JPH10293269A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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Publication number
JPH10293269A
JPH10293269A JP9102266A JP10226697A JPH10293269A JP H10293269 A JPH10293269 A JP H10293269A JP 9102266 A JP9102266 A JP 9102266A JP 10226697 A JP10226697 A JP 10226697A JP H10293269 A JPH10293269 A JP H10293269A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
array plate
lens array
display device
lenses
Prior art date
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Pending
Application number
JP9102266A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Ebisu
直紀 蝦子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu General Ltd filed Critical Fujitsu General Ltd
Priority to JP9102266A priority Critical patent/JPH10293269A/en
Publication of JPH10293269A publication Critical patent/JPH10293269A/en
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  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a bright display device where the utilization efficiency of illuminating light is enhanced by providing the 2nd lens array plate with a small circle part consisting of fan-shaped lenses and a circular ring-like part consisting of trapezoidal lenses. SOLUTION: As for the transmitting action of the lenses of the 2nd lens array plate 5; twelve pieces of almost trapezoidal lenses 12 constituting the circular ring-like part 11 form respective arc images 15 by every lens. In the case of such image formation, the arc images 15 are arranged along an almost trapezoidal center line, so that the breadth of the vicinity of both ends of the arc image 15 is completely large. Therefore, owing to such lens shape, the transmitted light quantity in the bright range of the arc image is improved. Meanwhile, in the case of four pieces of almost fan-shaped lenses 14, the circumferences of 'vignetting' at the end near to the center are nearly the same as the conventional lens, but the transmitted light quantity in the bright range of the arc image is improved at the other end similarly to the circumstances of the lens 12. Therefore, the total area of the 'vignetting' part is reduced in the case of considering the 2nd lens array plate 5 as a whole.

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、投写型表示装置に
係わり、詳しくはライトバルブを照明する用途に用いる
インテグレータに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projection display device, and more particularly, to an integrator used for illuminating a light valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、大画面影像を表示する方法の1つ
として、ライトバルブを用いた投写型表示装置が知られ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one method of displaying a large-screen image, a projection display device using a light valve has been known.

【0003】図4は2枚のレンズアレイ(インテグレー
タ)を使用した投写型表示装置の実施例を示す模式図で
ある。1は、例えば、メタルハライドランプ等で構成す
る、ランプである。2は発光体である。3は放物面鏡で
ある。4は第一レンズアレイ板であり、5は第二レンズ
アレイ板である。6はコンデンサレンズである。7は液
晶パネル等で構成されるライトバルブである。8は投写
レンズである。9はスクリーンである。10は投写型表示
装置の主光軸である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment of a projection type display device using two lens arrays (integrators). Reference numeral 1 denotes a lamp formed of, for example, a metal halide lamp or the like. 2 is a luminous body. 3 is a parabolic mirror. 4 is a first lens array plate, and 5 is a second lens array plate. Reference numeral 6 denotes a condenser lens. Reference numeral 7 denotes a light valve composed of a liquid crystal panel or the like. 8 is a projection lens. 9 is a screen. Reference numeral 10 denotes a main optical axis of the projection display device.

【0004】先ず、レンズアレイ部分を除いた構成の基
本的な投写型表示装置の動作を説明する。図4に示した
ように、ランプ1の発光を放物面鏡3で集光し、コンデ
ンサレンズ6を経由し、拡大するための光学像を表示し
たライトバルブ7を照明することにより、主光軸10に対
して垂直に設置されたスクリーン9上に、前記光学像が
投写レンズ8により拡大投写される。
First, the operation of a basic projection display device having a configuration excluding a lens array portion will be described. As shown in FIG. 4, the light emitted from the lamp 1 is condensed by the parabolic mirror 3, and is passed through the condenser lens 6 to illuminate the light valve 7 displaying an optical image for enlargement, thereby obtaining the main light. The optical image is magnified and projected by a projection lens 8 on a screen 9 installed perpendicular to the axis 10.

【0005】ところで、上記の構成の基本的な投写型表
示装置は、放物面鏡3を利用して集光するので主光軸10
近傍の光束密度が大きい、そのため、スクリーン9上の
拡大投写画像は周辺部での明るさが不足するような、所
謂、「明るさむら」の程度が大きい特性を有する。この
特性は拡大投写画像にとって好ましくない。そこで、照
明光の明るさを均一に改善する方法として、レンズアレ
イを使用したインテグレータと呼ばれる構成が、上記の
基本的な投写型表示装置に付加される。
[0005] Incidentally, the basic projection type display device having the above configuration condenses light by using the parabolic mirror 3, so that the main optical axis 10
The luminous flux density in the vicinity is large, and therefore, the enlarged projected image on the screen 9 has a characteristic that the degree of so-called “brightness unevenness” is large such that the brightness in the peripheral portion is insufficient. This characteristic is not preferable for an enlarged projection image. Therefore, as a method for uniformly improving the brightness of illumination light, a configuration called an integrator using a lens array is added to the above-described basic projection display device.

【0006】また、図4に示したように、インテグレー
タは、主として、第一レンズアレイ板4と、第二レンズ
アレイ板5とを主光軸10に垂設したものであり、第一レ
ンズアレイ板4と、第二レンズアレイ板5とは、例え
ば、4×4の16枚などの、複数のレンズを二次元マト
リクス状に配列したものである。
[0006] As shown in FIG. 4, the integrator mainly includes a first lens array plate 4 and a second lens array plate 5 which are vertically mounted on a main optical axis 10. The plate 4 and the second lens array plate 5 are formed by arranging a plurality of lenses, such as 16 4 × 4 lenses, in a two-dimensional matrix.

【0007】第一レンズアレイ板4は、放物面鏡3から
出射した明るさむらが大きな単一光束を、自身を構成し
ている複数のレンズと同数の部分光束に分割する。同部
分光束は第二レンズアレイ板5及び、コンデンサレンズ
6により重畳され、ライトバルブ7に明るさの均一な照
明を行なう。
[0007] The first lens array plate 4 divides a single light beam having large brightness unevenness emitted from the parabolic mirror 3 into the same number of partial light beams as a plurality of lenses constituting itself. The partial luminous flux is superimposed by the second lens array plate 5 and the condenser lens 6, and illuminates the light valve 7 with uniform brightness.

【0008】図3は従来の第二レンズアレイ板のレンズ
形状及びレンズに結像する発光体のアーク像を示す図で
ある。ところで、放物面鏡3と、第一レンズアレイ板4
とにより、図2に示す通り、第二レンズアレイ板上に発
光体2のアーク像(実像)が結像する。このアーク像の
結像は、中央部に比べ両端部の放電部分Lは特に輝度が
大きい。輝度が所定値以上の範囲を、例えば、Lを中心
とした円で示すと、その範囲はレンズの外側に及んでい
る。つまり、明るい範囲の、例えば、20乃至30パー
セントの部分がレンズを透過せず、所謂、「ケラレ」に
より伝送されず、照明光が十分に利用されないため、投
写型表示装置のスクリーン上に拡大投写される画像の明
るさが十分でない問題があった。
FIG. 3 is a diagram showing a lens shape of a conventional second lens array plate and an arc image of a luminous body formed on the lens. By the way, the parabolic mirror 3 and the first lens array plate 4
As a result, as shown in FIG. 2, an arc image (real image) of the light emitter 2 is formed on the second lens array plate. In this arc image formation, the discharge portions L at both ends have a particularly large luminance as compared with the central portion. When a range in which the luminance is equal to or more than a predetermined value is indicated by, for example, a circle centered at L, the range extends outside the lens. That is, for example, a portion of 20 to 30% of the bright range does not pass through the lens, is not transmitted by so-called "vignetting", and the illumination light is not sufficiently used. There is a problem that the brightness of the image to be reproduced is not sufficient.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、照明光の利用効率を高めた明るい
投写型表示装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a bright projection type display device in which the utilization efficiency of illumination light is enhanced.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、インテグレータを使用する投写型表示装置におい
て、前記インテグレータの第二レンズアレイ板を小円部
分と、同小円部分の中心と同じ中心を有する小円部分の
外周を囲む円形リング状部分とで構成し、前記小円部分
を直径により分割してなる複数のほぼ扇形状レンズで構
成するとともに前記円形リング状部分を中心を通過する
放射線により分割してなる複数のほぼ台形状レンズで構
成した。
In order to achieve the above-mentioned object, in a projection display device using an integrator, the second lens array plate of the integrator has a small circle portion and the same center as the center of the small circle portion. A circular ring-shaped portion surrounding the outer periphery of the small circular portion having a plurality of substantially fan-shaped lenses obtained by dividing the small circular portion by diameter, and radiation passing through the center of the circular ring-shaped portion. And a plurality of substantially trapezoidal lenses divided by.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以上のように構成したので、図1
を参照して、第二レンズアレイ板は、例えば、4個のほ
ぼ扇形状レンズと、12個のほぼ台形状レンズで構成さ
れ、12個のほぼ台形状レンズは、レンズ毎にアーク像
を結像するとともに、アーク像の両端部付近の広さを十
分に大きくできるレンズ形状である。したがって、この
レンズ形状(ほぼ台形状レンズ)は、アーク像の明るい
範囲の透過光量を増大する。第二レンズアレイ板を全体
的に見ても、「ケラレ」部分の合計面積の低減を図れる
ので、全体の透過光量を増大する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS With the above configuration, FIG.
The second lens array plate includes, for example, four substantially fan-shaped lenses and twelve substantially trapezoidal lenses, and the twelve substantially trapezoidal lenses form an arc image for each lens. It is a lens shape that can form an image and sufficiently increase the area near both ends of the arc image. Therefore, this lens shape (almost trapezoidal lens) increases the amount of transmitted light in the bright range of the arc image. Even when the second lens array plate is viewed as a whole, the total area of the “vignetting” portion can be reduced, so that the amount of transmitted light as a whole increases.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明によるに投写型表示装置つい
て、図を用いて詳細に説明する。図1は本発明による投
写型表示装置の第二レンズアレイ板の実施例を示す平面
図である。5は本発明によるインテグレータの円形形状
の第二レンズアレイ板であり、小円部分13と、同小円部
分13の中心と同じ中心を有する小円部分13の外周を囲む
円形リング状部分11とで構成する。また、前記小円部分
13は直径により分割してなる4個のほぼ扇形状レンズ14
で構成するとともに、前記円形リング状部分11を中心を
通過する放射線により分割してなる12個のほぼ台形状
レンズ12で構成する。尚、15はレンズ毎に結像したアー
ク像である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a projection type display device according to the present invention. FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the second lens array plate of the projection display device according to the present invention. Reference numeral 5 denotes a circular second lens array plate of the integrator according to the present invention, which includes a small circular portion 13 and a circular ring-shaped portion 11 surrounding the outer periphery of the small circular portion 13 having the same center as the center of the small circular portion 13. It consists of. In addition, the small circle portion
13 is four almost fan-shaped lenses 14 divided by diameter
And 12 substantially trapezoidal lenses 12 obtained by dividing the circular ring-shaped portion 11 by radiation passing through the center. Reference numeral 15 denotes an arc image formed for each lens.

【0013】本発明による投写型表示装置の第二レンズ
アレイ板のレンズの透過動作を図1に従い説明する。円
形リング状部分11を構成している12個のほぼ台形状レ
ンズ12は、レンズ毎にアーク像15を結像する。この結像
の状況はアーク像15をほぼ台形状の中心線に沿って配置
しているので、アーク像15の両端部付近の広さは十分に
大きい。したがって、このレンズ形状(ほぼ台形状レン
ズ)は、アーク像の明るい範囲の透過光量を改善する。
一方、4個のほぼ扇形状レンズ14は、中心に近い端部の
「ケラレ」の状況は従来と同程度であるものの、他の端
部は上記ほぼ台形状レンズ12の状況と同様にアーク像の
明るい範囲の透過光量を改善する。従って、第二レンズ
アレイ板5を全体的に見ても、「ケラレ」部分の合計面
積の低減を図れる。
The transmission operation of the lenses of the second lens array plate of the projection display device according to the present invention will be described with reference to FIG. The 12 substantially trapezoidal lenses 12 constituting the circular ring-shaped portion 11 form an arc image 15 for each lens. In this image formation state, the arc image 15 is arranged substantially along the center line of the trapezoid, so that the area near both ends of the arc image 15 is sufficiently large. Therefore, this lens shape (substantially trapezoidal lens) improves the transmitted light amount in the bright range of the arc image.
On the other hand, the four nearly fan-shaped lenses 14 have the same vignetting state at the end near the center as before, but the other ends have the same arc image as the above-described substantially trapezoidal lens 12. To improve the amount of transmitted light in the bright range. Therefore, even when the second lens array plate 5 is viewed as a whole, the total area of the “vignetting” portion can be reduced.

【0014】図2は本発明による投写型表示装置の第二
レンズアレイ板の他の実施例を示す平面図である。図1
の実施例に相応する個所を番号にaを付加して説明す
る。この実施例は、第二レンズアレイ板5aを小楕円部分
13a と、同小楕円部分の中心と同じ中心を有する小楕円
部分の外周を囲む楕円形リング状部分11a とで構成し、
前記小楕円部分を直径により分割してなる4個のほぼ扇
形状レンズ14a で構成するとともに、前記楕円形リング
状部分を中心を通過する放射線により分割してなる12個
のほぼ台形状レンズ12a で構成した。また、15a はレン
ズ毎に結像したアーク像である。尚、レンズの透過動作
は図1の実施例と同じであるので、重複説明を省略す
る。
FIG. 2 is a plan view showing another embodiment of the second lens array plate of the projection display device according to the present invention. FIG.
A description will be given of a portion corresponding to the above-described embodiment by adding a to the number. In this embodiment, the second lens array plate 5a is
13a and an elliptical ring-shaped portion 11a surrounding the outer periphery of the small elliptical portion having the same center as the center of the small elliptical portion,
The small elliptical portion is composed of four substantially fan-shaped lenses 14a divided by diameter, and the elliptical ring-shaped portion is composed of 12 substantially trapezoidal lenses 12a divided by radiation passing through the center. Configured. 15a is an arc image formed for each lens. Note that the transmission operation of the lens is the same as that of the embodiment of FIG.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は照明光の
利用効率を高めるようにした投写型表示装置を提供す
る。従って、投写型表示装置のスクリーン上に拡大投写
される画像の明るさが改善されるメリットがある。ま
た、本発明は第二レンズアレイ板のレンズ形状を変更す
ることで実施できるので、簡易に実現が可能である。さ
らに、第二レンズアレイ板を製作するとき加熱加圧成形
するが、外径を円形又は楕円とした本発明は冷却ひずみ
が起き難く製品の歩留まりに有利である。
As described above, the present invention provides a projection type display device in which the utilization efficiency of illumination light is improved. Therefore, there is an advantage that the brightness of an image enlarged and projected on the screen of the projection display device is improved. Further, the present invention can be implemented by changing the lens shape of the second lens array plate, so that it can be easily realized. Further, when the second lens array plate is manufactured by heating and pressing, the present invention having an outer diameter of a circle or an ellipse is less likely to cause cooling distortion, which is advantageous for the product yield.

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

【図1】本発明による投写型表示装置の第二レンズアレ
イ板の実施例を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a second lens array plate of a projection display according to the present invention.

【図2】本発明による投写型表示装置の第二レンズアレ
イ板の他の実施例を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing another embodiment of the second lens array plate of the projection display device according to the present invention.

【図3】従来の第二レンズアレイ板のレンズ形状及びレ
ンズに結像する発光体のアーク像を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a lens shape of a conventional second lens array plate and an arc image of a light emitter formed on the lens.

【図4】2枚のレンズアレイ(インテグレータ)を使用
した投写型表示装置の実施例を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment of a projection display device using two lens arrays (integrators).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ランプ 2 発光体 3 放物面鏡 4 第一レンズアレイ板 5 第二レンズアレイ板 6 コンデンサレンズ 7 ライトバルブ 8 投写レンズ 9 スクリーン 10 投写型表示装置の主光軸 11 円形リング状部分 12 ほぼ台形状レンズ 13 小円部分 14 ほぼ扇形状レンズ 15 アーク像 5a 第二レンズアレイ板 11a 楕円形リング状部分 12a ほぼ台形状レンズ 13a 小楕円部分 14a ほぼ扇形状レンズ 15a アーク像 REFERENCE SIGNS LIST 1 lamp 2 luminous body 3 parabolic mirror 4 first lens array plate 5 second lens array plate 6 condenser lens 7 light valve 8 projection lens 9 screen 10 main optical axis of projection display device 11 circular ring portion 12 almost base Shaped lens 13 Small circular portion 14 Almost fan-shaped lens 15 Arc image 5a Second lens array plate 11a Elliptical ring-shaped portion 12a Almost trapezoidal lens 13a Small elliptical portion 14a Almost fan-shaped lens 15a Arc image

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インテグレータを使用する投写型表示装
置において、 前記インテグレータの第二レンズアレイ板を小円部分
と、同小円部分の中心と同じ中心を有する小円部分の外
周を囲む円形リング状部分とで構成し、前記小円部分を
直径により分割してなる複数のほぼ扇形状レンズで構成
するとともに前記円形リング状部分を中心を通過する放
射線により分割してなる複数のほぼ台形状レンズで構成
したことを特徴とする投写型表示装置。
1. A projection display device using an integrator, wherein the second lens array plate of the integrator is formed into a small circular portion and a circular ring surrounding the outer periphery of the small circular portion having the same center as the center of the small circular portion. And a plurality of substantially trapezoidal lenses formed by dividing the small circular portion by a diameter and by dividing the circular ring-shaped portion by radiation passing through the center. A projection type display device characterized by comprising.
【請求項2】 インテグレータを使用する投写型表示装
置において、 前記インテグレータの第二レンズアレイ板を小楕円部分
と、同小楕円部分の中心と同じ中心を有する小楕円部分
の外周を囲む楕円形リング状部分とで構成し、前記小楕
円部分を直径により分割してなる複数のほぼ扇形状レン
ズで構成するとともに前記楕円形リング状部分を中心を
通過する放射線により分割してなる複数のほぼ台形状レ
ンズで構成したことを特徴とする投写型表示装置。
2. A projection display device using an integrator, wherein the second lens array plate of the integrator is a small elliptical portion and an elliptical ring surrounding the outer periphery of the small elliptical portion having the same center as the center of the small elliptical portion. And a plurality of substantially trapezoidal shapes formed by dividing the small elliptical portion by a diameter and dividing the elliptical ring-shaped portion by radiation passing through the center. A projection display device comprising a lens.
JP9102266A 1997-04-18 1997-04-18 Projection type display device Pending JPH10293269A (en)

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JP9102266A JPH10293269A (en) 1997-04-18 1997-04-18 Projection type display device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10845578B2 (en) 2019-02-05 2020-11-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light source device and projection display apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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