投影型显示装置和图像显示方法制造方法及图纸

提供一种投影型显示装置，该投影型显示装置轻便性优良，供电后能立即显示明亮的投影图像，而且实现与已有装置同等的亮度。包含：具有超高压汞灯（１），并利用该灯产生第１光的灯单元（３）；具有发光二极管（１１（ａ）～１１（ｃ）），并利用该二极管产生第２光的固体光源（１４）；将所述第１光或所述第２光有选择地引导到反射型显示元件（４１（ａ）～４１（ｃ））的可动镜（２１）和镜部调整机构（１０１）；以及对受反射型显示元件（４１（ａ）～４１（ｃ））调制的光进行投影的投影透镜（５１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】投影型显示装置和图像显示方法
本专利技术涉及使用光产生单元、聚光系统、光调制元件和投影单元将视像投影到屏幕上的投影型显示装置等。
技术介绍
作为能大画面显示的投影型视像设备，近年来关注使用各种光调制元件的投影型显示装置(projector)。这些投影型显示装置由作为光产生单元的光源辐射的光照明可利用透射型、反射型液晶或能由配置成阵列状的微镜改变反射方向的DMD(Digital Micro-mirror Device：数字微镜器件)等进行光调制的光调制元件，在光调制元件上形成与从外部供给的视频信号相符光学图像后，利用投影透镜将受到光调制元件调制的照明光(即光学图像)放大并投影在屏幕上。作为这种投影所得的大画面的重要光学特性，可列举从投影透镜出射的光输出(亮度)、以及该显示画面内的亮度均匀性。最近，作为投影型显示装置，缩短屏幕上显示的图像的亮度从接通电源到达到最大亮度的时间的瞬时点亮性能、设置方便性、便携等轻便性，这些对一般图像显示装置要求的综合功能成为重要项目受到关注。图13和图14中，示出使用已有的超高压汞灯1的光源装置3、用能均匀照明的光学单元构成的照明单元35、作为后面阐述的光调制元件的反射型显示元件41(a)～41(c)、以及使用投影透镜51等的投影型显示装置。这里，超高压汞灯的发光原理如下。即，由于接通电力造成的电极间隙的电弧放电使灯管内的温度升高，封入灯管内的汞产生蒸发，在灯管内对流。该汽化的汞返回电弧部分激励的基底状态时，发出光。此外，作为能均匀照明的光学单元，采用玻璃柱、或图14所示的以粘合镜的方式构成的中空筒状棒形组合件32。这种棒形组合件32，从其入射侧开口-->处入射的光通过在棒形组合件32内重复全反射和镜面上的反射，在棒内部传播，并从出射侧开口出射均匀的光束。通过使用组合透镜31、33、34和棱镜36这些光学单元后得到的照明单元35，能对反射型显示元件41(a)～41(c)分别照射均匀性高的光束。已公知将2维状配置多个透镜的透镜阵用作可作均匀照明的光学单元，也能分别在反射型显示元件41(a)～41(c)上均匀照明。这里，在附图示出使用基于棒形组合件32的照明单元35的光学系统，以说明投影型显示装置的整个光学系统。用作为聚光单元的反射镜2，汇聚从作为光产生单元的超高压汞灯1出射的光。这时，从反射镜2的开口出射的光束是存在光束的中央附近与周边部的亮度差大的亮度不匀的光束。因此，利用上述棒形组合件32从出射侧开口出射光束。从棒形组合件32出射的光由上述照明单元35使光传播到配置能利用光调制形成图像的反射型显示元件41(a)～41(c)的位置，以在反射型显示元件41的有效区形成大小适当的光束。图14中，一般用于光源的超高压汞灯1是投射白光的单元，因而白光原样不变地照明反射型显示元件41(a)～41(c)，并通过投影透镜51将反射型显示元件41(a)～41(c)中作过光调制的光束投影到屏幕上时，只能输出黑白图像，即灰色调图像。因此，为了显示彩色图像，使白光穿透将其分离成红、绿、蓝三原色的分色合色棱镜37，分解成3色的光束，由反射型显示元件41(a)～41(c)分别对各光束进行光调制后，再次作色合成，从而投射彩色图像。这样，在屏幕上实现对大画面、明亮且均匀性高的彩色图像的视像显示。图13中，使用分色合色棱镜37、3个反射型显示元件41(a)～41(c)形成彩色图像，但如图14所示的组成例那样，对超高压汞灯1出射的光利用色盘控制电路303和驱动单元302使称为色盘的分色滤光片301旋转，使照明反射型显示元件201的色按时间顺序至少划分成3原色，并且在各色的光照明的期间，将1个反射型显示元件201中形成的各色的图像投影到屏幕上，从而实现彩色图像。此投影型显示装置中，形成1画面的时间(17毫秒)内显示的图像即便是-->以不同色显示的图像，也因识别进入人眼的光有一段时间而产生错觉，宛如不同色的图像同时发亮，所以能显示彩色图像。该图14的光学系统用1个反射型显示元件201即可，因此可以说成本低于需要3个反射型显示元件41(a)～41(c)的图13的光学系统。上述已有光学系统中，还公知构成用发光二极管代替超高压汞灯1的投影型显示装置、用选色镜对超高压汞灯和激光光源、发光二极管的固体光源出射的光进行光谱合成后照明反射型显示元件41(a)～41(c)或反射型显示元件201的投影型显示装置。作为本申请的专利技术所涉及的先行技术，已公知例如日本国专利公开平5-346557号公报、专利公开2002-296680和专利公开2003-302702号公报。揭示已有例的课题。由投影透镜放大反射型显示元件形成的小图像并将图像投影到屏幕上的投影型显示装置中，从光源出射的光需要大的光输出。近年来，用作商务谈判用途、小会议室用途的投影型显示装置，亮度为1000流明或更大的商品占大半。其大部分将耗电100瓦或更高且利用1毫米左右的电极间隙的电弧放电发光的超高压汞灯用作超高压汞灯1。这种超高压汞灯的发光效率为约60～70流明/瓦，因而判明超高压汞灯1出射的亮度为6000～7000流明左右，作为投影型显示装置内的整个光学系统的光输出，为超高压汞灯1的亮度的6～7分之一，即1000流明。这时，使用消耗100瓦或更大的超高压汞灯时，用当前实用的大号干电池、充电电池等电池供电，则其大部分维持不到10分钟就消耗完。于是，形成接受从交流电插座永久获得外部电力或来自可长时间运转的发电机的供电的使用方式。因此，存在无交流电插座的场所中不能用或大发电机的使用使投影型显示装置的轻便性变差等使用范围受限制的问题。一般而言，利用电弧放电发出光的超高压汞灯1那样的灯，其电极部为金属，灯管内的发光部邻近区为气体，是温度接近约1000℃也没有问题的结构，因而可接通的电力也能大，投影型显示装置常用的超高压汞灯从在电极间隙1毫米左右的范围作电弧放电的发光部，以100瓦取得光通量6000～7000流明的大光输出。然而，具有接通电力后到出射其最大光输出需要1分钟～2分钟-->的缺点。这起因于所使用的1毫米左右的范围的发光部中，可接通100瓦或更大的电力的超高压汞灯在灯管内含有常温下未汽化的汞，由于接通电力带来的电极间电弧放电使灯管内温度升高，封入该灯管内的汞蒸发，在灯管内对流，由电弧部分激励该汽化的汞在返回基底状态时发出光，取得亮度。1毫米左右的电极间隙电弧放电造成的发热使汞完全蒸发所需的时间为1分钟～2分钟左右，超高压汞灯获得最大输出前也需要相同的时间。另一方面，发光二极管11(a)～11(c)利用半导体内的电作用发光，因此具有接通电力后1秒内达到最大亮度的特点，但存在作为发光部分的半导体接合部分的结温度≤100℃～150℃的热方面的制约，因而可接通的电力近年来对1毫米见方的元件而言，最大接通电力为1瓦～5瓦，与超高压汞灯等相比，耗电几乎都很小，发光效率最高的绿发光二极管为约40流明/瓦，因而1个元件为200流明左右，则与100瓦的超高压汞灯相比，相当小。因此，为了取得与与超高压汞灯100瓦相同的光通量，需要用30个左右的发光二极管，这使发光部的面积变成很大，而且不能汇聚从发光二极管出射的全部光束，难以汇聚发光部分分散在大范围的发光二极管出射的许多光束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影型显示装置，其特征在于，包含具有基于放电或灯丝通电的光源，并由该光源产生第１光的第１光产生单元；具有固体光源，并由该光源产生第２光的第２发光单元；对所述第１光或所述第２光进行调制的光调制元件；有选择地将所述第１光或所述第２光引导到所述光调制元件的导光单元；以及对受所述光调制元件调制的光进行投影的投影单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-1-28 019585/20041、一种投影型显示装置，其特征在于，包含具有基于放电或灯丝通电的光源，并由该光源产生第1光的第1光产生单元；具有固体光源，并由该光源产生第2光的第2发光单元；对所述第1光或所述第2光进行调制的光调制元件；有选择地将所述第1光或所述第2光引导到所述光调制元件的导光单元；以及对受所述光调制元件调制的光进行投影的投影单元。2、如权利要求1中所述的投影型显示装置，其特征在于，还包含至少控制所述导光单元的运作的控制单元，所述控制单元对所述导光单元进行控制，使其将所述第2光引导到所述光调制元件，经规定时间后，再对所述导光单元进行控制，使其将所述第1光引导到所述光调制元件。3、如权利要求2中所述的投影型显示装置，其特征在于，所述控制单元对所述第1光产生单元和第2光产生单元进行控制，使得所述导光单元将所述第2光引导到所述光调制元件的期间，所述第2光产生单元产生第2光，并且使得所述导光单元将所述第1光引导到所述光调制元件的期间，所述第1光产生单元产生第1光。4、如权利要求3中所述的投影型显示装置，其特征在于，所述控制单元具有至少测量所述第1光产生单元的光量的光量测量单元，并且控制所述导光单元，使其在作为规定时间，所述光量测量单元测量的所述光量大于等于规定值时，将所述第1光引导到所述光调制元件。5、如权利要求1中所述的投影型显示装置，其特征在于，还包含将所述第1光或所述第2光汇聚到所述光调制元件的聚光系统，所述导光单元通过有选择地将所述第1光或所述第2光引导到所述聚光系统，有选择地将所述第1光或所述第2光引导到所述光调制元件。6、如权利要求5中所述的投影型显示装置，其特征在于，所述第1光产生单元与所述聚光系统之间形成的所述第1光的光轴，实质上在一直线上，所述第2光产生单元与所述聚光系统之间形成的所述第2光的光轴，因所述导光...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛冈优策，宫井宏，行天敬明，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]