JP2008122767A - Projection type display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、投写型表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display device.
照明光学系から出力される照明光を受光してこれを光変調することにより、映像光を生成し、生成された映像光をスクリーン上に投影させる投写型表示装置が知られている。 There is known a projection display apparatus that receives illumination light output from an illumination optical system and modulates the illumination light to generate image light and project the generated image light on a screen.
この投写型表示装置において、カラー表示が可能な投写型表示装置の典型的な構成としては、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色を用いたものが知られている。図8は、従来の投写型表示装置としての、ダイクロイックプリズム方式の3板式液晶パネル(3LCD)投写型表示装置を示す模式図である。 In this projection display device, a typical configuration of a projection display device capable of color display is known that uses three primary colors of red (R), green (G), and blue (B). . FIG. 8 is a schematic diagram showing a dichroic prism type three-plate liquid crystal panel (3LCD) projection display device as a conventional projection display device.
ダイクロイックプリズム方式の3LCD投写型表示装置について、図8に従い説明する。3LCD投写型表示装置100の光源101は、高圧水銀ランプ101aとこのランプ101aから出射された白色光をほぼ平行光束化するパラボラ形状のリフレクタ101bで構成される。そして、光源100から出射された光は、図示しないUVIRフィルタにて、UVIR成分を除去し、後段光学部材への熱負荷を低減している。
A dichroic prism type 3LCD projection display device will be described with reference to FIG. The
パラボラ形状のリフレクタ100bにて平行光として出射された光は、凸レンズ群で構成された第1、第2のフライアイレンズ103、104からなるいわゆるフライアイインテグレータにて光束分割される。それぞれの光束は収束して偏光変換素子105に入射し、偏光方向が揃えられて出射される。
The light emitted as parallel light by the parabolic reflector 100b is split into light beams by a so-called fly eye integrator including first and second
そして、偏光方向が揃えられた光はコンデンサーレンズ106等を通過した後、ダイクロイックミラー107によって赤から緑色帯域の光は透過し、青色帯域光は反射される。
Then, the light whose polarization directions are aligned passes through the
ダイクロイックミラー107によって反射され、光路を90度変えた青色帯域光は全反射ミラー108によって光路を90度変え、フィールドレンズ109Bを介して青色帯域光成分画像を表示する青色用液晶表示素子120Bに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。
The blue band light reflected by the
光変調された光は、ダイクロイックプリズム121に入射し、ダイクロイックプリズム121内で光路を90度変えて投写レンズ130に入射し、拡大投影されスクリーン(図示しない)上に結像される。
The light modulated light enters the
一方、ダイクロイックミラー107を透過した赤〜緑色帯域光はダイクロイックミラー112に入射する。ダイクロイックミラー112は緑色帯域光を反射する特性を有しているため、ここで緑色帯域光は反射され、その光路を90度変え、フィールドレンズ119Gを介して緑色帯域光成分画像を表示する緑色用液晶表示素子120Gに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調された緑色帯域光はダイクロイックプリズム121、投写レンズ130の順に入射し、拡大投影されスクリーン上に結像される。
On the other hand, the red to green band light transmitted through the
ダイクロイックミラー112を透過した赤色帯域光は、レンズ123〜124や全反射ミラー126、127を経てフィールドレンズ129Rから赤色帯域光成分画像を表示する赤色用液晶表示素子120Rに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調された赤色帯域光は、ダイクロイックプリズム121に入射し、ダイクロイックプリズム121で光路を90度変えて投写レンズ130に入射し拡大投影されスクリーン上に結像される。
The red band light transmitted through the
なお、液晶表示素子120B、120G、120Rの各々は、入射側偏光板PI、液晶LCおよび出射側偏光板POからなる。液晶表示素子には、入射側偏光板PI、出射側偏光板POが設けられている。
Each of the liquid
上記した投写型表示装置には、より観賞しやすい画面を得るために、投影像の高輝度化を図っている。 In the above-described projection display device, the brightness of the projected image is increased in order to obtain a more easily viewable screen.
周辺環境に応じて、照明光の明るさを変化させて、輝度、コントラストを調整する方法が用いられている。照明光の明るさを変化させる方法としては、可変絞りにより、光束を制限する方法がある。図8に示すように、照明光学系内に可変絞り140bを設けたり、或いは、投写レンズ30内に可変絞り140を設けたりしている。また、照明光学系内と投写レンズ内の両者に可変絞りを設けたた投写型表示装置が提案されている。照明光学系と投写レンズ内とに可変絞りを設けたものとしては特許文献1に開示されたものがある。
A method of adjusting luminance and contrast by changing the brightness of illumination light according to the surrounding environment is used. As a method of changing the brightness of the illumination light, there is a method of limiting the luminous flux with a variable stop. As shown in FIG. 8, the
上記したように、投写型表示装置においては、いわゆるフライアイインテグレータにて光束分割したものが用いられている。フライアイインテグレータと偏光変換素子群との間に可変絞りを設けたものやフライアイインテグレータ間に可変絞りを設けたものが特許文献2に示されている。
特許文献2に開示されている構成においては、照明光を複数の光束に分割し、その後分割した光束を重畳して照明するフライアイインテグレータを用いている。そして、分割した光束を可変絞りにより周辺部から遮光している。この場合、遮光された光束と遮光されていない光束とを被照射面に重畳される。これにより、被照射面上の照度分布の不均一化という現象をある程度緩和できる。しかしながら、フライアイインテグレータは、一般的に全く遮光されていない複数の光束を重畳させることにより、均一な照度分布を得ることを想定して光学的に設計されている。このため、一般のインテグレータにおいて、分割された光束の一部を遮光してしまうと、照度分布のバランスが崩れてしまい均一な照度が得られない。特に、分割された光束に対して、遮光する領域が大きくなると照度分布の崩れが顕著になる。 The configuration disclosed in Patent Document 2 uses a fly eye integrator that divides illumination light into a plurality of light beams and then superimposes the divided light beams for illumination. Then, the divided light flux is shielded from the peripheral portion by a variable diaphragm. In this case, a light beam that is shielded from light and a light beam that is not shielded are superimposed on the surface to be irradiated. Thereby, the phenomenon of non-uniform illuminance distribution on the irradiated surface can be alleviated to some extent. However, fly eye integrators are optically designed on the assumption that a uniform illuminance distribution is obtained by superimposing a plurality of light beams that are generally not shielded at all. For this reason, in a general integrator, if a part of the divided light flux is shielded, the balance of the illuminance distribution is lost and uniform illuminance cannot be obtained. In particular, the illuminance distribution collapses significantly when the light shielding area becomes large with respect to the divided light flux.
また、上記特許文献2に開示されている構成のうち図5に示すものにおいては、円形開口をフライアイレンズの並び方向でのフライアイレンズ配置ピッチに複数個設け、この開口部を遮蔽する羽を設けた絞りユニットをフライアイインテグレータ間に配置している。しかしながら、かかる構成においては、フライアイレンズセルの個数の変化などがあると、それ毎に対応する開口部を有する遮蔽板等を準備する必要があるなどの問題もあった。 Further, in the configuration shown in FIG. 5 among the configurations disclosed in Patent Document 2, a plurality of circular apertures are provided at the fly-eye lens arrangement pitch in the direction in which the fly-eye lenses are arranged, and the wings that shield the apertures are provided. A diaphragm unit provided with is arranged between the fly eye integrators. However, in such a configuration, when there is a change in the number of fly-eye lens cells, there is a problem that it is necessary to prepare a shielding plate having an opening corresponding to each change.
この発明は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものにして、フライアイセル数や周縁光束の増減を伴わずに、光量のみの増減を可能にしてダイナミックレンジの広い投写型表示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a projection display device having a wide dynamic range that can increase or decrease only the amount of light without increasing or decreasing the number of fly-eye cells and the peripheral luminous flux. This is the issue.
この発明は、光源からの光がフライアイインテグレータにて光束分割し、それぞれの光束は収束して偏光変換素子に入射され、偏光方向が揃えられて出射された光を映像信号に対応して光変調素子で変調し、生成された映像光を投写手段で拡大投写する投写型表示装置であって、前記偏光変換素子の近傍に、光束幅を変化させる可変絞り機構を設けたことを特徴とする。 In the present invention, light from a light source is split by a fly-eye integrator, and each light beam converges and enters a polarization conversion element. A projection-type display device that modulates and modulates generated image light with a projecting means, and has a variable aperture mechanism for changing a light beam width in the vicinity of the polarization conversion element. .
前記可変絞り機構は、前記偏光変換素子のピッチに対応したスリット状の開口部を有し、その開口幅が可変可能に構成するとよい。 The variable aperture mechanism may have a slit-like opening corresponding to the pitch of the polarization conversion element, and the opening width may be variable.
前記可変絞り機構は、フライアイインテグレータの出射面と前記偏光変換素子との間、または偏光変換素子の出射面側に配置すればよい。 The variable aperture mechanism may be disposed between the exit surface of the fly eye integrator and the polarization conversion element or on the exit surface side of the polarization conversion element.
また、前記可変絞り機構は、可動スリット板を固定スリット板に対して相対的にスライド可能に構成され、光束開口幅が映像信号に対応して変化するように構成するとよい。 The variable aperture mechanism may be configured such that the movable slit plate is slidable relative to the fixed slit plate, and the light beam aperture width changes corresponding to the video signal.
この発明は、偏光変換素子の近傍に開口幅を可変可能に構成した可変絞り機構を設けることで、フライアイセル数や周辺光束の増減を伴わずに光量のみの増減を可能とし、ダイナミックレンジの広い投写型表示装置を提供することができる。 In the present invention, by providing a variable aperture mechanism that can change the aperture width in the vicinity of the polarization conversion element, it is possible to increase or decrease only the amount of light without increasing or decreasing the number of fly-eye cells and peripheral light flux, and a wide dynamic range. A projection display device can be provided.
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、この発明の第1の実施形態に係る投写型表示装置の構成を示す模式図、図2及び図3は、この発明の第1の実施形態に係る投写型表示装置の要部構成を示す模式図、図4は、この発明の第1の実施形態に係る投写型表示装置に用いられる絞り機構を示す模式図、図5は、この発明の第1の実施形態に係る投写型表示装置に用いられる絞り機構の駆動機構を示す模式図、図6は、この発明の第1の実施形態に係る投写型表示装置に用いられる絞り機構の制御回路を示すブロック図である。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a projection display device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are main parts of the projection display device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view showing a diaphragm mechanism used in the projection display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a projection display according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing a control circuit for the diaphragm mechanism used in the projection display apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in order to avoid duplication of description.
この発明は、図1に示すように、光源10の光は色分解光学系で赤(R)、緑(G)、青青の3色に分解し、それぞれの光を光変調素子に与えて、各色の色信号で変調した後、色合成手段に与える。光合成手段にて、3色の映像光を合成して、投射レンズ30からスクリーンに投影するものである。
In the present invention, as shown in FIG. 1, the light of the
この実施形態においては、パラボラ形状のリフレクタ2にて平行光として出射された光は、凸レンズ群で構成された第1、第2のフライアイレンズ13、14からなるいわゆるフライアイインテグレータにて光束分割される。それぞれの光束は収束して偏光変換素子15に入射し、偏光方向が揃えられて出射される。
In this embodiment, the light emitted as parallel light by the parabolic reflector 2 is split by a so-called fly eye integrator composed of first and second
この発明においては、偏光変換素子15の近傍、即ち、この第1の実施形態においては、第2のフライアイレンズ14と偏光変換素子15との間に、偏光変換素子15のピッチに対応したスリット状の開口部を有し、その開口幅を可変可能に構成した可変絞り機構40を設けている。この可変絞り機構40は、後述するように、可動スリット板を固定スリット板に対して相対的にスライド可能に構成され、光束開口幅が映像信号等に対応して変化するように構成されている。偏光変換素子15の近傍に開口幅を可変可能に構成した可変絞り機構40を設けることで、フライアイセル数や周辺光束の増減を伴わずに光量のみの増減が可能となる。
In the present invention, a slit corresponding to the pitch of the
上記したように、偏光変換素子15は、可変絞り機構40とコンデンサーレンズ16との間に配置され、コンデンサーレンズ16は、偏光変換素子15とダイクロイックミラー17との間に配置される。
As described above, the
ダイクロイックミラー17は、全反射ミラー18およびダイクロイックミラー22とコンデンサーレンズ16との間に配置される。全反射ミラー18は、ダイクロイックミラー17とコンデンサーレンズ19Bとの間に配置される。
The dichroic mirror 17 is disposed between the
コンデンサーレンズ19Bは、全反射ミラー18と液晶表示素子20Bとの間に配置される。コンデンサーレンズ19Gは、液晶表示素子20Gとダイクロイックミラー22との間に配置される。コンデンサーレンズ19Rは、液晶表示素子20Rと全反射ミラー27との間に配置される。
The
液晶表示素子20Bは、コンデンサーレンズ19Bとダイクロイックプリズム21との間に配置される。液晶表示素子20Gは、コンデンサーレンズ19Gとダイクロイックプリズム21との間に配置される。液晶表示素子20Rは、コンデンサーレンズ19Rとダイクロイックプリズム21との間に配置される。液晶表示素子20B,20G,20Rの各々は、入射側偏光板PI、液晶LCおよび出射側偏光板POからなる。
The liquid
ダイクロイックプリズム21は、液晶表示素子20B,20G,20Rと投写レンズ30との間に配置される。ダイクロイックミラー22は、コンデンサーレンズ19Gおよびレンズ23とダイクロイックミラー17との間に配置される。レンズ23は、ダイクロイックミラー22と全反射ミラー26との間に配置される。全反射ミラー26は、レンズ23,24間に配置される。レンズ24は、全反射ミラー26,27間に配置される。全反射ミラー27は、コンデンサーレンズ19Rとレンズ24との間に配置される。投写レンズ30は、ダイクロイックプリズム21の出射面21Aに対向して配置される。
The
光源10は、ランプ1から出射された白色光を平行光からなる白色光に変換して前面ガラス3からフライアイレンズ13へ出射する。
The
フライアイレンズ13,14からなるフライアイインテグレータは、光源10から出射された白色光を光束分割し、その光束分割した白色光を収束して可変絞り機構40で光量を調節し、偏光変換素子15へ入射させる。偏光変換素子15は、可変絞り機構40から受けた光束分割された白色光の各々の偏光方向を揃えてコンデンサーレンズ16へ出射する。コンデンサーレンズ16は、偏光変換素子15からの白色光をダイクロイックミラー17へ導く。
The fly eye integrator composed of the
ダイクロイックミラー17は、コンデンサーレンズ16からの白色光のうち、青色帯域光を全反射ミラー18の方向へ反射するとともに、赤色帯域光〜緑色帯域光をダイクロイックミラー22へ透過する。
Of the white light from the
全反射ミラー18は、ダイクロイックミラー17から受けた青色帯域光の光路を90度変えてコンデンサーレンズ19Bに導く。コンデンサーレンズ19Bは、全反射ミラー18からの青色帯域光を液晶表示素子20Bに導く。液晶表示素子20Bは、コンデンサーレンズ19Bから受けた青色帯域光を入力信号に応じて光変調してダイクロイックプリズム21に入射させる。
ダイロイックミラー22は、ダイロイックミラー17から受けた赤色帯域光〜緑色帯域光のうち、緑色帯域光をコンデンサーレンズ19Gへ反射するとともに、赤色帯域光をレンズ23へ透過する。
The
コンデンサーレンズ19Gは、ダイクロイックミラー22から受けた緑色帯域光を液晶表示素子20Gへ導き、液晶表示素子20Gは、コンデンサーレンズ19Gから受けた緑色帯域光を入力信号に応じて光変調してダイクロイックプリズム21に入射させる。
The
レンズ23は、ダイクロイックミラー22からの赤色帯域光を全反射ミラー26へ導き、全反射ミラー26は、赤色帯域光の光路を90度変えて赤色帯域光をレンズ24に導く。レンズ24は、全反射ミラー26からの赤色帯域光を全反射ミラー27へ導き、全反射ミラー27は、赤色帯域光をコンデンサーレンズ19Rへ導く。
The
コンデンサーレンズ19Rは、全反射ミラー27からの赤色帯域光を液晶表示素子20Rに導き、液晶表示素子20Rは、コンデンサーレンズ19Rからの赤色帯域光を入力信号によって光変調してダイクロイックプリズム21へ入射させる。
The
ダイクロイックプリズム21は、液晶表示素子20B,20Rからそれぞれ受けた青色帯域光および赤色帯域光の光路を90度変えるとともに、液晶表示素子20Gから受けた緑色帯域光をそのまま透過させ、青色帯域光、緑色帯域光および赤色帯域光を投写レンズ30へ入射させる。投写レンズ30は、ダイクロイックプリズム21から受けた青色帯域光、緑色帯域光および赤色帯域光を拡大投影してスクリーン(図示せず)上に結像させる。
The
以下、この発明の具体的実施形態につき、図1ないし図6に従い更に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be further described with reference to FIGS.
光源10は、高圧水銀ランプまたはキセノンランプで構成されるランプ1と、このランプ1から出射された白色光をほぼ平行光束化するパラボラ形状の金属製リフレクタ2と、前面防爆ガラス3とで構成される。リフレクタとして金属リフレクタ2を用いているので、破損が防止され、またリフレクタ2の冷却特性が向上し、ランプ1の再点灯可能な時間を短縮化できる。なお、金属製リフレクタ2は、可視光以外のUVIR成分も全て前方へ反射させることになる。このため、図示はしないが、UVIR成分を除去するフィルタやコールドミラーなどを設け、UVIR成分を光路外に放出し、後段光学部材への熱負荷を低減するように構成している。
The
パラボラ形状のリフレクタ2にて平行光として出射された光は、凸レンズ群で構成された第1、第2のフライアイレンズ13、14からなるいわゆるフライアイインテグレータにて光束分割される。
The light emitted as parallel light by the parabolic reflector 2 is split into light beams by a so-called fly eye integrator including first and second
第1のフライアイレンズ13は、矩形状の輪郭を有する微小な小レンズ13aが、縦方向にM行、横方向にN列のマトリクス状に配列されたものである。そして、透過型液晶パネル20R、20G、および20Bの形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
The first fly-
第1のフライアイレンズ13によって分割された部分光束は、第2のフライアイレンズ14の複数のレンズ14aによって、それぞれの光束は収束して偏光変換素子15に入射し、偏光方向が揃えられて出射される。
The partial light beams divided by the first fly-
偏光変換素子15は、偏光ビームスプリッタアレイと、偏光ビームスプリッタアレイの光出射面の一部に選択的に配置されたλ/2位相差板と、を備えて構成されている。図2及び図3に示すように、光学系の光軸に対して45度の角度をなす偏光膜151…と、反射膜152…と、この偏光膜、反射膜をそれぞれ挟み込む透明部材150…とを備える。
The
透明部材150としては、例えば、ガラスが用いられる。そして、表面に偏光膜、裏面に反射膜を設けたガラス板などの透明部材を45度の角度で順次密接配置し、そして所定の出射面、入射面が偏光膜、反射膜に対して45度の角度を有するように切り出して図2及び図3に示すような偏光変換素子15が形成される。λ/2位相差板153は、偏光膜151上の透明部材150の出射側面に貼り付けられている。
As the
この実施例においては、λ/2位相差板153が貼り付けられ、偏光膜151を挟み込んだ透明部材部分とその隣の反射膜を挟み込んだ透明部材部分とで、偏光変化部160が構成されている。交互に設けられる偏光膜151と反射膜152のピッチ(X)は、第2のフライアイレンズ14のレンズセル14aの幅(W)の略1/2より大きく形成されている。そして、入射光は、偏光分離膜151によってS偏光とP偏光とに分離される。S偏光は、偏光膜151によってほぼ垂直に反射され、反射膜152によってさらに反射されて出射される。一方、P偏光は、偏光膜151をそのまま透過する。偏光膜151を透過したP偏光が出射される出射面には、λ/2位相差板153が配置されており、偏光膜151を透過したP偏光は、λ/2位相差板153によってS偏光に変換されて出射される。したがって、偏光変換素子15を通過した光は、そのほとんどがS偏光となって出射される。また、偏光変換素子13から出射される光をP偏光としたい場合は、λ/2位相差板を、反射膜によって反射されたS偏光が出射される出射面に配置すればよい。
In this embodiment, a λ / 2
この発明においては、図2及び図3に示すように、第2のフライアイレンズ14と偏光変換素子15との間に、偏光変換素子15のピッチ(X)に対応したスリット状の開口部41a、42aを有し、その開口幅を可変可能に構成した絞り機構40を設けている。この可変絞り機構40は、可動スリット板41を固定スリット板42に対して相対的にスライド可能に構成され、光束開口幅が映像信号等に対応して変化するように構成されている。
In the present invention, as shown in FIGS. 2 and 3, a slit-shaped
可変絞り機構40は、図2ないし図5に示すように、開口部41aと遮光部41bとを備えた固定スリット板41に対して、開口部42aと遮光部42bとを備えた可動スリット板42がスライド可能に取り付けられている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
図2及び図4(a)に示すように、可動スリット板41の開口部41aと固定スリット板42の開口部42aが一致するように、両者の相対位置を制御すれば、最大量の光量が偏光変換素子15に与えられる。また、可動スリット板41の開口部41aと固定スリット板42の遮光部42bが一致するように、両者の相対位置を制御すれば、光源10からの光は偏光変換素子15へは与えられなくなり、真っ黒の状態となる。このように、可動スリット板41を、スライドさせることにより、可変絞り機構40からの透過光量を全開状態から全閉状態まで連続的に可変にすることが可能となる。この可動スリット板41は、駆動部45によりそのスライド量が制御される。
As shown in FIG. 2 and FIG. 4A, if the relative position of both is controlled so that the
駆動部45は、図5に示すように、可動スリット板41に設けたラックギア42dとピニオンギア452が噛み合う。そして、このピニオンギア452はモータ450に取り付けられたギア451と噛み合いモータ450の駆動により、可動スリット板41がスライドする。このモータ−450の駆動は、映像信号や投写表示装置が設置される場所により制御され、可変絞り機構40から透過する光量が制御される。投写される映像のダイナミックレンジを広くするためには、投写表示装置に入力される映映像信号の輝度により、透過光量を制御すればよい。
As shown in FIG. 5, in the
図6に、この投写装置の制御回路の一例を示す。図に示すように、チューナ回路や映像入力端子からの映像入力部500から入力信号が映像回路501に与えられる。この映像回路501により、入力信号が液晶表示部20R、20G、20Bに与える信号に変換され、それぞれの液晶表示部20R、20G、20Bに映像信号が与えられ、光変調される。
FIG. 6 shows an example of the control circuit of this projection apparatus. As shown in the figure, an input signal is supplied to the
この映像回路501からは、輝度レベル検出回路502に映像信号の輝度が与えられる。この輝度レベル検出回路502により、絞り機構制御回路503が可変絞り機構40の可変スリット板41のスライド量を制御する。可変スライド板41は、モータ450によって駆動される。可変スライド板41の変位量は、モータ450の回転量に応じて連続的に変化する。
From the
モータ450としては、例えば、与えられた駆動パルスに応じて回転量及び回転方向が決定するパルスモータが使用される。
As the
絞り制御回路503は、輝度レベル検出回路502から与えられる輝度レベルに基づいて、モータ450の回転方向及び回転量を決定する。これにより、有効光束径が連続的に調節される。輝度レベル検出回路502は、受信した映像信号に基づいて各フレームの輝度レベルを算出する。輝度レベルは、例えば、フレームを構成する各画素の平均輝度を求めることにより算出される。つまり、白い部分が多いフレームは輝度レベルが高く、黒い部分が多いフレームは輝度レベルが低くなる。
The
絞り制御回路503には、輝度レベルとその輝度レベルに対応する有効光束幅との対応関係が記憶されているルックアップテーブルを備える。有効光束幅は、輝度レベルが高い場合には大きく、輝度レベルが低い場合には小さくなるように調節される。輝度レベルが高い映像は、明るさを重視した方が白い部分など明るい部分がより輝くので、有効光束幅を大きくして光量を増加させる。他方、輝度レベルが低い映像は、明るさを低下させた方が黒い部分が鮮やかに写るので、有効光束幅を小さくして光量を低下させる。しかも、有効光束幅を小さくすると、有効光束の周縁部が遮断されるので、周縁部の光に起因する光路内の光の散乱が減少し有害光が低減されて、画面のコントラストを高めることができる。こうした有効光束幅の調節は、例えば、各フレーム毎に行われる。
The
絞り機構制御回路503は、輝度レベル検出回路502で算出した輝度レベルに対応する有効光束幅をルックアップテーブルから読み出して、読み出した有効光束幅と、可動スリット板41の現在位置とに基づいて、モータの回転方法及び回転量を決定する。そして決定された回転量及び回転方向に応じた駆動パルスを、モータ450に与える。
The aperture
図6に示すように、映像信号が入力されると、輝度レベル検出回路502で輝度レベルを算出し、算出した輝度レベルに基づいて、絞り機構制御回路503は最適な有効光束幅を決定する。そして、決定した有効光束幅になるように、可動スリット板41を移動する。これにより、映像の輝度レベルが高い場合には、より明るい画面がスクリーンに映し出され、映像の輝度レベルが低い場合には、コントラストの高い画面が映し出される。しかも、有効光束幅は輝度レベルに応じて連続的に調節されるので、観賞に適した最適な画面を表示することができる。
As shown in FIG. 6, when a video signal is input, the luminance
なお、図2及び図3に示すように、この実施形態の固定スリット板42の遮光部42bは、偏光変換素子15の反射部のピッチと一致しているので、偏光変換素子15内に入る光は阻害せずに、漏れ光等を防ぐこともできる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図7は、この発明の第2の実施形態に係る投写型表示装置の構成を示す模式図である。第1の実施形態においては、可変絞り機構40を第2のフライアイレンズ14と偏光変換素子15との間に配置している。これに対し、この第2の実施形態においては、偏光変換素子15の出射面側に可変絞り機構40を配置したものである。即ち、第2の実施形態における可変絞り機構40は、偏光変換素子15とコンデンサーレンズ16との間に配置される。そして、この可変絞り機構40も偏光変換素子15のピッチに対応したスリット状の開口部を有し、その開口幅を可変可能に構成した絞り機構40を設けている。偏光変換素子15の近傍に開口幅を可変可能に構成した絞り機構40を設けることで、フライアイセル数や周辺光束の増減を伴わずに光量のみの増減が可能となる
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a projection display apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the
この第2の実施形態における可変絞り機構40の構成自体は第1の実施形態と同じ構成であり、その他の構成も第1の実施形態と同様であるので、同じ構成には同じ符号を付し、説明の重複を避けるために、ここでの説明を省略する。
The configuration itself of the
また、上記実施形態では、輝度レベルに応じて有効光束幅を調節した例で説明したが、これに加えて、周辺環境の明暗を考慮して有効光束幅を決定するようにしてもよい。 In the above embodiment, the example in which the effective light beam width is adjusted according to the luminance level has been described. However, in addition to this, the effective light beam width may be determined in consideration of the brightness and darkness of the surrounding environment.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、プロジェクタ、リアプロジェクタなどの投写型表示装置に利用できる。 The present invention can be used for projection display devices such as projectors and rear projectors.
10 光源、13、14 フライアイレンズ、15 偏向変換素子、16 コンデンサーレンズ、17 ダイクロイックミラー、18、26、27 全反射ミラー、22 ダイクロイックミラー、19R、19G、19B コンデンサーレンズ、20R、20G、20B 液晶表示素子、21 ダイクロイックプリズム、30 投写レンズ、40 絞り機構、41 可動スリット板、42 固定スリット板。
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