示す図である。
【図１１】実施の形態３による映像表示装置の発光源および可動反射鏡の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】 実施の形態３による映像表示装置の光出力を示す図である。
【図１３】 従来の映像表示装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ，１Ｒａ〜Ｒｄ，１Ｇａ〜１Ｇｄ，１Ｂａ〜１Ｂｄ 発光源、２Ｒ，２Ｇａ，２Ｇｂ，２Ｂ 第１レンズ、３ 可動反射鏡、２０ 色合成プリズム、３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ 回転プリズム、４１ ライトバルブ、２５ 投写レンズ
Claims (8)
- 互いに同色の光を発する複数の第１の発光源と、
前記複数の第１の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第１の駆動回路と、
前記第１の駆動回路のパルス駆動により発光する第１の発光源からのいずれの光も所定の第１の方向に順次反射する第１の可動反射部材と、
前記第１の可動反射部材を可動させる第１の可動反射部材駆動回路と、
前記第１の発光源が発する光の色とは異なる色の光を発する第２の発光源と、
前記第２の発光源をパルス駆動する第２の駆動回路と、
前記第１の発光源及び前記第２の発光源の発する光のいずれとも色が異なる光を発する第３の発光源と、
前記第３の発光源をパルス駆動する第３の駆動回路と、
前記複数の第１の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第２の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第３の駆動回路によるパルス駆動のタイミングと、前記第１の可動反射部材駆動回路による前記第１の可動反射部材の可動のタイミングとを制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第２の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第３の駆動回路の順、ないしは、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路、前記第３の駆動回路、パルス駆動した前記第１の駆動回路とは異なる第１の駆動回路、前記第２の駆動回路の順にそれぞれ同一の所定周期で順次パルス駆動するように制御し、かつ、
前記発光する第１の発光源からのいずれの光も前記所定の第１の方向に反射されるように、前記いずれかの第１の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第１の駆動回路と異なる第１の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第１の可動反射部材を可動させるように前記第１の可動反射部材駆動回路を制御することを特徴とする映像表示装置。 - 第１の可動反射部材が、揺動することで複数の第１の発光源からの光の方向を変えて所定の第１の方向に反射する可動反射鏡、ないしは、前記所定の第１の方向の軸を中心として回転可能に構成され、回転することで前記複数の第１の発光源からの光の方向を前記所定の第１の方向に反射する回転プリズム、のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
- 互いに同色の光を発する複数の第１の発光源と、
前記複数の第１の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第１の駆動回路と、
前記第１の駆動回路のパルス駆動により発光する第１の発光源からのいずれの光も所定の第１の方向に順次反射する第１の可動反射部材と、
前記第１の可動反射部材を可動させる第１の可動反射部材駆動回路と、
前記第１の発光源が発する光の色とは異なる色の光を発する第２の発光源と、
前記第２の発光源をパルス駆動する第２の駆動回路と、
前記第１の発光源及び前記第２の発光源の発する光のいずれとも色が異なり、互いに同色の光を発する複数の第３の発光源と、
前記複数の第３の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第３の駆動回路と、
前記第３の駆動回路のパルス駆動により発光する第３の発光源からのいずれの光も所定の第２の方向に順次反射する第２の可動反射部材と、
前記第２の可動反射部材を可動させる第２の可動反射部材駆動回路と、
前記複数の第１の駆動回路と前記第２の駆動回路と前記複数の第３の駆動回路とを所定の順にそれぞれ同一の所定周期で順次パルス駆動するように制御し、前記第１の可動反射部材駆動回路による前記第１の可動反射部材の可動のタイミングと、前記第２の可動反射部材駆動回路による前記第２の可動反射部材の可動のタイミングとを制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、下記（Ａ）かつ（Ｂ）の条件に従い、各駆動回路をパルス駆動し、下記（Ｃ）かつ（Ｄ）の条件に従い、前記第１の可動反射部材駆動回路と前記第２の可動反射部材駆動回路を制御することを特徴とする映像表示装置。
（Ａ）前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第１の駆動回路と異なる第１の駆動回路のパルス駆動の前に、前記複数の第３の駆動回路のうちいずれかの第３の駆動回路をパルス駆動する。
（Ｂ）前記複数の第３の駆動回路のうちいずれかの第３の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第３の駆動回路と異なる第３の駆動回路のパルス駆動の前に、前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路をパルス駆動する。
（Ｃ）前記発光する第１の発光源からのいずれの光も前記所定の第１の方向に反射されるように、前記いずれかの第１の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第１の駆動回路と異なる第１の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第１の可動反射部材を可動させるように前記第１の可動反射部材駆動回路を制御する。
（Ｄ）前記発光する第３の発光源からのいずれの光も前記所定の第２の方向に反射されるように、前記いずれかの第３の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第３の駆動回路と異なる第３の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第２の可動反射部材を可動させるように前記第２の可動反射部材駆動回路を制御する。 - 第１の可動反射部材が、揺動することで複数の第１の発光源からの光の方向を変えて所定の第１の方向に反射する可動反射鏡であり、
第２の可動反射部材が、揺動することで複数の第３の発光源からの光の方向を変えて所定の第２の方向に反射する可動反射鏡であることを特徴とする請求項３に記載の映像表示装置。 - 互いに同色の光を発する複数の第１の発光源と、
前記複数の第１の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第１の駆動回路と、
前記第１の駆動回路のパルス駆動により発光する第１の発光源からのいずれの光も所定の第１の方向に順次反射する第１の可動反射部材と、
前記第１の可動反射部材を可動させる第１の可動反射部材駆動回路と、
前記第１の発光源が発する光の色とは異なり、互いに同色の光を発する複数の第２の発光源と、
前記複数の第２の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第２の駆動回路と、
前記第２の駆動回路のパルス駆動により発光する第２の発光源からのいずれの光も所定の第２の方向に順次反射する第２の可動反射部材と、
前記第２の可動反射部材を可動させる第２の可動反射部材駆動回路と、
前記第１の発光源及び前記第２の発光源の発する光のいずれとも色が異なり、互いに同色の光を発する複数の第３の発光源と、
前記複数の第３の発光源をそれぞれパルス駆動する複数の第３の駆動回路と、
前記第３の駆動回路のパルス駆動により発光する第３の発光源からのいずれの光も所定の第３の方向に順次反射する第３の可動反射部材と、
前記第３の可動反射部材を可動させる第３の可動反射部材駆動回路と、
前記複数の第１の駆動回路と前記複数の第２の駆動回路と前記複数の第３の駆動回路とを所定の順にそれぞれ同一の所定周期で順次パルス駆動するように制御し、前記第１の可動反射部材駆動回路による前記第１の可動反射部材の可動のタイミングと、前記第２の可動反射部材駆動回路による前記第２の可動反射部材の可動のタイミングと、前記第３の可動反射部材駆動回路による前記第３の可動反射部材の可動のタイミングとを制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、下記（Ａ）かつ（Ｂ）かつ（Ｃ）の条件に従い、各駆動回路をパルス駆動し、下記（Ｄ）かつ（Ｅ）かつ（Ｆ）の条件に従い、前記第１の可動反射部材駆動回路、前記第２の可動反射部材駆動回路、及び、前記第３の可動反射部材駆動回路を制御することを特徴とする映像表示装置。
（Ａ）前記複数の第１の駆動回路のうちいずれかの第１の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第１の駆動回路と異なる第１の駆動回路のパルス駆動の前に、前記複数の第２の駆動回路のうちいずれかの第２の駆動回路をパルス駆動する。
（Ｂ）前記複数の第２の駆動回路のうちいずれかの第２の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第２の駆動回路と異なる第２の駆動回路のパルス駆動の前に、前記複数の第３の駆動回路のうちいずれかの第３の駆動回路をパルス駆動する。
（Ｃ）前記複数の第３の駆動回路のうちいずれかの第３の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第３の駆動回路と異なる第３の駆動回路のパルス駆動の前に、前記複数の第１の駆動回路のうち一の第１の駆動回路又は前記複数の第２の駆動回路のうち一の第２の駆動回路の少なくともいずれか１つをパルス駆動する。
（Ｄ）前記発光する第１の発光源からのいずれの光も前記所定の第１の方向に反射されるように、前記いずれかの第１の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第１の駆動回路と異なる第１の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第１の可動反射部材を可動させるように前記第１の可動反射部材駆動回路を制御する。
（Ｅ）前記発光する第２の発光源からのいずれの光も前記所定の第２の方向に反射されるように、前記いずれかの第２の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第２の駆動回路と異なる第２の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第２の可動反射部材を可動させるように前記第２の可動反射部材駆動回路を制御する。
（Ｆ）前記発光する第３の発光源からのいずれの光も前記所定の第３の方向に反射されるように、前記いずれかの第３の駆動回路のパルス駆動の後、前記パルス駆動した第３の駆動回路と異なる第３の駆動回路のパルス駆動の前に、前記第３の可動反射部材を可動させるように前記第３の可動反射部材駆動回路を制御する。 - 第１の可動反射部材が、所定の第１の方向の軸を中心として回転可能に構成され、回転することで前記複数の第１の発光源からの光の方向を前記所定の第１の方向に反射する回転プリズムであり、
第２の可動反射部材が、所定の第２の方向の軸を中心として回転可能に構成され、回転することで前記複数の第２の発光源からの光の方向を前記所定の第２の方向に反射する回転プリズムであり、
第３の可動反射部材が、所定の第３の方向の軸を中心として回転可能に構成され、回転することで前記複数の第３の発光源からの光の方向を前記所定の第３の方向に反射する回転プリズムであることを特徴とする請求項５に記載の映像表示装置。 - 制御回路は、所定周期内で同色の発光源を駆動する駆動回路の数に応じて、各駆動回路の駆動時間とパルス電流値の振幅を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の映像表示装置。
- 各発光源は、発光ダイオードまたは半導体レーザーであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の映像表示装置。
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