专利名称：投影型显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影型显示装置。
背景技术：
特开2003-186110号公报"日経工P夕卜口 二夕7"，2003年11月24日，p. 114。
目前，作为光调制器件，除了液晶显示装置(LCD)以外，例如还公知 有f吏用TI(Texas Instruments)公司的DMD(Digital Micromirror Device, 注册商标)元件等反射镜装置等的投影型显示装置(Projector)。
作为该投影型显示装置的光源，通常使用射出白色光的高压水银灯， 通过使用色轮将所射出的白色光在时间轴方向分离成R、 G、 B色，并使 用DMD元件的各微反射镜对各色的有效反射时间作进一步调整，形成投 影图像(例如，参照非专利文献l)。
然而，当使用上述那样的发生热的热光源作为照明光源时，热光源 存在的问题是把所输入的电力转换成光的转换效率降低，并且输入电 压高，耗电增大。并且，热光源还存在以下问题电源和灯的尺寸大， 投影型显示装置变大，并且必须具有用于使热光源冷却的效率良好的冷 却风扇，因冷却风扇的驱动声引起的噪声变大。
在专利文献1中，为了解决上述问题，公开了一种技术，该技术使 用射出R(红)、G(绿)、B(蓝)各色光的发光二极管(LED)作为光源。从LED 射出的各色光由分色棱镜反射，被输入到DMD元件。然而，在该方法中，存在的问题是为了使从LED射出的各色光均
匀，需要分色棱镜，成本变高，并且投影型显示装置变大。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而提出的，本发明的目的是提供可实现 轻量小型、低耗电、低噪声化，并可实现低价格化的投影型显示装置。 为了达到上述目的，本发明提供一种投影型显示装置，其特征在于，
所述投影型显示装置具有射出光的固体光源；反射镜装置，其被入射
从所述固体光源射出的光，对所述入射的光进行时间调制；投影单元， 其投影所述时间调制后的光；以及棱镜，其将从所述反射镜装置射出的 光引导至所述投影单元。
此外，本发明还提供一种投影型显示装置，其特征在于，所述投影 型显示装置具有固体光源阵列，其是将射出光的固体光源排列而成的； 反射镜装置，其被入射从所述固体光源阵列射出的光，对所述入射的光 进行时间调制；以及投影单元，其投影所述时间调制后的光，所述固体 光源射出一种色光，所述固体光源阵列包含有所述一种色光为不同色光 的固体光源。
此外，本发明还提供一种投影型显示装置，其特征在于，所述投影 型显示装置具有射出光的固体光源；反射镜装置，其被入射从所述固 体光源射出的光，对所述入射的光进行时间调制；以及投影单元，其投 影所述时间调制后的光；所述反射镜装置具有配置在矩阵上的微反射镜， 所述光源构成为，从被输入使所述微反射镜接通的定时信号的时间开始 经过预定时间后亮灯。
此外，本发明还提供一种投影型显示装置，其特征在于，所述投影 型显示装置具有射出光的固体光源；反射镜装置，其被入射从所述固 体光源射出的光，对所述入射的光进行时间调制；以及投影单元，其投 影所述时间调制后的光；所述反射镜装置具有配置在矩阵上的微反射镜， 所述光源构成为，在被输入使所述微反射镜断开的定时信号时都灭灯。
此外，本发明还提供一种投影型显示装置，其特征在于，所述投影型显示装置具有射出光的固体光源；反射镜装置，其被入射从所述固 体光源射出的光，对所述入射的光进行时间调制；以及投影单元，其投 影所述时间调制后的光；所述反射镜装置通过被校正成从所述反射镜装 置射出的光成为目标色的调制控制信号进行驱动。
图1是根据本发明的实施方式的投影型显示装置的概略图。 图2是示出根据本发明的实施方式的照明装置的概略的平面视图。 图3是对根据本发明的实施方式的反射镜装置的时间调制进行说明 的图。
图4是对根据本发明的实施方式的反射镜装置和LED的时间调制进 行说明的图。
图5是示出投影型显示装置的驱动电路的构成的方框图。
图6是根据本发明的另一实施方式的投影型显示装置的概略图。
图7是根据本发明的另一实施方式的投影型显示装置的概略图。
图8是根据本发明的另一实施方式的投影型显示装置的概略图。
图9是根据本发明的另一实施方式的投影型显示装置的概略图。
1...照明装置(固体光源阵列)；10r、 10g、 lOb...LED(固体光源)； 30...反射镜装置；40...测定元件(测定单元)；45...吸收体；50...棱 镜；51、 51a...反射板(导光单元)；70...投影透镜(投影单元)
具体实施例方式
以下，参照图1至图5对根据本发明的实施方式的投影型显示装置 及其控制方法以及其控制程序进行说明。
首先，参照图1，对根据本发明的一个实施方式的投影型显示装置 进行说明。本实施方式的投影型显示装置是使用反射镜装置对从LED阵 列射出的R(红)、G(绿)、B(蓝)不同色光进行时间调制来显示彩色图像的 投影型彩色显示装置。图1是示出根据本实施方式的投影型显示装置的概略的图。 投影型显示装置，如图1所示，大致由以下部分构成照明装置(固
体光源阵列)l，其射出R、 G、 B的不同色光；反射镜装置30，其对各色 光进行时间调制；测定元件(测定单元)40，其测定从反射镜装置30射出 的光的强度；以及投影透镜(投影单元)70，其投影被时间调制后的调制光。 图2是示出照明装置的概略的平面视图。
如图2所示，照明装置1构成为把分别射出R、 G、 B色光的LED(固 体光源)10r、 10g、 10b进行了平面配置的LED阵列。更具体地说，照明 装置1中，LED10r、 10g、 10b在纵方向形成按该顺序重复排列的列，该 列向横方向排列形成多个。并且，横向相邻的列之间以LED配置间隔的 一半向纵方向错开配置，使得LED10r、 10g、 10b紧密配置。而且，将射 出相同色光的LED配置成不相邻。
并且，为了把从照明装置1射出的各色光汇集到作为被照明对象的 反射镜装置30，在照明装置l的光射出侧配置有聚光透镜21。而且，同 样在照明装置1的光射出侧配置有中继透镜22，该中继透镜22把从照明 装置1射出的各色光引导到反射镜装置30。
另外，如上所述，既可以在照明装置1和反射镜装置30之间配置聚 光透镜21和中继透镜22,而且，也可以追加配置使从照明装置1射出的 各色光的照度分布均匀的例如蝇眼透镜和棒形透镜那样的积分透镜。
反射镜装置30配置成使与图像像素对应的微反射镜呈矩阵状配置， 并可改变微反射镜的反射面的方向(可摇头)。并且，通过根据进行了信号 处理的影像信号，控制所入射的各色光的射出方向，把各色光时间调制 成要投影显示的调制光和要吸收的无效光，可把调制光的比例控制在从 0%到100%。
吸收体45配置成吸收从反射镜装置30射出的无效光，并可与后述 的测定元件40进行更换配置。
在反射镜装置30和投影透镜70之间的调制光的路径上配置有棱镜 50，该棱镜50把从反射镜装置30射出的光引导到投影透镜70。棱镜50 采用将三角棱镜粘贴的结构，在其内面呈对角线状形成有反射调制光的反射镜面。并且，在与棱镜50的反射镜面对置并与调制光入射的面邻接 的面上配置有反射调制光的反射板(导光单元)51 。
测定元件40可与前述的吸收体45进行更换配置，并配置成可对来 自反射镜装置30的无效光的强度进行计测。并且，测定元件40由例如 把CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合装置)、CMOS等的光传感器配 置成矩阵状的部件构成。
投影透镜70配置成使从棱镜50射出的调制光放大投影到投影屏71上。
下面，对上述构成的投影型显示装置在图像投影中的作用进行说明。
首先，在投影图像时，如图1所示，对吸收体45进行配置，使吸收 体45吸收来自反射镜装置30的无效光。
然后，如图1和图2所示，照明装置1的LED10r、 10g、 10b针对 RGB的色光分别分时亮灯。从照明装置1分时射出的各色光通过聚光透 镜21和中继透镜22入射到反射镜装置30上。
入射到反射镜装置30上的各色光根据输入到投影型显示装置的影 像信号，针对各微反射镜分别进行时间调制，调制光向棱镜50反射，无 效光向吸收体45反射。
从反射镜装置30射出的调制光入射到棱镜50上，由棱镜50内的反 射镜面反射，入射到反射板51上，并向投影透镜70反射。
向投影透镜70方向反射的光入射到投影透镜70上，并放大投影到 投影屏71上。
此处，对将反射镜装置30的1个微反射镜的调制光时间性地调制成 规定强度的方法进行说明。
图3(a)是示出在使LED亮灯一定时间的情况下的入射到微反射镜上 的各色光的强度的图。图3(b)是示出规定帧中的微反射镜的调制光的强 度的图。
当使LED10r、 10g、 10b亮灯一定时间时，如图3(a)所示，RGB的 各色光以各自的强度入射到反射镜装置30的微反射镜上。该状态下的 RGB各色光的强度平衡表现白色。根据该状态，把RGB各色光的强度平衡改变为例如图3(b)所示的RGB各色光的强度平衡，来显示规定色。 图4是示出LED的亮灯控制定时和微反射镜的时间控制定时的概念图。
对通过时间调制进行上述RGB各色光的强度平衡变更的方法进行 具体说明。
首先，输入微反射镜的定时信号(ON)，驱动反射镜装置，使得与色 光R对应的微反射镜的反射光入射到棱镜50上。此时，微反射镜在输入 定时信号的同时被驱动，从反射光入射到吸收体45上的角度1变为反射 光入射到棱镜50上的角度2。微反射镜的角度从反射光入射到吸收体45 上的角度1变为入射到棱镜50上的角度2需要时间，把该时间设定为反 射镜旋转时间Tr。
射出色光R的LED10r在输入定时信号之后，在反射镜旋转时间Tr 经过后亮灯，该状态被保持规定时间。
然后，在规定时间经过后，定时信号断开，这样，LED10r灭灯，并 且微反射镜的方向被驱动，使得反射光入射到吸收体45上的角度为角度 1 。这种反射镜装置30的微反射镜的驱动控制可按照5000Hz左右的数量 级来进行。
对剩余的色光G和色光B也进行以上控制，进行RGB各色光的强 度平衡变更。
下面，对本实施方式的投影型显示装置的驱动方法进行说明。 图5是示出本实施方式中的投影型显示装置的驱动电路的构成的方 框图。
首先，对使用测定元件40把从反射镜装置30射出的调制光的强度 校正成规定强度的校正参数的取得方法进行说明。
首先，如图1所示，配置测定元件40取代吸收体45,使来自反射 镜装置30的无效光入射到测定元件40上。
然后，如图5所示，控制部82对LED10r、 10g、 10b进行控制，使 得对每色光以恒定电压亮灯一定时间。然后，控制部82进行控制，使反 射镜装置30的规定微反射镜的无效光入射到测定元件40上一定时间。这样通过控制，可获得各微反射镜的校正参数。
测定元件40把与所入射的无效光的强度对应的信号输出到反射镜 装置反射光测定部41 ，反射镜装置反射光测定部41根据无效光的强度算 出调制光的强度。
对于各色光和各微反射镜全部迸行上述调制光的强度算出。
将采用上述方法获得的调制光的强度输入到控制部82。控制部82 根据调制光的强度，算出用于对各色光的微反射镜的有效反射时间进行 控制的校正参数，使得在对来自各微反射镜的RGB的调制光进行了时间 积分的情况下，成为作为目标的白色(例如色温度为S300。K)。
然后，把所算出的各微反射镜的校正参数输出到校正参数存储部83， 并存储在校正参数存储部83内。
下面，对根据影像信号驱动投影型显示装置的方法以及控制程序迸 行说明。
在本实施方式中，如图5所示，例如将从PC、 DVD、 TV天线输出 的作为模拟信号的影像信号输入到A/D转换部81 ，将其转换成数字信号， 并输入到控制部82。
另外，在输入到投影型显示装置的影像信号是数字信号的情况下， 不需要把模拟信号转换成数字信号的A/D转换部81，可以把数字信号直 接输入到控制部82。并且，在输入到投影型显示装置的影像信号是例如 MPEG2等压縮数据的情况下，既可以具有将压缩数据进行解码的解码部 来取代A/D转换部81,把压缩信号输入到解码部，也可以使控制部82 具有解码功能，把压縮信号输入到控制部82。
在控制部82中，根据转换成数字信号的影像信号、以及存储在校正 参数存储部83内的校正参数，生成对反射镜装置30的调制控制信号。 将所生成的调制控制信号输出到反射镜装置驱动器29，反射镜装置驱动 器29根据调制控制信号，对反射镜装置30的各微反射镜进行驱动控制。
并且，在控制部82，同时，根据转换成数字信号的影像信号、以及 存储在校正参数存储部83内的校正参数，生成对LED10r、 10g、 10b的 亮灯灭灯进行控制的光源控制信号。将所生成的光源控制信号输出到LED电源控制部84， LED电源控制部84通过LED驱动器85，对各 LED10r、 10g、 10b的亮灯灭灯进行控制。
另外，该校正参数的取得既可以在制造和出厂该投影型显示装置时 只进行一次，也可以在出厂后定期取得校正参数。
在出厂时只取得一次校正参数的方法，由于在出厂后不使用测定元 件40，因而可取下测定元件40，容易实现投影型显示元件的轻量小型化 和低价格化。
在出厂后也定期取得校正参数的方法，可应对因LED10r、 10g、 10b 和反射镜装置30的老化引起的色平衡的变化等，容易维持高质置的图像。
另外，如上所述，既可以将测定元件40和吸收体45可更换地配置， 也可以将测定元件40兼用作吸收体45。根据该构成，由于在正在投影图 像时，也可使用测定元件40计测无效光的强度，因而总是可防止像质下 降。并且，由于不需要分别具有测定元件40和吸收体45，因而对实现投 影型显示装置的轻量小型化是有利的。
根据上述构成，由于使用LED10r、 10g、 10b作为光源，因而与上 述高压水银灯相比较，把所投入的电力转换成光的效率高，在获得相同 亮度的情况下，可减少所投入的电力(低耗电化)，由于发热量也少，因而 可防止冷却风扇等的噪声(低噪声化)。并且，由于LED10r、 10g、 10b自 身比高压水银灯轻量且小型，驱动LED10r、 10g、 10b的电路也可使用比 高压水银灯的驱动电路小型的电路。而且，由于这些优点，与使用高压 水银灯作为光源相比，使用LED10r、 10g、 10b作为光源对实现投影型显 示装置的低价格化是有利的。
由于将LED10r、 IOg、Ob进行排列来作为LED阵列使用，因而具 有均匀照度分布的光入射到作为光源的被照明对象的反射镜装置30的面 上。因此，不需要像上述专利文献1那样具有分色棱镜，对实现投影型 显示装置的轻量小型化、低价格化是有利的。
而且，由于将射出RGB各色光的LED10r、 10g、 10b进行排列来形 成LED阵列，因而不需要具有合成不同色光的分色棱镜，就可形成彩色 图像，对实现投影型显示装置的轻量小型化、低价格化是有利的。可针对各微反射镜分别控制来自反射镜装置30的射出光的强度。因 此，例如，由于可把来自反射镜装置30的各色光的射出光强度控制成规 定强度，因而可把所投影的图像的色平衡控制成规定平衡。并且，不会 受到光源老化等的外在因素的影响，可显示规定亮度的图像。
当使用测定元件40对来自反射镜装置30的射出光强度进行计测时， 通过使测定元件40和吸收体45进行更换配置，可计测无效光的强度。
由于调制光和无效光存在1对1的关系，因而可根据未入射到投影 透镜70上的无效光的强度求出调制光的校正参数，可把入射到投影透镜 70上的调制光的强度控制成规定强度。
而且，由于计测无效光的强度，因而在正在投影图像时，也可计测 无效光的强度，因此总是可防止像质下降。并且，当不计测无效光强度 时，由于总是使吸收体吸收无效光，因而可防止测定元件40发生劣化。
另外，测定元件40，如上所述，既可以与吸收体45更换配置，也 可以如图6所示，可以与反射板51更换配置。根据该构成，可使用测定 元件40直接计测调制光强度，可计测准确的调制光强度。因此，可容易 地求出准确的校正参数，可把调制光强度准确地控制成规定强度。并且， 当不计测调制光强度时，由于可使测定元件40与原来的反射板51进行 更换配置，因而可防止测定元件40因入射的光而发生劣化。
并且，如图7所示，可以将测定元件40配置成可插入或离开反射镜 装置30和棱镜50之间的调制光路。根据该构成，当不使用测定元件40 计测射出光强度时，可使测定元件40离开调制光的路径，不会给所投影 的图像带来影响，可防止像质下降。并且，当计测调制光强度时，由于 把测定元件40插入调制光的路径进行计测，因而可直接计测调制光，可
计测准确的调制光强度。因此，可容易地求出准确的校正参数，可把调 制光的强度准确地控制成规定强度。
并且，如图8所示，反射板是具有使入射的调制光的百分之几透过 的透过性反射板51a，测定元件4也可以配置成对透过了反射板51a的调 制光进行计测。根据该构成，由于测定单元对透过了反射板的射出光(调 制光)强度进行计测，因而测定单元不会给所投影的图像带来影响，可防止像质下降。并且，由于在正在投影图像时，也可使用测定单元测定射 出光强度，因而总是可防止像质下降。
并且，如图9所示，也可以使用测定元件40对投影到投影屏71上 的图像的亮度进行计测。根据该构成，由于不需要把测定元件40设置在 投影型显示装置内，因而可实现投影型显示装置的轻量小型化。
另外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，可在不背离本发明 要旨的范围内施加各种变更。
例如，在上述实施方式中，对适用于使用射出RGB的色光的LED 阵列作为光源的构成作了说明，然而不限于射出不同色光的LED阵列， 可适用于在射出白色光的LED阵列中具有色轮的构成等及其他各种构 成。
并且，在上述实施方式中，对适用于使用测定元件40算出校正参数 的构成作了说明，然而不限于使用该测定元件40的构成，可适用于视听 者可根据喜好输入校正参数的构成等及其他各种构成。
权利要求
1、一种投影型显示装置，其特征在于，所述投影型显示装置具有射出光的固体光源；反射镜装置，其被入射从所述固体光源射出的光，对所述入射的光进行时间调制；投影单元，其投影所述时间调制后的光；以及棱镜，其将从所述反射镜装置射出的光引导至所述投影单元。
2、根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于， 所述棱镜包括粘贴而成的三角棱镜。
3、 根据权利要求2所述的投影型显示装置，其特征在于， 所述棱镜在内表面具有形成在对角线上的反射所述时间调制后的光的反射镜面。
4、 根据权利要求2所述的投影型显示装置，其特征在于， 在所述棱镜的与所述反射镜面相对并且与所述时间调制后的光入射的表面相邻的表面上，具有反射所述时间调制后的光的反射面。
5、 一种投影型显示装置，其特征在于，所述投影型显示装置具有 固体光源阵列，其是将射出光的固体光源排列而成的； 反射镜装置，其被入射从所述固体光源阵列射出的光，对所述入射的光进行时间调制；以及投影单元，其投影所述时间调制后的光，所述固体光源射出一种色光，所述固体光源阵列包含有所述一种色光为不同色光的固体光源。
6、 根据权利要求5所述的投影型显示装置，其特征在于， 所述固体光源阵列具有多个射出所述不同色光中的一种色光的固体光源，射出一种色光的该多个固体光源彼此分别排列在不相邻的位置。
7、 根据权利要求5所述的投影型显示装置，其特征在于，所述固体光源阵列分别具有多个所述一种色光为不同色光的固体光源，所述一种色光为相同色光的固体光源彼此分别排列在不相邻的位置。
8、 根据权利要求5至7中的任意一项所述的投影型显示装置，其特 征在于，所述固体光源阵列包括第一固体光源组，其由多个所述固体光源在第一方向上排列而成； 第二所述固体光源组，其设置在与所述第一方向不同的第二方向上，以与所述固体光源排列成所述第一固体光源组的状态相同的状态排列而成。
9、 根据权利要求8所述的投影型显示装置，其特征在于， 所述第二方向是与所述第一方向正交的方向。
10、 根据权利要求8所述的投影型显示装置，其特征在于， 被排列成所述第一固体光源组的固体光源与被排列成所述第二固体光源组的固体光源被排列于在所述第一方向上错开的位置。
11、 根据权利要求8所述的投影型显示装置，其特征在于， 在相邻的所述第一固体光源组和所述第二固体光源组中，所述第二固体光源组相对于所述第一固体光源组，以在所述第一方向上错开被排 列成所述第一固体光源组的固体光源的配置间隔的一半的状态进行排 列。
12、 根据权利要求5或6所述的投影型显示装置，其特征在于， 对于所述不同色光的每一个，仅使所述一种色光为相同色光的固体光源射出色光，由此投影一帧。
13、 一种投影型显示装置，其特征在于，^f述投影型显示装置具有 射出光的固体光源；反射镜装置，其被入射从所述固体光源射出的光，对所述入射的光 进行时间调制；以及投影单元，其投影所述时间调制后的光；所述反射镜装置具有配置在矩阵上的微反射镜，所述光源构成为，从被输入使所述微反射镜接通的定时信号的时间 开始经过预定时间后亮灯。
14、 根据权利要求13所述的投影型显示装置，其特征在于， 所述光源构成为，在被输入使所述微反射镜断开的定时信号时都灭灯。
15、 一种投影型显示装置，其特征在于，所述投影型显示装置具有-射出光的固体光源；反射镜装置，其被入射从所述固体光源射出的光，对所述入射的光 进行时间调制；以及投影单元，其投影所述时间调制后的光；所述反射镜装置具有配置在矩阵上的微反射镜，^f述光源构成为，在被输入使所述微反射镜断开的定时信号时都灭灯。
16、 一种投影型显示装置，其特征在于，所述投影型显示装置具有 射出光的固体光源；反射镜装置，其被入射从所述固体光源射出的光，对所述入射的光 进行时间调制；以及投影单元，其投影所述时间调制后的光；所述反射镜装置通过被校正成从所述反射镜装置射出的光成为目标 色的调制控制信号进行驱动。
17、 根据权利要求16所述的投影型显示装置，其特征在于， ^f述投影型显示装置具有控制部，所述控制部根据被输入到所述投影型显示装置的影像信号和用于所述校正的校正参数，生成驱动所述反 射镜装置的调制驱动信号。
18、 根据权利要求17所述的投影型显示装置，其特征在于， 所述投影型显示装置具有存储所述校正参数的存储部。
全文摘要
本发明提供一种可实现轻量小型、低耗电、低噪声化，并可实现低价格化的投影型显示装置。该投影型显示装置具有射出光的固体光源；反射镜装置，其被入射从所述固体光源射出的光，对所述入射的光进行时间调制；投影单元，其投影所述时间调制后的光；以及棱镜，其将从所述反射镜装置射出的光引导至所述投影单元。
文档编号G03B21/20GK101604115SQ20091014251
公开日2009年12月16日 申请日期2005年2月6日 优先权日2005年2月6日
发明者宫泽康永, 长谷川浩 申请人:精工爱普生株式会社