JP2001356408A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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JP2001356408A
JP2001356408A JP2000185915A JP2000185915A JP2001356408A JP 2001356408 A JP2001356408 A JP 2001356408A JP 2000185915 A JP2000185915 A JP 2000185915A JP 2000185915 A JP2000185915 A JP 2000185915A JP 2001356408 A JP2001356408 A JP 2001356408A
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JP
Japan
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screen
display device
optical image
lens
luminance
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Application number
JP2000185915A
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Japanese (ja)
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Naoshi Iwata
尚士 岩田
Hiroshi Ito
博志 伊藤
Hironori Oikawa
洋典 及川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Projection Apparatus (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformize the luminance distribution of a display image plane on a screen where the lowering of luminance or irregular luminance is found at a peripheral part in an enlarging projection type display device. SOLUTION: In this display device by which video light generated from an optical image forming part 11 is enlarged by an enlarging lens 12 and projected to the screen 13 as shown by (B) of Figure 8, the display uniform in the luminance on the screen can be realized by providing distribution in the enlargement ratio of the enlarging lens.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、拡大レンズにより
スクリーンに拡大投写する方式の表示装置において画面
の輝度を一様にする技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for equalizing the brightness of a screen in a display device of a system in which a magnifying lens projects an image on a screen.

【0002】[0002]

【従来の技術】拡大投写方式による表示装置では、図2
に示すように光学像形成部11より発生する映像光を拡
大レンズ14により拡大し、スクリーン13に投写する
仕組になっている。
2. Description of the Related Art In a display device using an enlarged projection system, FIG.
As shown in (1), the image light generated from the optical image forming unit 11 is enlarged by the magnifying lens 14 and projected on the screen 13.

【0003】ところが、拡大レンズで映像光を拡大する
と、周辺部ほど屈折角が大きくなり投写距離が長くなり
光束が中央部よりも発散するため、レンズ開口効率のコ
サイン4乗則に従い光軸中心部よりも周辺部は光量が低
下する。また、図4に示すように入射光42や43のよ
うな光束が拡大レンズ41の周辺部分に遮断される場合
があり、そのため一様な輝度を有する画面にはならず、
図3に示す表示暗部31のような周辺輝度低下がおこ
る。
However, when the image light is magnified by the magnifying lens, the refraction angle becomes larger toward the periphery, the projection distance becomes longer, and the luminous flux diverges from the center. Therefore, the central part of the optical axis follows the cosine fourth law of the lens aperture efficiency. The light amount in the peripheral portion is lower than that in the peripheral portion. In addition, as shown in FIG. 4, a light beam such as the incident light 42 or 43 may be blocked by the peripheral portion of the magnifying lens 41, so that the screen does not have a uniform brightness.
A decrease in peripheral luminance occurs as in the display dark portion 31 shown in FIG.

【0004】輝度を一様にする例として、特開平5−1
42655号公報記載のように光学像形成部中の液晶パ
ネルの中心と拡大凹レンズの光軸とをずらすことにより
一方の画面端の光量を増やす技術や、遮光板により光軸
中央部の輝度を低下させ周辺輝度を一様にする技術があ
る。
[0004] As an example of making the luminance uniform, Japanese Patent Laid-Open No. 5-1 is disclosed.
As disclosed in Japanese Patent No. 42655, a technique for increasing the light amount at one screen edge by shifting the center of the liquid crystal panel in the optical image forming unit and the optical axis of the magnifying concave lens, or reducing the luminance at the center of the optical axis by using a light shielding plate There is a technique for making the peripheral luminance uniform.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の輝度を一様にす
る技術は、特開平5−142655号公報記載技術につ
いては一方の画面端の光量が増すが他方の画面端の光量
が低下するという問題があり、また遮光板により光軸中
央部の輝度を低下させる技術では画面全体の輝度が図3
の表示暗部31の輝度値まで低下する。
The conventional technique for making the luminance uniform is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-142655, in which the light quantity at one screen edge increases, but the light quantity at the other screen edge decreases. There is a problem, and in the technique of lowering the luminance at the center of the optical axis by a light shielding plate, the luminance of the entire screen is reduced as shown in FIG.
To the luminance value of the display dark portion 31 of FIG.

【0006】本発明は、係る問題点を解消するためにな
されたものであり、周辺輝度低下を抑えまた、それ以外
の光学像形成部内の光源管特有の輝度むら、及び輝度低
下を抑え輝度分布を一様化にすることを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is intended to suppress a decrease in peripheral luminance and to suppress luminance non-uniformity and luminance decrease peculiar to a light source tube in an optical image forming unit. The goal is to equalize.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、投写表示装置内の拡大レンズを部分ごとに
拡大率を変え、高輝度部の光束を低輝度部に移動するも
のである。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a magnifying lens in a projection display device is changed in magnification for each part, and a light beam in a high luminance portion is moved to a low luminance portion. is there.

【0008】本発明の請求項1に係る投写表示装置は、
画面の周辺部で輝度低下が起こっているときに、中央部
の光束を周辺部に集めるように拡大率を変えることを特
徴とするものである。
[0008] The projection display device according to claim 1 of the present invention comprises:
It is characterized in that the magnification is changed so that the luminous flux in the central part is collected in the peripheral part when the luminance is reduced in the peripheral part of the screen.

【0009】また、本発明の請求項2に係る投写表示装
置は、画面の周辺部以外で輝度低下が起こっているとき
でも輝度を一様にすることを特徴とするもので、輝度が
低下している部分に光束を集めるように拡大率を変える
ことを特徴とするものであり、拡大レンズの拡大率分布
は必ずしも外側ほど小さい必要はなく光学像形成部の映
像の輝度分布に応じて拡大率分布が決定することを特徴
とするものである。また、本発明の請求項3に係る投写
表示装置は、光学像形成部は図7に示すような映像信号
に応じて画像が形成されるようなライトバルブ82と、
電子線発生手段、及び電子線励起によって発光する蛍光
体層からなる発光部を有する光源管81を備えたことを
特徴とするものである。
A projection display apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that the luminance is made uniform even when the luminance is reduced except at the peripheral portion of the screen. It is characterized by changing the magnification so that the light beam is collected at the part where it is located. The magnification distribution of the magnifying lens does not necessarily have to be as small as the outside, and the magnification depends on the luminance distribution of the image of the optical image forming unit. The distribution is determined. Further, in the projection display device according to claim 3 of the present invention, the optical image forming unit includes a light valve 82 that forms an image according to a video signal as shown in FIG.
A light source tube 81 having an electron beam generating means and a light emitting portion made of a phosphor layer emitting light by electron beam excitation is provided.

【0010】また、本発明の請求項4に係る投写表示装
置はスクリーン表示画面輝度を一様にすることを特徴と
するものである。
A projection display apparatus according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the screen display screen luminance is made uniform.

【0011】また、請求項第1項から第4項の投写表示
装置はこのまま光学像形成部の映像信号をスクリーン上
に表示させると歪みが生じるため、本発明の請求項5に
係る投写表示装置は、元の映像信号を画像処理による歪
み補正を用いて前記歪みを改善することを特徴とするも
のである。この画像処理による歪み補正は特開平8−2
05061記載の従来の技術等により可能である。図5
はこの画像処理による歪み補正技術による改善の例であ
る。前記の補正技術を用いる前はスクリーン上の画像は
上段右の様に画面中央部の画像が伸び、画面周辺部の画
像が縮まるような画像歪みが生じる。前記の補正技術を
用いて、光学像形成部の画像を下段左の様に中央部に画
像が集まるように歪みの補正を行う。画像処理による歪
みの補正は図7の補正回路84により入力映像信号85
に対して行う。これにより、スクリーン上の画像は歪み
の無い正しい形状の画像になる。
Further, in the projection display device according to any one of the first to fourth aspects, if the video signal of the optical image forming section is displayed on the screen as it is, distortion occurs. Therefore, the projection display device according to the fifth aspect of the present invention. Is characterized in that the distortion is improved by using original image signal distortion correction by image processing. The distortion correction by this image processing is disclosed in
It is possible by the conventional technique described in 05061 and the like. FIG.
Is an example of improvement by the distortion correction technique by this image processing. Before the above-described correction technique is used, the image on the screen is distorted such that the image at the center of the screen is extended and the image at the periphery of the screen is reduced as shown in the upper right. Using the above-described correction technique, the distortion of the image of the optical image forming unit is corrected so that the image is concentrated at the center as shown in the lower left. Correction of distortion by image processing is performed by the correction circuit 84 shown in FIG.
Do for Thereby, the image on the screen becomes an image of a correct shape without distortion.

【0012】また、本発明の請求項6に係る投写表示装
置は前記表示装置を複数個組合わせて一つの大画面ディ
スプレイを形成することを特徴とするものである。
A projection display device according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that a plurality of the display devices are combined to form one large screen display.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1によ
り説明する。図1は本発明に係る投写型表示装置の一実
施例を示す説明図である。光学像形成部11より発生す
る映像光を凹レンズ12を用いて拡大し、スクリーン1
3に投写する方式である。本説明は光学像形成部11は
図7に示すライトバルブ82に液晶パネル、光源管81
にサイドライト方式のバックライト、結像レンズ83に
凸レンズにより構成されるとする。なお、光源管81で
はメタルハライドランプやキセノンランプ等の放電式の
ランプでも同様の効果をもたらし、結像レンズ83では
フレネル凸レンズ等でも同様の効果をもたらす。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of a projection display apparatus according to the present invention. The image light generated from the optical image forming unit 11 is enlarged by using the concave lens 12 and the screen 1 is enlarged.
3 is a method of projecting. In this description, the optical image forming unit 11 includes a light valve 82 shown in FIG.
It is assumed that the image forming lens 83 is composed of a sidelight type backlight and the imaging lens 83 is composed of a convex lens. In the light source tube 81, the same effect is obtained by a discharge lamp such as a metal halide lamp or a xenon lamp, and in the imaging lens 83, the same effect is obtained by a Fresnel convex lens or the like.

【0014】スクリーン画面上の輝度を一様にするた
め、凹レンズの部分ごとに拡大率を変え、高輝度部の光
束を低輝度部に移動させる。そのときのレンズ式を求め
る。一般的な凹レンズ12のレンズ式の一例として図9
の座標系で次の式が挙げられる。 Z = C・Y2/(1+(1-(1+K)・C2・Y2)1/2) …(1) ここでKは定数、Cは曲率。
In order to make the brightness on the screen screen uniform, the magnification is changed for each concave lens portion, and the light flux in the high brightness portion is moved to the low brightness portion. Find the lens formula at that time. FIG. 9 shows an example of a lens system of a general concave lens 12.
The following equation is given in the coordinate system of Z = C · Y 2 / (1+ (1- (1 + K) · C 2 · Y 2 ) 1/2 ) (1) where K is a constant and C is a curvature.

【0015】図8(A)は従来の凹レンズ14により光
束が拡大される様子を表したものであり、拡大率分布が
一定である。このレンズはz軸を回転軸とする回転体で
あるのでY2をX2 + Y2と表しても成り立つ。また、K、C
は定数である。本発明はこれらの定数の一つ又は両方を
X,Yの関数としてレンズの傾きを場所ごとに変え、拡大
率を部分ごとに変えるものである。レンズ式で表すと、 Z = (C(X,Y))・S2/(1+(1-(1+K(X,Y))・(C(X,Y))2・S2)1/2) …(2) ただし、S2= X2 + Y2 図8(B)は本発明のの凹レンズ12により光束が拡大
される様子を表したものであるが、式(2)のレンズ式
を用いることにより光軸中心部と周辺部で拡大率の異な
る凹レンズができる。
FIG. 8A shows a state in which the light beam is expanded by the conventional concave lens 14, and the expansion ratio distribution is constant. Since this lens is a rotator having the z axis as a rotation axis, it can be satisfied by expressing Y 2 as X 2 + Y 2 . Also, K, C
Is a constant. The present invention uses one or both of these constants.
The tilt of the lens is changed for each location as a function of X and Y, and the magnification is changed for each part. Expressed by the lens formula, Z = (C (X, Y)) S 2 / (1+ (1- (1 + K (X, Y)) ・ (C (X, Y)) 2・ S 2 ) 1/2 ) (2) where S 2 = X 2 + Y 2 FIG. 8B shows how the light beam is enlarged by the concave lens 12 of the present invention. By using the lens system, concave lenses having different magnifications at the optical axis center portion and the peripheral portion can be formed.

【0016】次に、実際にレンズの曲率分布を求める。
まず液晶パネル部の画像の表示ドットが凹レンズにより
スクリーン上にどのように拡大表示されるか計算する。
従来は図12のように液晶パネル上の座標を(x,y)、ス
クリーン上の座標を(x',y')とし液晶パネル部の大きさ
を2・lx×2・ly、スクリーン部の大きさを2・lx'×2・ly'、
拡大率をkとする。従来は拡大率一定のためkは一定であ
る。 x'/x = lx'/lx = k …(3) y'/y = ly'/ly = k …(4) と表される。
Next, the curvature distribution of the lens is actually obtained.
First, it is calculated how the display dots of the image on the liquid crystal panel are enlarged and displayed on the screen by the concave lens.
Conventionally, as shown in FIG. 12, the coordinates on the liquid crystal panel are (x, y), the coordinates on the screen are (x ′, y ′), and the size of the liquid crystal panel is 2 · lx × 2 · ly. The size is 2 lx 'x 2 ly',
Let the magnification be k. Conventionally, k is constant because the enlargement ratio is constant. x '/ x = lx' / lx = k ... (3) y '/ y = ly' / ly = k ... (4)

【0017】一方、本発明のように部分ごとに拡大率を
変える場合、スクリーン上の輝度を一様にするような拡
大率の分布を求めてからレンズ式を求める。
On the other hand, when the enlargement ratio is changed for each part as in the present invention, a distribution of the enlargement ratio that makes the luminance on the screen uniform is obtained, and then the lens equation is obtained.

【0018】スクリーン上の輝度分布が図15に示すよ
うなレンズ開口率のコサイン4乗則で表される場合につ
いて説明する。輝度をI、変更前の角度をθ、変更後の
角度をθ'、変更前のスクリーンのx座標をxs、拡大率を
さらに上げて移動した先のx座標をxs'とすると I(θ)=A・cos4θ(Aは定数) …(5) 0[rad]からθ0[rad]までの輝度平均値 H を求めると、 ∫A・cos4θ・dθ = A・[tanθ0/{4・(tan2θ0 + 1)2} + 3・tanθ0/{8・(tan2θ0 + 1 )2} + 3・θ0/8] …(6) H = A・[tanθ0/{4・(tan2θ0 + 1)2} + 3・tanθ0/{8・(tan2θ0 + 1)2} + 3・θ0/8 ]/θ0 …(7) 輝度が一様に平均値になるようにするため、 ∫A・cosθ・dθ = H・θ' …(8) これより、 θ' = {2・tanθ/(tan2θ + 1)2 + 3・tanθ/(tan2θ + 1)2 + 3・θ}/[{2・tanθ0/ (tan2θ0 + 1)2 + 3・tanθ0/(tan2θ0 + 1)2 + 3・θ0}/θ0] …(9) と表すことができる。一方、拡大率kは k = xs'/xs ≒ θ'/θ …(10) となる。これを計算すると k = - B・xs2 + C (B,Cは定数) …(11) と近似することができ、kはxs'の2乗に比例すると仮定
できる。
A case where the luminance distribution on the screen is represented by the cosine fourth law of the lens aperture ratio as shown in FIG. 15 will be described. If the brightness is I, the angle before the change is θ, the angle after the change is θ ', the x coordinate of the screen before the change is xs, and the x coordinate of the destination after further increasing the magnification is xs', I (θ) = A · cos 4 θ (A is a constant)… (5) When the average brightness H from 0 [rad] to θ 0 [rad] is obtained, ∫A · cos 4 θ · dθ = A · [tanθ 0 / {4 · (tan 2 θ 0 + 1) 2} + 3 · tanθ 0 / {8 · (tan 2 θ 0 + 1) 2} + 3 · θ 0/8] ... (6) H = A · [tanθ 0 / {4 · (tan 2 θ 0 + 1) 2} + 3 · tanθ 0 / {8 · (tan 2 θ 0 + 1) 2} + 3 · θ 0/8] / θ 0 ... (7) brightness一 様 A · cos 4 θ · dθ = H · θ '(8) From this, θ' = {2 · tan θ / (tan 2 θ + 1) 2 + 3 ・ tan θ / (tan 2 θ + 1) 2 + 3 ・ θ} / [{2 ・ tan θ 0 / (tan 2 θ 0 + 1) 2 + 3 ・ tan θ 0 / (tan 2 θ 0 + 1) 2 + 3 · θ 0 } / θ 0 ] (9) On the other hand, the enlargement factor k is k = xs '/ xs ≒ θ' / θ (10). Calculating this k = - B · xs 2 + C (B, C is a constant) can be approximated with ... (11), k can be assumed to be proportional to the square of xs'.

【0019】一方、x方向へ拡大する時の拡大率をk
(x)、y方向へ拡大する時の拡大率をk(y)とする。まず端
の部分を従来と同じ拡大率 k(x) = k(y) = k0とする
と、 lx' = k0・lx …(12) ly' = k0・ly …(13) となる。また、中央の拡大率を k(x) = k(y) = k1と
し、k1は拡大率最大とする。
On the other hand, the enlargement ratio at the time of enlargement in the x direction is k
(x), the enlargement ratio at the time of enlargement in the y direction is k (y). First, assuming that the end portion has the same enlargement ratio k (x) = k (y) = k0 as in the past, lx ′ = k0 · lx (12) ly ′ = k0 · ly (13) The enlargement ratio at the center is set to k (x) = k (y) = k1, and k1 is the maximum enlargement ratio.

【0020】その間の部分は輝度の分布が無くなるよう
に式(2)の様に拡大率が周辺部から中央部へと2乗で
大きくなる。
In the portion between them, the enlargement ratio increases squarely from the peripheral portion to the central portion as shown in equation (2) so that the distribution of luminance is eliminated.

【0021】液晶パネル上の映像ドットの位置(x,y)が
スクリーン上の位置(x',y')へ投写されるとすると、k
(x),k(x),x',y'は次の式で表される。 k(x) = k1 - (x/lx)2・(k1-k0) …(14) k(y) = k1 - (y/ly)2・(k1-k0) …(15) x' = k(x)・ x …(16) y' = k(y)・ y …(17) (14)、(15)、(16)、(17)より、 x'= (k1 - (x/lx)2・(k1-k0))・x …(18) y'= (k1 - (y/ly)2・(k1-k0))・y …(19)。
Assuming that the position (x, y) of the image dot on the liquid crystal panel is projected to the position (x ', y') on the screen, k
(x), k (x), x ', y' are expressed by the following equations. k (x) = k1-(x / lx) 2・ (k1-k0)… (14) k (y) = k1-(y / ly) 2・ (k1-k0)… (15) x '= k (x) · x… (16) y '= k (y) · y… (17) From (14), (15), (16) and (17), x' = (k1-(x / lx) 2 · (k1-k0)) · x (18) y ′ = (k1− (y / ly) 2 · (k1-k0)) · y (19)

【0022】次に、スクリーンへの入射光の入射角度
(凹レンズからの出射角度)を求める。
Next, the incident angle of the incident light on the screen
(Emission angle from concave lens) is obtained.

【0023】図13は液晶パネルと凹レンズとスクリー
ンを示し、x−z座標系で示したものである。y−z平
面上を見た図も同様である。
FIG. 13 shows a liquid crystal panel, a concave lens, and a screen, which are shown in an xz coordinate system. The same applies to the figures viewed on the yz plane.

【0024】いま、液晶パネル部の画像の表示ドット
(x,y)からスクリーン上の点(x',y')へ投射されるとき、
凹レンズからの出射角度(θx、θy)は凹レンズとスクリ
ーンの距離をL(L>>x,y)とすると次のように表される。 θx = tan-1((x'-x)/L) …(20) θy = tan-1((y'-y)/L) …(21)。
Now, the display dots of the image on the liquid crystal panel section
When projected from (x, y) to a point (x ', y') on the screen,
The emission angle (θx, θy) from the concave lens is expressed as follows, where the distance between the concave lens and the screen is L (L >> x, y). θx = tan -1 ((x'-x) / L) ... (20) θy = tan -1 ((y'-y) / L) ... (21).

【0025】次に、凹レンズからの出射角度(θx,θy)
で出射する時のレンズ曲率分布を求める。図14はレン
ズの屈折率nの凹レンズにA面から光線が入射角(δx,
δy)で入射し、出射角(δ'x,δ'y)で出射する。そし
て、B面から入射角(γx,γy)で入射し、出射角(θx,
θy)で出射する図を示している。
Next, the emission angles (θx, θy) from the concave lens
The lens curvature distribution at the time of emission is determined. FIG. 14 shows that a light ray is incident on the concave lens having the refractive index n of the lens from the surface A (δx,
δy), and exit at an exit angle (δ′x, δ′y). Then, light enters from the surface B at an incident angle (γx, γy), and is emitted (θx,
θy).

【0026】A面、B面においてスネルの法則により、 sinδx = n・sinδ'x …(22) sinθx = n・sinγx …(23) 図より、 δx = δ'x + γx …(24) (22)、(23)、(24)式より δx = -tan-1[sinθx/{1 - n・cos・sin-1(sin(θx)/n)}] …(25) δxはレンズの曲率のx成分と同じなのでこれよりレンズ
が決定する。
According to Snell's law on planes A and B, sinδx = n · sinδ′x (22) sinθx = n · sinγx (23) From the figure, δx = δ′x + γx (24) (22) ), (23), (24), δx = -tan -1 [sin θx / {1-n · cos · sin -1 (sin (θx) / n)}]… (25) δx is the curvature of the lens. Since it is the same as the x component, the lens is determined from this.

【0027】y成分も同様に計算し、 δy = -tan-1[sinθy/{1 - n・cos・sin-1(sin(θy)/n)}] …(26) となる。Similarly, the y component is calculated as follows: δy = −tan −1 [sin θy / {1−n · cos · sin −1 (sin (θy) / n)}] (26)

【0028】図10のように横の辺が長い長方形である
前記の(25)、(26)式の曲率分布を持った凹レンズを
設計すると、縦の拡大率分布より横の拡大率分布の方が
なだらかになるので断面図中のレンズの角度がδ1 < δ
2となりa部よりもb部の拡大率が大きくなる。また、
図10のO-A'間の断面図を示したのが図8(A)であ
る。従来の凹レンズでは等間隔mでレンズ面91a、9
1b、91c、91dへとそれぞれ入射した光束はスク
リーン13上に等間隔kmで出射していた。しかし、本実
施例では図10のO-A'間の断面図を示した図8(B)の
ように等間隔mでレンズ面91a、 91b、91c、9
1dへとそれぞれ入射した光束はスクリーン13上に間
隔n1,n2,n3( n1 > n2 > n3 )と等しくない間隔で出射
する。
As shown in FIG. 10, when a concave lens having a curvature distribution of the above-mentioned formulas (25) and (26) having a long horizontal side is designed, the lateral magnification distribution is more than the vertical magnification distribution. Becomes gentle, so that the angle of the lens in the sectional view is δ 1
It becomes 2 and the enlargement ratio of the part b becomes larger than that of the part a. Also,
FIG. 8A is a cross-sectional view taken along the line OA 'in FIG. In the conventional concave lens, the lens surfaces 91a, 9
The light beams incident on 1b, 91c and 91d were emitted on the screen 13 at equal intervals of km. However, in this embodiment, the lens surfaces 91a, 91b, 91c, 9 are formed at equal intervals m as shown in FIG.
Light beams respectively incident on 1d exit on the screen 13 at intervals not equal to the intervals n 1 , n 2 , n 3 (n 1 > n 2 > n 3 ).

【0029】以上述べた方法により本実施例によれば、
中央の光束を周辺に持っていくことができ輝度分布を一
様化することができる。
According to the present embodiment by the method described above,
The central luminous flux can be brought to the periphery, and the luminance distribution can be made uniform.

【0030】なお、係る技術を用いて光学像形成部の映
像画像を表示させると歪みが生じるため、元の映像画像
を既存の画像処理による歪み補正技術を用いて改善す
る。図5は画像処理による歪み補正技術による改善の例
である。画像処理による歪み補正を行う前は右上の図の
ように表示画面が歪んでしまう。そこで、左下の図のよ
うに液晶パネル面の画面に対し、画像処理による歪みの
補正を行い、スクリーン上で右下の図のように歪みの無
い表示画面を実現することができる。
When a video image of the optical image forming unit is displayed using such a technique, distortion occurs. Therefore, the original video image is improved by using a distortion correction technique based on existing image processing. FIG. 5 is an example of improvement by a distortion correction technique by image processing. Before performing distortion correction by image processing, the display screen is distorted as shown in the upper right figure. Thus, distortion of the liquid crystal panel surface is corrected by image processing as shown in the lower left diagram, and a display screen without distortion can be realized on the screen as shown in the lower right diagram.

【0031】液晶パネル上の座標を(x,y)、スクリーン
上の座標を(x',y')とすると、前述の式(16)、(17)
に表されるように、x' = k(x)・ x 、y' = k(y)・ y と表
されるのでx = f(x'), y = f(y')のように液晶パネル面
の座標とスクリーン上の座標は一対一に変換できるた
め、これらの式に従って歪み補正を行えばよい。
Assuming that the coordinates on the liquid crystal panel are (x, y) and the coordinates on the screen are (x ′, y ′), the above equations (16) and (17)
Is expressed as x '= k (x) x, y' = k (y) y so that the liquid crystal like x = f (x '), y = f (y') Since the coordinates on the panel surface and the coordinates on the screen can be converted one-to-one, distortion correction may be performed according to these equations.

【0032】また、他の実施例として光学像形成部内の
バックライト部の特有な輝度分布があるということが分
かっている時には、輝度が低い部分の光束を補うように
することにより前実施例のように行うことができる。
In another embodiment, when it is known that there is a specific brightness distribution of the backlight portion in the optical image forming portion, the light flux in the low brightness portion is supplemented by compensating for the light flux in the low brightness portion. Can be done as follows.

【0033】例えば、光学像形成部内のバックライト部
の輝度分布が図11のように画面上部に輝度が低い部分
がある場合には輝度の高い下側のレンズの拡大率を大き
くし、画面上部に光束が集まるような拡大率分布にす
る。
For example, when the luminance distribution of the backlight unit in the optical image forming unit has a low luminance portion at the upper part of the screen as shown in FIG. The distribution of the magnification is such that the luminous flux gathers.

【0034】レンズ式で表すと、x成分は従来のままと
して、y方向へ拡大する時の拡大率をk(y)とし、k(y)の
みを計算する。画面端の部分は従来と同じ拡大率k(y)=k
0とし、中央より上部 y = y1 の拡大率をk(y) = k1と
し、 k1は拡大率最大とする。その間の拡大率を線形的
に周辺部から y = y1 へと大きくする場合には、 y1 < y < ly のとき: k(y) = ( k1・ly - k0・y1)/(ly - y1) + y・(k0 - k1)/(ly - y1) …(27) ly < y < y2 のとき: k(y) = (-k1・ly - k0・y1)/(ly - y1) + y・(k0 - k1)/(ly + y1) …(28) となり、以下同様に(17)、(21)、(26)を計算して
レンズ式を求めることができる。
In terms of the lens formula, the x component is the same as before, and the enlargement ratio when expanding in the y direction is k (y), and only k (y) is calculated. Enlargement ratio k (y) = k
It is set to 0, the magnification at y = y1 above the center is set to k (y) = k1, and k1 is the maximum magnification. To linearly increase the enlargement ratio from the periphery to y = y1, if y1 <y <ly: k (y) = (k1ly-k0y1) / (ly-y1) + y ・ (k0-k1) / (ly-y1)… (27) When ly <y <y2: k (y) = (-k1 ・ ly-k0 ・ y1) / (ly-y1) + y ・(k0−k1) / (ly + y1) (28). Similarly, (17), (21), and (26) are similarly calculated to obtain a lens equation.

【0035】前実施例の説明では拡大レンズとして凹レ
ンズについて取り上げたが、その他のフレネル凹レンズ
などの拡大レンズでも同様に光の出射角が決定するレン
ズ式を用いる構成を用いれば、同様の効果を得ることが
できる。
In the description of the previous embodiment, a concave lens is taken up as a magnifying lens. However, similar effects can be obtained with other magnifying lenses such as a Fresnel concave lens by using a lens type that determines the light emission angle in the same manner. be able to.

【0036】また、図6のような複数の表示装置を並べ
たマルチ表示装置にも同様の技術を用いることができ
る。表示装置と表示装置をつなげる部分において従来は
周辺輝度低下のため格子状の模様の見える不自然な表示
となるが、係る技術を用いれば輝度一様で格子状の模様
の無いマルチ表示が実現できる。図6では2×2のマル
チ表示装置の説明図であるが、さらに装置数を増やして
も、同様の効果を実現することができる。
The same technique can be used for a multi-display device in which a plurality of display devices are arranged as shown in FIG. Conventionally, in a portion connecting display devices to each other, an unnatural display in which a lattice-like pattern is seen due to a decrease in peripheral luminance, but a multi-display with uniform luminance and no lattice-like pattern can be realized by using such a technique. . Although FIG. 6 is an explanatory diagram of a 2 × 2 multi-display device, the same effect can be achieved even if the number of devices is further increased.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、以上のように拡大レン
ズの拡大率の分布を変えることにより、輝度を一様にす
ることができるので白一色などの単色表示において高品
質な表示画像を得ることができる。また、表示装置を複
数個組合わせたマルチ表示装置にも利用することがで
き、表示装置と表示装置との間の輝度の低下による格子
状の模様が消えることによる高品質な大画面装置を得る
ことができる。
According to the present invention, since the luminance can be made uniform by changing the distribution of the magnification of the magnifying lens as described above, a high-quality display image can be displayed in a monochromatic display such as a single white color. Obtainable. Further, the present invention can also be used for a multi-display device in which a plurality of display devices are combined, and a high-quality large-screen device is obtained in which a lattice pattern disappears due to a decrease in luminance between the display devices. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる拡大投写方式の表示装置を示す
説明図
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an enlarged projection type display device according to the present invention.

【図2】従来拡大投写方式の表示装置の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional enlarged projection type display device.

【図3】図2のスクリーン表示の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of the screen display of FIG. 2;

【図4】拡大レンズによる周辺の輝度低下の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a decrease in peripheral luminance caused by a magnifying lens.

【図5】画像処理による歪み補正技術の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a distortion correction technique by image processing.

【図6】2×2面のマルチ表示装置の一実施例を示す説
明図
FIG. 6 is an explanatory view showing an embodiment of a 2 × 2 multi-display device.

【図7】光学像形成部の一実施例例を示す説明図FIG. 7 is an explanatory view showing an embodiment of an optical image forming unit.

【図8】本発明に係わる拡大投写方式の表示装置の一実
施例を示す説明図
FIG. 8 is an explanatory view showing one embodiment of a display device of an enlarged projection system according to the present invention.

【図9】レンズ式の座標系の説明図FIG. 9 is an explanatory diagram of a lens-based coordinate system.

【図10】レンズ面曲率の説明図FIG. 10 is an explanatory diagram of a lens surface curvature.

【図11】本発明に係わる拡大投写方式の表示装置の一
実施例を示す説明図
FIG. 11 is an explanatory view showing an embodiment of a display device of the enlarged projection system according to the present invention.

【図12】本発明に係わる液晶パネルとスクリーンのx
−y座標系を示す説明図
FIG. 12 shows x of a liquid crystal panel and a screen according to the present invention.
Explanatory diagram showing -y coordinate system

【図13】本発明に係わる液晶パネルとスクリーンのx
−z座標系を示す説明図
FIG. 13 shows x of a liquid crystal panel and a screen according to the present invention.
Explanatory drawing showing a -z coordinate system

【図14】本発明に係わる拡大レンズの入射光と出射光
を示す説明図
FIG. 14 is an explanatory diagram showing incident light and outgoing light of a magnifying lens according to the present invention.

【図15】開口率のコサイン4乗則の説明図FIG. 15 is an explanatory diagram of the cosine fourth law of the aperture ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…光学像形成部、12…本発明による拡大レンズ、
13…スクリーン、14…従来拡大レンズ、15…本発
明による拡大レンズ、31…表示暗部、41…拡大レン
ズ、42…拡大レンズの周辺部への入射光、43…レン
ズ端で遮られる光束、44…拡大された光、61…マル
チ表示装置の左上の表示画面、62…マルチ表示装置の
右上の表示画面、63…マルチ表示装置の左下の表示画
面、64…マルチ表示装置の右下の表示画面、81…光
源管、82…ライトバルブ、83…結像レンズ、84…
歪み補正回路、85…入力映像信号、91a〜91e…
従来の凹レンズのレンズ面、92a〜92e…本発明の
凹レンズのレンズ面。
11 optical image forming unit, 12 magnifying lens according to the present invention,
Reference numeral 13: screen, 14: conventional magnifying lens, 15: magnifying lens according to the present invention, 31: display dark part, 41: magnifying lens, 42: light incident on the periphery of the magnifying lens, 43: light flux blocked by the lens end, 44 ... Enlarged light, 61 ... Upper left display screen of the multi display device, 62 ... Upper right display screen of the multi display device, 63 ... Lower left display screen of the multi display device, 64 ... Lower right display screen of the multi display device 81 light source tube 82 light valve 83 imaging lens 84
Distortion correction circuit 85 input video signal 91a-91e
Conventional concave lens surfaces, 92a to 92e: lens surfaces of the concave lens of the present invention.

フロントページの続き (72)発明者 及川 洋典 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式会 社日立製作所PC事業部内 Fターム(参考) 2H088 EA17 HA09 HA24 MA04 5C058 AA06 AB03 BA06 BA23 BA24 BA35 BB25 EA02 EA12 EA26Continued on the front page (72) Inventor Hironori Oikawa 810 Shimoimaizumi, Ebina-shi, Kanagawa F-term in PC Division Hitachi, Ltd. (Reference) 2H088 EA17 HA09 HA24 MA04 5C058 AA06 AB03 BA06 BA23 BA24 BA35 BB25 EA02 EA12 EA26

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】映像信号に応じて光学像を形成し表示する
光学像形成部と、前記光学像を拡大投写する拡大レンズ
と、前記光学像形成部の映像を投写するためのスクリー
ンを備えた投写型表示装置において、前記拡大レンズの
光軸中心から周辺部に向かって拡大率を変化させること
を特徴とする投写型表示装置。
An optical image forming unit for forming and displaying an optical image in accordance with a video signal; an enlarging lens for enlarging and projecting the optical image; and a screen for projecting an image of the optical image forming unit. In the projection display device, an enlargement ratio is changed from a center of an optical axis of the magnifying lens toward a peripheral portion.
【請求項2】映像信号に応じて光学像を形成し表示する
光学像形成部と、前記光学像を拡大投写する拡大レンズ
と、前記光学像形成部の映像を投写するためのスクリー
ンを備えた投写型表示装置において、前記拡大レンズは
前記光学像形成部の映像の輝度分布に応じて拡大率分布
を定めた投写型表示装置。
2. An optical image forming section for forming and displaying an optical image in accordance with a video signal, a magnifying lens for enlarging and projecting the optical image, and a screen for projecting an image of the optical image forming section. In the projection display device, the magnifying lens defines a magnification distribution according to a luminance distribution of an image of the optical image forming unit.
【請求項3】光学像形成部は、映像信号に応じて画像が
形成されるようなライトバルブと、電子線発生手段、及
び電子線励起によって発光する蛍光体層からなる発光部
を有する光源管を備えたことを特徴とする請求項1又は
2記載の投写型表示装置。
3. An optical image forming section, comprising: a light valve having a light valve for forming an image in accordance with a video signal, an electron beam generating means, and a light emitting section comprising a phosphor layer which emits light by electron beam excitation. The projection display device according to claim 1, further comprising:
【請求項4】スクリーン表示画面輝度を一様にした請求
項3記載の投写型表示装置。
4. The projection display device according to claim 3, wherein the screen display screen luminance is made uniform.
【請求項5】表示画像の歪みに応じて、映像信号に対し
て画像処理による歪み補正を行う機能を持つことを特徴
とする請求項4記載の投写型表示装置。
5. The projection type display device according to claim 4, wherein the projection type display device has a function of performing distortion correction by image processing on a video signal according to distortion of a display image.
【請求項6】請求項5の表示装置を複数個組合わせて一
つの大画面ディスプレイを形成する投写型表示装置。
6. A projection display device comprising a plurality of display devices according to claim 5 combined to form one large screen display.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1924886A1 (en) * 2005-08-23 2008-05-28 Casio Computer Co., Ltd. Projection device and projection control method
KR100938739B1 (en) * 2005-08-23 2010-01-26 가시오게산키 가부시키가이샤 Projection device and projection control method
US7753534B2 (en) 2005-08-23 2010-07-13 Casio Computer Co., Ltd. Projection device and projection control method

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