JP2007199432A - Optical unit and projection display device using the same - Google Patents

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JP2007199432A JP2006018367A JP2006018367A JP2007199432A JP 2007199432 A JP2007199432 A JP 2007199432A JP 2006018367 A JP2006018367 A JP 2006018367A JP 2006018367 A JP2006018367 A JP 2006018367A JP 2007199432 A JP2007199432 A JP 2007199432A
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啓 中山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical unit capable of attaining both high brightness and high contrast, and the miniaturization of the unit, and to provide a projection display device using the optical unit. <P>SOLUTION: A variable diaphragm for shielding light emitted from a light source and adjusting the light quantity of the emitted light is arranged between a first lens array for dividing the light from the light source into a plurality of luminous fluxes and a second lens array for superposing a plurality of secondary light source images formed by the first lens array in an area to be illuminated. Further, the surface of the variable diaphragm is formed to have a curved surface so as to reflect the shielded light. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源からの光を映像信号に応じて光強度変調して光学像を形成する映像表示素子と、該光学像を拡大して投射する投射レンズとを有する光学ユニット及びこれを用いた投射型表示装置に関する。   The present invention uses an optical unit having an image display element that forms an optical image by modulating light intensity of light from a light source according to a video signal, and a projection lens that magnifies and projects the optical image, and the optical unit. The present invention relates to a projection display device.

下記特許文献1には、反射ミラーで構成された可変絞りを第1のアレイレンズより光源側に配置した構成が開示されている。そして、該可変絞りによって遮られた光束は反射して光源側に戻り、この戻り光束が、放物リフレクタの作用によって、再度反射して出射されるため、本来可変絞りよって捨てられる光束を有効に利用可能な技術が開示されている。   Patent Document 1 below discloses a configuration in which a variable aperture configured by a reflecting mirror is arranged on the light source side from the first array lens. Then, the light beam blocked by the variable diaphragm is reflected and returned to the light source side, and this return light beam is reflected and emitted again by the action of the parabolic reflector, so that the light beam originally discarded by the variable diaphragm is effectively used. Available technologies are disclosed.

特開2004−151674号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-151474

特許文献1の反射ミラーで形成された可変絞りは、可変絞りを光源と第1のレンズアレイとの間に設置しなければ高輝度化を達成することが不可能であって、可変絞り自体の設置空間およびその可動範囲の空間を新たに確保する必要があり、装置の大型化が問題となる。   The variable aperture formed by the reflection mirror of Patent Document 1 cannot achieve high brightness unless the variable aperture is installed between the light source and the first lens array. It is necessary to newly secure an installation space and a space within the movable range thereof, and an increase in the size of the apparatus becomes a problem.

本発明は、上記した従来の技術状況に鑑みてなされたもので、その目的は、高輝度化と高コントラスト化を両立すると共に、装置を小型化した光学ユニットおよびそれを用いた投射型表示装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described conventional technical situation, and an object of the present invention is to achieve both high luminance and high contrast, an optical unit in which the apparatus is miniaturized, and a projection display device using the same. Is to provide.

本発明の一面は、光源からの出射光の光量を遮光し調節する可変絞りを、光源からの光を複数の光束に分割する第1のレンズアレイと、第1のレンズアレイによって形成された複数の2次光源像を被照明領域において重ね合わせるための第2のレンズアレイとの間に配置し、さらに、その可変絞りの表面には、遮光した光を反射させる曲面形状の面を有し、反射した光を光源へ戻し、再び光源のリフレクタによって光を再利用することを特徴とする。   In one aspect of the present invention, a variable aperture that blocks and adjusts the amount of light emitted from a light source includes a first lens array that divides the light from the light source into a plurality of light beams, and a plurality of the first lens array. The secondary light source image is arranged between the second lens array for superimposing in the illuminated area, and the surface of the variable aperture has a curved surface that reflects the shielded light, The reflected light is returned to the light source, and the light is reused again by the reflector of the light source.

本発明によれば、光源からの出射光の光量を遮光し調節する可変絞りを、第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとの間に配置した場合に、第1のレンズアレイと第2のレンズアレイ間の空間が十分空いているため、その空間を利用して可変絞りを配置可能であるため、投射型表示装置を小型化することが可能となる。   According to the present invention, when the variable diaphragm that blocks and adjusts the amount of light emitted from the light source is disposed between the first lens array and the second lens array, the first lens array and the second lens array are arranged. Since the space between the lens arrays is sufficiently vacant, the variable aperture can be arranged using the space, so that the projection display device can be downsized.

図1は、実施例1を示す投射型表示装置を示す図である。同図で、一点鎖線で囲まれた部分が、光源からの光を映像表示素子で映像信号に応じて光強度変調して光学像を形成し、該光学像を投射レンズで拡大して投射する光学ユニットで、投射型表示装置は、該光学ユニットを図示しない回路基板とともに図示しない筐体に収納したものである。   FIG. 1 is a diagram illustrating a projection display apparatus according to the first embodiment. In the same figure, the part surrounded by the alternate long and short dash line forms an optical image by modulating the light intensity of the light from the light source according to the video signal by the video display element, and enlarges and projects the optical image by the projection lens. In the optical unit, the projection type display device is one in which the optical unit is housed in a housing (not shown) together with a circuit board (not shown).

図1において、光源20より出射した光は、第1のレンズアレイ31と第2のレンズアレイ32とからなる光源20からの光を均一化するレンズアレイ群30に入射する。レンズアレイ群30の第1のレンズアレイ31はマトリックス状に複数のレンズセルが配列されており、入射した光を複数の光に分割して、効率よく第2のレンズアレイ32、偏光変換素子40を通過させるように導く。第2のレンズアレイ32は、第1のレンズアレイ31と同様にマトリックス状に複数のレンズセルが配列されており、該レンズセルそれぞれが、対応する第1のレンズアレイ31の各レンズセルの投影像を集光レンズ50、およびコンデンサレンズ110R、110G、第1のリレーレンズ80、第2のリレーレンズ81、コンデンサレンズ110Bにより、各映像表示素子(例えば、透過型の液晶パネル)140R、140G、140B上に重ね合わせる。このようにして、レンズアレイ群30は映像表示素子への照射光の均一化を行う。このとき、第2のレンズアレイ32を出射した光は、偏光変換素子40により所定方向の偏光(ここでは、S偏光)に揃えられ、後述する色分離部にて色分離され、各色対応の映像表示素子140R、140G、140Bに照射される。   In FIG. 1, light emitted from the light source 20 is incident on a lens array group 30 that equalizes light from the light source 20 including a first lens array 31 and a second lens array 32. In the first lens array 31 of the lens array group 30, a plurality of lens cells are arranged in a matrix, and the incident light is divided into a plurality of lights, and the second lens array 32 and the polarization conversion element 40 are efficiently divided. Lead to pass through. Similar to the first lens array 31, the second lens array 32 has a plurality of lens cells arranged in a matrix, and each lens cell is a projection of each lens cell of the corresponding first lens array 31. The image is displayed on each image display element (for example, a transmissive liquid crystal panel) 140R, 140G by a condenser lens 50, condenser lenses 110R, 110G, a first relay lens 80, a second relay lens 81, and a condenser lens 110B. Overlay on 140B. In this manner, the lens array group 30 makes the irradiation light to the image display element uniform. At this time, the light emitted from the second lens array 32 is aligned with polarized light in a predetermined direction (here, S-polarized light) by the polarization conversion element 40, and is color-separated by a color separation unit to be described later. The display elements 140R, 140G, and 140B are irradiated.

次に色分離部の説明をする。集光レンズ50を出射した光は、第1のダイクロイックミラー60で、例えば、赤色光の成分(R光)は反射し、反射ミラー70を経て、映像表示素子140Rに入射する。第1のダイクロイックミラー60を透過した緑青色光の成分(GB光)は、第2のダイクロイックミラー61に入射し、例えば、緑色光の成分(G光)は、第2のダイクロイックミラー61で反射し、映像表示素子140Gに入射する。該第2のダイクロイックミラー61を透過した青色光の成分(B光)は反射ミラー71、72とリレーレンズ80、81を経て、映像表示素子140Bに入射する。図1に示すようにB光の光路は、R光、G光の光路に対して長いため、リレーレンズ80、81により、効率良く映像表示素子140BにB光が照射されるようにしている。   Next, the color separation unit will be described. The light emitted from the condenser lens 50 is reflected by the first dichroic mirror 60, for example, the red light component (R light) is reflected, and enters the image display element 140R via the reflection mirror 70. The green-blue light component (GB light) transmitted through the first dichroic mirror 60 is incident on the second dichroic mirror 61, and for example, the green light component (G light) is reflected by the second dichroic mirror 61. Then, it enters the video display element 140G. The blue light component (B light) transmitted through the second dichroic mirror 61 is incident on the image display element 140B via the reflection mirrors 71 and 72 and the relay lenses 80 and 81. As shown in FIG. 1, since the optical path of the B light is longer than the optical paths of the R light and the G light, the image display element 140B is efficiently irradiated with the B light by the relay lenses 80 and 81.

G光用の映像表示素子140Gの入射側には、入射側偏光板120Gが配置され、偏光変換素子40にてS偏光にそろえられなかったP偏光成分を除去している。映像表示素子140Gは、素子駆動回路230により、G映像信号(図示せず)に応じて映像表示素子140Gの各画素に対応する透明電極に印加する電圧を制御することで、偏光の捩れ量を変化させている。映像表示素子140Gの出射側には出射側偏光板130Gが配置されており、入射側偏光板120Gとは偏光方向を90°異ならせている。このため、各画素において偏光の捩れ量が変化しP偏光となったもののみ、出射側偏光板130Gを透過することが可能となる。このように、各画素に濃淡(偏光の捩れ量)を変える光強度変調をおこなうことで光学像を形成する。この結果、得られた映像表示素子140G上の光学像は、色合成ダイクロイックプリズム150を透過し、投射レンズ160によってスクリーン170上へと投射され、大画面映像を得ることができる。   An incident-side polarizing plate 120G is disposed on the incident side of the G light image display element 140G, and P-polarized light components that have not been aligned with the S-polarized light by the polarization conversion element 40 are removed. The image display element 140G controls the voltage applied to the transparent electrode corresponding to each pixel of the image display element 140G according to the G image signal (not shown) by the element driving circuit 230, thereby reducing the amount of polarization twist. It is changing. An output side polarizing plate 130G is disposed on the output side of the image display element 140G, and the polarization direction is different from that of the incident side polarizing plate 120G by 90 °. For this reason, it is possible to transmit only the light that changes in the twist amount of polarization in each pixel and becomes P-polarized light through the output-side polarizing plate 130G. In this manner, an optical image is formed by performing light intensity modulation that changes the density (amount of polarization twist) on each pixel. As a result, the obtained optical image on the image display element 140G passes through the color synthesis dichroic prism 150 and is projected onto the screen 170 by the projection lens 160, so that a large screen image can be obtained.

映像表示素子140R、140B側も映像表示素子140G側と同様に形成されている。しかし、映像表示素子140R、140Bにおいては、透過した光が投射レンズ160によって投射されるためには、色合成ダイクロイックプリズム150内のプリズム面にて反射する必要がある。この場合、S偏光の方が効率が良いため、入射側偏光板120R、120Bの入射側にλ/2板115R、115Bを配置し、S偏光をP偏光に変換している。すなわち、入射側偏光板120R、120Bにおいては、S偏光成分を除去するよう作用し、映像表示素子140R、140Bの各画素にて偏光が捩れS偏光となったもののみ、出射側偏光板130R、130Bを透過し、その光は色合成ダイクロイックプリズム150内のプリズム面にて反射し、投射レンズ160によってスクリーン170上に投射される。   The video display elements 140R and 140B are formed in the same manner as the video display element 140G. However, in the image display elements 140 </ b> R and 140 </ b> B, in order for the transmitted light to be projected by the projection lens 160, it is necessary to reflect on the prism surface in the color synthesis dichroic prism 150. In this case, since the S-polarized light is more efficient, the λ / 2 plates 115R and 115B are arranged on the incident side of the incident-side polarizing plates 120R and 120B to convert the S-polarized light into P-polarized light. That is, the incident-side polarizing plates 120R and 120B act to remove the S-polarized light component, and only the light-polarized light that has been twisted into S-polarized light in each pixel of the image display elements 140R and 140B. The light passing through 130B is reflected by the prism surface in the color synthesis dichroic prism 150 and projected onto the screen 170 by the projection lens 160.

また、R光路には赤外線をカットするIRカットフィルタ90、B光路には紫外線をカットするUVカットフィルタ100が配置されている。   Further, an IR cut filter 90 that cuts infrared rays is arranged in the R optical path, and a UV cut filter 100 that cuts ultraviolet rays is arranged in the B optical path.

第1のレンズアレイ31と第2のレンズアレイ32との間には、可変絞り10が配置されている。該可変絞り10は電動回転駆動部180により回転可能で、その回転は、視聴環境に応じた映像モードに対応し、回転駆動回路210によって電動回転駆動部180を介して制御されている。また、該可変絞り10は、光源20からの出射光の該可変絞り10への入射角度が90度となるように形成された反射ミラー11を有している。   A variable diaphragm 10 is disposed between the first lens array 31 and the second lens array 32. The variable diaphragm 10 can be rotated by an electric rotation driving unit 180, and the rotation corresponds to a video mode corresponding to the viewing environment, and is controlled by the rotation driving circuit 210 via the electric rotation driving unit 180. The variable stop 10 has a reflection mirror 11 formed so that the incident angle of the light emitted from the light source 20 to the variable stop 10 is 90 degrees.

図3(a)は、可変絞り10で反射した光の再利用を示した図であり、図3(b)は、図3(a)において点線で囲まれた可変絞り周辺の拡大図である。図3(b)に示すように、可変絞り10は、第1のレンズアレイからの光である入射光12を、該第1のレンズアレイからの光の方向と略同じ方向に反射するように形成された反射ミラー11を有する。本実施例で使用される反射ミラー11の形状は、曲面形状であって、曲面の接線14に対して光が垂直に反射する形状である。該曲面は、円形状、楕円面形状、放物面形状等で形成されてもよい。そのため、反射ミラー11で反射した反射光13を光源20へ戻すことが可能となる。そして、この反射光13は、再び光源ランプのリフレクタ21で反射され、再び第1のレンズアレイ31へと入射するため、光を再利用することが可能となる。尚、実施例1で使用されているリフレクタ21は、放物面形状で形成されているものであるが、楕円面形状で形成されてもよいことは言うまでもない。   FIG. 3A is a diagram showing the reuse of light reflected by the variable aperture 10, and FIG. 3B is an enlarged view around the variable aperture surrounded by a dotted line in FIG. 3A. . As shown in FIG. 3B, the variable stop 10 reflects the incident light 12, which is light from the first lens array, in a direction substantially the same as the direction of the light from the first lens array. The reflection mirror 11 is formed. The shape of the reflecting mirror 11 used in the present embodiment is a curved surface shape, in which light is reflected perpendicularly to the tangent line 14 of the curved surface. The curved surface may be formed in a circular shape, an elliptical shape, a parabolic shape, or the like. Therefore, the reflected light 13 reflected by the reflecting mirror 11 can be returned to the light source 20. The reflected light 13 is reflected again by the reflector 21 of the light source lamp and enters the first lens array 31 again, so that the light can be reused. In addition, although the reflector 21 used in Example 1 is formed in a parabolic shape, it goes without saying that it may be formed in an elliptical shape.

ここで、図5に可変絞り10を動作させた場合(図5(a))と、動作させない場合(図5(b))を示す。図5に示すように、該可変絞り10を動作させた場合は、可変絞り10を動作させない場合に対し、映像表示素子140への入射角度140aが小さくなり、コントラストが向上する。理由としては、図2に示す一般的な映像表示素子140への入射角度に対するコントラストの視野角特性の一例から分かるように、映像表示素子の入射角特性によるものである。   FIG. 5 shows a case where the variable diaphragm 10 is operated (FIG. 5A) and a case where the variable diaphragm 10 is not operated (FIG. 5B). As shown in FIG. 5, when the variable diaphragm 10 is operated, the incident angle 140a to the image display element 140 is reduced and the contrast is improved as compared with the case where the variable diaphragm 10 is not operated. The reason is due to the incident angle characteristic of the video display element as can be seen from an example of the viewing angle characteristic of the contrast with respect to the incident angle to the general video display element 140 shown in FIG.

さらに、図4に示すように、可変絞り10は第1のレンズアレイ31のマトリックス状に配列した各レンズセルに対応してセル配列している。これによって、可変絞り10の各セルの全部を動作、あるいは一部を動作させることが可能となり、図2に示すようなコントラストの高い中央領域だけに光を入射したい場合は、それに対応した可変絞りの各セルを動作させれば、高いコントラストが得られる。また、可変絞りに形成した反射ミラー11によって、光が再利用できるため、明るさを落とさずに、コントラストを向上させることが可能となる。従来トレードオフの関係であった高輝度化と高コントラスト化の両立が可能となる。   Further, as shown in FIG. 4, the variable diaphragm 10 is arranged in a cell corresponding to each lens cell arranged in a matrix of the first lens array 31. This makes it possible to operate all or a part of each cell of the variable aperture 10, and when it is desired to enter light only in the central region having a high contrast as shown in FIG. If each cell is operated, a high contrast can be obtained. In addition, since the light can be reused by the reflecting mirror 11 formed on the variable stop, it is possible to improve the contrast without reducing the brightness. It is possible to achieve both high brightness and high contrast, which was a trade-off relationship.

ここで、可変絞り10の動作制御に関して説明する。電動回転駆動部180は、回転駆動回路210により駆動され、この動作は映像調整部220により制御される。映像調整部220は、映像モードに応じて、回転駆動回路210、電動回転駆動部180から第1のレンズアレイ31に対応した可変絞り10の各セルを動作させ、映像表示素子140への入射角度を可変する。   Here, the operation control of the variable diaphragm 10 will be described. The electric rotation drive unit 180 is driven by the rotation drive circuit 210, and this operation is controlled by the image adjustment unit 220. The image adjustment unit 220 operates each cell of the variable diaphragm 10 corresponding to the first lens array 31 from the rotation drive circuit 210 and the electric rotation drive unit 180 according to the image mode, and the incident angle to the image display element 140. Is variable.

図1に戻って、メモリ310は、上記したそれぞれの視聴環境に応じた映像モード(例えばリビングモードやシアターモード)にそれぞれ対応した可変絞り10の各セルの動作状態を格納しておくメモリである。メモリ310には、可変絞り10の各セルの動作状態とともに、図示しない信号処理部で視聴環境に応じて用いられるγ特性を対応させて記憶させてもよい。   Returning to FIG. 1, the memory 310 is a memory for storing the operation state of each cell of the variable aperture 10 corresponding to each of the video modes (for example, the living mode and the theater mode) according to each viewing environment described above. . The memory 310 may store the operation state of each cell of the variable diaphragm 10 and the γ characteristics used in accordance with the viewing environment by a signal processing unit (not shown) in association with each other.

入力部300は映像モードの選択を映像調整部220に指示するもので、映像調整部220は、入力部300で選択された、視聴環境に応じた映像モードに従って、メモリ310から、対応する可変絞り10の各セルの動作状態、γ特性を読み出し、回転駆動回路210、電動回転駆動部180から可変絞り10の各セルの動作を制御すると共に、図示しない信号処理部に対応するγ特性を設定する。このように、様々な視聴環境に応じた複数の可変絞り10の動作状態、γ特性を、それぞれの映像モードに対応させて予めメモリ310に設定しておけば、映像調整部220を通じてなされる入力部300による映像モードの選択だけで、視聴環境に最適なコントラストを有する明るい投射映像が得られる。   The input unit 300 instructs the video adjustment unit 220 to select a video mode, and the video adjustment unit 220 selects the corresponding variable aperture from the memory 310 according to the video mode selected according to the viewing environment. The operation state and γ characteristic of each of the 10 cells are read out, the operation of each cell of the variable aperture 10 is controlled from the rotation drive circuit 210 and the electric rotation drive unit 180, and the γ characteristic corresponding to a signal processing unit (not shown) is set. . As described above, if the operation states and γ characteristics of the plurality of variable apertures 10 corresponding to various viewing environments are set in the memory 310 in advance corresponding to the respective video modes, the input made through the video adjustment unit 220 is performed. Only by selecting the video mode by the unit 300, a bright projected video having a contrast optimum for the viewing environment can be obtained.

もちろん、視聴者がそれぞれの視聴環境に応じた最適な可変絞りセル10の状態を映像調整部220でメモリ310にそれぞれの視聴環境に対応させてメモリできるようにして、入力部300で所望の視聴環境(映像モード)を選択すれば、容易に該所望の可変絞りセル10の動作状態を再現できるようにしても良い。   Of course, the viewer can store the optimum state of the variable aperture cell 10 corresponding to each viewing environment in the video adjustment unit 220 in the memory 310 corresponding to each viewing environment, and the input unit 300 can perform desired viewing. If the environment (video mode) is selected, the desired operation state of the variable aperture cell 10 may be easily reproduced.

上記では、映像モードを視聴環境に対応させている。しかし、視聴する映像ソフトにも様々なジャンルがあり、ジャンルで映像の特性が異なる。従って、視聴環境とともに、ジャンルにも対応させて映像特性を選択できるようにするのが好ましい。すなわち、例えばテレビモード、スポーツモード、ミュージックモードといった映像モードも設ける方が好ましい。このようにすれば、視聴環境や映像ジャンルに対応した映像モードを有する投射型表示装置を一台で実現可能となる。   In the above, the video mode corresponds to the viewing environment. However, there are various genres in viewing video software, and the video characteristics differ depending on the genre. Therefore, it is preferable that the video characteristics can be selected corresponding to the genre as well as the viewing environment. That is, it is preferable to provide a video mode such as a television mode, a sports mode, and a music mode. In this way, a single projection display device having a video mode corresponding to the viewing environment and video genre can be realized.

図6に可変絞り10の作用による、映像表示素子140への入射角度θに対する、明るさとコントラストの関係を示す。同図において、実線は可変絞り10の動作が有る場合による明るさとコントラストの関係を、点線は可変絞り10の動作が無い場合の明るさとコントラストの関係を表す実験データである。同図の実線で示した曲線250、260、270、280が示すように、可変絞り10の動作によって、映像表示素子140への光線入射角度θが小さくなると、可変絞り10を動作させない時の曲線270、280と比較し、明るさをほとんど落とさずにコントラストを向上させることが可能となる。   FIG. 6 shows the relationship between the brightness and the contrast with respect to the incident angle θ to the image display element 140 due to the action of the variable diaphragm 10. In the figure, the solid line represents experimental data representing the relationship between brightness and contrast when the variable aperture 10 operates, and the dotted line represents experimental data representing the relationship between brightness and contrast when the variable aperture 10 is not operated. As indicated by curves 250, 260, 270, and 280 indicated by solid lines in the figure, when the light incident angle θ to the image display element 140 is reduced by the operation of the variable aperture 10, the curve when the variable aperture 10 is not operated. Compared with 270 and 280, the contrast can be improved with almost no reduction in brightness.

以上から、リビング等の明室空間や専用ルーム等の暗室空間において、その視聴環境に応じた映像調整を視聴者が選択的におこなう場合、入力部300によって視聴環境に応じた映像モード(例えば、シアターモードやリビングモード)を選択すれば、回転駆動回路210および電動回転駆動部180によって、可変絞り10が回転し、映像表示素子140に入射する光の入射角度を変化させることで、選択した映像モードに最適なコントラストを有する明るい投射映像を得ることが可能となる。また、可変絞り10を第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとの間に配置しているため、高輝度化と高コントラスト化を両立すると共に、装置の小型化が可能となる。   From the above, when the viewer selectively performs video adjustment according to the viewing environment in a bright room space such as a living room or a dark room space such as a dedicated room, the input unit 300 uses the video mode corresponding to the viewing environment (for example, If the theater mode or the living mode) is selected, the variable diaphragm 10 is rotated by the rotation driving circuit 210 and the electric rotation driving unit 180, and the incident angle of the light incident on the image display element 140 is changed. It is possible to obtain a bright projection image having a contrast optimum for the mode. In addition, since the variable stop 10 is disposed between the first lens array and the second lens array, it is possible to achieve both high brightness and high contrast and to reduce the size of the apparatus.

尚、実施例1では映像表示素子として透過型の液晶パネルを適用した場合について説明したが、反射型の液晶パネル、DMDパネル等の映像表示素子を用いた場合にも適用可能であることは言うまでもない。   In the first embodiment, the case where a transmissive liquid crystal panel is applied as an image display element has been described. Needless to say, the present invention can also be applied to a case where an image display element such as a reflective liquid crystal panel or a DMD panel is used. Yes.

実施例1の投射型表示装置を示す図。1 is a diagram illustrating a projection display device according to Embodiment 1. FIG. 映像表示素子におけるコントラストの視野角特性を示す図。The figure which shows the viewing angle characteristic of the contrast in a video display element. 実施例1の可変絞りの動作を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the variable aperture according to the first embodiment. 図3(a)において点線で囲まれた可変絞り周辺の拡大図。FIG. 4 is an enlarged view of the periphery of a variable diaphragm surrounded by a dotted line in FIG. 実施例1の可変絞りのレンズアレイに対する配置を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement of the variable diaphragm according to the first embodiment with respect to the lens array. 可変絞りによる映像表示素子への入射角度を示す概略図。Schematic which shows the incident angle to the image display element by a variable aperture. 可変絞りの動作有無に対する明るさとコントラストの変化を示す図。The figure which shows the change of the brightness and contrast with respect to the presence or absence of operation | movement of a variable aperture.

符号の説明Explanation of symbols

1…光学ユニット、10…可変絞り、11…反射ミラー、12…入射光、13…反射光、14…接線、20…光源、21…リフレクタ、30…レンズアレイ群、31…第1のレンズアレイ、32…第2のレンズアレイ、40…偏光変換素子、50…集光レンズ、60…第1のダイクロイックミラー、61…第2のダイクロイックミラー、70,71,72…反射ミラー、80…第1のリレーレンズ、81…第2のリレーレンズ、90…IRカットフィルタ、100…UVカットフィルタ、110R,110G,110B…コンデンサレンズ、115R,115B…λ/2板、120R,120G,120B…入射側偏光板、130R,130G,130B…出射側偏光板、140R,140G,140B…映像表示素子、140a,140b…映像表示素子への入射角度、150…色合成ダイクロイックプリズム、160…投射レンズ、170…スクリーン、180…電動回転駆動部、210…回転駆動回路、220…映像調整部、230…素子駆動回路、250…可変絞りを動作させた場合の映像表示素子への入射角度に対する明るさ変化の曲線、260…可変絞りを動作させた場合の映像表示素子への入射角度に対するコントラスト変化の曲線、270…可変絞りを動作させ無い場合の映像表示素子への入射角度に対する明るさ変化の曲線、280…可変絞りを動作させ無い場合の映像表示素子への入射角度に対するコントラスト変化の曲線、300…入力部、310…メモリ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical unit, 10 ... Variable stop, 11 ... Reflection mirror, 12 ... Incident light, 13 ... Reflected light, 14 ... Tangent, 20 ... Light source, 21 ... Reflector, 30 ... Lens array group, 31 ... 1st lens array , 32 ... second lens array, 40 ... polarization conversion element, 50 ... condensing lens, 60 ... first dichroic mirror, 61 ... second dichroic mirror, 70, 71, 72 ... reflection mirror, 80 ... first Relay lens, 81 ... second relay lens, 90 ... IR cut filter, 100 ... UV cut filter, 110R, 110G, 110B ... condenser lens, 115R, 115B ... λ / 2 plate, 120R, 120G, 120B ... incident side Polarizing plate, 130R, 130G, 130B ... Emission side polarizing plate, 140R, 140G, 140B ... Image display element, 140a, 140b ... Incident angle to image display element, 150 ... color synthesis dichroic prism, 160 ... projection lens, 170 ... screen, 180 ... electric rotation drive unit, 210 ... rotation drive circuit, 220 ... image adjustment unit, 230 ... element drive circuit, 250 ... Curve of change in brightness with respect to incident angle on image display element when variable aperture is operated, 260 ... Curve of contrast change with respect to incident angle on image display element when variable aperture is operated, 270 ... Variable aperture Curve of change in brightness with respect to incident angle to image display element when not operating 280 ... Curve of contrast change with respect to incident angle to image display element without operating variable aperture, 300 ... Input unit, 310 ... memory.

Claims (10)

光源と、
第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとで形成され、前記光源からの光の照度を均一化するレンズアレイ群と、
前記第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとの間に配置され、前記第1のレンズアレイからの光を前記第1のレンズアレイからの光の方向と同じ方向に反射するように形成された可変絞りと、
前記第2のレンズアレイからの光を映像信号に基づいて変調して光学像を形成する映像表示素子と、
前記映像表示素子からの光を投射する投射レンズとを有することを特徴とする投射型表示装置。
A light source;
A lens array group that is formed of a first lens array and a second lens array and uniformizes the illuminance of light from the light source;
It is disposed between the first lens array and the second lens array, and is formed so as to reflect the light from the first lens array in the same direction as the direction of the light from the first lens array. Variable aperture,
A video display element that modulates light from the second lens array based on a video signal to form an optical image;
A projection display device, comprising: a projection lens that projects light from the image display element.
請求項1記載の投射型表示装置であって、
前記可変絞りは、視野角特性の形状に基づいて光を絞った状態と、解除した状態を有することを特徴とする投射型表示装置。
The projection display device according to claim 1,
The projection type display device, wherein the variable stop has a state in which light is stopped based on a shape of a viewing angle characteristic and a state in which the light is released.
請求項1又は2記載の投射型表示装置であって、
前記可変絞りは、反射ミラーであることを特徴とする投射型表示装置。
A projection display device according to claim 1 or 2,
The projection display device, wherein the variable diaphragm is a reflection mirror.
請求項3記載の投射型表示装置であって、
前記反射ミラーは、複数個で形成されることを特徴とする投射型表示装置。
A projection type display device according to claim 3,
A projection display device comprising a plurality of reflection mirrors.
請求項4記載の投射型表示装置であって、
前記可変絞りを絞った状態の場合に、前記複数個の反射ミラーの各々を視野角特性に基づいた形状となるように配置することを特徴とする投射型表示装置。
A projection type display device according to claim 4,
A projection-type display device, wherein the plurality of reflecting mirrors are arranged so as to have a shape based on a viewing angle characteristic when the variable aperture is in a narrowed state.
請求項3から5記載の投射型表示装置であって、
前記反射ミラーは、曲面で形成されることを特徴とする投射型表示装置。
The projection display device according to claim 3, wherein
The projection display device, wherein the reflection mirror is formed of a curved surface.
請求項6記載の投射型表示装置であって、
前記曲面の形状は、円形状、楕円面形状、放物面形状の何れか一方であることを特徴とする投射型表示装置。
The projection display device according to claim 6,
The projection display device characterized in that the curved surface has any one of a circular shape, an elliptical shape, and a parabolic shape.
請求項6又は7記載の投射型表示装置であって、
前記可変絞りは、前記第1レンズアレイからの光を、前記曲面の接線に対して垂直に反射することを特徴とする投射型表示装置。
The projection display device according to claim 6 or 7,
The variable aperture diaphragm reflects light from the first lens array perpendicularly to a tangent to the curved surface.
光源と、
第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとで形成され、前記光源からの光の照度を均一化するレンズアレイ群と、
前記第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとの間に配置され、前記第1のレンズアレイからの光を反射する曲面で形成された可変絞りと、
前記第2のレンズアレイからの光を映像信号に基づいて変調して光学像を形成する映像表示素子と、
前記映像表示素子からの光を投射する投射レンズとを有し、
前記第1レンズアレイからの光は、前記曲面の接線に対して垂直に反射することを特徴とする投射型表示装置。
A light source;
A lens array group that is formed of a first lens array and a second lens array and uniformizes the illuminance of light from the light source;
A variable stop disposed between the first lens array and the second lens array and formed of a curved surface that reflects light from the first lens array;
A video display element that modulates light from the second lens array based on a video signal to form an optical image;
A projection lens for projecting light from the image display element;
The projection display apparatus, wherein light from the first lens array is reflected perpendicularly to a tangent to the curved surface.
光源からの光を映像表示素子に照射し、映像信号に基づき光を変調して光学像を形成する投射型表示装置用の光学ユニットであって、
少なくとも、第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとで形成され、光源からの光の照度を均一化するレンズアレイ群と、
前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとの間に配置され、前記第1のレンズアレイからの光を前記第1のレンズアレイからの光の方向と同じ方向に反射するように形成された可変絞りとを有することを特徴とする光学ユニット。
An optical unit for a projection display device that irradiates a video display element with light from a light source and modulates the light based on a video signal to form an optical image,
A lens array group formed of at least a first lens array and a second lens array and uniformizing the illuminance of light from the light source;
It is arranged between the first lens array and the second lens array, and is formed so as to reflect the light from the first lens array in the same direction as the light from the first lens array. And an optical unit.
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