【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置、表示装置、及び投射型表示装置に関し、特に液晶ライトバルブ等の光変調器用の光源として好適な照明装置と、その照明装置を備える表示装置、及び投射型表示装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達は目覚しく、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して、光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待されている。このような液晶表示装置の一形態として、液晶ライトバルブを用いた光学系からなる映像源から出射される画像を、投射レンズを通してスクリーンに拡大投射するプロジェクタが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタ用の照明装置としては、例えばメタルハライドランプ、超高圧水銀灯やハロゲンランプ等の光源を具備するものが知られているが、この光源から出射される光は一般に不均一な照度分布を持っている。このように光源から出射される光が不均一な照度分布を有する場合、プロジェクタから投射される画像においても照度ムラ等を生じ、表示特性の低下を招く場合がある。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、均一な照度分布にて光を出射することが可能な照明装置と、該照明装置を備えた表示装置及び投射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の照明装置は、光変調器に向けて光を照射する照明装置において、光源と、該光源から前記光変調器に入射する光の照度分布を時間ごとに変化させる照度分布制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
このような照明装置によると、照度分布制御手段により光変調器に入射する光の照度分布を時間ごとに変化させることが可能となり、所定の時間の範囲内において光の照射分布を重畳させることが可能となる。例えば、光の照度分布を光変調器のフィールド周波数以上の速度で変化させれば、視認上は光の照度分布が均一化するとともに、また、この場合、照明効率を低下させることもないため、照明装置のサイズを小さくしたまま高い照明効率と照度均一性とを兼備した照明装置を提供することが可能となる。
【０００７】
さらに、本発明の照明装置において、照度分布制御手段は、光源を光変調器に対して相対的に動かす駆動制御装置とすることができる。光源を光変調器に対して相対的に動かせば、その動かす周期の範囲内で照度分布が刻々と変化することとなり、その周期の範囲内で照度分布が重畳され、視認上照度分布を均一化することも可能となる。
【０００８】
また、光源からの光を光変調器に導く導光装置とを備えるものとし、照度分布制御手段は、光源及び／又は導光装置を光変調器に対して相対的に動かす駆動制御装置とすることもでき、この場合も照度分布を所定時間内で重畳させることができ、ひいては視認上の照度分布を均一化することができるようになる。また、照度分布が均一なため、光変調器の耐久性も向上し、ひいては該光変調器を備えた表示装置の耐久性向上にも繋がる。
【０００９】
具体的に照度分布制御手段は、光変調器のフィールド周波数以上の速度で光源及び／又は導光装置を動かす駆動制御装置とすることができる。このように光源及び／又は導光装置を光変調器のフィールド周波数以上の速度で動かすものとすれば、視認上は光変調器への入射光の照度分布が重畳されて均一化し、光変調器から出射される映像等においても照度ムラ等が生じ難くいものとなる。なお、照度分布制御手段を、例えば光源及び／又は導光装置を回転、振動、又は揺動させる駆動制御装置とし、これにより光変調器に対して相対的に動かすものとすることができる。
【００１０】
次に前記光源としては、離散的な強度分布を備えた発光装置を備えたものを用いることができ、例えばアレイ状に配置されたＬＥＤ等を用いることができる。
本発明においては照度分布制御手段により光変調器に入射する光の照度分布が均一化され得るため、このような離散的な強度分布を備えた発光装置を光源として用いた場合にも照度分布を均一化し、照度ムラの少ない光変調器を実現することができる。
【００１１】
また前記導光装置としては、光源からの光の光束状態を変化させる光学素子を備えたものとすることができ、例えばアレイ状に配置されたレンズ群、若しくは複数の反射板群を具備する形にて当該導光装置を構成することができる。
【００１２】
次に、本発明の表示装置は、上述した本発明の照明装置と、該照明装置から出射される光を変調する光変調装置とを備えることを特徴とする。このような表示装置としては液晶表示装置を例示することができ、その光源として上記照明装置を用いることで、照度ムラの生じ難い、表示特性に優れた表示装置を提供することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の投射型表示装置は、上述した本発明の照明装置と、該照明装置から出射される光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを具備してなることを特徴とする。このような投射型表示装置についても上述の通り表示特性が非常に優れたものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る照明装置を光源として用いた本実施形態の投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。本実施形態では、投射型カラー液晶表示装置の例を示し、図中符号９２はＬＥＤアレイ（面状光源）、９３はロッドレンズアレイ（導光装置）、９５は液晶ライトバルブ（光変調器）、９６は投射レンズである。
【００１５】
投射型表示装置９１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光を出射可能な複数のＬＥＤ９７ｒ，９７ｇ，９７ｂ（固体発光素子）が平面状または曲面状に配列されたＬＥＤアレイ９２と、ＬＥＤ９７ｒ，９７ｇ，９７ｂから出射される各色光を導光するための複数のロッドレンズ９８が平面状または曲面状に配列されたロッドレンズアレイ９３と、ロッドレンズアレイ９３から入射される各色光を変調して画像を形成する液晶ライトバルブ９５と、液晶ライトバルブ９５によって形成された画像をスクリーン９９に拡大投射する投射レンズ９６とから概略構成されている。
【００１６】
ロッドレンズアレイ９３は、ＬＥＤアレイ９２から出射された光を液晶ライトバルブ９５に導くものであって、例えばアレイ状に配置されたレンズ群にて構成されている。また、例えば複数の反射板群にて構成することもできる。
【００１７】
液晶ライトバルブ９５には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ， 以下、ＴＦＴと略記する）を用いたＴＮモードのアクティブマトリクス方式の透過型の液晶セル９３１が使用され、液晶セル９３１の外面には入射側偏光板９３２、出射側偏光板９３３がその透過軸が互いに直交するように配置されて設けられている。例えば、オフ状態では液晶ライトバルブ９５に入射されたｓ偏光がｐ偏光に変換されて出射される一方、オン状態では光が遮断されるようになっている。また液晶ライトバルブ９５には、それぞれの画素に対応してカラーフィルターが設けられており、それぞれの画素のオン／オフによりカラー表示が可能となっている。
【００１８】
次に投射型表示装置９１においては、ＬＥＤアレイ９２とロッドレンズアレイ９３とについて、それぞれを所定の態様で動かすための駆動制御機構９１０が設けられている。この場合、ＬＥＤアレイ９２にあっては、各ＬＥＤ９７ｒ，９７ｇ，９７ｂが液晶ライトバルブ９５に対して相対的に位置移動するように該ＬＥＤアレイ９２が駆動制御される。また、ロッドレンズアレイ９３にあっては、各ロッドレンズ９８が液晶ライトバルブ９５に対して相対的に位置移動するように該ロッドレンズアレイ９２が駆動制御される。
【００１９】
特に駆動制御機構９１０は、液晶ライトバルブ９５のフィールド周波数以上の速度（周期）Ｈで各ＬＥＤ９７ｒ，９７ｇ，９７ｂ、若しくは各ロッドレンズ９８が運動すべく、ＬＥＤアレイ９２若しくはロッドレンズアレイ９３を駆動制御している。この駆動制御機構９１０による駆動制御に基づき、液晶ライトバルブ９５に入射する光の照度分布が上記フィールド周波数以上の速度（周期）Ｈで刻々変化することとなるため、本実施形態のように離散的な強度分布を有する光源（ＬＥＤ）を投射型表示装置の照明装置として構成した場合にも、光変調器たる液晶ライトバルブ９５に対して照射する際の照度分布は視認上均一化されることとなる。
【００２０】
ＬＥＤアレイ９２若しくはロッドレンズアレイ９３の駆動態様については、例えば図２（ａ）に示すように、駆動制御機構９１０が駆動制御装置たるＣＰＵ９１１及び駆動装置たるソレノイド９１２，９１３を備えるものとし、ソレノイド９１２，９１３によりＬＥＤアレイ９２、ロッドレンズアレイ９３が縦方向（照射方向と交わる方向）に振動されるものとすることができる。この場合、ＣＰＵ９１１はソレノイド９１２，９１３を駆動するための駆動信号（ＯＮ電流）を所定のタイミングで、例えば上記フィールド周波数以上の周期Ｈで送信するものとしている。これにより、例えば図２（ｂ）に示すように液晶ライトバルブ９５の照射面において、照射位置９７が上記周期Ｈで例えば上下方向に変化することとなり、したがって照度分布を視認上均一化することが可能となる。なお、駆動制御装置たるＣＰＵ９１１を、所定のデジタル回路を組み合わせたハードウェアにより実現することも可能である。
【００２１】
また、ＬＥＤアレイ９２若しくはロッドレンズアレイ９３の異なる駆動態様として、例えば図３（ａ）に示すようにソレノイド９１２，９１３を用いてＬＥＤアレイ９２、ロッドレンズアレイ９３を照射方向と略垂直な軸を支軸として揺動させるものとすることができる。この場合も、駆動制御装置たるＣＰＵ９１１はソレノイド９１２，９１３を駆動するための駆動信号（ＯＮ電流）を所定のタイミングで、例えば上記フィールド周波数以上の周期Ｈで送信するものとしており、例えば図３（ｂ）に示すように液晶ライトバルブ９５の照射面において、照射位置９７が上記周期Ｈで変化することとなり、したがって照度分布を視認上均一化することが可能となる。
【００２２】
また、ＬＥＤアレイ９２の異なる駆動態様として、例えば図４（ａ）に示すように駆動装置としてモータ（例えばステッピングモータ）９１４を用いてＬＥＤアレイ９２を回転（液晶ライトバルブの照射面と略平行な面内での回転）させるものとすることができる。この場合、モータ９１４とＬＥＤアレイ９２とが同軸で連結され、モータ９１４の回転に伴ってＬＥＤアレイ９２が回転する。駆動制御装置たるＣＰＵ９１１は、モータ９１４を駆動するための駆動信号（ＯＮ電流）を所定のタイミングで、例えば上記フィールド周波数以上の周期Ｈで送信するものとしており、例えば図４（ｂ）に示すように液晶ライトバルブ９５の照射面において、照射位置９７が上記周期Ｈで例えば回転変化することとなり、したがって照度分布を視認上均一化することが可能となる。
【００２３】
さらに、ロッドレンズアレイ９３を回転駆動させる態様として、例えば図５（ａ）に示すようにロッドレンズアレイ９３とギヤ９３１を介して噛み合わされた回転体９３２を、モータ（例えばステッピングモータ）９１５により回転させることで、ロッドレンズアレイ９３を回転駆動させるものとすることができる。この場合、モータ９１５と回転体９３２とが同軸で連結され、モータ９１５の回転に伴って回転体９３２が回転し、その回転体９３２の回転に伴いギア９３１を介してロッドレンズアレイ９３が回転することとなる。この場合も、駆動制御装置たるＣＰＵ９１１は、モータ９１５を駆動するための駆動信号（ＯＮ電流）を所定のタイミングで、例えば上記フィールド周波数以上の周期Ｈで送信するものとしており、例えば図５（ｂ）に示すように液晶ライトバルブ９５の照射面において、照射位置９７が上記周期Ｈで例えば回転変化することとなり、したがって照度分布を視認上均一化することが可能となる。
【００２４】
一方、ＬＥＤアレイ９２と液晶ライトバルブ９５との間に形成する導光装置として、図６（ａ）に示すような反射板群９３０からなるものを用いた場合、該反射板群９３０を構成する各反射板の反射面９３３の方向を、上記フィールド周波数以上の周期Ｈで変化させるものとすれば、図６（ｂ）に示すように液晶ライトバルブ９５の照射面における照射位置９７を上記周期Ｈで位置変化させることができるようになる。具体的には、各反射面９３３の一端を固定し、他端を可動式にするととに、図６（ａ）に示すようにソレノイド９１３を用いて該他端を縦方向（照射方向と交わる方向）に振動させることにより、例えば図７（ａ）に示すように各反射板面を下方向に指向させることが可能となる。そして、このように反射板面を下方向に指向させることで、図７（ｂ）に示すように照射面における照射位置９７を下方向に移動させることが可能となるのである。
【００２５】
このように駆動制御機構９１０は、駆動制御装置９１１、駆動装置９１２〜９１４、その他の駆動機構９２１，９２２，９３１，９３２を備え、その駆動制御に基づき、ＬＥＤアレイ９２、ロッドレンズアレイ９３は振動、揺動、若しくは回転することとなり、液晶ライトバルブ９５の照射面において照度分布が視認上均一化することとなる。したがって、本実施形態の投射型表示装置９１は、表示ムラの少ない優れた表示特性を示すこととなる。
【００２６】
次に、図８は投射型表示装置の更に異なる変形例について、その概略構成を示す拡大図であって、この場合の投射型表示装置７３６は３板方式の例である。図８の投射型表示装置７３６では、Ｒの色光を発光し得るＬＥＤ７７ｒを同一面内に配列したＬＥＤアレイ７２ｒ、Ｇの色光を発光し得るＬＥＤ７７ｇを同一面内に配列したＬＥＤアレイ７２ｇ、Ｂの色光を発光し得るＬＥＤ７７ｂを同一面内に配列したＬＥＤアレイ７２ｂ、の３個を面状光源として用いている。そして、各ＬＥＤアレイ７２ｒ，７２ｇ，７２ｂの出射側には、図１で用いたものと同様のロッドレンズ７８からなるロッドレンズアレイ７３が配置されている。これら各色光毎のＬＥＤアレイ７２ｒ，７２ｇ，７２ｂとロッドレンズアレイ７３は、上記実施形態の各照明装置の構成を採用している。
【００２７】
各ロッドレンズアレイ７３の出射側にはＲ、Ｇ、Ｂの各色光を変調する液晶ライトバルブ７５がそれぞれ設けられている。そして、各液晶ライトバルブ７５によって変調された３つの色光が、クロスダイクロイックプリズム７２５（色合成手段）に入射するように構成されている。このプリズム７２５は４つの直角プリズムが貼り合わされたものであり、内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂが合成されてカラー画像を表す光が形成される。色合成された光は投射レンズ７６によりスクリーン７９上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００２８】
このような投射型表示装置７３６においても、ＬＥＤアレイ７２及び／又はロッドレンズアレイ７３を駆動制御するための駆動制御機構７１０が設けられ、該駆動制御機構７１０により例えば図２〜図７に示したような態様でＬＥＤアレイ７２及び／又はロッドレンズアレイ７３が振動、揺動、若しくは回転する。したがって、投射型表示装置７３６についても照射面における照度分布が均一化され、表示ムラの少ない優れた表示装置となる。また、照度分布が均一なため、液晶ライトバルブの耐久性も向上し、ひいては当該投射型表示装置の耐久性向上にも繋がる。なお、駆動制御機構７１０は各色のＬＥＤアレイ毎に設けたが、一の駆動制御装置により各色のＬＥＤアレイを駆動制御することもできる。
【００２９】
以上、本発明に係る実施の形態を示したが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本実施形態においては光源（ＬＥＤアレイ）及び導光装置（ロッドレンズアレイ）を備える照明装置を投射型表示装置に適用したが、例えば光源のみを上述のように駆動可能な態様で備える照明装置としたり、また例えば光源及び／又は導光装置を備える照明装置として、直視型の液晶表示装置等に適用することも可能である。光源についても高圧水銀ランプなどの高出力のものに対応させることもできる。本発明によれば、照度分布を有する光源を用いた場合でも、均一な明るさの表示を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の照明装置によれば、照度分布制御手段により光変調器に入射する光の照度分布を時間ごとに変化させることが可能となり、所定の時間の範囲内において光の照射分布を重畳させることが可能となる。
例えば、光の照度分布を光変調器のフィールド周波数以上の速度で変化させれば、視認上は光の照度分布が均一化するとともに、また、この場合、照明効率を低下させることもないため、照明装置のサイズを小さくし、且つ高い照明効率と照度均一性とを兼備した照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る照明装置を備えた投射型表示装置も一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の投射型表示装置に備えられたＬＥＤアレイ及びロッドレンズアレイの駆動機構を示す説明図である。
【図３】ＬＥＤアレイ及びロッドレンズアレイの駆動機構の変形例を示す説明図である。
【図４】ＬＥＤアレイの駆動機構の変形例を示す説明図である。
【図５】ＬＥＤアレイ及びロッドレンズアレイの駆動機構の変形例を示す説明図である。
【図６】ＬＥＤアレイ及びロッドレンズアレイの駆動機構の変形例を示す説明図である。
【図７】図６に続くＬＥＤアレイ及びロッドレンズアレイの駆動機構の変形例を示す説明図である。
【図８】本発明の投射型表示装置の一変形例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
９１ 投射型表示装置、９２ ＬＥＤアレイ（光源）、９３ ロッドレンズアレイ（導光装置）、９５ 液晶ライトバルブ（光変調器）、９１０ 駆動制御機構（照度分布制御手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device, a display device, and a projection display device, and particularly to a lighting device suitable as a light source for a light modulator such as a liquid crystal light valve, a display device including the lighting device, and a projection display device. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, the development of information equipment has been remarkable, and the demand for a thin display device having high resolution, low power consumption, and high power consumption has been increasing, and research and development have been promoted. Among them, a liquid crystal display device is expected to be a display device that can electrically control the arrangement of liquid crystal molecules and change optical characteristics, and can meet the above needs. As one form of such a liquid crystal display device, there is known a projector that enlarges and projects an image emitted from an image source formed of an optical system using a liquid crystal light valve onto a screen through a projection lens.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As a lighting device for a projector, a device including a light source such as a metal halide lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, and a halogen lamp is known, but light emitted from the light source generally has an uneven illuminance distribution. . When the light emitted from the light source has a non-uniform illuminance distribution as described above, illuminance unevenness or the like may occur even in an image projected from the projector, and the display characteristics may be deteriorated.
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an illumination device capable of emitting light with a uniform illuminance distribution, and a display device including the illumination device and a projection display device. With the goal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an illuminating device of the present invention irradiates light to a light modulator, wherein a light source and an illuminance distribution of light incident on the light modulator from the light source are changed over time. And an illuminance distribution control means for changing the illuminance distribution.
[0006]
According to such an illuminating device, the illuminance distribution control means can change the illuminance distribution of light incident on the light modulator every time, and can superimpose the light irradiation distribution within a predetermined time range. It becomes possible. For example, if the illuminance distribution of the light is changed at a speed equal to or higher than the field frequency of the light modulator, the illuminance distribution of the light is uniformed visually, and in this case, the illumination efficiency is not reduced. It is possible to provide an illumination device that has both high illumination efficiency and uniform illuminance while keeping the size of the illumination device small.
[0007]
Further, in the lighting device of the present invention, the illuminance distribution control means may be a drive control device that moves the light source relative to the light modulator. If the light source is moved relative to the light modulator, the illuminance distribution will change every moment within the period of the movement, and the illuminance distribution will be superimposed within that period, making the illuminance distribution uniform on visual recognition. It is also possible to do.
[0008]
A light guide device that guides light from the light source to the light modulator; and the illuminance distribution control unit is a drive control device that moves the light source and / or the light guide device relative to the light modulator. Also in this case, the illuminance distribution can be superimposed within a predetermined period of time, and the illuminance distribution for visual recognition can be made uniform. In addition, since the illuminance distribution is uniform, the durability of the light modulator is improved, and the durability of a display device including the light modulator is also improved.
[0009]
Specifically, the illuminance distribution control means may be a drive control device that moves the light source and / or the light guide at a speed equal to or higher than the field frequency of the light modulator. If the light source and / or the light guide device is moved at a speed equal to or higher than the field frequency of the light modulator in this way, the illuminance distribution of the light incident on the light modulator is superimposed and homogenized, and the light modulator is visually recognized. Irradiation unevenness or the like is unlikely to occur even in an image or the like emitted from the camera. The illuminance distribution control means may be, for example, a drive control device that rotates, vibrates, or oscillates the light source and / or the light guide device, thereby moving the illuminance distribution control device relative to the light modulator.
[0010]
Next, as the light source, a light source provided with a light emitting device having a discrete intensity distribution can be used. For example, LEDs or the like arranged in an array can be used.
In the present invention, the illuminance distribution of the light incident on the light modulator can be made uniform by the illuminance distribution control means. Therefore, even when a light emitting device having such a discrete intensity distribution is used as a light source, the illuminance distribution is reduced. It is possible to realize an optical modulator that is uniform and has less illuminance unevenness.
[0011]
In addition, the light guide device may include an optical element that changes a light flux state of light from a light source, and includes, for example, a lens group arranged in an array or a plurality of reflector plates. Thus, the light guide device can be configured.
[0012]
Next, a display device of the present invention includes the above-described lighting device of the present invention and a light modulation device that modulates light emitted from the lighting device. As such a display device, a liquid crystal display device can be exemplified, and by using the above-described lighting device as a light source, it is possible to provide a display device in which unevenness in illuminance hardly occurs and excellent in display characteristics.
[0013]
Further, a projection display device of the present invention includes the above-described illumination device of the present invention, a light modulation device for modulating light emitted from the illumination device, and a projection device for projecting light modulated by the light modulation device. And characterized by comprising: Such a projection type display device also has very excellent display characteristics as described above.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a projection display device of the present embodiment using the lighting device according to the present invention as a light source. In this embodiment, an example of a projection type color liquid crystal display device is shown. In the drawing, reference numeral 92 denotes an LED array (plane light source), 93 denotes a rod lens array (light guide device), and 95 denotes a liquid crystal light valve (light modulator). , 96 are projection lenses.
[0015]
The projection display device 91 includes an LED array 92 in which a plurality of LEDs 97r, 97g, and 97b (solid-state light-emitting elements) capable of emitting R, G, and B color lights are arranged in a plane or a curved surface, and the LEDs 97r, 97g, and 97b. A rod lens array 93 in which a plurality of rod lenses 98 for guiding each color light emitted from the lens 97b are arranged in a planar or curved shape, and an image is formed by modulating each color light incident from the rod lens array 93. It is roughly composed of a liquid crystal light valve 95 to be formed, and a projection lens 96 for enlarging and projecting an image formed by the liquid crystal light valve 95 onto a screen 99.
[0016]
The rod lens array 93 guides light emitted from the LED array 92 to the liquid crystal light valve 95, and includes, for example, lens groups arranged in an array. Further, for example, it may be constituted by a plurality of reflector plate groups.
[0017]
In the liquid crystal light valve 95, a TN mode active matrix transmission type liquid crystal cell 931 using a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) as a pixel switching element is used, and an outer surface of the liquid crystal cell 931 is used. Is provided with an incident side polarizing plate 932 and an outgoing side polarizing plate 933 arranged so that their transmission axes are orthogonal to each other. For example, in the off state, s-polarized light incident on the liquid crystal light valve 95 is converted into p-polarized light and emitted, while in the on state, light is blocked. The liquid crystal light valve 95 is provided with a color filter corresponding to each pixel, and a color display can be performed by turning on / off each pixel.
[0018]
Next, in the projection display device 91, a drive control mechanism 910 for moving each of the LED array 92 and the rod lens array 93 in a predetermined mode is provided. In this case, in the LED array 92, the driving of the LED array 92 is controlled so that the LEDs 97r, 97g, and 97b move relative to the liquid crystal light valve 95. Further, in the rod lens array 93, the driving of the rod lens array 92 is controlled so that each rod lens 98 moves relative to the liquid crystal light valve 95.
[0019]
In particular, the drive control mechanism 910 drives and controls the LED array 92 or the rod lens array 93 so that each LED 97r, 97g, 97b or each rod lens 98 moves at a speed (period) H equal to or higher than the field frequency of the liquid crystal light valve 95. are doing. Based on the drive control by the drive control mechanism 910, the illuminance distribution of the light incident on the liquid crystal light valve 95 changes every moment at a speed (period) H equal to or higher than the above-described field frequency. Even when a light source (LED) having a strong intensity distribution is configured as an illumination device of a projection display device, the illuminance distribution when irradiating the liquid crystal light valve 95 as a light modulator is visually uniform. Become.
[0020]
As for the driving mode of the LED array 92 or the rod lens array 93, for example, as shown in FIG. 2A, the drive control mechanism 910 includes a CPU 911 as a drive control device and solenoids 912 and 913 as a drive device. , 913, the LED array 92 and the rod lens array 93 can be vibrated in the vertical direction (direction intersecting the irradiation direction). In this case, the CPU 911 transmits a drive signal (ON current) for driving the solenoids 912 and 913 at a predetermined timing, for example, at a cycle H equal to or higher than the field frequency. As a result, for example, as shown in FIG. 2B, on the irradiation surface of the liquid crystal light valve 95, the irradiation position 97 changes, for example, in the vertical direction in the above-described cycle H, and thus the illuminance distribution can be visually uniform. It becomes possible. Note that the CPU 911 as the drive control device can be realized by hardware in which a predetermined digital circuit is combined.
[0021]
Further, as a different driving mode of the LED array 92 or the rod lens array 93, for example, as shown in FIG. It can be made to swing as a support shaft. Also in this case, the CPU 911 serving as the drive control device transmits a drive signal (ON current) for driving the solenoids 912 and 913 at a predetermined timing, for example, at a cycle H equal to or higher than the above-described field frequency. As shown in b), on the irradiation surface of the liquid crystal light valve 95, the irradiation position 97 changes in the above-mentioned cycle H, and thus the illuminance distribution can be made visually uniform.
[0022]
Further, as a different driving mode of the LED array 92, for example, as shown in FIG. (In-plane rotation). In this case, the motor 914 and the LED array 92 are coaxially connected, and the LED array 92 rotates as the motor 914 rotates. The CPU 911, which is a drive control device, transmits a drive signal (ON current) for driving the motor 914 at a predetermined timing, for example, at a period H equal to or higher than the above-mentioned field frequency. For example, as shown in FIG. In addition, on the irradiation surface of the liquid crystal light valve 95, the irradiation position 97 changes, for example, in the above-mentioned cycle H, so that the illuminance distribution can be made visually uniform.
[0023]
Further, as a mode for driving the rod lens array 93 to rotate, for example, as shown in FIG. 5A, a rotating body 932 meshed with the rod lens array 93 via a gear 931 is rotated by a motor (for example, a stepping motor) 915. By doing so, the rod lens array 93 can be driven to rotate. In this case, the motor 915 and the rotating body 932 are coaxially connected, the rotating body 932 rotates with the rotation of the motor 915, and the rod lens array 93 rotates via the gear 931 with the rotation of the rotating body 932. It will be. Also in this case, the CPU 911 serving as the drive control device transmits a drive signal (ON current) for driving the motor 915 at a predetermined timing, for example, at a cycle H equal to or higher than the above-described field frequency. As shown in ()), on the irradiation surface of the liquid crystal light valve 95, the irradiation position 97 changes, for example, in the above-mentioned cycle H, so that the illuminance distribution can be made visually uniform.
[0024]
On the other hand, when a light guide device formed between the LED array 92 and the liquid crystal light valve 95 includes a reflector group 930 as shown in FIG. 6A, the reflector group 930 is configured. Assuming that the direction of the reflecting surface 933 of each reflecting plate is changed at a period H equal to or more than the field frequency, the irradiation position 97 on the irradiation surface of the liquid crystal light valve 95 is changed to the period H as shown in FIG. To change the position. Specifically, one end of each reflecting surface 933 is fixed and the other end is movable, and the other end is vertically (intersecting with the irradiation direction) using a solenoid 913 as shown in FIG. By vibrating in the direction (direction), for example, as shown in FIG. 7A, each reflecting plate surface can be directed downward. By directing the reflecting plate surface in the downward direction, the irradiation position 97 on the irradiation surface can be moved downward as shown in FIG. 7B.
[0025]
As described above, the drive control mechanism 910 includes the drive control device 911, the drive devices 912 to 914, and the other drive mechanisms 921, 922, 931 and 932. Based on the drive control, the LED array 92 and the rod lens array 93 vibrate. Swinging or rotating, and the illuminance distribution on the irradiation surface of the liquid crystal light valve 95 becomes visually uniform. Therefore, the projection display device 91 of the present embodiment exhibits excellent display characteristics with little display unevenness.
[0026]
Next, FIG. 8 is an enlarged view showing a schematic configuration of still another modification of the projection type display device. In this case, the projection type display device 736 is an example of a three-panel type. In the projection display device 736 of FIG. 8, an LED array 72r in which LEDs 77r capable of emitting R color light are arranged on the same plane, and an LED array 72g, B in which LEDs 77g capable of emitting G color light are arranged in the same plane are arranged. Three LED arrays 72b in which LEDs 77b capable of emitting color light are arranged in the same plane are used as a planar light source. On the emission side of each of the LED arrays 72r, 72g, 72b, a rod lens array 73 including a rod lens 78 similar to that used in FIG. 1 is arranged. The LED arrays 72r, 72g, 72b and the rod lens array 73 for each color light employ the configuration of each lighting device of the above embodiment.
[0027]
On the emission side of each rod lens array 73, a liquid crystal light valve 75 for modulating each of the R, G, and B color lights is provided. The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 75 are incident on the cross dichroic prism 725 (color combining means). This prism 725 is formed by laminating four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface. The three color lights Lr, Lg, and Lb are combined by these dielectric multilayer films to form light representing a color image. The color-combined light is projected on a screen 79 by a projection lens 76, and an enlarged image is displayed.
[0028]
Also in such a projection type display device 736, a drive control mechanism 710 for driving and controlling the LED array 72 and / or the rod lens array 73 is provided, and the drive control mechanism 710 is used, for example, as shown in FIGS. In such a manner, the LED array 72 and / or the rod lens array 73 vibrate, swing, or rotate. Therefore, the projection display device 736 also has a uniform illuminance distribution on the irradiation surface, and is an excellent display device with less display unevenness. In addition, since the illuminance distribution is uniform, the durability of the liquid crystal light valve is improved, which leads to the improvement of the durability of the projection display device. Although the drive control mechanism 710 is provided for each LED array of each color, it is also possible to control the drive of each color LED array by one drive control device.
[0029]
As described above, the embodiments according to the present invention have been described. However, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. is there. For example, in the present embodiment, the illumination device including the light source (LED array) and the light guide device (rod lens array) is applied to the projection display device. However, for example, the illumination device includes only the light source in a drivable manner as described above. The present invention can be applied to a direct-view type liquid crystal display device or the like as a lighting device including a light source and / or a light guide device. The light source can also correspond to a high-output light source such as a high-pressure mercury lamp. According to the present invention, a display with uniform brightness can be obtained even when a light source having an illuminance distribution is used.
[0030]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the illumination device of the present invention, the illuminance distribution control means can change the illuminance distribution of light incident on the light modulator every time, and within a predetermined time range. , It is possible to superimpose the light irradiation distribution.
For example, if the illuminance distribution of the light is changed at a speed equal to or higher than the field frequency of the light modulator, the illuminance distribution of the light is uniformed visually, and in this case, the illumination efficiency is not reduced. It is possible to provide an illuminating device that has a reduced size and has both high illumination efficiency and uniform illuminance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a projection display device provided with an illumination device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a driving mechanism of an LED array and a rod lens array provided in the projection display device of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a modification of the drive mechanism of the LED array and the rod lens array.
FIG. 4 is an explanatory view showing a modification of the driving mechanism of the LED array.
FIG. 5 is an explanatory view showing a modification of the drive mechanism of the LED array and the rod lens array.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a modification of the drive mechanism of the LED array and the rod lens array.
FIG. 7 is an explanatory view showing a modified example of the driving mechanism of the LED array and the rod lens array following FIG. 6;
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a modification of the projection display device of the present invention.
[Explanation of symbols]
91 projection display device, 92 LED array (light source), 93 rod lens array (light guide device), 95 liquid crystal light valve (light modulator), 910 drive control mechanism (illuminance distribution control means)