JP2003186111A - Illuminator, projector and driving method therefor - Google Patents

Illuminator, projector and driving method therefor

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JP2003186111A
JP2003186111A JP2001382106A JP2001382106A JP2003186111A JP 2003186111 A JP2003186111 A JP 2003186111A JP 2001382106 A JP2001382106 A JP 2001382106A JP 2001382106 A JP2001382106 A JP 2001382106A JP 2003186111 A JP2003186111 A JP 2003186111A
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嘉高 伊藤
Shoichi Uchiyama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminator to be used for a projector which can present superior effects in the aspect of video expression ability or adaptability to environments for uses by changing the quantity of light incident on an optical modulation means without changing the light output intensity of a lamp. <P>SOLUTION: An illuminator 1 is provided with a light source 2, two fly-eye lenses 3 and 4 comprising a uniform illumination means and a shading plate 5 having openings 5a capable of approximately transmitting a plurality of light source images (partial light flux) acquired by the uniform illumination means. By moving or rotating the shading plate 5 on the basis of information from the outside, the quantity of light transmitted through the shading plate 5 can be controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、照明装置ならびに
プロジェクタとその駆動方法に関し、特に映像表現力に
優れ、使用環境や使用者の好みに合った明るさの映像が
得られるプロジェクタとそれに用いる照明装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting device, a projector, and a method of driving the same, and more particularly to a projector which is excellent in image expressive power and which can obtain an image having a brightness suitable for a use environment or a user's preference and an illumination used for the projector. It relates to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報機器の発達はめざましく、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
る映像源から射出される映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(液晶プロジェク
タ)が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of information equipment has been remarkable, and the demand for thin, high-resolution, low-power-consumption display devices has been increasing, and research and development have been advanced. Among them, the liquid crystal display device is expected as a display device that can electrically control the alignment of liquid crystal molecules to change the optical characteristics and can meet the above needs. As one form of such a liquid crystal display device, a projector (liquid crystal projector) that enlarges and projects an image emitted from an image source including an optical system using a liquid crystal light valve onto a screen through a projection lens is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】液晶プロジェクタは光
変調手段として液晶ライトバルブを用いたものである
が、プロジェクタには、液晶ライトバルブの他、デジタ
ルミラーデバイス(Digital Mirror Device、以下、D
MDと略記する)を光変調手段としたものも実用化され
ている。ところが、この種の従来のプロジェクタは以下
のような問題点を有している。
A liquid crystal projector uses a liquid crystal light valve as a light modulating means. In addition to the liquid crystal light valve, the projector includes a digital mirror device (hereinafter referred to as D).
An optical modulation means (abbreviated as MD) has been put into practical use. However, this type of conventional projector has the following problems.

【0004】(1)光学系を構成する様々な光学要素で
生じる光漏れや迷光のため、充分なコントラストが得ら
れない。そのため、表示できる階調範囲(ダイナミック
レンジ)が狭く、陰極線管(Cathode Ray Tube)を用い
た既存のテレビ受像機と比較すると、映像の品質や迫力
の点で劣ってしまう。
(1) Sufficient contrast cannot be obtained due to light leakage or stray light that occurs in various optical elements constituting the optical system. Therefore, the gradation range (dynamic range) that can be displayed is narrow, and compared with the existing TV receiver using a cathode ray tube, it is inferior in terms of image quality and power.

【0005】(2)各種の映像信号処理により映像の品
質向上を図ろうとしても、ダイナミックレンジが固定さ
れているために、充分な効果を発揮することができな
い。
(2) Even if an attempt is made to improve image quality by various kinds of image signal processing, a sufficient effect cannot be exerted because the dynamic range is fixed.

【0006】このようなプロジェクタの問題点に対する
解決策、つまりダイナミックレンジを拡張する方法とし
ては、映像信号に応じて光変調手段(ライトバルブ)に
入射させる光の量を変化させることが考えられる。それ
を実現するのに最も簡便な方法は、ランプの光出力強度
を変化させることである。プロジェクタにおいて、メタ
ルハライドランプの出力光の制御を行う方法が、特開平
3−179886号公報に開示されている。
As a solution to such a problem of the projector, that is, a method of expanding the dynamic range, it is conceivable to change the amount of light incident on the light modulating means (light valve) according to the image signal. The simplest way to achieve this is to change the light output intensity of the lamp. A method of controlling the output light of a metal halide lamp in a projector is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-179886.

【0007】しかしながら、プロジェクタに用いるラン
プとしては高圧水銀ランプが現在主流となっており、高
圧水銀ランプで光出力強度を制御するのは極めて困難な
状況にある。したがって、ランプの光出力強度自体を変
化させることなく、光変調手段への入射光量を映像信号
に応じて変化させ得る技術が求められている。
However, high-pressure mercury lamps are currently the mainstream of lamps used in projectors, and it is extremely difficult to control the light output intensity with high-pressure mercury lamps. Therefore, there is a demand for a technique capable of changing the amount of light incident on the light modulator according to the image signal without changing the light output intensity itself of the lamp.

【0008】さらに上記の問題点に加えて、現行のプロ
ジェクタでは光源の明るさが固定されているため、例え
ば暗めの鑑賞環境においては画面が明るくなりすぎた
り、また、投射距離や投射レンズのズーミングにより投
射スクリーンサイズを変化させた際に、それに応じて画
面の明るさが変化してしまうという問題点もあった。こ
の種の問題はプロジェクタに共通の問題ではあるが、光
変調手段にコントラストが充分でない液晶素子を使用す
る場合に特に顕著な問題となっている。
In addition to the above-mentioned problems, since the brightness of the light source is fixed in the current projector, the screen becomes too bright, for example, in a dark viewing environment, and the projection distance and the projection lens are zoomed. Therefore, when the size of the projection screen is changed, the brightness of the screen changes accordingly. Although this type of problem is common to projectors, it is a particularly prominent problem when a liquid crystal element having insufficient contrast is used as the light modulating means.

【0009】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、ランプの光出力強度を変化させる
ことなく光変調手段への入射光量を変化させることがで
き、映像表現力や使用環境への順応性の面で優れた効果
を発揮することのできるプロジェクタとこれに用いる照
明装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and can change the amount of light incident on the light modulating means without changing the light output intensity of the lamp, and the image expressing power and It is an object of the present invention to provide a projector that can exhibit an excellent effect in terms of adaptability to a use environment and a lighting device used for the projector.

【0010】[0010]

【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、本発明の第1の照明装置は、プロジェクタの光変
調手段を照明するために用いられる照明装置であって、
光源と、光源から入射する光を複数の部分光束に分割す
る過程を経て被照明領域における照明光の照度分布を略
均一化する均一照明手段と、複数の部分光束を略透過可
能な光透過部を有し、移動または回転可能に設置された
調光手段とを備え、外部からの情報に基づいて調光手段
を移動または回転させることにより調光手段を通過する
光束量を調節可能としたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first illuminating device of the present invention is an illuminating device used for illuminating a light modulating means of a projector,
A light source, a uniform illuminating means for substantially equalizing the illuminance distribution of the illumination light in the illuminated region through a process of dividing the light incident from the light source into a plurality of partial light fluxes, and a light transmitting portion capable of substantially transmitting the plurality of partial light fluxes And a dimming unit movably or rotatably installed, and the amount of light flux passing through the dimming unit can be adjusted by moving or rotating the dimming unit based on information from the outside. Is characterized by.

【0011】本発明者らは、光源の光出力強度を変化さ
せることなく、映像に応じて被照明領域に入射される光
の量を調節するための手段として、従来の照明装置に対
して外部からの情報に基づいて自身が移動または回転す
ることで光透過量を変化させることのできる調光手段を
付加すればよいことを見い出した。なお、上記の「外部
からの情報」には、例えば、光変調手段に供給される映
像信号に基づく情報、投射拡大率に基づく情報、使用環
境下における明るさの状況に基づく情報、使用者の好み
に基づく情報などを例示することができる。
As a means for adjusting the amount of light incident on the illuminated area according to the image without changing the light output intensity of the light source, the inventors of the present invention have provided an external device to the conventional illumination device. It has been found that it is sufficient to add a dimming unit capable of changing the amount of light transmission by moving or rotating itself based on the information from. In addition, the above-mentioned "information from the outside" includes, for example, information based on a video signal supplied to the light modulation means, information based on a projection magnification rate, information based on a situation of brightness in a use environment, and a user's information. Information based on preference can be exemplified.

【0012】すなわち、本発明の照明装置によれば、複
数の部分光束を略透過可能な光透過部を有する調光手段
を備え、この調光手段が外部からの情報に基づいて移動
または回転する構成となっているため、プロジェクタに
用いたときに、例えば外部からの情報が映像信号に基づ
く情報の場合、その時の映像シーンが明るい場面であれ
ば調光手段における透過光量が多くなるように、暗い場
面であれば透過光量が少なくなるように調光手段を透過
する光束量を調節し、被照明領域(例えば、液晶ライト
バルブなどの光変調手段)に至る照明光束量を調節する
ことができる。光変調手段に入射する照明光束の調光量
に応じて、映像情報を加工して光変調手段で表示すれ
ば、光源の光出力強度が一定のままでも、プロジェクタ
のダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。
同様に、投射拡大率、使用環境下における明るさの状
況、もしくは使用者の好み等に応じた明るさの光を得る
ことができる。
That is, according to the illuminating device of the present invention, it is provided with the light control means having the light transmitting portion which can substantially transmit a plurality of partial light fluxes, and the light control means moves or rotates based on information from the outside. Since it has a configuration, when used in a projector, for example, when the information from the outside is information based on a video signal, if the video scene at that time is a bright scene, the amount of transmitted light in the light control means increases, In a dark scene, the amount of light flux that passes through the light control unit can be adjusted so that the amount of transmitted light is reduced, and the amount of illumination light flux that reaches the illuminated region (for example, the light modulation unit such as a liquid crystal light valve) can be adjusted. . If the image information is processed and displayed by the light modulating means according to the dimming amount of the illumination light flux entering the light modulating means, it contributes to the expansion of the dynamic range of the projector even if the light output intensity of the light source remains constant. be able to.
Similarly, it is possible to obtain the light having the brightness according to the projection magnification rate, the situation of the brightness under the use environment, the preference of the user, and the like.

【0013】具体的には、複数の部分光束を入射させて
偏光変換を行う偏光変換手段を更に備え、調光手段によ
りこの偏光変換手段に入射する光束量を調節可能とする
ことができる。
Specifically, it is possible to further include a polarization converting means for converting a polarization by making a plurality of partial light beams incident, and it is possible to adjust the amount of the light beam incident on the polarization converting means by the light adjusting means.

【0014】調光手段の具体的な構成としては、例え
ば、複数の開口部を有する遮光板で構成することができ
る。この構成によれば、上記の作用を有する調光手段を
容易に作製することができる。
As a concrete structure of the light control means, for example, a light shielding plate having a plurality of openings can be used. According to this structure, it is possible to easily manufacture the light control means having the above-described action.

【0015】また、この遮光板は、光反射性を有する遮
光部を備えていてもよい。この構成によれば、遮光板に
よって反射された不要な照明光束は光源に戻りリフレク
タで反射されて、再び利用可能な照明光束となって光源
から射出されるため、照明光束の利用効率を高めること
ができる。
Further, the light shielding plate may include a light shielding portion having light reflectivity. According to this configuration, the unnecessary illumination light flux reflected by the light shielding plate returns to the light source, is reflected by the reflector, and is emitted again as a usable illumination light flux from the light source. Therefore, the utilization efficiency of the illumination light flux is improved. You can

【0016】各開口部の形状は、例えば個々の部分光束
の外形形状に対応した形状、もしくは一方向に並ぶ複数
の部分光束の外形形状を包含する形状とすることができ
る。この時、均一照明手段の設計によって複数の部分光
束を照明光軸側から見てマトリクス状に配列させたり、
照明光軸を略中心として放射状に配列させたりすること
が可能である。
The shape of each opening may be, for example, a shape corresponding to the outer shape of an individual partial light beam, or a shape including the outer shape of a plurality of partial light beams arranged in one direction. At this time, by designing the uniform illumination means, a plurality of partial light fluxes are arranged in a matrix when viewed from the illumination optical axis side,
It is possible to arrange them radially around the illumination optical axis.

【0017】特に複数の部分光束をマトリクス状に配列
させた場合、各開口部を複数の部分光束の列方向または
行方向に延在する形状とすることができる。また複数の
部分光束を照明光軸を略中心として放射状に配列させた
場合、各開口部を複数の部分光束の放射方向に延在する
形状とすることができる。
In particular, when a plurality of partial light beams are arranged in a matrix, each opening can have a shape extending in the column direction or the row direction of the plurality of partial light beams. Further, when a plurality of partial light fluxes are radially arranged with the illumination optical axis as the center, each opening can have a shape extending in the radial direction of the plurality of partial light fluxes.

【0018】調光手段の移動のさせ方としては、(1)
照明光軸と略平行な方向に移動させる、(2)照明光軸
を略中心として回転させる、(3)照明光軸と略直交す
る方向に移動させる、の3通りが考えられる。勿論、調
光手段を回転させる場合には、照明光軸以外の場所に回
転軸を設定することもできる。この場合、回転に応じて
照明光束の角度分布は非対称に変化するが、光変調手段
の表示特性が照明光の入射角依存性を有する場合には、
入射角依存性とこの非対称な変化との組み合わせを最適
化すれば、表示特性を向上できる可能性がある。これら
調光手段の移動のさせ方は開口部の形状に応じて好まし
い組み合わせがある。
The method of moving the light control means is (1)
There are three possible ways: moving in a direction substantially parallel to the illumination optical axis, (2) rotating about the illumination optical axis as a center, and (3) moving in a direction substantially orthogonal to the illumination optical axis. Of course, when rotating the light control means, the rotation axis can be set at a place other than the illumination light axis. In this case, the angular distribution of the illumination light flux changes asymmetrically in accordance with the rotation, but when the display characteristics of the light modulation means have an incident angle dependence of the illumination light,
Optimizing the combination of the incident angle dependency and this asymmetrical change may improve the display characteristics. There are preferable combinations of how to move these light control means depending on the shape of the opening.

【0019】例えば開口部が個々の部分光束の外形形状
に対応した形状である場合、上記(1)、(2)、
(3)の全てが可能である。
For example, when the opening has a shape corresponding to the outer shape of each partial light flux, the above (1), (2),
All of (3) are possible.

【0020】部分光束がマトリクス状に配置されてお
り、開口部が複数の部分光束の列方向または行方向に延
在する形状である場合も、上記(1)、(2)、(3)
の全てが可能である。特に(2)の回転の場合、一定角
度回転させたときに照明光軸から離れた周辺部を通る部
分光束(による光源像)の方が中央部を通る部分光束
(による光源像)よりも先に遮光されるように設定でき
る。液晶ライトバルブのような光変調手段では表示特性
が照明光に対して入射角依存性を有する場合が多く、照
明光軸から離れた周辺部を通る部分光束は光変調手段に
対して大きな角度を伴って入射するため、プロジェクタ
においてはコントラストを低下させる要因となる。した
がって、この構成はコントラストを向上し易いという点
で好ましい。また(3)の照明光軸と略直交する方向に
移動させる場合には、小さな移動距離でも確実に遮光で
きるように開口部の長手方向と略直交する方向に移動さ
せることが好ましい。
Also in the case where the partial light fluxes are arranged in a matrix and the opening has a shape extending in the column direction or the row direction of the plurality of partial light fluxes, the above (1), (2) and (3) are also provided.
All of are possible. In particular, in the case of the rotation of (2), the partial light flux (source image by) passing through the peripheral portion distant from the illumination optical axis precedes the partial light flux (source image by) when rotated by a certain angle. It can be set to be shielded from light. In a light modulation means such as a liquid crystal light valve, the display characteristics often have an incident angle dependence on the illumination light, and the partial light flux passing through the peripheral portion away from the illumination light axis forms a large angle with the light modulation means. Since it is incident along with it, it becomes a factor of lowering the contrast in the projector. Therefore, this structure is preferable in that the contrast is easily improved. Further, in the case of moving in the direction substantially orthogonal to the illumination optical axis of (3), it is preferable to move in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the opening so that light can be reliably shielded even with a small moving distance.

【0021】次に、本発明の第2の照明装置は、光源
と、光源から入射される光の照度分布を被照明領域にお
いて略均一化する棒状または管状の導光体を有する均一
照明手段と、導光体に入射される光束の外形形状に対応
した形状であって光束を略透過可能な光透過部を有し、
光源と均一照明手段との間に照明光軸に略平行な方向も
しくは照明光軸に略垂直な方向に移動可能に設置された
調光手段とを備え、外部からの情報に基づいて調光手段
を照明光軸に略平行な方向もしくは照明光軸に略垂直な
方向に移動させる、或いは調光手段を照明光軸と略直交
する方向に設定された回転軸を中心に回転させることに
より調光手段を通過する光束量を調節可能としたことを
特徴とする。
Next, the second illuminating device of the present invention comprises a light source and a uniform illuminating means having a rod-shaped or tubular light guide for making the illuminance distribution of the light incident from the light source substantially uniform in the illuminated area. A light transmitting portion having a shape corresponding to the outer shape of the light beam incident on the light guide body and capable of substantially transmitting the light beam,
A dimming unit is provided between the light source and the uniform illuminating unit so as to be movable in a direction substantially parallel to the illumination optical axis or a direction substantially perpendicular to the illumination optical axis, and the dimming unit is based on information from the outside. By moving the light diffusing means in a direction substantially parallel to the illumination optical axis or a direction substantially perpendicular to the illumination optical axis, or by rotating the dimming means about a rotation axis set in a direction substantially orthogonal to the illumination optical axis. It is characterized in that the amount of light flux passing through the means can be adjusted.

【0022】本発明の第1の照明装置においては、均一
照明手段によって形成される複数の部分光束を調光手段
で調光する構成としたのに対し、本発明の第2の照明装
置は、棒状または管状の導光体を有する均一照明手段、
いわゆるロッドレンズを用いた均一照明系においてロッ
ドレンズに入射される光束の外形形状に対応した形状の
光透過部を有する調光手段を照明光軸に略平行な方向に
移動させる構成とした。この構成においても、調光手段
が入射光束の外形に対応した形状の光透過部を有してい
るため、調光手段を照明光軸に略平行な方向に移動させ
ることで調光手段の透過光量を調節することができ、本
発明の第1の照明装置と同様、光源の光出力強度が一定
のままでも被照明領域において外部からの情報に応じた
明るさの光を得ることができる。
In the first illuminating device of the present invention, a plurality of partial luminous fluxes formed by the uniform illuminating means are dimmed by the dimming means, whereas the second illuminating device of the present invention is Uniform illumination means having a rod-shaped or tubular light guide,
In a uniform illumination system using a so-called rod lens, the light control means having a light transmitting portion having a shape corresponding to the outer shape of the light beam incident on the rod lens is moved in a direction substantially parallel to the illumination optical axis. Also in this configuration, since the light control means has the light transmission part having a shape corresponding to the outer shape of the incident light beam, the light control means is moved by moving the light control means in a direction substantially parallel to the illumination optical axis. The amount of light can be adjusted, and similarly to the first lighting device of the present invention, it is possible to obtain light having brightness according to information from the outside in the illuminated region even when the light output intensity of the light source remains constant.

【0023】この場合、調光手段の具体的な構成として
は、例えば、開口部を有する遮光板からなり、この遮光
板は、光反射性を有する遮光部を備えた構成とすること
ができる。この構成によれば、遮光板によって反射され
た不要な照明光束は光源に戻りリフレクタで反射され
て、再び利用可能な照明光束となって光源から射出され
るため、照明光束の利用効率を高めることができる。
In this case, as a concrete structure of the light control means, for example, a light-shielding plate having an opening portion may be provided, and the light-shielding plate may be provided with a light-shielding portion having light reflectivity. According to this configuration, the unnecessary illumination light flux reflected by the light shielding plate returns to the light source, is reflected by the reflector, and is emitted again as a usable illumination light flux from the light source. Therefore, the utilization efficiency of the illumination light flux is improved. You can

【0024】次に、本発明の第3の照明装置は、光源
と、光源から入射される光を複数の部分光束に分割する
光束分割と、複数の部分光束を入射させて偏光変換を行
う移動可能に設置された偏光変換手段と、被照明領域の
入射側に配置された偏光選択手段とを備え、外部からの
情報に基づいて偏光変換手段を移動させることにより偏
光変換手段からの射出光の偏光状態が制御可能とされた
ことを特徴とする。
Next, the third illuminating device of the present invention comprises a light source, a light beam splitting for splitting the light incident from the light source into a plurality of partial light beams, and a movement for performing polarization conversion by making a plurality of partial light beams incident. The polarization conversion means that is installed as possible and the polarization selection means that is disposed on the incident side of the illuminated area are provided, and the polarization conversion means is moved based on information from the outside so that the light emitted from the polarization conversion means is moved. It is characterized in that the polarization state is controllable.

【0025】本発明者らは、上記本発明の第1、第2の
照明装置の構成のように調光手段を設けて光源からの透
過光量を調節するだけでなく、偏光変換手段を備えた照
明装置において偏光変換手段を外部からの情報によって
移動させ、偏光変換手段からの射出光の偏光状態を変化
させることによっても、偏光選択手段(例えば偏光子)
を備えた液晶ライトバルブを光変調手段とするプロジェ
クタに用いる場合には結果的に液晶セルに到達する光量
を調節することができることに思い至った。
The inventors of the present invention not only adjust the amount of light transmitted from the light source by providing the light control means as in the configuration of the first and second illumination devices of the present invention, but also include the polarization conversion means. In the illuminating device, the polarization selecting means (for example, a polarizer) can also be used by moving the polarization converting means according to information from the outside and changing the polarization state of the light emitted from the polarization converting means.
When using a liquid crystal light valve provided with the above as a light modulating means, it was thought that the amount of light reaching the liquid crystal cell could be adjusted as a result.

【0026】例えば偏光変換手段が偏光ビームスプリッ
タアレイからなり、偏光ビームスプリッタアレイからは
例えばP偏光の状態で光が射出されるように設定されて
いる場合、偏光ビームスプリッタアレイを偏光分離方向
に移動させることで、一部或いは全部の偏光をS偏光の
状態で射出させるようにすることができる。すなわち、
偏光ビームスプリッタアレイを偏光分離方向に移動させ
ることで所望の偏光方向に対して90°回転した偏光方
向の光を得ることができる。そして、光変調手段に備え
られた偏光子がP偏光を透過するように透過軸方向が設
定されていたとすれば、偏光ビームスプリッタアレイが
移動してS偏光を射出している状態ではこの光は偏光子
を透過できず、液晶ライトバルブに到達しなくなる。こ
のようにして、本発明の第3の照明装置においても、外
部の情報に基づいて被照明領域(光変調手段)における
照明光量を調節することができる。
For example, when the polarization converting means is composed of a polarization beam splitter array, and the light is set to be emitted from the polarization beam splitter array in the P-polarized state, the polarization beam splitter array is moved in the polarization separation direction. By doing so, a part or all of the polarized light can be emitted in the S-polarized state. That is,
By moving the polarization beam splitter array in the polarization splitting direction, it is possible to obtain light in the polarization direction rotated by 90 ° with respect to the desired polarization direction. If the transmission axis direction is set so that the polarizer provided in the light modulator transmits P-polarized light, this light is emitted in the state where the polarization beam splitter array moves to emit S-polarized light. It cannot pass through the polarizer and will not reach the liquid crystal light valve. In this way, also in the third lighting device of the present invention, the amount of illumination light in the illuminated area (light modulation means) can be adjusted based on external information.

【0027】本発明のプロジェクタは、照明手段と、前
記照明手段から射出される光を変調する光変調手段と、
前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段
とを有するプロジェクタであって、照明手段として、上
記本発明の照明装置を備えたことを特徴とする。
The projector according to the present invention comprises an illumination means, and a light modulation means for modulating the light emitted from the illumination means.
A projector having projection means for projecting the light modulated by the light modulation means, characterized in that the lighting device of the present invention is provided as the lighting means.

【0028】この構成によれば、光源の光出力強度が一
定のままでも被照明領域において所望の明るさの光が得
られる照明装置を備えているため、プロジェクタにおけ
る表示画像のダイナミックレンジを拡張することがで
き、映像表現力や使用環境への順応性に優れたプロジェ
クタを実現することができる。
According to this structure, since the illuminating device that can obtain the light of the desired brightness in the illuminated area is provided even when the light output intensity of the light source remains constant, the dynamic range of the display image in the projector is expanded. Therefore, it is possible to realize a projector having excellent image expression ability and adaptability to the usage environment.

【0029】上記本発明のプロジェクタの駆動手段とし
ては、映像を構成する1フレームあたりの映像信号に基
づいて調光手段を制御する制御信号を決定する制御信号
決定手段と、制御信号に基づいて調光手段の移動または
回転を制御する調光制御手段と、映像信号を制御信号に
基づいて伸張する映像信号伸張手段とを備えることが望
ましい。
As the driving means of the projector of the present invention, the control signal determining means for determining the control signal for controlling the dimming means on the basis of the image signal per frame forming the image and the adjusting signal on the basis of the control signal. It is desirable to include dimming control means for controlling the movement or rotation of the light means, and video signal expansion means for expanding the video signal based on the control signal.

【0030】この構成によれば、まず制御信号決定手段
において映像を構成する1フレームあたりの映像信号に
基づいて調光手段を制御するための制御信号が決定さ
れ、調光制御手段がこの制御信号に基づいて調光手段の
移動または回転の度合いを制御することにより映像に応
じて明るさが変化する光を光変調手段に供給する一方、
映像信号伸張手段が制御信号に基づいて映像信号を伸張
する。この動作によって、プロジェクタにおける表示画
像のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表
現力や使用環境への順応性に優れたプロジェクタを実現
することができる。
According to this configuration, the control signal for controlling the dimming means is first determined by the control signal determining means on the basis of the video signal for one frame forming an image, and the dimming control means uses this control signal. While controlling the degree of movement or rotation of the dimming means based on, the light whose brightness changes according to the image is supplied to the light modulating means.
The video signal expansion means expands the video signal based on the control signal. By this operation, the dynamic range of the display image in the projector can be expanded, and a projector excellent in image expression power and adaptability to the usage environment can be realized.

【0031】本発明のプロジェクタの駆動方法は、上記
本発明のプロジェクタの駆動方法であって、調光手段を
制御する制御信号を、映像を構成する1フレームあたり
の映像信号に基づいて決定し、制御信号に基づいて調光
手段の移動または回転を制御することにより光変調手段
を照明する光の光量を調節するとともに、映像信号を制
御信号に基づいて伸張し、この伸張した映像信号を光変
調手段に供給することによって映像を生成することを特
徴とする。
The projector driving method of the present invention is the projector driving method of the present invention, wherein the control signal for controlling the light control means is determined based on a video signal for one frame forming a video, By controlling the movement or rotation of the light control means based on the control signal, the light amount of the light illuminating the light modulation means is adjusted, and the video signal is expanded based on the control signal, and the expanded video signal is optically modulated. The image is generated by supplying the image to the means.

【0032】この構成によれば、プロジェクタにおける
表示画像のダイナミックレンジを拡張することができ、
映像表現力が高い映像を得ることができる。
With this configuration, the dynamic range of the display image on the projector can be expanded,
It is possible to obtain images with high image expressiveness.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】[プロジェクタ]以下、本発明の
一実施の形態を、図面を参照して説明する。まず最初
に、本発明の照明装置を備えたプロジェクタの一例であ
る液晶プロジェクタについて図1〜図5を用いて説明す
る。本実施の形態の液晶プロジェクタ30は、R
(赤)、G(緑)、B(青)の異なる色毎に透過型液晶
ライトバルブを備えた3板式のカラー液晶プロジェクタ
である。図1はこの液晶プロジェクタ30を示す概略構
成図であって、図中、符号1は照明装置、2は光源、
3,4は第1及び第2のフライアイレンズ、5は遮光板
(調光手段)、6は偏光ビームスプリッタアレイ(偏光
変換手段。以下、PBSアレイと略記する)、7は1/
2波長板アレイ、13,14はダイクロイックミラー、
15,16,17は反射ミラー、22,23,24は液
晶ライトバルブ(光変調手段)、25はクロスダイクロ
イックプリズム、26は投射レンズ(投射手段)を示し
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Projector] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a liquid crystal projector, which is an example of a projector including the lighting device of the present invention, will be described with reference to FIGS. The liquid crystal projector 30 of the present embodiment has an R
This is a three-plate type color liquid crystal projector provided with a transmissive liquid crystal light valve for each of different colors (red), G (green), and B (blue). FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the liquid crystal projector 30, in which reference numeral 1 is an illuminating device, 2 is a light source,
Reference numerals 3 and 4 denote first and second fly-eye lenses, 5 a light shielding plate (light control means), 6 a polarization beam splitter array (polarization conversion means, hereinafter abbreviated as PBS array), and 7 1 /
Two-wave plate array, 13 and 14 are dichroic mirrors,
Reference numerals 15, 16, 17 denote reflection mirrors, 22, 23, 24 liquid crystal light valves (light modulation means), 25 a cross dichroic prism, and 26 a projection lens (projection means).

【0034】本実施の形態における照明装置1は、光源
光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ2
2,23,24において均一化させるための均一照明手
段として、光源2側から第1のフライアイレンズ3、第
2のフライアイレンズ4、重畳レンズ8を備えている。
また、光源2から放射された不定偏光光束を偏光方向が
ほぼ揃った偏光光束に変換するための偏光変換手段とし
て、PBSアレイ6とその射出側に1/2波長板アレイ
を備えている。PBSアレイ6の詳細な構造について
は、例えば、特開平8−304739公報に開示されて
いる。なお、照明装置の構成については後で詳しく説明
する。
The illumination device 1 according to the present embodiment has a liquid crystal light valve 2 which is an illuminated area in which the illuminance distribution of the light source light is distributed.
The first fly-eye lens 3, the second fly-eye lens 4, and the superimposing lens 8 are provided from the light source 2 side as a uniform illuminating means for making the light uniform in 2, 23, and 24.
A PBS array 6 and a half-wave plate array on its exit side are provided as polarization converting means for converting the indefinite polarized light beam emitted from the light source 2 into a polarized light beam having a substantially uniform polarization direction. The detailed structure of the PBS array 6 is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-304739. The configuration of the lighting device will be described in detail later.

【0035】以下に照明装置1の後段の構成を各構成要
素の作用とともに説明する。青色光・緑色光反射用のダ
イクロイックミラー13は、光源2からの光束のうちの
赤色光LRを透過させるとともに、青色光LBと緑色光
LGとを反射させるものである。ダイクロイックミラー
13を透過した赤色光LRは反射ミラー17で反射さ
れ、平行化レンズ9を経て赤色光用液晶ライトバルブ2
2に入射する。一方、ダイクロイックミラー13で反射
した色光のうち、緑色光LGは緑色光反射用のダイクロ
イックミラー14によって反射され、平行化レンズ9を
経て緑色光用液晶ライトバルブ23に入射する。一方、
青色光LBはダイクロイックミラー14も透過し、集光
レンズ18、反射ミラー15、リレーレンズ19、反射
ミラー16、平行化レンズ9からなるリレー系21を経
て青色光用液晶ライトバルブ24に入射する。
The configuration of the latter stage of the illumination device 1 will be described below together with the operation of each component. The blue light / green light reflecting dichroic mirror 13 transmits the red light LR of the light flux from the light source 2 and reflects the blue light LB and the green light LG. The red light LR transmitted through the dichroic mirror 13 is reflected by the reflection mirror 17, passes through the collimating lens 9, and the liquid crystal light valve for red light 2
Incident on 2. On the other hand, of the colored light reflected by the dichroic mirror 13, the green light LG is reflected by the dichroic mirror 14 for reflecting green light, and enters the liquid crystal light valve 23 for green light through the collimating lens 9. on the other hand,
The blue light LB also passes through the dichroic mirror 14, and enters the blue light liquid crystal light valve 24 via the relay system 21 including the condenser lens 18, the reflection mirror 15, the relay lens 19, the reflection mirror 16 and the collimating lens 9.

【0036】各液晶ライトバルブ22,23,24で
は、図示しない外部からの映像情報に基づいて光変調を
行い、各色光に映像情報を含ませる。各液晶ライトバル
ブ22,23,24によって変調された3つの色光は、
クロスダイクロイックプリズム25に入射する。このプ
リズムは4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面
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つの色光が合成されてカラー画像を
表す光が形成される。合成された光は投射光学系である
投射レンズ26によりスクリーン27上に投射され、拡
大された画像が表示される。
In each of the liquid crystal light valves 22, 23 and 24, light modulation is performed based on image information from the outside (not shown) and each color light contains image information. The three color lights modulated by each liquid crystal light valve 22, 23, 24 are
It is incident on the cross dichroic prism 25. This prism 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 thereof. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The combined light is projected on the screen 27 by the projection lens 26 which is a projection optical system, and an enlarged image is displayed.

【0037】次に、本実施の形態の液晶プロジェクタ3
0の駆動方法について説明する。図2は本実施の形態の
液晶プロジェクタ30の駆動回路の構成を示すブロック
図である。調光機能を持たない従来の液晶プロジェクタ
の場合、入力された映像信号は適当な補正処理を経て、
そのまま液晶パネルドライバに供給されるが、調光機能
を有し、かつそれを映像信号に基づいて制御する本実施
の形態の場合、基本的な構成として、以下に説明する様
なデジタル信号処理ブロックであるDSP(1)〜DS
P(3)などの回路が必要となる。
Next, the liquid crystal projector 3 of the present embodiment
A driving method of 0 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the drive circuit of the liquid crystal projector 30 of the present embodiment. In the case of a conventional liquid crystal projector that does not have a dimming function, the input video signal undergoes appropriate correction processing,
Although it is supplied to the liquid crystal panel driver as it is, in the case of the present embodiment which has a dimming function and controls it based on a video signal, the basic configuration is a digital signal processing block as described below. DSP (1) to DS
A circuit such as P (3) is required.

【0038】本実施の形態では、図2に示すように、ア
ナログ信号として入力された映像信号がADコンバータ
31を経て第1のデジタル信号処理回路32(以下、D
SP(1)と略記する、制御信号決定手段)に入力され
る。DSP(1)32では映像信号から明るさ制御信号
が決定される。次に、明るさ制御信号が第2のデジタル
信号処理回路33(以下、DSP(2)と略記する、調
光制御手段)に入力されると、DSP(2)33が明る
さ制御信号に基づいて調光素子ドライバ34を制御し、
最終的には、調光素子ドライバ34が調光素子35(本
実施の形態の場合は遮光板5)を実際に駆動する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a video signal input as an analog signal passes through an AD converter 31 and a first digital signal processing circuit 32 (hereinafter, D).
The signal is input to a control signal determining means (abbreviated as SP (1)). The DSP (1) 32 determines the brightness control signal from the video signal. Next, when the brightness control signal is input to the second digital signal processing circuit 33 (hereinafter referred to as a DSP (2) abbreviated dimming control unit), the DSP (2) 33 is based on the brightness control signal. To control the dimmer driver 34,
Finally, the light control element driver 34 actually drives the light control element 35 (the light shielding plate 5 in the case of the present embodiment).

【0039】一方、DSP(1)32で決定された明る
さ制御信号は、映像信号とともに第3のデジタル信号処
理回路36(以下、DSP(3)と略記する、映像信号
伸張手段)にも入力される。DSP(3)36では明る
さ制御信号に基づいて映像信号を適当な階調範囲に伸張
する。そして、DSP(3)36で伸張処理が行われた
映像信号がDAコンバータ37により再びアナログ信号
に変換された後、パネルドライバ38に入力され、パネ
ルドライバ38から赤色光用液晶ライトバルブ22(図
1中のRパネル)、緑色光用液晶ライトバルブ23
(同、Gパネル)、青色光用液晶ライトバルブ24
(同、Bパネル)のそれぞれに供給される。
On the other hand, the brightness control signal determined by the DSP (1) 32 is also input to the third digital signal processing circuit 36 (hereinafter, referred to as DSP (3), video signal expansion means) together with the video signal. To be done. The DSP (3) 36 expands the video signal into an appropriate gradation range based on the brightness control signal. The video signal expanded by the DSP (3) 36 is converted into an analog signal again by the DA converter 37, and then input to the panel driver 38. From the panel driver 38, the red light liquid crystal light valve 22 (see FIG. R panel in 1), liquid crystal light valve for green light 23
(Same as G panel), liquid crystal light valve for blue light 24
(The same, B panel).

【0040】ここで、照明装置1の制御方法に関して
は、[1]表示映像適応型の制御、[2]投射拡大率による
制御、[3]外部からの制御、などが考えられる。以下
に、それぞれの方法について説明する。 [1]表示映像適応型の制御 まず、表示映像適応型の制御、すなわち明るい映像シー
ンでは光量が多くなり、暗いシーンでは光量が少なくな
るような表示映像に適応した明るさ制御を行う場合につ
いて考える。この場合、上述したように、映像信号に基
づいた明るさ制御信号がDSP(1)32で決定される
が、その方法には例えば次の3通りが考えられる。
Here, regarding the control method of the illumination device 1, [1] display image adaptive control, [2] control by projection magnification ratio, [3] control from the outside, etc. can be considered. Each method will be described below. [1] Display video adaptive control First, consider the case of performing display video adaptive control, that is, the brightness control adapted to the display video such that the light amount increases in a bright video scene and decreases in the dark scene. . In this case, as described above, the brightness control signal based on the video signal is determined by the DSP (1) 32, and the following three methods are possible, for example.

【0041】(a)注目しているフレームに含まれてい
る画素データのうち、明るさが最大の階調数を明るさ制
御信号とする方法。例えば8ビットで表される階調数が
0〜255の映像信号を想定する。連続した映像を構成
する任意の1フレームに着目した場合、そのフレームに
含まれる画素データの階調数毎の出現数分布(ヒストグ
ラム)が図3(a)のようになったとする。この場合、
ヒストグラムの最も明るい側の階調数(190)の映像
信号を明るさ制御信号とする。この方法は、入力される
映像信号に対して最も忠実に明るさを表現できる方法で
ある。
(A) A method in which, of the pixel data included in the frame of interest, the number of gradations having the maximum brightness is used as the brightness control signal. For example, it is assumed that a video signal whose gradation number represented by 8 bits is 0 to 255. When attention is paid to an arbitrary one frame forming a continuous image, it is assumed that the appearance number distribution (histogram) for each gradation number of the pixel data included in the frame is as shown in FIG. in this case,
The video signal having the number of gradations (190) on the brightest side of the histogram is used as the brightness control signal. This method is a method capable of expressing brightness most faithfully with respect to an input video signal.

【0042】(b)注目しているフレームに含まれてい
る画素データの階調数毎の出現数分布(ヒストグラム)
において、最大の明るさを基準に、そこから一定の割合
(例えば10%)となる階調数を明るさ制御信号とする
方法。例えば映像信号の出現数分布が図4のようであ
り、最大の明るさを示す階調数からヒストグラムの面積
で10%の領域を排除したところの階調数が230であ
ったとすると、本方法では階調数230の映像信号を明
るさ制御信号とする。図4に示したヒストグラムのよう
に、階調数255の近傍に突発的なピークがあった場
合、上記(a)の方法を採用すると、階調数255の映
像信号が明るさ制御信号となる。しかしながら、この突
発的なピークの部分は画面全体における情報としてはあ
まり意味をなしていない。これに対して、階調数230
の映像信号を明るさ制御信号とする本方法は、画面全体
の中で情報として意味を持つ領域によって判定する方法
と言うことができる。なお、上記の割合は2〜50%程
度の範囲で変化させてもよい。
(B) Appearance distribution (histogram) for each gradation number of pixel data included in the frame of interest
In the method, the maximum brightness is used as a reference, and the number of gradations from which a certain ratio (for example, 10%) is used as the brightness control signal. For example, assuming that the distribution of the number of appearances of the video signal is as shown in FIG. 4 and the number of gradations is 230 when the area of 10% in the area of the histogram is excluded from the number of gradations showing the maximum brightness, the present method is Then, the video signal having the number of gradations of 230 is used as the brightness control signal. When there is a sudden peak in the vicinity of the number of gradations 255 as in the histogram shown in FIG. 4, when the method (a) is adopted, the video signal of the number of gradations 255 becomes the brightness control signal. . However, this sudden peak portion does not make much sense as information on the entire screen. On the other hand, the number of gradations is 230
This method of using the video signal as the brightness control signal can be said to be a method of determining based on a region having meaning as information in the entire screen. In addition, you may change the said ratio in the range of about 2-50%.

【0043】(c)画面を複数のブロックに分割し、ブ
ロック毎に含まれている画素の階調数の平均値を求め、
それらの平均値のうちの最大のものを明るさ制御信号と
する方法。例えば図5に示すように、画面をm×n個の
ブロックに分割し、それぞれのブロックA11,…,A
mn毎の明るさ(階調数)の平均値を算出し、そのうち
で最大のものを明るさ制御信号とする。なお、画面の分
割数は6〜200程度とすることが望ましい。この方法
は、画面全体の雰囲気を損なうことなく、明るさを制御
できる方法である。上記(a)から(c)の方法につい
て、明るさ制御信号の判定を、表示領域全体に対して行
う他に、例えば表示領域の中央部分など、特定の部分だ
けに上記方法を適用することもできる。この場合、視聴
者が注目している部分から明るさを決定するような制御
の仕方が可能となる。
(C) The screen is divided into a plurality of blocks, and the average value of the gradation numbers of the pixels included in each block is calculated.
A method in which the maximum of those average values is used as the brightness control signal. For example, as shown in FIG. 5, the screen is divided into m × n blocks, and each block A11, ..., A
The average value of the brightness (the number of gradations) for each mn is calculated, and the maximum value is used as the brightness control signal. It is desirable that the number of screen divisions is about 6 to 200. This method is a method that can control the brightness without damaging the atmosphere of the entire screen. Regarding the above methods (a) to (c), the brightness control signal may be determined for the entire display area, or the method may be applied only to a specific portion such as the central portion of the display area. it can. In this case, it is possible to perform a control method in which the brightness is determined from the part the viewer is paying attention to.

【0044】次にDSP(2)33において、上記の方
法で決定した明るさ制御信号に基づいて調光素子ドライ
バ34を制御するが、この方法にも例えば次の3通りが
考えられる。
Next, in the DSP (2) 33, the light control element driver 34 is controlled based on the brightness control signal determined by the above method. For this method, for example, the following three ways are possible.

【0045】(a)出力された明るさ制御信号に応じて
リアルタイムで制御する方法。この場合はDSP(1)
32から出力された明るさ制御信号をそのまま調光素子
ドライバ34に供給すればよいため、DSP(2)33
での信号処理は不要となる。この方法は映像の明るさに
完全に追従する点で理想的ではあるが、映像の内容によ
っては画面の明暗が短い周期で変化することもあり、鑑
賞時にストレスを感じるなどの問題が発生する恐れがあ
る。
(A) A method of controlling in real time according to the output brightness control signal. In this case, DSP (1)
Since the brightness control signal output from 32 may be directly supplied to the dimming element driver 34, the DSP (2) 33
Signal processing in is unnecessary. This method is ideal in that it completely follows the brightness of the image, but the brightness of the screen may change in a short period depending on the content of the image, which may cause stress during viewing. There is.

【0046】(b)出力された明るさ制御信号にLPF
(ローパスフィルター)をかけ、その出力で制御する方
法。例えばLPFによって1〜30秒以下の明るさ制御
信号の変化分をカットし、その出力によって制御する。
この方法によれば、細かい時間の変化分はカットされる
ため、上記のような短い周期での明暗の変化を避けるこ
とができる。
(B) LPF is added to the output brightness control signal.
(Low-pass filter) is applied and the output is controlled. For example, the LPF cuts the change of the brightness control signal for 1 to 30 seconds or less, and controls by the output.
According to this method, since minute changes in time are cut off, it is possible to avoid changes in brightness and darkness in a short cycle as described above.

【0047】(c)明るさ制御信号の切り替わりエッジ
を検出する方法。明るさ制御信号に所定の大きさ以上
(例えば60階調以上)の変化があった場合にのみ、調
光素子35を制御する。この方法によれば、シーンの切
り替わりなどに応じた制御を行うことができる。
(C) A method of detecting a switching edge of the brightness control signal. The dimming element 35 is controlled only when the brightness control signal changes by a predetermined magnitude or more (for example, 60 gradations or more). According to this method, it is possible to perform control according to scene switching and the like.

【0048】このようにして、例えば階調数190の映
像信号が明るさ制御信号に決定された場合、最大明るさ
(階調数255)の光量を100%とすると、190/
255=75%の光量が得られるように調光素子35を
駆動する。本実施の形態の場合、調光素子35は具体的
には遮光板5であるから、透過率が75%(遮光率が2
5%)となるように遮光板5を移動させる。同様に、階
調数230の映像信号が明るさ制御信号である場合、2
30/255=90%の光量が得られるように調光素子
35を駆動する。
In this way, for example, when a video signal with a gradation number of 190 is determined as the brightness control signal, if the light amount of the maximum brightness (the gradation number of 255) is 100%, then 190 /
The light control element 35 is driven so that the light amount of 255 = 75% is obtained. In the case of the present embodiment, since the light control element 35 is specifically the light blocking plate 5, the light transmittance is 75% (the light blocking rate is 2%).
The light shielding plate 5 is moved so as to be 5%). Similarly, when the video signal with the number of gradations 230 is the brightness control signal, 2
The light control element 35 is driven so that a light amount of 30/255 = 90% is obtained.

【0049】一方、DSP(3)36では、DSP
(1)32で決定された明るさ制御信号と映像信号とに
基づいて映像信号を適当な階調範囲まで伸張する。例え
ば、表示可能な最大階調範囲にまで伸張する場合、上記
の例では表示可能な最大階調数が255であるから、図
3(a)の例で明るさ制御信号が階調数190の場合、
階調数0〜190までの映像信号を図3(b)に示すよ
うに階調数0〜255まで伸張する。このような照明光
量の制御と映像信号の伸張処理によって、映像のダイナ
ミックレンジを拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現す
ることができる。
On the other hand, in the DSP (3) 36, the DSP
(1) The video signal is expanded to an appropriate gradation range based on the brightness control signal and the video signal determined in 32. For example, when expanding to the maximum gray scale range that can be displayed, the maximum gray scale number that can be displayed is 255 in the above example. Therefore, in the example of FIG. If
A video signal with gradation levels 0 to 190 is expanded to gradation levels 0 to 255 as shown in FIG. By controlling the amount of illumination light and expanding the image signal, it is possible to expand the dynamic range of the image and realize smooth gradation expression.

【0050】[2]投射拡大率による制御 投射レンズ26のズーミングに対応させて制御する。通
常は液晶ライトバルブ(被照明領域)における単位面積
あたりの光量が一定であるから、拡大率が高くなるほど
画面は暗くなる。したがって、これを補正するように、
拡大率を大きくした場合には光量が増えるように、拡大
率を小さくした場合には光量が減るように調光素子35
を制御することができる。
[2] Control Based on Projection Magnification Ratio Control is performed in accordance with zooming of the projection lens 26. Normally, the amount of light per unit area in the liquid crystal light valve (illuminated area) is constant, so the screen becomes darker as the enlargement ratio increases. Therefore, to correct this,
The light control element 35 is arranged so that the light amount increases when the enlargement ratio is increased, and the light amount is decreased when the enlargement ratio is decreased.
Can be controlled.

【0051】[3]外部からの制御 使用者が好みに応じて調光素子35を制御できるように
する。例えば暗い鑑賞環境においては光量が少なく、明
るい鑑賞環境においては光量が多くなるように調光素子
35を制御する。この場合、使用者がコントローラなど
を用いて、もしくは調光素子を直接操作するなどして調
節する構成としてもよいし、明るさセンサなどを設けて
自動的に制御される構成としてもよい。ただし、これら
[2]、[3]の制御を行う場合には、図2で示した以外の
回路構成が必要になる。
[3] External control Allows the user to control the light control element 35 according to his / her preference. For example, the light control element 35 is controlled so that the light amount is small in a dark viewing environment and the light amount is large in a bright viewing environment. In this case, the configuration may be adjusted by the user using a controller or the like, or by directly operating the dimming element, or may be configured to be automatically controlled by providing a brightness sensor or the like. However, these
When controlling [2] and [3], a circuit configuration other than that shown in FIG. 2 is required.

【0052】[照明装置−1]次に、本発明の第1の実施
の形態の照明装置について図6〜図11、図14〜図1
5用いて説明する。本実施の形態では、均一照明手段を
構成するフライアイレンズとPBSアレイとの間に遮光
板を装入した照明装置の例を示す。図6は本実施の形態
の照明装置の概略構成を示す水平断面図、図8は遮光板
の部分を示す(a)水平断面図、(b)正面図である。
[Illumination Device-1] Next, regarding the illumination device of the first embodiment of the present invention, FIG. 6 to FIG. 11 and FIG. 14 to FIG.
5 will be described. In the present embodiment, an example of an illuminating device in which a light shielding plate is inserted between a fly-eye lens and a PBS array that form a uniform illuminating means is shown. FIG. 6 is a horizontal sectional view showing a schematic configuration of the lighting device of the present embodiment, FIG. 8 is a (a) horizontal sectional view showing a portion of the light shielding plate, and (b) a front view.

【0053】本実施の形態の照明装置1は、図6に示す
ように、光源2、2つのフライアイレンズ3,4、遮光
板5、PBSアレイ6、1/2波長板アレイ7、重畳レ
ンズ8、平行化レンズ9などを備えて構成されている。
光源2は高圧水銀ランプ等のランプ10とランプ10の
光を反射するリフレクタ11とから構成されている。ま
た、光源2に近い側から第1のフライアイレンズ3、第
2のフライアイレンズ4が順次設置されている。各フラ
イアイレンズ3,4は、複数個のレンズが配列されたも
のであり、光源2から射出された光の照度分布を被照明
領域である液晶ライトバルブにおいて均一化させるため
の均一照明手段として機能する。
As shown in FIG. 6, the illuminating device 1 of the present embodiment has a light source 2, two fly-eye lenses 3 and 4, a light blocking plate 5, a PBS array 6, a half-wave plate array 7, and a superimposing lens. 8, a parallelizing lens 9 and the like.
The light source 2 includes a lamp 10 such as a high-pressure mercury lamp and a reflector 11 that reflects the light from the lamp 10. A first fly-eye lens 3 and a second fly-eye lens 4 are sequentially installed from the side closer to the light source 2. Each of the fly-eye lenses 3 and 4 is formed by arranging a plurality of lenses and serves as a uniform illuminating means for making the illuminance distribution of the light emitted from the light source 2 uniform in the liquid crystal light valve which is the illuminated area. Function.

【0054】本実施の形態の場合、光源2から射出され
た光の光量を調節する調光手段として、図8(a)、
(b)に示すように、複数の矩形状の開口部5a(光透
過部)を有する遮光板5が第2のフライアイレンズ4と
PBSアレイ6との間に移動可能な状態で設置されてい
る。そして、PBSアレイ6の射出側には1/2波長板
アレイ7が設置され、その後段には重畳レンズ8、平行
化レンズ9が順次設置されている。
In the case of the present embodiment, as a dimming means for adjusting the light quantity of the light emitted from the light source 2, FIG.
As shown in (b), a light shielding plate 5 having a plurality of rectangular openings 5a (light transmitting portions) is movably installed between the second fly-eye lens 4 and the PBS array 6. There is. A half-wave plate array 7 is installed on the exit side of the PBS array 6, and a superimposing lens 8 and a collimating lens 9 are sequentially installed in the subsequent stage.

【0055】均一照明手段を構成するフライアイレンズ
3(光束分割手段)によって、光源2から射出された光
束は複数の部分光束に分割されると共に集光され、例え
ば図14に示すように、複数の光源像100(部分光
束)を略マトリックス状に、かつ離散的に形成する。し
たがって、光源像が形成される位置の近傍で、部分光束
の断面寸法は略最小となる。これに対して、本実施の形
態の場合、遮光板5の各開口部5aは、図10、図11
に示すように、列方向(図10、図11におけるy方
向)に並ぶ複数の光源像100を略透過できるように形
成されている。ここで、y方向に細長い形状の開口部5
aをx方向に並べている理由は、PBSアレイ6におけ
る偏光分離(図6に示すように、一つの不定偏光光束か
ら2つの偏光光束を生成し、x方向に分離した状態でP
BSアレイから射出する)の方向と対応させているため
である。また、開口部5aのx方向の幅は、PBSアレ
イ6の入射端面における偏光分離膜51と反射膜52と
の配置間隔に等しいか、或いはそれ以上の幅に設定され
ることが望ましい。この様な設定とすれば、PBSアレ
イ6に入射する光を不必要に遮光することがない。もち
ろん、x方向に細長い形状の開口部5aをy方向に並べ
た遮光板を用いることもできる。但し、その場合には、
y方向における光源像の配置間隔を考慮して、開口部の
幅を決定することが望ましい。
The light beam emitted from the light source 2 is divided into a plurality of partial light beams by the fly-eye lens 3 (light beam splitting device) constituting the uniform illuminating device, and the light beams are condensed. For example, as shown in FIG. The light source image 100 (partial light flux) is formed substantially in a matrix and discretely. Therefore, in the vicinity of the position where the light source image is formed, the cross-sectional dimension of the partial light flux becomes approximately the minimum. On the other hand, in the case of the present embodiment, each opening 5a of the light shielding plate 5 has the same shape as in FIGS.
As shown in FIG. 10, the light source images 100 arranged in the column direction (the y direction in FIGS. 10 and 11) are formed so as to be substantially transparent. Here, the opening 5 elongated in the y direction is formed.
The reason for arranging a in the x direction is that the polarized light is separated in the PBS array 6 (as shown in FIG. 6, two polarized light beams are generated from one indefinite polarized light beam and P is separated in the x direction.
This is because it corresponds to the direction of (emitted from the BS array). The width of the opening 5a in the x direction is preferably set to be equal to or larger than the arrangement interval between the polarization separation film 51 and the reflection film 52 on the incident end surface of the PBS array 6. With this setting, the light incident on the PBS array 6 is not unnecessarily blocked. Of course, it is also possible to use a light-shielding plate in which the openings 5a elongated in the x direction are arranged in the y direction. However, in that case,
It is desirable to determine the width of the opening in consideration of the arrangement interval of the light source images in the y direction.

【0056】ここで、遮光板5の外形はどのような形状
であってもかまわない。また、遮光板5は不透明な基板
内に物理的な開口部を有するものの他に、光学的に不透
明な基板内に透明な部分を有するものであっても良い。
さらに、遮光板5の不透明な部分の全部或いは少なくと
も一部は、光反射性を有するものであってもよい。遮光
板5によって反射された不要な照明光束は第1のフライ
アイレンズ3を経て光源2に戻りリフレクタ11で反射
されて、再び利用可能な照明光束となって光源2から射
出されるため、照明光束の利用効率を高められるメリッ
トがある。特に、放物面リフレクタを用いた場合、照明
光軸Lから離れた周辺部を通って遮光板5で反射された
光束は、光源2から再び射出される時点で照明光軸に近
い側を通る光束となる。照明光軸に近い側を通る光束は
被照明領域(液晶ライトバルブ)を照明する場合の照明
角が小さいため、表示特性が照明光に対する入射角依存
性を有する場合には、この様な照明角が小さな照明光束
の割合を増大させることによって、表示画像のコントラ
ストを向上できる可能性がある。例えば、表示画像がビ
デオ映像の場合を想定すると、一般的な傾向としてビデ
オ映像は暗めの映像が多いので、表示画像のコントラス
トを重視するのであれば常に照明光量を落とした使い方
が好ましい。ここで、リアルタイム性は有さないが調光
可能な光源の併用を考えると、照明光束の再利用によっ
て照明効率が向上する分、光源のパワーを低下させるこ
とができるので、消費電力の低減や光源を含めた装置の
長寿命化が期待できる。さらに、遮光板に光反射性を持
たせれば、遮光板の帯熱を防止でき、耐熱性を向上させ
ることができるというメリットもある。
Here, the outer shape of the light shielding plate 5 may be any shape. Further, the light-shielding plate 5 may have a transparent portion in an optically opaque substrate other than the one having a physical opening in the opaque substrate.
Further, all or at least a part of the opaque portion of the light shielding plate 5 may have light reflectivity. The unnecessary illumination light flux reflected by the light shielding plate 5 returns to the light source 2 through the first fly-eye lens 3, is reflected by the reflector 11, and is emitted again from the light source 2 as a usable illumination light flux. There is a merit that the utilization efficiency of the luminous flux can be improved. In particular, when a parabolic reflector is used, the light flux reflected by the light shielding plate 5 through the peripheral portion distant from the illumination optical axis L passes through the side close to the illumination optical axis when it is emitted from the light source 2 again. It becomes a luminous flux. A light flux passing through the side close to the illumination optical axis has a small illumination angle when illuminating the illuminated area (liquid crystal light valve). Therefore, if the display characteristics have an incident angle dependence on the illumination light, such an illumination angle There is a possibility that the contrast of the displayed image can be improved by increasing the ratio of the small illumination light flux. For example, assuming that the display image is a video image, the video image is often a dark image as a general tendency. Therefore, if importance is attached to the contrast of the display image, it is preferable to use the illumination light amount always reduced. Here, considering the use of a dimmable light source that does not have real-time characteristics, the power of the light source can be reduced as much as the illumination efficiency is improved by reusing the illumination light flux, so that the power consumption can be reduced and The life of the device including the light source can be expected to be extended. Further, if the light-shielding plate has a light-reflecting property, it is possible to prevent the heat-shielding of the light-shielding plate and improve the heat resistance.

【0057】遮光板5に設ける開口部5aの形状は、上
述の細長い矩形形状に限定されない。例えば、図14に
示した個々の光源像100の形状(部分光束の外形形
状)に合わせた形状としてもよい(図15参照)。もし
くは均一照明手段のフライアイレンズ3,4の設計によ
っては、複数の光源像100を照明光軸Lを中心として
放射状に配列させることもできるので、その場合、各開
口部5aが複数の光源像100の放射方向に延在する形
状としてもよい。
The shape of the opening 5a provided in the light shielding plate 5 is not limited to the elongated rectangular shape described above. For example, it may have a shape that matches the shape of the individual light source images 100 shown in FIG. 14 (the outer shape of the partial light flux) (see FIG. 15). Alternatively, depending on the design of the fly-eye lenses 3 and 4 of the uniform illuminating means, a plurality of light source images 100 can be arranged radially around the illumination optical axis L. In that case, each opening 5a has a plurality of light source images. The shape may extend in the radial direction of 100.

【0058】遮光板5の移動のさせ方としては、(1)
照明光軸Lと略平行な方向に移動させる、(2)照明光
軸Lを略中心として回転させる、(3)照明光軸Lと略
直交する方向に移動させる、の3通りが考えられる。こ
れら遮光板5の移動のさせ方は開口部5aの形状に応じ
て好ましい組み合わせがある。
The method of moving the light shielding plate 5 is (1)
There are three possible ways: moving in a direction substantially parallel to the illumination optical axis L, (2) rotating about the illumination optical axis L as a center, and (3) moving in a direction substantially orthogonal to the illumination optical axis L. There are preferable combinations of how to move the light shielding plate 5 depending on the shape of the opening 5a.

【0059】図10、図11に示したように、光源像1
00の配列に対応して開口部5aが複数の光源像100
の列方向(y方向、x方向である行方向の場合も同様)
に延在する形状である場合、図9に矢印A1で示すよう
に、上記(1)の照明光軸Lと略平行な方向に移動させ
る構成を採ることができる。遮光板5を光源2側に移動
させれば、開口部5aに対して部分光束の外形寸法が相
対的に大きくなるため、光源2からPBSアレイ6に向
かう光の一部は遮光され、PBSアレイ6に入射する光
束量は減少する。逆に、遮光板5をPBSアレイ6側に
移動させれば、開口部5aに対して部分光束の外形寸法
が相対的に小さくなるため、光源2からPBSアレイ6
に向かう光は遮られることが無くなり、PBSアレイ6
に入射する光束量は減少しない。この場合、遮光板5の
移動に対して、光源像の遮光の仕方は対称性を有するた
め被照明領域における照度分布が変化しづらく、照明光
強度の調節に際して照度ムラを生じにくい利点がある。
As shown in FIGS. 10 and 11, the light source image 1
A plurality of light source images 100 having openings 5a corresponding to the arrangement of
Column direction (the same applies to the row direction, which is the y direction and the x direction)
In the case of the shape extending in the direction of the arrow, as shown by an arrow A1 in FIG. 9, it is possible to adopt a configuration of moving in a direction substantially parallel to the illumination optical axis L of the above (1). If the light shielding plate 5 is moved to the light source 2 side, the outer dimension of the partial light flux becomes relatively large with respect to the opening 5a, so that a part of the light traveling from the light source 2 toward the PBS array 6 is shielded, and the PBS array. The amount of light flux incident on 6 decreases. On the contrary, if the light shielding plate 5 is moved to the PBS array 6 side, the outer dimension of the partial light flux becomes relatively small with respect to the opening 5a.
The light that goes to is no longer blocked and the PBS array 6
The amount of light flux incident on is not reduced. In this case, since the light shielding method of the light source image has symmetry with respect to the movement of the light shielding plate 5, the illuminance distribution in the illuminated area is hard to change, and there is an advantage that uneven illumination is unlikely to occur when adjusting the illumination light intensity.

【0060】もしくは、図11に矢印A4で示すよう
に、上記(2)の照明光軸Lを略中心に回転させる構成
を採ることができる。遮光板5が回転することによっ
て、光源像100(を形成する部分光束)と開口部5a
との重なり具合が変化するため、遮光板5の回転角を制
御することによって、PBSアレイ6に入射する光束量
を制御することができる。ところで、照明光軸Lから離
れた周辺部の光源像100からの照明光束は、被照明領
域(液晶ライトバルブ)を照明する場合の照明角が大き
くなるため、表示特性が照明光に対する入射角依存性を
有する液晶ライトバルブを使用したプロジェクタにおい
ては、投射画像のコントラストを低下させる要因となる
光であるが、特に(2)の回転の場合、一定角度だけ回
転させたときに照明光軸Lから離れた周辺部の光源像1
00の方が照明光軸Lに近い中央部の光源像100より
も先に遮光されやすいため、この構成は照明光強度の調
節を行いながら投写画像のコントラストを向上できると
いう点で好ましい。
Alternatively, as shown by an arrow A4 in FIG. 11, it is possible to adopt a configuration in which the illumination optical axis L of (2) is rotated about the center. By rotating the light shielding plate 5, the light source image 100 (partial light flux forming the light source image) and the opening 5a are formed.
Since the degree of overlap with the above changes, the amount of light flux incident on the PBS array 6 can be controlled by controlling the rotation angle of the light shielding plate 5. By the way, since the illumination light flux from the light source image 100 in the peripheral portion distant from the illumination light axis L has a large illumination angle when illuminating the illuminated area (liquid crystal light valve), the display characteristic depends on the incident angle to the illumination light. In a projector using a liquid crystal light valve having a property, the light is a factor that lowers the contrast of the projected image. Especially, in the case of the rotation of (2), the light from the illumination optical axis L when rotated by a certain angle. Light source image of the peripheral area 1
00 is more likely to be shielded before the light source image 100 in the central portion closer to the illumination optical axis L, and thus this configuration is preferable in that the contrast of the projected image can be improved while adjusting the illumination light intensity.

【0061】また、図10に矢印A2、A3で示すよう
に、(3)の照明光軸と略直交する方向に移動させる構
成を採ることもできる。この場合も上記(2)の場合と
同様に、光源像100(を形成する部分光束)と遮光板
5の開口部5aとの重なり具合を制御することによっ
て、PBSアレイ6に入射する光束量を制御することが
できる。この場合、最適な移動方向を選択すれば、上記
の2つの移動様式に対して、遮光板5の僅かな移動量で
照明光強度を大幅に調節することができる。したがっ
て、小さな移動距離でも大きな遮光量を確保できるよう
に開口部の長手方向と略直交する方向(矢印A2の方
向)に移動させることが好ましい。
Further, as shown by arrows A2 and A3 in FIG. 10, it is also possible to adopt a configuration of moving in a direction substantially orthogonal to the illumination optical axis of (3). Also in this case, as in the case of the above (2), by controlling the degree of overlap between the light source image 100 (the partial light flux forming the light source image) and the opening 5a of the light shielding plate 5, the light flux amount incident on the PBS array 6 is controlled. Can be controlled. In this case, if the optimum movement direction is selected, the illumination light intensity can be significantly adjusted with a slight movement amount of the light shielding plate 5 with respect to the above two movement modes. Therefore, it is preferable to move in a direction (direction of arrow A2) substantially orthogonal to the longitudinal direction of the opening so that a large amount of light can be secured even with a small moving distance.

【0062】一方、光源像が放射状に配列され、開口部
5aがそれに応じて放射状に形成されている場合、遮光
板5の移動のさせ方としては、上記(1)の照明光軸と
略平行な方向に移動、上記(2)の照明光軸を略中心に
回転、を採ることが最も望ましい。さらに、開口部5a
を個々の光源像の形状に合わせた形状とした場合、上記
(1)、(2)、(3)の全てが可能である。
On the other hand, when the light source images are radially arranged and the openings 5a are radially formed accordingly, the light shielding plate 5 is moved substantially parallel to the illumination optical axis in (1) above. It is most desirable to move in any direction and rotate about the illumination optical axis in (2) above. Further, the opening 5a
When the shape is adjusted to the shape of the individual light source image, all of the above (1), (2), and (3) are possible.

【0063】遮光板5を移動させるための具体的な手段
としては、例えば遮光板5にボールネジなどを連結して
おき、そのボールネジをステッピングモータ等の駆動手
段で回転させることによって遮光板5を移動させること
ができる。また、遮光板5に回転軸を設けておき、これ
をステッピングモータ等の駆動手段で回転させることに
よって遮光板5を回転させることができる。例えば、図
11に示す構成では、照明光軸Lに回転軸を設定し、円
形状の遮光板の外周部をギアを介してステッピングモー
タなどで回転する機構とすれば、回転時のモーメントを
小さく抑えることができるため、高速応答性を容易に実
現できる。いずれにしろ、遮光板5を高速応答で移動ま
たは回転させることができる構成であればよい。
As a concrete means for moving the light shielding plate 5, for example, a ball screw is connected to the light shielding plate 5, and the light shielding plate 5 is moved by rotating the ball screw by a driving means such as a stepping motor. Can be made. Further, it is possible to rotate the shading plate 5 by providing a rotation shaft on the shading plate 5 and rotating the shaft by driving means such as a stepping motor. For example, in the configuration shown in FIG. 11, if the rotation axis is set to the illumination optical axis L and the outer peripheral portion of the circular light shielding plate is rotated by a stepping motor or the like via a gear, the moment when rotating is reduced. Since it can be suppressed, high-speed response can be easily realized. In any case, any configuration may be used as long as the light blocking plate 5 can be moved or rotated with high speed response.

【0064】本実施の形態の照明装置1においては、均
一照明手段を構成する第2のフライアイレンズ4とPB
Sアレイ6との間に移動可能もしくは回転可能な遮光板
5が備えられ、この遮光板5が映像信号に基づいて高速
に駆動される構成となっているため、例えばプロジェク
タの映像シーンが明るい場面であればPBSアレイ6へ
の入射光量が多くなるように、暗い場面であれば少なく
なるように入射光量が調節される。これにより、映像シ
ーンが暗い場面の場合には、液晶ライトバルブへの照明
光束量を減少させ、その減少量に応じて液晶ライトバル
ブの透過率を上げることによって、液晶ライトバルブを
透過する最大光量をほぼ一定に保ちながら、透過光量を
細かく制御することができるため、液晶ライトバルブで
の階調表現性を高められる。これにより、光出力強度の
制御が困難な高圧水銀ランプ等からなる光源2を用いて
いても、液晶ライトバルブにおいて映像に応じた明るさ
の照明光を得ることができるため、液晶ライトバルブの
階調表現におけるダイナミックレンジを有効に活用し、
プロジェクタにおける投写画像のダイナミックレンジの
拡張に寄与することができる。
In the illuminating device 1 of the present embodiment, the second fly-eye lens 4 and the PB constituting the uniform illuminating means are arranged.
A movable or rotatable light shield plate 5 is provided between the S array 6 and this light shield plate 5 is driven at high speed based on an image signal, so that, for example, a scene where the image scene of a projector is bright. If so, the amount of incident light on the PBS array 6 is adjusted to be large, and in a dark scene, the amount of incident light is adjusted to be small. As a result, when the video scene is dark, the maximum light amount that passes through the liquid crystal light valve is reduced by decreasing the illumination light flux amount to the liquid crystal light valve and increasing the transmittance of the liquid crystal light valve according to the reduction amount. Since it is possible to finely control the amount of transmitted light while keeping the value substantially constant, it is possible to enhance the gradation expression in the liquid crystal light valve. Accordingly, even if the light source 2 including a high-pressure mercury lamp or the like whose light output intensity is difficult to control is used, it is possible to obtain the illumination light having the brightness according to the image in the liquid crystal light valve. Effectively utilizing the dynamic range in key expression,
It can contribute to the expansion of the dynamic range of the projected image in the projector.

【0065】なお、本実施の形態では、均一照明手段と
して2枚のフライアイレンズを用いた例を示したが、そ
の他、ロッドレンズ(棒状または管状の導光体)を用い
ることもできる。ロッドレンズは、入射した光束を、そ
の入射角度に応じて複数の部分光束に分割して射出する
光束分割手段としての機能を有する。図7がその場合の
構成の一例を示しており、照明装置1Bは、光源2、ロ
ッドレンズ12、集光レンズ40、リレーレンズ41、
遮光板5(調光手段)、PBSアレイ6、1/2波長板
アレイ7、重畳レンズ42、平行化レンズ43などを備
えて構成されている。均一照明手段としてロッドレンズ
12を用いた場合も複数の光源像が形成されることか
ら、照明装置1と同様に、光源像が形成される位置の近
傍に遮光板5を配置することによって所望の調光を行う
ことができる。もちろん、遮光板5は不透明な基板内に
物理的な開口部を有するものの他に、光学的に不透明な
基板内に透明な部分を有するものであっても良い。
In this embodiment, two fly-eye lenses are used as the uniform illuminating means, but rod lenses (rod-shaped or tubular light guides) can also be used. The rod lens has a function as a light beam splitting unit that splits the incident light beam into a plurality of partial light beams according to the incident angle and emits the partial light beams. FIG. 7 shows an example of the configuration in that case, and the illumination device 1B includes a light source 2, a rod lens 12, a condenser lens 40, a relay lens 41,
The light shielding plate 5 (light control means), the PBS array 6, the half-wave plate array 7, the superimposing lens 42, the collimating lens 43, and the like are provided. Even when the rod lens 12 is used as the uniform illuminating means, a plurality of light source images are formed. Therefore, similar to the illumination device 1, by disposing the light shielding plate 5 in the vicinity of the position where the light source images are formed, a desired light shielding plate 5 is provided. Dimming can be done. Of course, the light-shielding plate 5 may have a transparent portion in an optically opaque substrate other than the one having a physical opening in the opaque substrate.

【0066】上記の各実施の形態では、遮光板5をPB
Sアレイ6の直前に配置する構成を示したが、遮光板5
を第2のフライアイレンズ4やリレーレンズ41の直前
に配置する構成としても良い。要するに、PBSアレイ
6の入射側であれば、遮光板5の配置場所は限定されな
い。但し、光源像100の大きさ、すなわち光源像10
0を形成する部分光束の断面寸法が略最小となる位置に
遮光板5を配置した方が照明光の調光範囲を大きくでき
るため、PBSアレイ6の直前に配置する構成が適して
いる。また、本実施の形態では偏光変換手段としてPB
Sアレイ6を備えた場合の例を示したが、偏光変換手段
を備えない均一照明手段を用いた照明装置に対しても、
同様の遮光板を配置することで、上記と同様の効果を得
ることができる。その場合には、形成される光源像の最
大寸法に合わせて開口部5aの寸法を設定することが望
ましい。要するに、複数の光源像を形成するプロセスを
有する照明装置であれば、それらの光源像が形成される
位置の近傍に、外部からの情報によって制御可能な遮光
板を配置することによって、本発明と同様の効果を実現
することができる。
In each of the above-mentioned embodiments, the light shielding plate 5 is set to PB.
Although the configuration arranged immediately before the S array 6 is shown, the light blocking plate 5
May be arranged immediately before the second fly-eye lens 4 and the relay lens 41. In short, the location of the light shielding plate 5 is not limited as long as it is on the incident side of the PBS array 6. However, the size of the light source image 100, that is, the light source image 10
Since it is possible to increase the dimming range of the illumination light by disposing the light shielding plate 5 at a position where the cross-sectional dimension of the partial light flux forming 0 is substantially minimum, the configuration arranged immediately before the PBS array 6 is suitable. Further, in the present embodiment, the PB is used as the polarization conversion means.
An example in which the S array 6 is provided has been shown, but also for an illuminating device using a uniform illuminating means without a polarization converting means,
By arranging the same light shielding plate, the same effect as described above can be obtained. In that case, it is desirable to set the size of the opening 5a according to the maximum size of the formed light source image. In short, in the case of an illumination device having a process of forming a plurality of light source images, by disposing a light shielding plate controllable by information from the outside in the vicinity of the position where those light source images are formed, The same effect can be realized.

【0067】[照明装置−2]次に、本発明の第2の実施
の形態の照明装置について図12を用いて説明する。本
実施の形態の照明装置は、均一照明手段として特にロッ
ドレンズを用いた場合に有効な構成である。
[Illumination Device-2] Next, an illumination device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The illumination device of the present embodiment has a configuration that is particularly effective when a rod lens is used as the uniform illumination means.

【0068】本実施の形態の照明装置45は、図12に
示すように、光源2とロッドレンズ12(棒状または管
状の導光体)との間に遮光板44が設置されている。こ
の遮光板44は、ロッドレンズ12に入射する光束の外
形形状に対応した形状の開口部44a(光透過部)を有
しており、照明光軸Lに沿う方向(図12中の矢印A
1)に移動できる構成となっている。
As shown in FIG. 12, the illumination device 45 of the present embodiment has a light shielding plate 44 installed between the light source 2 and the rod lens 12 (a rod-shaped or tubular light guide). The light shielding plate 44 has an opening 44a (light transmitting portion) having a shape corresponding to the outer shape of the light beam incident on the rod lens 12, and is in the direction along the illumination optical axis L (arrow A in FIG. 12).
It is configured to be able to move to 1).

【0069】すなわち、第1の実施の形態の照明装置に
おいては、均一照明手段によって形成される複数の光源
像(を形成する部分光束)を遮光板で遮光する構成であ
ったのに対し、本実施の形態の照明装置45は、複数の
部分光束を形成する以前の段階であるロッドレンズ12
に入射する一つの光束を遮光板で遮光する構成となって
いる。遮光板44を光源2側に移動させれば、開口部4
4aに対して光束の外形寸法が相対的に大きくなるた
め、光源2からロッドレンズ12に大きな角度で入射す
る光は遮光され、ロッドレンズ12に入射する光束量は
減少する。逆に、遮光板44をロッドレンズ12側に移
動させれば、開口部44aに対して光束の外形寸法が相
対的に小さくなるため、光源2からロッドレンズ12に
入射する光は遮られることが無くなり、ロッドレンズ1
2に入射する光束量は減少しない。この構成において
も、外部からの情報に応じて遮光板44を照明光軸Lに
沿う方向に移動させることで遮光板44での透過光量を
調節することができ、本発明の第1の照明装置と同様
に、光源2からの光出力強度が一定のままであっても、
被照明領域(液晶ライトバルブ)に入射する照明光束量
を制御することができる。
That is, in the illuminating device of the first embodiment, the light-shielding plate shields a plurality of light source images (partial light beams forming the same) formed by the uniform illuminating means. The illumination device 45 according to the embodiment includes the rod lens 12 that is a stage before forming a plurality of partial light beams.
One light flux incident on is blocked by a light blocking plate. If the light shielding plate 44 is moved to the light source 2 side, the opening 4
Since the outer size of the light flux is relatively large with respect to 4a, the light that enters the rod lens 12 from the light source 2 at a large angle is blocked, and the amount of light flux that enters the rod lens 12 decreases. On the contrary, if the light shielding plate 44 is moved to the rod lens 12 side, the outer dimension of the light flux becomes relatively small with respect to the opening 44a, so that the light incident on the rod lens 12 from the light source 2 may be blocked. Lost, rod lens 1
The amount of light flux incident on 2 does not decrease. Also in this configuration, the amount of light transmitted through the light shielding plate 44 can be adjusted by moving the light shielding plate 44 in the direction along the illumination optical axis L in accordance with information from the outside, and thus the first lighting device of the present invention. Similarly, even if the light output intensity from the light source 2 remains constant,
It is possible to control the amount of illumination light flux incident on the illuminated area (liquid crystal light valve).

【0070】なお、この遮光板44は、照明光軸Lに沿
う方向だけでなく、照明光軸Lに垂直な方向に移動する
構成としてもよい。或いは、開口部44aの略中心を通
って照明光軸Lと直交する軸Ly(例えばy軸)を中心
に、矢印A5で示すように遮光板44を回転させる構成
としてもよい。後者の場合には、遮光板44を回転させ
ることによって、照明光軸Lと直交するxy平面におけ
る開口部44aの実質的な開口断面面積が減少するた
め、遮光板44を通過する光束量を減少させられる。こ
の場合、照明光軸Lに沿って別の遮光板44を新たに配
置し、互いの回転軸を直交する方向(例えばx軸とy
軸)に設定して回転角を同期させて駆動すれば、調光時
に照明光の照度分布の維持がしやすいという点で優れて
いる。要するに、何れの場合でも、遮光板44での透過
光量を調節することができる。
The light shielding plate 44 may be moved not only in the direction along the illumination optical axis L but also in the direction perpendicular to the illumination optical axis L. Alternatively, the light blocking plate 44 may be rotated as indicated by an arrow A5 about an axis Ly (for example, the y axis) orthogonal to the illumination optical axis L and passing through the substantial center of the opening 44a. In the latter case, by rotating the light blocking plate 44, the substantial opening cross-sectional area of the opening 44a in the xy plane orthogonal to the illumination optical axis L is reduced, so the amount of light flux passing through the light blocking plate 44 is reduced. To be made. In this case, another light shielding plate 44 is newly arranged along the illumination optical axis L, and the rotation axes thereof are orthogonal to each other (for example, x-axis and y-axis).
(Axis) and drive in synchronization with the rotation angle is advantageous in that it is easy to maintain the illuminance distribution of the illumination light during dimming. In short, in any case, the amount of light transmitted through the light shield plate 44 can be adjusted.

【0071】[照明装置−3]次に、本発明の第3の実施
の形態の照明装置について図13を用いて説明する。第
1、第2の実施の形態の照明装置が遮光板を備えていた
のに対し、本実施の形態の照明装置は遮光板を備えてお
らず、遮光板の作用によって調光を行うものではない点
で上記実施の形態と異なっている。ただし、本実施の形
態の場合は、偏光変換手段を備えていることが必須であ
る。図13では偏光変換手段であるPBSアレイの部分
のみを図示している。
[Illumination Device-3] Next, an illumination device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. While the lighting devices of the first and second embodiments are provided with the light blocking plate, the lighting device of the present embodiment is not provided with the light blocking plate, and the dimming is performed by the action of the light blocking plate. It is different from the above embodiment in that there is no point. However, in the case of the present embodiment, it is indispensable to include the polarization conversion means. In FIG. 13, only the portion of the PBS array that is the polarization conversion means is shown.

【0072】本実施の形態の照明装置は、光源と、ロッ
ドレンズやフライアイレンズ等の光束分割手段と、光束
分割手段により得られた複数の部分光束が入射し偏光変
換されるPBSアレイ6(偏光変換手段)とを備えてい
る。PBSアレイ6は照明光軸Lに略平行な方向もしく
は照明光軸Lに略垂直な方向に移動可能に設置されてお
り、外部からの情報に基づいてPBSアレイ6が移動す
ることによりPBSアレイ6からの射出光の偏光状態を
制御可能な構成となっている。特にPBSアレイ6を照
明光軸Lに垂直な方向に移動させる構成の場合には、P
BSアレイ6の偏光分離方向(図13における矢印B1
の方向)に沿った方向に移動させる構成となっている。
The illumination device according to the present embodiment includes a light source, a light beam splitting means such as a rod lens and a fly's eye lens, and a PBS array 6 (wherein a plurality of partial light fluxes obtained by the light beam splitting means are incident and polarized. Polarization conversion means). The PBS array 6 is installed so as to be movable in a direction substantially parallel to the illumination optical axis L or a direction substantially perpendicular to the illumination optical axis L, and the PBS array 6 is moved by the movement of the PBS array 6 based on information from the outside. The polarization state of the light emitted from is controlled. Particularly, in the case of a configuration in which the PBS array 6 is moved in a direction perpendicular to the illumination optical axis L, P
Polarization separation direction of BS array 6 (arrow B1 in FIG. 13)
The direction) is configured to move in the direction.

【0073】図13(a)、(b)は、例えばPBSア
レイ6を偏光分離方向B1に移動させた場合の偏光状態
の変化を説明するための図であり、図中、符号7は1/
2波長板アレイ、21は液晶ライトバルブ、50は液晶
ライトバルブ21の入射側偏光子(偏光選択手段)であ
る。通常の状態(調光をかけない状態)では、図13
(a)に示すように、不定偏光光束の大部分がPBSア
レイ6の偏光分離膜51に入射し、ミラー52にはほと
んど光束が入射しない設定となっている。偏光分離膜5
1に入射した不定偏光光束は、偏光方向が異なる2種類
の偏光光束に分離され、例えば、図13(a)において
は偏光方向が紙面に平行な偏光(以下の説明ではこの光
をP偏光とする)は偏光分離膜51をそのまま透過して
PBSアレイ6からP偏光として射出される。一方、偏
光方向が紙面に垂直な偏光(以下の説明ではこの光をS
偏光とする)は偏光分離膜51で反射し、ミラー52で
再度反射した後、1/2波長板アレイ7で偏光方向を9
0°回転してP偏光に変換されて、PBSアレイ6から
射出される。すなわち、図13に示したPBSアレイ6
の構成に依れば、不定偏光光束の大部分が最初に偏光分
離膜51に入射することによって、PBSアレイ6から
射出される光束の大部分はP偏光光束となる。液晶ライ
トバルブ21の入射側偏光子50は紙面に平行な方向が
透過軸の方向(図13において矢印Pで示す)となるよ
うに配置されているので、PBSアレイ6から射出され
たP偏光はこの偏光子50を透過することができ、液晶
ライトバルブ21の照明に寄与することができる。
FIGS. 13A and 13B are views for explaining the change in the polarization state when the PBS array 6 is moved in the polarization separation direction B1, for example, and reference numeral 7 in the drawings is 1 /
A two-wave plate array, 21 is a liquid crystal light valve, and 50 is an incident side polarizer (polarization selecting means) of the liquid crystal light valve 21. In a normal state (a state without dimming), FIG.
As shown in (a), most of the indefinite polarized light beam is incident on the polarization separation film 51 of the PBS array 6 and almost no light beam is incident on the mirror 52. Polarization separation film 5
The indefinite polarized light beam incident on the beam splitter 1 is split into two types of polarized light beams having different polarization directions. For example, in FIG. 13A, polarized light whose polarization direction is parallel to the paper surface (in the following description, this light is referred to as P polarized light) Is transmitted through the polarization separation film 51 as it is and emitted from the PBS array 6 as P-polarized light. On the other hand, polarized light whose polarization direction is perpendicular to the paper surface (this light will be referred to as S
Polarized light) is reflected by the polarization separation film 51, reflected again by the mirror 52, and then polarized by the half-wave plate array 7 in the polarization direction 9
It is rotated by 0 °, converted into P-polarized light, and emitted from the PBS array 6. That is, the PBS array 6 shown in FIG.
According to this configuration, most of the indefinitely polarized light beam first enters the polarization separation film 51, and most of the light beam emitted from the PBS array 6 becomes the P-polarized light beam. Since the incident side polarizer 50 of the liquid crystal light valve 21 is arranged so that the direction parallel to the paper surface is the direction of the transmission axis (indicated by the arrow P in FIG. 13), the P polarized light emitted from the PBS array 6 is This polarizer 50 can be transmitted and can contribute to the illumination of the liquid crystal light valve 21.

【0074】次に、調光をかける場合には、例えば、偏
光分離膜51とミラー52のピッチ分だけPBSアレイ
6を偏光分離方向B1に移動させる。すると、図13
(b)に示すように、不定偏光状態の光束がPBSアレ
イ6のミラー52に最初に入射することになる。する
と、光は不定偏光状態のままミラー52で反射され、図
13(b)における紙面の下側から偏光分離膜51に入
射するが、この偏光分離膜51はP偏光を透過させ、S
偏光を反射させるものであるから、偏光分離膜51で反
射されたS偏光はPBSアレイ6からS偏光として射出
される。一方、偏光分離膜51を透過したP偏光は、偏
光分離膜51の上側のミラー52で再度反射された後、
1/2波長板アレイ7で偏光方向を90°回転してS偏
光に変換され、PBSアレイ6からS偏光として射出さ
れる。すなわち、不定偏光光束の大部分が最初にミラー
52に入射することによって、PBSアレイ6から射出
される光束の大部分はS偏光光束となる。ところが、液
晶ライトバルブ21の入射側偏光子50は紙面に平行な
方向が透過軸方向となるように配置されているので、P
BSアレイ6から射出されたS偏光は入射側偏光子50
を透過することができず、液晶ライトバルブ21の照明
には寄与しない。なお、ここで言う調光とは、液晶ライ
トバルブに入射する特定の偏光光束の光束量をPBSア
レイ6の移動によって制御することを意味している。
Next, when dimming is performed, for example, the PBS array 6 is moved in the polarization separation direction B1 by the pitch of the polarization separation film 51 and the mirror 52. Then, as shown in FIG.
As shown in (b), the light flux in the indefinite polarization state first enters the mirror 52 of the PBS array 6. Then, the light is reflected by the mirror 52 in an indefinite polarization state and is incident on the polarization separation film 51 from the lower side of the paper surface in FIG. 13B. The polarization separation film 51 transmits P-polarized light and S
Since the polarized light is reflected, the S-polarized light reflected by the polarization separation film 51 is emitted from the PBS array 6 as S-polarized light. On the other hand, the P-polarized light transmitted through the polarization separation film 51 is reflected again by the mirror 52 on the upper side of the polarization separation film 51,
The polarization direction is rotated by 90 ° by the half-wave plate array 7 to be converted into S-polarized light, and the S-polarized light is emitted from the PBS array 6. That is, when most of the indefinitely polarized light beam enters the mirror 52 first, most of the light beam emitted from the PBS array 6 becomes the S-polarized light beam. However, since the incident side polarizer 50 of the liquid crystal light valve 21 is arranged so that the direction parallel to the paper surface becomes the transmission axis direction,
The S-polarized light emitted from the BS array 6 is the incident side polarizer 50.
Cannot be transmitted and does not contribute to the illumination of the liquid crystal light valve 21. The dimming referred to here means controlling the luminous flux amount of a specific polarized luminous flux incident on the liquid crystal light valve by moving the PBS array 6.

【0075】以上、偏光分離膜51とミラー52のピッ
チ分だけPBSアレイ6を移動させた場合の偏光状態の
変化について説明した。この場合は理論上は100%透
過と0%透過の場合となるが、PBSアレイ6の移動量
を適宜調節することにより液晶ライトバルブ21の入射
側偏光子50における光透過量を0〜100%の間で任
意に設定することができる。このようにして、第3の実
施の形態の照明装置においては、調光操作、すなわちP
BSアレイ6の移動を行うことによって照明装置から射
出される照明光束の偏光状態を変化させられるため、入
射側偏光子50を介して、結果的に液晶ライトバルブに
到達する光量を外部からの情報に基づいて調節すること
ができる。
The change of the polarization state when the PBS array 6 is moved by the pitch of the polarization separation film 51 and the mirror 52 has been described above. In this case, theoretically, there are cases of 100% transmission and 0% transmission, but by appropriately adjusting the movement amount of the PBS array 6, the light transmission amount in the incident side polarizer 50 of the liquid crystal light valve 21 is 0 to 100%. Can be set arbitrarily. Thus, in the lighting device according to the third embodiment, the dimming operation, that is, P
Since the polarization state of the illumination light flux emitted from the illumination device can be changed by moving the BS array 6, the amount of light that eventually reaches the liquid crystal light valve via the incident-side polarizer 50 is used as information from the outside. Can be adjusted based on.

【0076】また、一般的に、PBSアレイ6は部分光
束によって形成される光源像が、略最小の大きさになる
位置に配置されるため、PBSアレイ6を照明光軸Lと
略平行な方向に移動させる構成の場合には、PBSアレ
イ6の移動によって、偏光分離膜51に対応する入射端
面51aと光源像(部分光束の断面寸法)との相対的な
大きさの関係が変化する。したがって、調光をかけない
状態では入射光束(不定偏光光束)の大部分が直接偏光
分離膜51に入射するのに対して、調光をかけた状態で
は入射光束の一部が直接ミラー52に入射することとな
り、上述したメカニズムによって、照明装置から射出さ
れる照明光束の偏光状態を変化させ、結果的に液晶ライ
トバルブに到達する光量を外部からの情報に基づいて調
節することができる。
Further, in general, since the PBS array 6 is arranged at a position where the light source image formed by the partial light flux has a substantially minimum size, the PBS array 6 is oriented in a direction substantially parallel to the illumination optical axis L. In the case of the configuration in which the PBS array 6 is moved to, the relative size relationship between the incident end face 51a corresponding to the polarization separation film 51 and the light source image (the sectional size of the partial light flux) changes. Therefore, most of the incident light flux (indefinitely polarized light flux) directly enters the polarization separation film 51 when the dimming is not applied, whereas part of the incident light flux directly enters the mirror 52 when the dimming is applied. Since the light enters, the polarization state of the illumination light flux emitted from the illumination device can be changed by the mechanism described above, and as a result, the amount of light reaching the liquid crystal light valve can be adjusted based on information from the outside.

【0077】なお、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
えば遮光板の開口部の形状や数、配置等に関しては上記
実施の形態に限ることなく、適宜変更が可能である。ま
た、映像情報に応じてリアルタイム的に調光を行う様態
以外にも、視聴者の好みや明るさなどの視聴環境に応じ
て非リアルタイム的に調光を行う様態に対しても、本発
明の構成を適用することができる。さらに、上記実施の
形態では光変調手段として液晶ライトバルブを用いた液
晶プロジェクタの例を挙げたが、その他の電気光学素子
(例えばDMD)を光変調手段として用いたプロジェク
タに対しても本発明を適用することが可能である。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the shape, number, arrangement, etc. of the openings of the light shielding plate are not limited to those in the above-described embodiment, but can be changed as appropriate. Further, in addition to the manner of performing dimming in real time according to video information, the present invention can be applied to a manner of performing non-real time dimming according to a viewing environment such as a viewer's preference and brightness. Configurations can be applied. Further, in the above-described embodiment, the example of the liquid crystal projector using the liquid crystal light valve as the light modulating means is described, but the present invention is also applicable to the projector using other electro-optical element (for example, DMD) as the light modulating means. It is possible to apply.

【0078】[0078]

【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、光源の光出力強度が一定のままでも
被照明領域において映像に応じた明るさの光が得られ、
プロジェクタにおける投写画像のダイナミックレンジの
拡張に寄与することができる。そして、この照明装置の
使用により、映像表現力や使用環境への順応性の面で優
れた効果を持つプロジェクタを実現することができる。
As described above in detail, according to the lighting device of the present invention, light having a brightness corresponding to an image can be obtained in the illuminated area even if the light output intensity of the light source remains constant.
It can contribute to the expansion of the dynamic range of the projected image in the projector. By using this lighting device, it is possible to realize a projector having an excellent effect in terms of image expression power and adaptability to the usage environment.

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

【図1】 本発明の第1の実施形態の液晶プロジェクタ
の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal projector according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 同、液晶プロジェクタの駆動回路の構成を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a drive circuit of the liquid crystal projector.

【図3】 同、液晶プロジェクタにおいて、(a)映像
信号から明るさ制御信号を決定する第1の方法を説明す
るための図、(b)映像信号の伸張処理の方法を説明す
るための図である。
3A and 3B are diagrams for explaining a first method for determining a brightness control signal from a video signal in the liquid crystal projector, and FIG. 3B is a diagram for explaining a method for expanding a video signal. Is.

【図4】 同、第2の方法を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the second method of the same.

【図5】 同、第3の方法を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the third method of the same.

【図6】 本発明の第1の実施形態の照明装置の概略構
成を示す水平断面図である。
FIG. 6 is a horizontal cross-sectional view showing a schematic configuration of the lighting device of the first embodiment of the present invention.

【図7】 ロッドレンズを用いた場合の照明装置の概略
構成を示す水平断面図である。
FIG. 7 is a horizontal cross-sectional view showing a schematic configuration of an illumination device when a rod lens is used.

【図8】 同、照明装置の遮光板の構成を示す図であっ
て、(a)水平断面図、(b)正面図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a light-shielding plate of the lighting device, including (a) a horizontal sectional view and (b) a front view.

【図9】 同、遮光板の移動方向の一例を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a moving direction of the light shielding plate.

【図10】 同、遮光板の移動方向の他の例を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing another example of the movement direction of the light shielding plate.

【図11】 同、遮光板の移動方向のさらに他の例を示
す図である。
FIG. 11 is a diagram showing still another example of the movement direction of the light shielding plate.

【図12】 本発明の第2の実施形態の照明装置の概略
構成を示す水平断面図である。
FIG. 12 is a horizontal sectional view showing a schematic configuration of a lighting device according to a second embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の第2の実施形態の照明装置におけ
るPBSアレイの作用を説明するための図である。
FIG. 13 is a view for explaining the action of the PBS array in the lighting device of the second embodiment of the present invention.

【図14】 均一照明手段によって形成される光源像の
様子を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state of a light source image formed by uniform illumination means.

【図15】 他の遮光板の一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of another light blocking plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1B,45 照明装置 2 光源 3 第1のフライアイレンズ(均一照明手段) 4 第2のフライアイレンズ(均一照明手段) 5,44 遮光板(調光手段) 5a,44a 開口部(光透過部) 6 PBSアレイ(偏光変換手段) 12 ロッドレンズ(均一照明手段) 21 リレー系 22,23,24 液晶ライトバルブ(光変調手段) 26 投射レンズ(投射手段) 30 液晶プロジェクタ(プロジェクタ) 32 DSP(1)(制御信号決定手段) 33 DSP(2)(調光制御手段) 35 調光素子 36 DSP(3)(映像信号伸張手段) 1,1B, 45 Lighting device 2 light sources 3 First fly-eye lens (uniform illumination means) 4 Second fly-eye lens (uniform illumination means) 5,44 Light shield (light control means) 5a, 44a Opening (light transmitting part) 6 PBS array (polarization conversion means) 12 Rod lens (uniform illumination means) 21 Relay system 22, 23, 24 Liquid crystal light valve (light modulator) 26 Projection lens (projection means) 30 Liquid crystal projector (projector) 32 DSP (1) (control signal determining means) 33 DSP (2) (dimming control means) 35 Light control element 36 DSP (3) (video signal expansion means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // G02F 1/13 505 F21Y 101:00 1/13357 F21M 1/00 T F21Y 101:00 Fターム(参考) 2H088 EA14 EA15 HA06 HA13 HA14 HA20 HA24 HA28 MA04 2H091 FA05 FA10 FA14 FA23 FA26 FA34 FA41 FD22 LA18 MA07 3K042 AA00 AA01 AC06 BE09 CB01 CB02 CB06 CB12 5C058 BA07 BA08 BA23 BA29 EA01 EA02 EA11 EA51 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // G02F 1/13 505 F21Y 101: 00 1/13357 F21M 1/00 T F21Y 101: 00 F term (reference) ) 2H088 EA14 EA15 HA06 HA13 HA14 HA20 HA24 HA28 MA04 2H091 FA05 FA10 FA14 FA23 FA26 FA34 FA41 FD22 LA18 MA07 3K042 AA00 AA01 AC06 BE09 CB01 CB02 CB06 CB12 5C058 BA07 BA08 BA23 BA29 EA01 EA51 EA02 EA02 EA01 EA01 EA02 EA02

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プロジェクタの光変調手段を照明するた
めに用いられる照明装置であって、 光源と、該光源から入射する光を複数の部分光束に分割
する過程を経て被照明領域における照明光の照度分布を
略均一化する均一照明手段と、前記複数の部分光束を略
透過可能な光透過部を有し、移動または回転可能に設置
された調光手段とを備え、外部からの情報に基づいて前
記調光手段を移動または回転させることにより前記調光
手段を通過する光束量を調節可能としたことを特徴とす
る照明装置。
1. An illumination device used for illuminating a light modulating means of a projector, comprising: a light source; and a process of splitting light incident from the light source into a plurality of partial light fluxes, the illumination light of an illumination area being illuminated. Based on information from the outside, it is provided with a uniform illuminating means for making the illuminance distribution substantially uniform, and a dimming means having a light transmitting portion capable of substantially transmitting the plurality of partial luminous fluxes and movably or rotatably installed. An illuminating device characterized in that the amount of light flux passing through the light control means can be adjusted by moving or rotating the light control means.
【請求項2】 前記複数の部分光束を入射させて偏光変
換を行う偏光変換手段を更に備え、前記調光手段により
前記偏光変換手段に入射する光束量を調節可能としたこ
とを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
2. A polarization conversion means for performing polarization conversion by making the plurality of partial light fluxes incident, and the light control means is capable of adjusting the amount of light flux incident on the polarization conversion means. The illumination device according to item 1.
【請求項3】 前記調光手段が、複数の開口部を有する
遮光板からなることを特徴とする請求項1または2に記
載の照明装置。
3. The illuminating device according to claim 1, wherein the light control unit is a light shielding plate having a plurality of openings.
【請求項4】 前記遮光板は、光反射性を有する遮光部
を備えていることを特徴とする請求項3に記載の照明装
置。
4. The lighting device according to claim 3, wherein the light shielding plate includes a light shielding portion having light reflectivity.
【請求項5】 前記開口部の各々が、個々の部分光束の
外形形状に対応した形状とされたことを特徴とする請求
項3または4に記載の照明装置。
5. The illumination device according to claim 3, wherein each of the openings has a shape corresponding to an outer shape of an individual partial light flux.
【請求項6】 前記開口部の各々が、一方向に並ぶ複数
の部分光束の外形形状を略包含する形状とされたことを
特徴とする請求項3または4に記載の照明装置。
6. The illumination device according to claim 3, wherein each of the openings has a shape that substantially includes the outer shapes of a plurality of partial light beams arranged in one direction.
【請求項7】 前記均一照明手段により前記複数の部分
光束がマトリクス状に配列される構成とされ、前記開口
部の各々が前記複数の部分光束の列方向または行方向に
延在する形状とされたことを特徴とする請求項6に記載
の照明装置。
7. The uniform illumination means is configured to arrange the plurality of partial light fluxes in a matrix, and each of the openings is shaped to extend in the column direction or the row direction of the plurality of partial light fluxes. The lighting device according to claim 6, wherein
【請求項8】 前記均一照明手段により前記複数の部分
光束が照明光軸を略中心として放射状に配列される構成
とされ、前記開口部の各々が前記複数の部分光束の放射
方向に延在する形状とされたことを特徴とする請求項6
に記載の照明装置。
8. The uniform illuminating means arranges the plurality of partial light beams in a radial pattern with an illumination optical axis as a center, and each of the openings extends in a radial direction of the plurality of partial light beams. 7. The shape according to claim 6, wherein the shape is formed.
The lighting device according to.
【請求項9】 前記調光手段が、照明光軸と略平行な方
向に移動可能とされたことを特徴とする請求項5ないし
8のいずれか一項に記載の照明装置。
9. The lighting device according to claim 5, wherein the light control unit is movable in a direction substantially parallel to an illumination optical axis.
【請求項10】 前記調光手段が、照明光軸を略中心と
して回転可能とされたことを特徴とする請求項5ないし
8のいずれか一項に記載の照明装置。
10. The lighting device according to claim 5, wherein the light control means is rotatable about an illumination optical axis.
【請求項11】 前記調光手段が、照明光軸と略直交す
る方向に移動可能とされたことを特徴とする請求項5な
いし7のいずれか一項に記載の照明装置。
11. The lighting device according to claim 5, wherein the light control unit is movable in a direction substantially orthogonal to an illumination optical axis.
【請求項12】 前記調光手段が、照明光軸と略直交
し、かつ前記開口部の長手方向と略直交する方向に移動
可能とされたことを特徴とする請求項6または7に記載
の照明装置。
12. The light control means according to claim 6 or 7, wherein the light control means is movable in a direction substantially orthogonal to an illumination optical axis and substantially orthogonal to a longitudinal direction of the opening. Lighting equipment.
【請求項13】 プロジェクタの光変調手段を照明する
ために用いられる照明装置であって、 光源と、前記光源から入射する光の照度分布を被照明領
域において略均一化する棒状または管状の導光体を有す
る均一照明手段と、前記導光体に入射される光束の外形
形状に対応した形状であって前記光束を略透過可能な光
透過部を有し、前記光源と前記均一照明手段との間に照
明光軸に略平行な方向もしくは前記照明光軸に略垂直な
方向に移動可能に設置された調光手段とを備え、外部か
らの情報に基づいて前記調光手段を前記照明光軸に略平
行な方向もしくは前記照明光軸に略垂直な方向に移動さ
せる、或いは前記調光手段を前記照明光軸と略直交する
方向に設定された回転軸を中心に回転させることにより
前記調光手段を通過する光束量を調節可能としたことを
特徴とする照明装置。
13. A lighting device used for illuminating a light modulating means of a projector, comprising: a light source, and a rod-shaped or tubular light guide for substantially equalizing an illuminance distribution of light incident from the light source in an illuminated region. A uniform illuminating means having a body, and a light transmitting portion having a shape corresponding to the outer shape of the light flux incident on the light guide body and capable of substantially transmitting the light flux, and the light source and the uniform illuminating means And a dimming unit installed so as to be movable in a direction substantially parallel to the illumination optical axis or in a direction substantially perpendicular to the illumination optical axis, and the dimming unit is provided with the dimming unit based on information from the outside. The light control means by moving the light control means in a direction substantially parallel to or in a direction substantially perpendicular to the illumination light axis, or by rotating the light control means about a rotation axis set in a direction substantially orthogonal to the light control axis. The amount of light flux that passes through the means Possible and illuminating device, characterized in that the.
【請求項14】 前記調光手段が、開口部を有する遮光
板からなり、前記遮光板は、光反射性を有する遮光部を
備えていることを特徴とする請求項13に記載の照明装
14. The lighting device according to claim 13, wherein the light control unit is a light-shielding plate having an opening, and the light-shielding plate includes a light-shielding portion having light reflectivity.
【請求項15】 プロジェクタの光変調手段を照明する
ために用いられる照明装置であって、 光源と、前記光源から入射される光を複数の部分光束に
分割する光束分割手段と、前記複数の部分光束を入射さ
せて偏光変換を行う移動可能に設置された偏光変換手段
と、被照明領域の入射側に配置された偏光選択手段とを
備え、外部からの情報に基づいて前記偏光変換手段を移
動させることにより前記偏光変換手段からの射出光の偏
光状態が制御可能とされたことを特徴とする照明装置。
15. A lighting device used for illuminating a light modulating means of a projector, comprising: a light source, a light beam splitting means for splitting light incident from the light source into a plurality of partial light fluxes, and the plurality of portions. It comprises a movably installed polarization conversion means for entering a light beam to perform polarization conversion, and a polarization selection means arranged on the incident side of the illuminated area, and moves the polarization conversion means based on information from the outside. By doing so, the polarization state of the light emitted from the polarization conversion means can be controlled.
【請求項16】 前記偏光変換手段が偏光ビームスプリ
ッタアレイからなり、該偏光ビームスプリッタアレイを
偏光分離方向に移動させることを特徴とする請求項15
に記載の照明装置。
16. The polarization conversion means comprises a polarization beam splitter array, and the polarization beam splitter array is moved in a polarization separation direction.
The lighting device according to.
【請求項17】 照明手段と、前記照明手段から射出さ
れる光を変調する光変調手段と、前記光変調手段により
変調された光を投射する投射手段とを有するプロジェク
タであって、 前記照明手段として、請求項1ないし16のいずれか一
項に記載の照明装置を備えたことを特徴とするプロジェ
クタ。
17. A projector comprising: an illuminating means, a light modulating means for modulating light emitted from the illuminating means, and a projecting means for projecting the light modulated by the light modulating means. A projector comprising the illumination device according to any one of claims 1 to 16.
【請求項18】 映像を構成する1フレームあたりの映
像信号に基づいて前記調光手段を制御する制御信号を決
定する制御信号決定手段と、前記制御信号に基づいて前
記調光手段の移動または回転を制御する調光制御手段
と、前記映像信号を前記制御信号に基づいて伸張する映
像信号伸張手段とを備えたことを特徴とする請求項17
に記載のプロジェクタ。
18. A control signal deciding means for deciding a control signal for controlling the dimming means on the basis of a video signal for one frame forming an image, and a movement or rotation of the dimming means on the basis of the control signal. 18. A dimming control means for controlling the image signal, and a video signal expansion means for expanding the video signal based on the control signal.
The projector described in.
【請求項19】 請求項17に記載のプロジェクタの駆
動方法であって、 映像を構成する1フレームあたりの映像信号に基づいて
前記調光手段を制御する制御信号を決定し、前記制御信
号に基づいて前記調光手段の移動または回転を制御する
ことにより前記光変調手段を照明する光の光量を調節す
るとともに、前記映像信号を前記制御信号に基づいて伸
張し、この伸張した映像信号を前記光変調手段に供給す
ることによって映像を生成することを特徴とするプロジ
ェクタの駆動方法。
19. The method for driving a projector according to claim 17, wherein a control signal for controlling the dimming unit is determined based on a video signal per frame forming an image, and based on the control signal. The light amount of the light illuminating the light modulating means is adjusted by controlling the movement or rotation of the light control means, and the video signal is expanded based on the control signal. A method for driving a projector, characterized in that an image is generated by supplying the image to a modulator.
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