JPH11101949A - Illumination means, and illuminator and projection type display device using the same means - Google Patents

Illumination means, and illuminator and projection type display device using the same means

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JPH11101949A
JPH11101949A JP26314197A JP26314197A JPH11101949A JP H11101949 A JPH11101949 A JP H11101949A JP 26314197 A JP26314197 A JP 26314197A JP 26314197 A JP26314197 A JP 26314197A JP H11101949 A JPH11101949 A JP H11101949A
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JP
Japan
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lens
light
lenses
lens array
lens group
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Application number
JP26314197A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Masumoto
吉弘 枡本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily switch the cross-sectional shape and the size of illuminating luminous flux on a light receiving surface by selectively switching and arranging either of a pair of 1st and 2nd lens arrays on an optical path and switching an illumination range in a specified area. SOLUTION: An illuminator is mainly constituted of a lamp 101, a paraboloid 102, a UV-IR cut filter 103, 1st and 2nd lens arrays 104 and 105 and forms luminous flux illuminating a light receiving surface 108. For example, the 1st lens arrays 104 of three kinds are fixed at one fixed jig and arranged at a part of an illumination optical device. The fixed jig can be moved by a specified distance in the specified direction so as to select and insert the lens array 104 in a specified optical path in conformity with the cross-sectional shape of the luminous flux on the illuminated light receiving surface. In is good to constitute the 2nd lens arrays 105 of three kinds corresponding to the lens array 104 in the same manner. Thus, the 1st and the 2nd lens arrays 104 and 105 of three kinds are arranged at the same positions.

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、主として各種画像
信号が入力されるライトバルブ上の光学像を照明する手
段と照明装置、および、当該照明装置とライトバルブと
投写レンズを用いて大画面映像をスクリーン上に投影す
る投写型表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a means for illuminating an optical image on a light valve to which various image signals are input, and a lighting device, and a large-screen image using the lighting device, the light valve and a projection lens. And a projection display device for projecting the image on a screen.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、大画面用の映像機器として各種ラ
イトバルブを用いた投写型表示装置が知られている。こ
れは、例えば透過型や反射型の液晶パネルをライトバル
ブとし、光源によりライトバルブを照明すると共に、外
部から供給される映像信号に応じた光学像をライトバル
ブ上に形成し、投写レンズにより光学像をスクリーン上
に拡大投影するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection display device using various light valves has been known as a video device for a large screen. This is done by, for example, using a transmissive or reflective liquid crystal panel as a light valve, illuminating the light valve with a light source, forming an optical image on the light valve according to a video signal supplied from the outside, and using a projection lens to form an optical image. The image is enlarged and projected on a screen.

【0003】(図14)は、透過型の液晶パネルを用い
た投写型表示装置の基本的な構成の一例である。ランプ
901、凹面鏡902、UV−IRカットフィルタ90
3、フィールドレンズ904、液晶パネル905、投写
レンズ906、から構成される。
FIG. 14 shows an example of a basic configuration of a projection display apparatus using a transmission type liquid crystal panel. Lamp 901, concave mirror 902, UV-IR cut filter 90
3, a field lens 904, a liquid crystal panel 905, and a projection lens 906.

【0004】ランプ901の放射する白色光は、凹面鏡
902により集光されて光軸907に沿って進行する光
束となり、フィールドレンズ904を経て、液晶パネル
905の表示領域を照明する。UV−IRカットフィル
タ903は、照明光から不要で有害な赤外光と紫外光を
取り除く為に用いる。フィールドレンズ904は、液晶
パネル905を透過した光を、投写レンズ906の入射
瞳に有効に導くために用いる。
The white light emitted from the lamp 901 is condensed by the concave mirror 902 to become a light beam traveling along the optical axis 907, and illuminates the display area of the liquid crystal panel 905 via the field lens 904. The UV-IR cut filter 903 is used to remove unnecessary and harmful infrared light and ultraviolet light from the illumination light. The field lens 904 is used to effectively guide the light transmitted through the liquid crystal panel 905 to the entrance pupil of the projection lens 906.

【0005】ランプ901には、色再現性と発光効率が
優れている点からメタルハライドランプが広く用いられ
る。他に、輝度の高い発光体を得られる点から、点灯時
の発光管内圧を超高圧にした水銀灯やキセノンランプが
用いられる。
As the lamp 901, a metal halide lamp is widely used because of its excellent color reproducibility and luminous efficiency. In addition, a mercury lamp or a xenon lamp in which the internal pressure of the arc tube at the time of lighting is set to an extremely high pressure is used from the viewpoint that a luminous body having high luminance can be obtained.

【0006】ランプから放射される光は、集光率を高く
できる点から、主に放物面鏡や楕円面鏡といった立体角
の大きい凹面鏡を用いて集光される。従って、(図1
4)に示すランプと凹面鏡を組み合わせた照明装置は、
この用途に一般的である。ただし、この照明装置は集光
率を高くできる反面、受光面における照明むらが大きい
という欠点がある。
[0006] Light emitted from the lamp is condensed mainly using a concave mirror having a large solid angle such as a parabolic mirror or an ellipsoidal mirror because the light condensing rate can be increased. Therefore, (FIG. 1
The lighting device combining the lamp and the concave mirror shown in 4),
It is common for this application. However, this illuminating device can increase the light collection rate, but has a disadvantage that illumination unevenness on the light receiving surface is large.

【0007】これに対し、2枚のレンズアレイを組み合
わせたインテグレータと呼ばれる光学素子を付加し、照
明光の均一性を改善した照明装置が提案されている(例
えば、特開平3−111806号公報、特開平5−34
6557号公報)。
On the other hand, there has been proposed an illumination device in which an optical element called an integrator combining two lens arrays is added to improve the uniformity of illumination light (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-111806, JP-A-5-34
No. 6557).

【0008】一方、このような投写型表示装置は、通常
のNTSCのTV信号のみならず、各種コンピュータ、
各種ビデオ機器、と接続し、種々のフォーマットの映像
信号に応じた画像を呈示することが要望される。
[0008] On the other hand, such a projection display apparatus is not limited to ordinary NTSC TV signals, but also includes various computers,
It is required to connect to various video devices and present images according to video signals of various formats.

【0009】例えば、コンピュータからの信号であれ
ば、一般的なものとして、VGA(水平640ドット×
垂直480ドット、アスペクト比4:3、以下同様に表
記)、SVGA(800ドット×600ドット、4:
3)、XGA(1024ドット×768ドット、4:
3)、SXGA(1280ドット×1024ドット、
5:4)、などが一般に広く使用される表示画素数と、
表示画面のアスペクト比(水平方向:垂直方向)であ
る。
For example, if it is a signal from a computer, VGA (horizontal 640 dots.times.
Vertical 480 dots, aspect ratio 4: 3, hereinafter similarly described), SVGA (800 dots x 600 dots, 4:
3), XGA (1024 dots × 768 dots, 4:
3), SXGA (1280 dots x 1024 dots,
5: 4), the number of display pixels generally used widely,
The aspect ratio of the display screen (horizontal direction: vertical direction).

【0010】同様に、テレビ信号に代表される各種映像
信号として、NTSC(水平走査線数:約480本、ア
スペクト比4:3)以外に、ワイドクリアビジョン(水
平走査線数:約480本、アスペクト比16:9)が実
用化されている。また、ハイビジョンや米国のATVと
いった今後の高画質化放送に向けて、720P(水平走
査線数:720本、アスペクト比16:9、順次走
査)、1080i(水平走査線数:1080本、アスペ
クト比16:9、飛び越し走査)、といった各種フォー
マットが提案され、一部でこれらに対応したカメラやビ
デオなどの機器が開発されている。
Similarly, in addition to NTSC (horizontal scanning lines: about 480, aspect ratio 4: 3), wide clear vision (horizontal scanning lines: about 480 lines) An aspect ratio of 16: 9) has been put to practical use. In addition, 720P (horizontal scanning lines: 720 lines, aspect ratio 16: 9, sequential scanning), 1080i (horizontal scanning lines: 1080 lines, aspect ratio) 16: 9, interlaced scanning), and some devices such as cameras and videos corresponding to these formats have been developed.

【0011】従来、液晶に代表されるドットマトリック
ス型のライトバルブは、表示領域の画素数とアスペクト
比が決まっており、上述したような各種フォーマットの
映像信号に応じて、表示画像のアスペクト比や表示画素
数を自在に変更することは難しい。また、表示領域固有
の画素数を超える高精細な映像信号は、忠実に元の信号
が有する緻密な映像を表示することはできない。
Conventionally, in a dot matrix type light valve represented by a liquid crystal, the number of pixels in a display area and an aspect ratio are determined, and the aspect ratio of a display image and the aspect ratio of the display image are determined in accordance with video signals of various formats as described above. It is difficult to freely change the number of display pixels. In addition, a high-definition video signal exceeding the number of pixels unique to the display region cannot faithfully display a precise video of the original signal.

【0012】この場合、一般に、スキャンコンバータ
(画素数変換器)とよばれる装置を用いて、入力される
各種映像信号の画素数(走査線数)を補完して増やす、
または、間引きして減らし、液晶パネルに固有の表示画
素数に対応した映像信号に変換して表示する方法が用い
られる。
In this case, a device called a scan converter (pixel number converter) is generally used to complement and increase the number of pixels (the number of scanning lines) of various input video signals.
Alternatively, a method of reducing the number of pixels by thinning, converting the image signals into video signals corresponding to the number of display pixels unique to the liquid crystal panel, and displaying the converted signals is used.

【0013】あるいは、液晶パネルに固有の表示画素数
よりも少ない画素の映像信号であれば、表示領域の一部
を利用して、原画像の1画素と液晶パネルの1画素を1
対1に対応させて表示させる場合もある。この場合、液
晶パネルの有効表示領域に対して、表示される画面サイ
ズは小さくなる。
Alternatively, if the video signal has fewer pixels than the number of display pixels unique to the liquid crystal panel, one pixel of the original image and one pixel of the liquid crystal panel are used by utilizing a part of the display area.
In some cases, the display may be made to correspond to one-to-one. In this case, the displayed screen size is smaller than the effective display area of the liquid crystal panel.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ドットマトリックス型
のライトバルブにスキャンコンバータを介して各種映像
信号を表示する場合、スキャンコンバータの回路規模が
比較的大きくコストが高いという問題がある。また、映
像信号における画素数の変換は、補完して画素数を増や
す場合であっても、変換をしない場合と比較して表示画
像の品位は劣化するので問題がある。表示画像のちらつ
き、文字のにじみ、ノイズ成分の増加、などが生じる。
特に、飛び越し走査の動画信号においては、時間軸方向
も考慮して補完信号を生成する必要があり、回路規模の
増大と、大きな画像の劣化を招く。
When displaying various video signals on a dot matrix type light valve via a scan converter, there is a problem that the circuit scale of the scan converter is relatively large and the cost is high. In addition, the conversion of the number of pixels in the video signal has a problem even when complementing and increasing the number of pixels, because the quality of the display image is deteriorated as compared with the case where no conversion is performed. Flickering of the displayed image, blurring of characters, an increase in noise components, and the like occur.
In particular, in the case of interlaced moving image signals, it is necessary to generate a complementary signal in consideration of the direction of the time axis, which leads to an increase in circuit scale and significant image degradation.

【0015】従って、充分に豊富な画素数を有するドッ
トマトリックス型のライトバルブを用い、ライトバルブ
固有の画素数以下の映像信号については、原画像の1画
素とライトバルブの1画素を1対に対応させて画像を表
示すれば、少ない回路規模で劣化の少ない画像を呈示で
きるので好ましい。
Therefore, a dot matrix type light valve having a sufficiently abundant number of pixels is used, and for a video signal having a pixel number less than the number of pixels unique to the light valve, one pixel of the original image and one pixel of the light valve are paired. It is preferable to display an image in association with it, since an image with little deterioration can be presented with a small circuit scale.

【0016】しかし、この場合、表示される映像フォー
マットによって、視認される投写画像の画面サイズが小
さくなる、あるいは、その画面サイズが変わってしま
う。これに対し、投写器本体とスクリーンの位置を変え
て投写倍率を変える、あるいは、投写レンズをズームレ
ンズとしてズーム倍率を変えれば、映像フォーマットに
よるライトバルブ上の画像のサイズの変化を補正して、
一定のサイズの投写画像を視認できるが、この場合、投
写画像が暗くなるという問題を生じる。
However, in this case, the screen size of the projected image to be viewed is reduced or the screen size is changed depending on the displayed video format. On the other hand, changing the projection magnification by changing the position of the projector body and the screen, or changing the zoom magnification by using the projection lens as a zoom lens, corrects the change in the size of the image on the light valve due to the video format,
Although a projected image of a certain size can be visually recognized, in this case, there is a problem that the projected image becomes dark.

【0017】例えば(図14)の構成を参照すれば、照
明装置は液晶パネル905の表示領域全体を照明するよ
うに構成されるので、表示領域の一部のみを利用して画
像を表示すれば、それ以外の部分を照明している光は利
用されず、光学系全体の光利用効率が低下する。投写画
面のサイズを固定した場合、本来、表示領域の全体を利
用して得られるスクリーン輝度に対し、表示領域の一部
を利用して得られるスクリーン輝度は低下するので問題
がある。
For example, referring to the configuration shown in FIG. 14, since the illumination device is configured to illuminate the entire display area of the liquid crystal panel 905, it is possible to display an image using only a part of the display area. The light illuminating the other parts is not used, and the light use efficiency of the entire optical system is reduced. When the size of the projection screen is fixed, there is a problem in that the screen luminance obtained by using a part of the display area is lower than the screen luminance obtained by using the entire display area.

【0018】投写画像の明るさの低下は、アスペクト比
が4:3の表示領域を有する液晶パネルを用いて投写型
表示装置を構成し、アスペクト比が16:9の画像をそ
の表示領域の一部に表示する場合にも問題となる。ワイ
ド画面の水平方向を、液晶パネルの水平表示方向に対応
させると、表示領域の上部と下部に映像が表示されない
黒帯部が形成され、この部分を照明する光は、スクリー
ン上の投写画像の形成に寄与しないので損失となる。
The decrease in the brightness of the projected image can be achieved by constructing a projection display device using a liquid crystal panel having a display area with an aspect ratio of 4: 3, and converting an image with an aspect ratio of 16: 9 into one of the display areas. There is also a problem when the information is displayed in the section. When the horizontal direction of the wide screen corresponds to the horizontal display direction of the liquid crystal panel, black bands where no image is displayed are formed at the upper and lower parts of the display area, and the light illuminating this part is a part of the projected image on the screen. Since it does not contribute to formation, it is a loss.

【0019】本発明は上記問題を鑑みてなされたもので
あり、ライトバルブを用いた投写型表示装置において、
入力信号のフォーマットに応じてライトバルブ上に表示
される画像のサイズとアスペクト比が変化した場合であ
っても、光量低下のあまり生じない照明手段と、当該手
段を用いた照明装置、当該照明装置を用いた投写型表示
装置を提供し、明るく表示品位の高い投写画像を安価に
呈示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 a projection type display device using a light valve is provided.
Illumination means that does not cause a significant decrease in the amount of light even when the size and aspect ratio of an image displayed on the light valve changes according to the format of the input signal, an illumination device using the means, and the illumination device An object of the present invention is to provide a projection type display device using the same, and to present a bright and high-quality projected image at low cost.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の照明手段は、光源と、複数の第1レンズを
配列してなる少なくとも2種類の第1レンズアレイと、
複数の第2レンズを配列してなる少なくとも2種類の第
2レンズアレイと、少なくとも2種類のレンズアレイの
うち1対の第1レンズアレイと第2レンズアレイを選択
的に光路に配置する手段とを備え、第1レンズアレイは
光源から入射する光束を分割して所定の断面形状を有す
る複数の部分光束を形成すると共に第1レンズの各々は
対応する第2レンズの開口上に部分光束を収斂せしめ、
第2レンズの各々は対応する第1レンズの各開口と照明
される規定領域を略共役とせしめ、第1レンズアレイに
よって分割された各部分光束の断面を規定領域に重畳形
態で導いて照明すると共に、少なくとも2種類の第1レ
ンズアレイと第2レンズアレイの対のいずれかを選択的
に切り替えて光路に配置することにより、規定領域にお
ける照明範囲を切り替えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an illuminating means according to the present invention comprises a light source, at least two types of first lens arrays having a plurality of first lenses arranged therein,
At least two types of second lens arrays in which a plurality of second lenses are arranged, and a unit for selectively arranging a pair of the first lens array and the second lens array in the optical path among the at least two types of lens arrays; Wherein the first lens array divides the light beam incident from the light source to form a plurality of partial light beams having a predetermined cross-sectional shape, and each of the first lenses converges the partial light beam onto the corresponding aperture of the second lens. At least
Each of the second lenses substantially conjugates each of the apertures of the corresponding first lens with the specified area to be illuminated, and guides and illuminates the cross section of each partial light beam divided by the first lens array to the specified area in a superimposed manner. In addition, by selectively switching at least one of a pair of the first lens array and the second lens array and arranging them in the optical path, the illumination range in the specified region is switched.

【0021】上記問題点を解決するために本発明の照明
装置は、光源と、複数の第1レンズを配列してなる少な
くとも2種類の第1レンズアレイと、複数の第2レンズ
を配列してなる少なくとも2種類の第2レンズアレイ
と、少なくとも2種類のレンズアレイのうち1対の第1
レンズアレイと第2レンズアレイを選択的に光路に配置
する手段とを備え、第1レンズアレイは光源から入射す
る光束を分割して所定の断面形状を有する複数の部分光
束を形成すると共に第1レンズの各々は対応する第2レ
ンズの開口上に部分光束を収斂せしめ、第2レンズの各
々は対応する第1レンズの各開口と照明される規定領域
を略共役とせしめ、第1レンズアレイによって分割され
た各部分光束の断面を規定領域に重畳形態で導いて照明
すると共に、少なくとも2種類の第1レンズアレイと第
2レンズアレイの対のいずれかを選択的に切り替えて光
路に配置することにより、規定領域における照明範囲を
切り替えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an illumination device according to the present invention comprises a light source, at least two types of first lens arrays each having a plurality of first lenses arranged therein, and a plurality of second lenses arranged therein. At least two types of second lens arrays, and a pair of first lens arrays of at least two types of lens arrays.
Means for selectively arranging a lens array and a second lens array in an optical path, wherein the first lens array divides a light beam incident from a light source to form a plurality of partial light beams having a predetermined cross-sectional shape, and Each of the lenses causes the partial light beam to converge on the corresponding second lens aperture, and each of the second lenses causes the respective aperture of the corresponding first lens to be substantially conjugated with the defined area illuminated by the first lens array. A cross section of each of the divided partial light fluxes is guided to a prescribed region in a superimposed manner to illuminate, and at least one of at least two types of a first lens array and a second lens array pair is selectively switched and arranged on an optical path. Thus, the illumination range in the specified area is switched.

【0022】上記問題点を解決するために本発明の投写
型表示装置は、光源と、複数の第1レンズを配列してな
る少なくとも2種類の第1レンズアレイと、複数の第2
レンズを配列してなる少なくとも2種類の第2レンズア
レイと、少なくとも2種類のレンズアレイのうち1対の
第1レンズアレイと第2レンズアレイを選択的に光路に
配置する手段と、空間的に光を変調して光学像を形成す
るライトバルブと、光学像をスクリーン上に投影する投
写レンズとを備え、第1レンズアレイは光源から入射す
る光束を分割して所定の断面形状を有する複数の部分光
束を形成すると共に第1レンズの各々は対応する第2レ
ンズの開口上に部分光束を収斂せしめ、第2レンズの各
々は対応する第1レンズの各開口とライトバルブの表示
領域を略共役とせしめ、第1レンズアレイによって分割
された各部分光束の断面を表示領域に重畳形態で導いて
照明すると共に、少なくとも2種類の第1レンズアレイ
と第2レンズアレイの対のいずれかを選択的に切り替え
て光路に配置することにより表示領域における照明範囲
を切り替えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a projection display apparatus according to the present invention comprises a light source, at least two types of first lens arrays in which a plurality of first lenses are arranged, and a plurality of second lens arrays.
At least two types of second lens arrays in which lenses are arranged, means for selectively arranging a pair of the first lens array and the second lens array among the at least two types of lens arrays in the optical path, and spatially A light valve that modulates light to form an optical image; and a projection lens that projects the optical image onto a screen. The first lens array divides a light beam incident from a light source and has a plurality of predetermined cross-sectional shapes. Each of the first lenses converges the partial light beam onto the corresponding second lens aperture while forming a partial light beam, and each of the second lenses substantially conjugates the corresponding first lens aperture with the display area of the light valve. In other words, the cross section of each partial light beam split by the first lens array is guided to the display area in a superimposed form to illuminate, and at least two types of the first lens array and the second lens array are provided. And switches the illumination range in the display area by arranging the optical path by switching any pair of selectively.

【0023】好ましくは、ライトバルブ上に表示される
光学像の大きさ及びアスペクト比に応じて、少なくとも
2種類の第1レンズアレイと第2レンズアレイの対のい
ずれかを自動的に切り替える手段を備えるとよい。
Preferably, there is provided means for automatically switching at least one of at least two types of the first lens array and the second lens array in accordance with the size and the aspect ratio of the optical image displayed on the light valve. It is good to have.

【0024】更に好ましくは、投写レンズはズームレン
ズであり、ライトバルブ上に表示される光学像の大きさ
及びアスペクト比に応じて、投写レンズは適切なズーム
倍率を自動的に選択し、予め定められた大きさとアスペ
クト比のスクリーンに適切な倍率でライトバルブ上の光
学像を投影するとなおよい。
More preferably, the projection lens is a zoom lens, and the projection lens automatically selects an appropriate zoom magnification according to the size and the aspect ratio of the optical image displayed on the light valve, and determines the zoom magnification in advance. It is even better to project the optical image on the light valve at an appropriate magnification on a screen of the given size and aspect ratio.

【0025】上記課題を解決するために本発明の他の照
明手段は、光源と、光源の放射する光が入射する前置レ
ンズ群と、前置レンズ群から出射する光が入射する第1
レンズ群と、第1レンズ群から出射する光が入射する第
2レンズ群とを備え、前置レンズ群は、前置レンズ群に
入射する光束を複数の部分光束に分割する手段と、分割
後の各部分光束の断面を任意の形状に整形する光束整形
手段とを備え、第1レンズ群は複数の第1レンズを配列
してなる第1レンズアレイを備え、第2レンズ群は複数
の第2レンズを配列してなる第2レンズアレイを備え、
第1レンズの各々は対応する第2レンズの開口上に当該
レンズに入射する部分光束を収斂せしめ、第2レンズの
各々は対応する第1レンズの各開口と照明される規定領
域を略共役とせしめ、前置レンズ群によって任意形状に
整形された各部分光束の断面を規定領域に重畳形態で導
いて照明することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, another illuminating means of the present invention comprises a light source, a front lens group to which light emitted from the light source is incident, and a first lens to which light emitted from the front lens group is incident.
A lens group; and a second lens group on which light emitted from the first lens group is incident. The front lens group is configured to divide a light beam incident on the front lens group into a plurality of partial light beams. The first lens group includes a first lens array in which a plurality of first lenses are arrayed, and the second lens group includes a plurality of first lens arrays. A second lens array in which two lenses are arranged,
Each of the first lenses converges a partial light beam incident on the corresponding lens on the opening of the corresponding second lens, and each of the second lenses substantially conjugates the defined area to be illuminated with the corresponding opening of the first lens. At least, the cross-section of each partial light beam shaped into an arbitrary shape by the front lens group is guided to the specified region in a superimposed form for illumination.

【0026】好ましくは、照明すべき規定領域の形状に
応じて、前置レンズ群を選択的に光路に付加する手段を
備えるとよい。
Preferably, a means for selectively adding the front lens group to the optical path according to the shape of the defined area to be illuminated may be provided.

【0027】更に好ましくは、前置レンズ群は、複数の
入力側レンズを配列してなる入力側レンズアレイと、複
数の出力側レンズを配列してなる出力側レンズアレイと
を備え、入力側レンズアレイは入射光束を複数の部分光
束に分割すると共に当該部分光束を必要な光束断面形状
に収斂せしめ、出力側レンズアレイは、部分光束の整形
された断面近傍に配置されて当該部分光束の各々を略平
行に進行せしめて対応する第1レンズに導くとよい。
More preferably, the front lens group includes an input-side lens array in which a plurality of input-side lenses are arranged, and an output-side lens array in which a plurality of output-side lenses are arranged. The array divides the incident light beam into a plurality of partial light beams and converges the partial light beam into a required light beam cross-sectional shape, and the output-side lens array is disposed near the shaped cross-section of the partial light beam and converts each of the partial light beams. It is preferable that the light is made to travel substantially parallel to be guided to the corresponding first lens.

【0028】上記課題を解決するために本発明の他の照
明装置は、予め規定された領域を選択的に照明する照明
装置であって、光源と、光源の放射する光が入射する前
置レンズ群と、前置レンズ群から出射する光が入射する
第1レンズ群と、第1レンズ群から出射する光が入射す
る第2レンズ群とを備え、前置レンズ群は、複数の入力
側レンズを配列してなる入力側レンズアレイと、複数の
出力側レンズを配列してなる出力側レンズアレイとを備
え、第1レンズ群は複数の第1レンズを配列してなる第
1レンズアレイを備え、第2レンズ群は複数の第2レン
ズを配列してなる第2レンズアレイを備え、入力側レン
ズアレイは入射光束を複数の部分光束に分割すると共に
当該部分光束を任意の光束断面形状に収斂せしめ、出力
側レンズアレイは、部分光束の整形された断面近傍に配
置されて当該部分光束の各々を略平行に進行せしめて対
応する第1レンズに導き、第1レンズの各々は対応する
第2レンズの開口上に部分光束を収斂せしめ、第2レン
ズの各々は対応する第1レンズの各開口と照明される規
定領域を略共役とせしめ、前置レンズ群によって任意形
状に整形された各部分光束の断面を規定領域に重畳形態
で導いて照明することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an illumination device for selectively illuminating a predetermined area, comprising: a light source; and a front lens to which light emitted by the light source is incident. A first lens group to which light emitted from the front lens group is incident, and a second lens group to which light emitted from the first lens group is incident. The front lens group includes a plurality of input-side lenses. And an output-side lens array in which a plurality of output-side lenses are arranged. The first lens group includes a first lens array in which a plurality of first lenses are arranged. , The second lens group includes a second lens array in which a plurality of second lenses are arranged, and the input-side lens array divides the incident light beam into a plurality of partial light beams and converges the partial light beams into an arbitrary light beam cross-sectional shape. At least, the output lens array is Each of the partial light beams is disposed near the shaped cross section of the partial light beam, advances each of the partial light beams substantially in parallel, and is guided to the corresponding first lens. Each of the first lenses transmits the partial light beam onto the opening of the corresponding second lens. Each of the second lenses is made to converge, and each of the apertures of the corresponding first lens is made substantially conjugate with the defined area, and the cross section of each partial light beam shaped into an arbitrary shape by the front lens group is superimposed on the defined area. It is characterized by being guided in a form and illuminated.

【0029】好ましくは、照明すべき規定された領域の
形状に応じて、予め用意された前置レンズ群を選択的に
付加する手段を備えるとよい。
Preferably, a means for selectively adding a head lens group prepared in advance according to the shape of a prescribed area to be illuminated may be provided.

【0030】上記課題を解決するために本発明の他の投
写型表示装置は、光源と、光源の放射する光が入射する
前置レンズ群と、前置レンズ群から出射する光が入射す
る第1レンズ群と、第1レンズ群から出射する光が入射
する第2レンズ群と、空間的に光を変調して光学像を形
成するライトバルブと、光学像をスクリーン上に投影す
る投写レンズとを備え、前置レンズ群は、複数の入力側
レンズを配列してなる入力側レンズアレイと、複数の出
力側レンズを配列してなる出力側レンズアレイとを備
え、第1レンズ群は複数の第1レンズを配列してなる第
1レンズアレイを備え、第2レンズ群は複数の第2レン
ズを配列してなる第2レンズアレイを備え、入力側レン
ズアレイは入射光束を複数の部分光束に分割すると共に
当該部分光束を任意の光束断面形状に収斂せしめ、出力
側レンズアレイは、部分光束の整形された断面近傍に配
置されて当該部分光束の各々を略平行に進行せしめて対
応する第1レンズに導き、第1レンズの各々は対応する
第2レンズの開口上に部分光束を収斂せしめ、第2レン
ズの各々は対応する第1レンズの各開口とライトバルブ
の表示領域を略共役とせしめ、前置レンズ群によりライ
トバルブ上に表示される光学像に応じた任意形状に整形
された各部分光束の断面をライトバルブ上に重畳形態で
導いて照明することを特徴とする。
According to another aspect of the invention, there is provided a projection display apparatus comprising: a light source; a front lens group to which light emitted from the light source is incident; and a first lens to which light emitted from the front lens group is incident. A first lens group, a second lens group on which light emitted from the first lens group enters, a light valve for spatially modulating light to form an optical image, and a projection lens for projecting the optical image on a screen The front lens group includes an input-side lens array in which a plurality of input-side lenses are arranged, and an output-side lens array in which a plurality of output-side lenses are arranged, and the first lens group includes a plurality of The first lens array includes a first lens array, the second lens group includes a second lens array including a plurality of second lenses, and the input lens array converts an incident light beam into a plurality of partial light beams. Split and optional partial light beam The output side lens array is arranged in the vicinity of the shaped cross section of the partial luminous flux, guides each of the partial luminous fluxes substantially in parallel, guides them to the corresponding first lens, and sets each of the first lenses. Makes the partial light beam converge on the aperture of the corresponding second lens, and each of the second lenses makes each aperture of the corresponding first lens and the display area of the light valve substantially conjugate. The cross section of each partial light beam shaped into an arbitrary shape corresponding to the optical image displayed in (1) is guided and illuminated on a light valve in a superimposed form.

【0031】好ましくは、ライトバルブ上に表示される
光学像の有効な大きさとアスペクト比に応じて、前置レ
ンズ群を選択的に光路に付加する手段を備えるとよい。
Preferably, a means for selectively adding a head lens group to an optical path according to an effective size and an aspect ratio of an optical image displayed on a light valve may be provided.

【0032】上記課題を解決するために本発明の更に他
の投写型表示装置は、光源と、光源から出射する光が入
射する第1レンズ群と、第1レンズ群から出射する光が
入射する第2レンズ群と、空間的に光を変調して光学像
を形成するライトバルブと、光学像をスクリーン上に投
影する投写レンズと、光源と第1レンズ群の間の光路に
選択的に挿入される少なくとも1つの前置レンズ群と、
前置レンズ群を光路に選択的に配置する駆動手段と、ラ
イトバルブに入力される画像信号のフォーマットを判別
する画像信号判別手段を備え、前置レンズ群は、複数の
入力側レンズを配列してなる入力側レンズアレイと、複
数の出力側レンズを配列してなる出力側レンズアレイと
を備え、第1レンズ群は複数の第1レンズを配列してな
る第1レンズアレイを備え、第2レンズ群は複数の第2
レンズを配列してなる第2レンズアレイを備え、入力側
レンズアレイは入射光束を複数の部分光束に分割すると
共に当該部分光束を任意の光束断面形状に収斂せしめ、
出力側レンズアレイは、部分光束の整形された断面近傍
に配置されて当該部分光束の各々を略平行に進行せしめ
て対応する第1レンズに導き、第1レンズの各々は対応
する第2レンズの開口上に部分光束を収斂せしめ、第2
レンズの各々は対応する第1レンズの各開口とライトバ
ルブの表示領域を略共役とせしめ、画像信号判別手段は
ライトバルブに表示される光学像の大きさとアスペクト
比を検出して適切な制御信号を駆動手段に送り、駆動手
段は制御信号に応じて適切な前置レンズ群を選択的に光
路に挿入あるいは未挿入とし、ライトバルブ上に表示さ
れる光学像に応じて適切な部分光束の断面をライトバル
ブ上に重畳形態で導いて照明することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, still another projection type display device according to the present invention comprises a light source, a first lens group to which light emitted from the light source is incident, and a light to be emitted from the first lens group. A second lens group, a light valve that spatially modulates light to form an optical image, a projection lens that projects the optical image on a screen, and selectively inserted into an optical path between the light source and the first lens group. At least one front lens group,
Driving means for selectively disposing the front lens group in the optical path, and image signal discriminating means for discriminating the format of an image signal input to the light valve, wherein the front lens group includes a plurality of input-side lenses arranged therein An input-side lens array, and an output-side lens array in which a plurality of output-side lenses are arranged. The first lens group includes a first lens array in which a plurality of first lenses are arranged. The lens group has a plurality of second
A second lens array in which lenses are arranged, the input-side lens array divides the incident light beam into a plurality of partial light beams, and converges the partial light beams into an arbitrary light beam cross-sectional shape;
The output-side lens array is arranged in the vicinity of the shaped cross section of the partial light beam, advances each of the partial light beams substantially in parallel, and guides them to the corresponding first lens, and each of the first lenses corresponds to the corresponding second lens. The partial beam is converged on the aperture, and the second
Each of the lenses makes the respective apertures of the corresponding first lens and the display area of the light valve substantially conjugate, and the image signal discriminating means detects the size and aspect ratio of the optical image displayed on the light valve and generates an appropriate control signal. To the driving means, and the driving means selectively inserts or does not insert an appropriate front lens group into the optical path according to the control signal, and applies an appropriate partial light beam cross section according to the optical image displayed on the light valve. Are guided on a light valve in a superimposed form for illumination.

【0033】好ましくは、投写レンズはズームレンズで
あり、画像信号判別手段の送出する制御信号に応じて投
写レンズは適切なズーム倍率を自動で選択し、予め定め
られた大きさとアスペクト比のスクリーンに適切な倍率
でライトバルブ上の光学像を投影するとよい。
Preferably, the projection lens is a zoom lens, and the projection lens automatically selects an appropriate zoom magnification in accordance with a control signal sent from the image signal discriminating means, so that a screen having a predetermined size and an aspect ratio is formed. An optical image on the light valve may be projected at an appropriate magnification.

【0034】[0034]

【実施の実施の形態】本発明の照明手段と当該手段を用
いた照明装置は、受光面上の照明領域を予め決められた
少なくとも2種類以上のサイズとアスペクト比に、適宜
切り替える手段を有する。これにより、ライトバルブ上
に表示される画像のサイズとアスペクト比に応じて、必
要な領域のみを選択的に照明できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An illuminating means of the present invention and an illuminating device using the illuminating means have means for appropriately switching an illuminating area on a light receiving surface to at least two or more kinds of predetermined sizes and aspect ratios. Thus, only the necessary area can be selectively illuminated according to the size and aspect ratio of the image displayed on the light valve.

【0035】上記照明装置を用いて投写型表示装置を構
成すれば、各種フォーマットの画像信号が入力された場
合に、適宜、照明範囲を切り替えて、ライトバルブ上に
表示される必要な領域のみを選択的に照明し、常に明る
い投写画像を呈示できる。
If a projection type display device is constructed using the above-mentioned illumination device, when an image signal of various formats is inputted, the illumination range is appropriately switched so that only the necessary area displayed on the light valve is changed. It can selectively illuminate and always present a bright projection image.

【0036】ライトバルブ上で表示される画像のサイズ
が小さくなっても明るさの低下が少なければ、特にスキ
ャンコンバータを用いることなく、原画像の1画素とラ
イトバルブの1画素を対応させて表示できるので、常に
品位の高い画像を低コストに提供できるので大きな利点
がある。
Even if the size of the image displayed on the light valve is reduced, if the decrease in brightness is small, one pixel of the original image and one pixel of the light valve are displayed without using a scan converter. Since it is possible to provide high quality images at low cost, there is a great advantage.

【0037】以下、本発明の照明手段を用いた照明装置
と、当該照明装置を用いた投写型表示装置について、具
体的な実施形態を図面を参照して述べる。
Hereinafter, specific embodiments of a lighting device using the lighting means of the present invention and a projection display device using the lighting device will be described with reference to the drawings.

【0038】(実施の形態1)(図1)は、本発明の照
明装置の基本的な構成の一実施の形態を示す。(図1)
の照明装置は主として、ランプ101、放物面鏡10
2、UV−IRカットフィルタ103、第1レンズアレ
イ104、第2レンズアレイ105から構成され、受光
面108を照明する光束を形成する。
(Embodiment 1) (FIG. 1) shows an embodiment of a basic configuration of a lighting device of the present invention. (Fig. 1)
The illumination device mainly comprises a lamp 101, a parabolic mirror 10
2. It comprises a UV-IR cut filter 103, a first lens array 104, and a second lens array 105, and forms a light beam that illuminates the light receiving surface 108.

【0039】ランプ101はメタルハライドランプであ
り、対向する電極間に電圧が印可されて、アーク放電に
より発光体106が形成される。発光体106の放射す
る白色光は、放物面鏡102によりその大部分が集光さ
れ、光軸107に沿っておよそ平行に進行する単一光束
が形成される。
The lamp 101 is a metal halide lamp, and a voltage is applied between opposing electrodes, and a luminous body 106 is formed by arc discharge. Most of the white light emitted by the light emitter 106 is condensed by the parabolic mirror 102, and a single light beam traveling substantially parallel along the optical axis 107 is formed.

【0040】第1レンズアレイ104は、矩形の開口を
有する複数の第1レンズ109を二次元状に配列して構
成される。第2レンズアレイ105は、矩形の開口を有
する複数の第2レンズ110を二次元状に配列して構成
される。第1レンズ109と第2レンズ110は同数で
あり、互いに対をなす。
The first lens array 104 is formed by arranging a plurality of first lenses 109 having a rectangular opening two-dimensionally. The second lens array 105 is configured by two-dimensionally arranging a plurality of second lenses 110 having a rectangular opening. The first lens 109 and the second lens 110 are the same in number and form a pair with each other.

【0041】(図2)を用いて、2枚のレンズアレイの
構成と作用を述べる。第1レンズアレイ104は、入射
する光束111を第1レンズ109と同数の複数の部分
光束に分割する。分割後の各部分光束は第1レンズ10
9により、対応する第2レンズ110の開口中心近傍に
収斂せしめられる。
The configuration and operation of the two lens arrays will be described with reference to FIG. The first lens array 104 divides the incident light beam 111 into a plurality of partial light beams equal in number to the first lens 109. Each of the partial luminous fluxes after division is converted into a first lens 10
9 converges near the center of the opening of the corresponding second lens 110.

【0042】第2レンズ110は、対応する第1レンズ
109の開口と照明すべき受光面108をおよそ共役と
する。第2レンズアレイ105が第1レンズ109の各
々の開口と受光面108を多対1の共役関係とすること
により、第1レンズアレイ104により分割された各部
分光束は、受光面108上に重畳形態で導かれる。
The second lens 110 makes the aperture of the corresponding first lens 109 and the light receiving surface 108 to be illuminated approximately conjugate. The second lens array 105 causes each aperture of the first lens 109 and the light receiving surface 108 to have a many-to-one conjugate relationship, so that each partial light beam split by the first lens array 104 is superimposed on the light receiving surface 108. Guided by form.

【0043】このため、第2レンズ110の各レンズを
適宜偏心させて構成するとよい。あるいは、第2レンズ
アレイ105の出射側近傍に補助レンズを設けて、第2
レンズ110の各々から出射する各部分光束の光軸を、
受光面108の重心近傍でおよそ一点に導くとよい。
For this reason, each lens of the second lens 110 may be appropriately decentered. Alternatively, an auxiliary lens is provided near the emission side of the second lens
The optical axis of each partial light beam emitted from each of the lenses 110 is
It is preferable to guide the light to approximately one point near the center of gravity of the light receiving surface 108.

【0044】(図3)を用いて、特定の第1レンズ10
9Aと第2レンズ110Aについて、上記構成を補足説
明する。ただし、説明を容易にするために、第2レンズ
110Aの出射側に補助レンズ112を付加した構成と
している。
Using FIG. 3, a specific first lens 10 is used.
9A and the second lens 110A will be additionally described with respect to the above configuration. However, in order to facilitate the description, the configuration is such that an auxiliary lens 112 is added to the exit side of the second lens 110A.

【0045】発光体106の重心106Aを放物面鏡1
02の焦点に一致させて配置すれば、重心106Aから
放射される光は、放物面鏡102で反射されて光軸10
7と平行に進行する。これらの光の一部は、第1レンズ
109Aに入射し、第2レンズ110Aの開口中心近傍
に収斂される。従って、第2レンズ110Aの開口上に
は、発光体106の実像120が形成される。
The center of gravity 106A of the luminous body 106 is set to the parabolic mirror 1
02, the light radiated from the center of gravity 106A is reflected by the parabolic mirror 102 and
Proceed in parallel with 7. Some of these lights enter the first lens 109A and are converged near the center of the opening of the second lens 110A. Therefore, a real image 120 of the light emitting body 106 is formed on the opening of the second lens 110A.

【0046】第2レンズ110Aは、入射する光を所定
の倍率に拡大する。補助レンズ112は、各々の第2レ
ンズから出射する光を受光面108上に重畳させる。具
体的に、光軸107と平行に進行し第1レンズ109A
の開口中心を通過する光線121を折り曲げ、受光面1
08の重心108Aに到達させる。第2レンズ110A
は、補助レンズ112と相まって、第1レンズ109A
の開口近傍の物体122の実像を受光面108上に形成
する。
The second lens 110A enlarges the incident light to a predetermined magnification. The auxiliary lens 112 superimposes the light emitted from each second lens on the light receiving surface 108. Specifically, the first lens 109A travels in parallel with the optical axis 107.
Of the light beam 121 passing through the center of the aperture of the light receiving surface 1
08 to the center of gravity 108A. Second lens 110A
Is combined with the auxiliary lens 112 to form the first lens 109A.
A real image of the object 122 near the opening is formed on the light receiving surface 108.

【0047】上記構成によれば、入射する光束111に
比較的大きな照明むらがあっても、光束111は、比較
的照明むらの少ない複数の部分光束に分割され、これら
が受光面108上で所定の照明領域に拡大されて重畳さ
れるので、照明むらの少ない均一性の高い照明光を形成
できる。また、第2レンズ110の開口上で収斂された
各部分光束の断面に対し、各第2レンズ110の開口が
十分に大きければ、第1レンズアレイ104に入射した
光束は、ほとんど損失することなく受光面108上に導
かれる。従って、(図1)に示す照明装置は、高い光利
用効率で照明むらの少ない明るく均一な照明光を形成で
きる利点がある。
According to the above configuration, even if the incident light beam 111 has relatively large illumination unevenness, the light beam 111 is divided into a plurality of partial light beams having relatively little illumination unevenness, and these are split on the light receiving surface 108 by a predetermined amount. The illumination light is enlarged and superimposed on the illumination area, so that illumination light with less illumination unevenness and high uniformity can be formed. In addition, if the opening of each second lens 110 is sufficiently large with respect to the cross section of each partial light beam converged on the opening of the second lens 110, the light beam incident on the first lens array 104 is hardly lost. The light is guided onto the light receiving surface 108. Therefore, the illumination device shown in FIG. 1 has an advantage that it can form bright and uniform illumination light with high illumination efficiency and less illumination unevenness.

【0048】上記構成において、受光面108上におけ
る照明光束の断面形状は、第1レンズ109の開口形状
できまり、照明領域の大きさは第2レンズ110の倍率
できまる。
In the above configuration, the sectional shape of the illumination light beam on the light receiving surface 108 is determined by the opening shape of the first lens 109, and the size of the illumination area is determined by the magnification of the second lens 110.

【0049】そこで、本発明の照明装置は上記構成を基
本とし、更に以下に述べる構成を備える。例えば、照明
すべき受光面が液晶パネルであり、その表示領域はSX
GAのフォーマットに対応し、水平方向に1280ドッ
ト、垂直方向に1024ドット、アスペクト比は5:4
とする。ただし、1画素は正方形状である。
Therefore, the lighting device of the present invention is based on the above-described configuration, and further has the following configuration. For example, the light receiving surface to be illuminated is a liquid crystal panel, and its display area is SX.
Compatible with GA format, 1280 dots in horizontal direction, 1024 dots in vertical direction, aspect ratio is 5: 4
And However, one pixel has a square shape.

【0050】この場合に、各種フォーマットの信号が入
力された場合の、表示領域と表示画像の関係の一例を、
(図4)に示す。
In this case, an example of a relationship between a display area and a display image when signals of various formats are input is as follows.
(FIG. 4).

【0051】SXGAフォーマットの信号が入力された
場合、(図4)(a)に示すように、その有効領域全域
を利用して画像を表示すればよい。VGAフォーマット
とこれに準じるNTSCのテレビ信号(いずれもアスペ
クト比は4:3)が入力された場合、原画像の1画素を
水平方向と水平方向に2倍して4画素に対応させれば、
1280ドット×960ドットとなり、(図4)(b)
に示すように表示される。この場合、1画素を水平と垂
直のいずれにも2倍するので、画素数変化を行ったこと
で特に顕著な画像の劣化は生じにくい。
When an SXGA format signal is input, an image may be displayed using the entire effective area as shown in FIG. 4A. When a VGA format and an NTSC television signal equivalent thereto (each having an aspect ratio of 4: 3) are input, one pixel of the original image is doubled in the horizontal and horizontal directions to correspond to four pixels.
1280 dots x 960 dots (Fig. 4) (b)
Is displayed as shown. In this case, since one pixel is doubled both horizontally and vertically, the change in the number of pixels hardly causes remarkable image degradation.

【0052】XGAフォーマットの信号が入力された場
合、表示領域中央部の1024ドット×768ドット
(アスペクト比4:3)を利用して、(図4)(c)に
示すように表示するとよい。この場合、(図4)(b)
と同様に表示画像を1280ドット×960ドットの画
像に画素数変換し、できるだけ表示領域の全域を利用し
て画像を表示することもできるが、原画像と変換後の画
像の画素数の関係が整数比ではないので、変換後の画像
に劣化が生じやすいので好ましくない。画素数変換をす
るための回路構成が複雑となり、そのために高いコスト
を必要とするので好ましくない。
When a signal of the XGA format is input, it is preferable to display as shown in (c) of FIG. 4 using 1024 dots × 768 dots (aspect ratio 4: 3) at the center of the display area. In this case, (FIG. 4) (b)
Similarly, the number of pixels of the display image can be converted to an image of 1280 dots × 960 dots and the image can be displayed using the entire display area as much as possible. Since the ratio is not an integer ratio, the converted image is likely to deteriorate, which is not preferable. A circuit configuration for converting the number of pixels becomes complicated, which requires a high cost, which is not preferable.

【0053】更に、アスペクト比が16:9のワイド画
像が入力された場合、水平走査線数が720本のフォー
マットであれば、(図4)(d)に示すように水平方向
を表示領域の全域に合わせて、1280ドット×720
ドットの画像として表示できる。
Further, when a wide image having an aspect ratio of 16: 9 is input and the number of horizontal scanning lines is 720, the horizontal direction of the display area is changed as shown in FIG. 1280 dots x 720 to fit the entire area
It can be displayed as a dot image.

【0054】本実施の形態では、上記以外のフォーマッ
トの信号として、例えばSVGA(800×600ドッ
ト)の画像信号や、水平走査線数480本のワイドクリ
アビジョン信号、同じく1080本のハイビジョン信号
が入力された場合、適当な画素数変換をして、(図4)
(a)〜(d)のいずれかの状態で表示するものとす
る。
In the present embodiment, as a signal of a format other than the above, for example, an image signal of SVGA (800 × 600 dots), a wide clear vision signal having 480 horizontal scanning lines, and a 1080 high vision signal are input. When the number of pixels is converted, the appropriate number of pixels are converted (Fig. 4).
It shall be displayed in any of the states (a) to (d).

【0055】(図4)の4種類の表示状態において、表
示領域の全域を照明する光について、(a)と(b)で
は照明光のほぼ全てが表示画像に照射されるので光損失
は少ない。しかしながら、(c)では全表示領域の60
%の面積しか利用しないので、画像の表示されない40
%の部分を照明する光は損失となる。同様に、(d)で
は全表示領域の約70%の面積しか利用しないので、3
0%の光が損失となる。
In the four types of display states (FIG. 4), with respect to the light illuminating the entire display area, almost all of the illuminating light is applied to the display image in (a) and (b), so that light loss is small. . However, in (c), 60 of the entire display area is displayed.
No image is displayed because only the area of 40% is used.
Light illuminating the% portion is lost. Similarly, in (d), only about 70% of the entire display area is used.
0% of the light is lost.

【0056】本発明の照明装置は、これらの光損失を抑
制するために特に以下に述べる構成を備えることを特徴
とする。
The illuminating device of the present invention is characterized in that it has the following configuration in order to suppress these light losses.

【0057】(図1)に示す構成を参照し、本発明の照
明装置は、(図4)の(a)と(b)、(c)、
(d)、の3種類の画像表示状態に対応させて、3種類
の第1レンズアレイ104と第2レンズアレイ105の
対を備える。この場合の第1レンズアレイの構成の一例
を(図5)に示す。
Referring to the configuration shown in FIG. 1, the lighting device of the present invention comprises (a), (b), (c),
(D) A pair of a first lens array 104 and a second lens array 105 is provided corresponding to the three image display states. An example of the configuration of the first lens array in this case is shown in FIG.

【0058】(図5)(a)に示す第1レンズアレイ1
04Xは、(図4)の(a)と(b)に対応させて全表
示領域を照明する場合に用いるもので、アスペクト比
5:4の第1レンズ109Xを28個配列して構成す
る。これと組み合わせる第2レンズアレイは、同様の開
口のレンズを同様に配列して構成すればよい。もしく
は、第2レンズアレイ上に形成される発光体の実像に合
わせて適当な開口形状のレンズを組み合わせて構成して
もよい。
(FIG. 5) First lens array 1 shown in FIG.
04X is used to illuminate the entire display area in correspondence with (a) and (b) of (FIG. 4), and is configured by arranging 28 first lenses 109X having an aspect ratio of 5: 4. The second lens array combined therewith may be configured by similarly arranging lenses having the same aperture. Alternatively, a lens having an appropriate aperture shape may be combined in accordance with the real image of the light emitter formed on the second lens array.

【0059】(図5)(b)に示す第1レンズアレイ1
04Yは、(図4)の(c)に対応させて、特にXGA
フォーマットの4:3アスペクトの画像が表示される場
合に用いるもので、アスペクト比4:3の第1レンズ1
09Yを47個配列して構成する。これと組み合わせる
第2レンズは、上述と同様である。
(FIG. 5) First lens array 1 shown in FIG.
04Y corresponds to (c) in FIG.
The first lens 1 having an aspect ratio of 4: 3 is used when an image having a 4: 3 aspect ratio is displayed.
09Y are arranged in a row. The second lens combined with this is the same as described above.

【0060】(図5)(c)に示す第2レンズアレイ1
04Zは、(図4)の(d)に対応させて、特に水平走
査線が720本の16:9アスペクトの画像が表示され
る場合に用いるもので、アスペクト比16:9の第1レ
ンズ109Zを44個配列して構成する。これと組み合
わせる第2レンズは、上述と同様である。
(FIG. 5) Second lens array 1 shown in (c)
04Z is used in correspondence with (d) of FIG. 4 (particularly when an image having 720 horizontal scanning lines and a 16: 9 aspect ratio is displayed), and the first lens 109Z having an aspect ratio of 16: 9 is used. Are arranged in 44 pieces. The second lens combined with this is the same as described above.

【0061】具体的に、例えば(図5)に示す3種類の
第1レンズアレイは、(図6)に示すように、1つの固
定治具131に固定して、(図1)に示す照明光学装置
の一部に配置する。固定治具131は、(図6)中に記
載の方向132に所定距離だけ可動するようにし、照明
すべき受光面での光束断面の形状に合わせて、レンズア
レイを選択して所定の光路に挿入する。これと対応する
3種類の第2レンズアレイについても同様に構成すれば
よい。
More specifically, for example, the three types of first lens arrays shown in FIG. 5 are fixed to one fixing jig 131 as shown in FIG. 6, and the illumination shown in FIG. It is arranged in a part of the optical device. The fixing jig 131 is movable in a direction 132 described in FIG. 6 by a predetermined distance, and selects a lens array in accordance with the shape of the light beam cross section on the light receiving surface to be illuminated to form a predetermined optical path. insert. The corresponding three types of second lens arrays may be similarly configured.

【0062】あるいは3種類のレンズアレイは、(図
7)に示すような固定治具133に固定して、照明光学
装置の一部に配置しても良い。固定治具133は、(図
7)中に記載の重心134を中心に120度ずつ回転す
る構造とし、照明すべき光束断面の形状に合わせて、レ
ンズアレイを選択して所定の光路に挿入する。これと対
応する3種類の第2レンズアレイについても同様に構成
すればよい。
Alternatively, the three types of lens arrays may be fixed to a fixing jig 133 as shown in FIG. 7 and arranged in a part of the illumination optical device. The fixing jig 133 has a structure that rotates by 120 degrees around the center of gravity 134 described in (FIG. 7), selects a lens array according to the shape of the cross section of the light beam to be illuminated, and inserts the lens array into a predetermined optical path. . The corresponding three types of second lens arrays may be similarly configured.

【0063】(図6)と(図7)に示す構成について、
固定治具131または132は、必要に応じて外部から
手動で動かしても良い。好ましくは、各固定治具は、ア
クチュエータを具備し、外部から供給される切り替え信
号に応じて所定のレンズアレイに切り替えるとよい。切
り替え信号は、必要に応じて使用者が外部からスイッチ
などで供給するとよい。
With respect to the configuration shown in FIG. 6 and FIG.
The fixing jig 131 or 132 may be manually moved from the outside as needed. Preferably, each fixing jig includes an actuator, and switches to a predetermined lens array according to a switching signal supplied from the outside. The switching signal may be supplied by a user from outside using a switch or the like as necessary.

【0064】(図5)に示した3種類の第1レンズ10
9X、109Y、109Zは、受光面上で形成すべき光
束断面の大きさの比に一致させてその大きさを決めてい
る。すなわち、(図4)(a)、(c)、(d)に斜線
で示した表示画像の大きさの比に会わせて、第1レンズ
の開口を決めている。これは以下に述べる理由から好ま
しい。
The three types of first lenses 10 shown in FIG.
9X, 109Y, and 109Z are determined in accordance with the ratio of the cross-sectional size of the light beam to be formed on the light receiving surface. That is, the aperture of the first lens is determined according to the ratio of the size of the display image indicated by oblique lines in (a), (c), and (d) of FIG. This is preferred for the reasons described below.

【0065】(図1)を参照し、こうすれば、第1レン
ズアレイ104と第2レンズアレイ105の間の光路長
L1と、第2レンズアレイ105から受光面108の間
の光路長L2を、3種類のレンズアレイについて同じ光
路長にできる。第1レンズ109の開口と受光面上での
照明光束断面の倍率は、およそL2/L1で決まるの
で、これを一定として所定の照明光束断面を得ることが
できる。これにより、3種類の第1レンズアレイ104
と第2レンズアレイ105を同じ位置に配置できるの
で、各レンズアレイを切り替える構造を具備する上で都
合がよい。
With reference to FIG. 1, the optical path length L1 between the first lens array 104 and the second lens array 105 and the optical path length L2 between the second lens array 105 and the light receiving surface 108 can be determined. The same optical path length can be obtained for the three types of lens arrays. Since the magnification of the illumination light beam cross section on the opening of the first lens 109 and the light receiving surface is determined by about L2 / L1, a predetermined illumination light beam cross section can be obtained by keeping this constant. Thereby, three types of first lens arrays 104
And the second lens array 105 can be arranged at the same position, which is convenient in providing a structure for switching each lens array.

【0066】以上述べた構成は、3種類のレンズアレイ
を具備し、3種類の照明光の光束断面を得る場合につい
て説明したが、必要に応じて、2種類であっても、更に
多くの種類のレンズアレイを具備してこれらを切り替え
る構成であっても構わない。
The above-described configuration has been described with respect to the case where three types of lens arrays are provided to obtain three types of light beam cross sections of the illumination light. A configuration may be adopted in which the lens array is provided to switch between them.

【0067】(実施の形態2)(図8)は、本発明の投
写型表示装置の構成の一実施の形態を示す。(図8)の
投写型表示装置は、ランプ101、放物面鏡102、U
V−IRカットフィルタ103、3種類の第1レンズア
レイ104X、104Y、104Z、3種類の第2レン
ズアレイ105X、105Y、105Z、フィールドレ
ンズ151、液晶パネル152、投写レンズ153から
構成される。
(Embodiment 2) (FIG. 8) shows an embodiment of the configuration of the projection display apparatus of the present invention. The projection display device shown in FIG. 8 includes a lamp 101, a parabolic mirror 102,
The V-IR cut filter 103 includes three types of first lens arrays 104X, 104Y, 104Z, three types of second lens arrays 105X, 105Y, 105Z, a field lens 151, a liquid crystal panel 152, and a projection lens 153.

【0068】照明装置156は、(図1)〜(図6)を
用いて述べた上記構成に準じて構成され、フィールドレ
ンズ151を経て液晶パネル152の表示領域上に形成
される画像を照明し、投写レンズ153により当該画像
をスクリーン上に拡大投影する。
The illuminating device 156 is configured according to the above-described configuration described with reference to FIGS. 1 to 6 and illuminates an image formed on the display area of the liquid crystal panel 152 via the field lens 151. The image is enlarged and projected on a screen by the projection lens 153.

【0069】液晶パネルは、水平方向に1280ドッ
ト、垂直方向に1024ドットの画素を有するもので、
SXGAに対応した表示領域を最大で有し、(図4)に
示したように各種フォーマットの画像信号が入力されて
表示される。
The liquid crystal panel has 1280 dots in the horizontal direction and 1024 dots in the vertical direction.
It has a display area corresponding to SXGA at the maximum, and receives and displays image signals in various formats as shown in FIG.

【0070】3種類の第1レンズアレイを固定する可動
治具154と、3種類の第2レンズアレイを固定する可
動治具155は、いずれも方向157、158に所定距
離だけ可動し、必要に応じて光路上に配置されるレンズ
アレイを切り替える。
The movable jig 154 for fixing the three types of first lens arrays and the movable jig 155 for fixing the three types of second lens arrays are both movable in the directions 157 and 158 by a predetermined distance, and are necessary. The lens array arranged on the optical path is switched accordingly.

【0071】各レンズアレイは、表示される画像データ
に応じて、外部から手動で治具154と155を動かす
ことで切り替えるとよい。または、治具154と155
はアクチュエータを具備し、外部から供給される電気信
号に応じて自動的に切り替えるとなお好ましい。更に、
液晶パネル152に表示される画像信号のフォーマット
を自動判別し、表示される画像の大きさとアスペクト比
に応じて、レンズアレイを自動的に切り替えるとなおよ
い。
Each lens array may be switched by manually moving the jigs 154 and 155 from the outside according to image data to be displayed. Or, jigs 154 and 155
It is more preferable that the device has an actuator and automatically switches according to an electric signal supplied from the outside. Furthermore,
It is more preferable to automatically determine the format of the image signal displayed on the liquid crystal panel 152 and automatically switch the lens array according to the size and aspect ratio of the displayed image.

【0072】投写レンズ153をズームレンズとし、上
記作用と連動させてズーム倍率を自動的に切り替える手
段を有するとなお好ましい。液晶パネル152上に表示
される画像サイズの大きさと、これを照明する光束断面
の大きさが切り替わるのに応じて、自動的にズーム倍率
を変化させれば、常にスクリーン上では、画面サイズの
変わらない投写画像、あるいは、予め設置されたスクリ
ーンの大きさに適切な画面サイズの投写画像を鑑賞でき
るのでよい。
It is more preferable that the projection lens 153 be a zoom lens and that a means for automatically switching the zoom magnification in conjunction with the above operation be provided. If the zoom magnification is automatically changed in accordance with the switching between the size of the image displayed on the liquid crystal panel 152 and the size of the cross section of the light beam illuminating the same, the screen size always changes on the screen. It is possible to view a projection image that is not present or a projection image having a screen size appropriate for the size of a screen that has been installed in advance.

【0073】また、(図8)に示す構成において、3種
類のレンズアレイを固定して切り替える構造は、(図
7)に示す構成であってもよい。
Further, in the configuration shown in FIG. 8, the structure in which three types of lens arrays are fixed and switched may be the configuration shown in FIG. 7.

【0074】また、(図8)は、透過型の液晶パネルを
1枚用いる投写型表示装置についてその構成の一例を示
したが、同様の照明装置を用いれば、ライトバルブを用
いた様々な投写型表示装置に応用できる。モノクロの液
晶パネルを三原色に対応させて用いる三板式の液晶プロ
ジェクタにも応用できる。反射型の液晶パネルを用いる
構成であっても応用できる。その他、ドットマトリック
ス型のライトバルブであれば、同様の照明装置を構成
し、上述と同様の作用と効果をえることができる。
FIG. 8 shows an example of the configuration of a projection display device using one transmissive liquid crystal panel. However, if a similar illumination device is used, various projections using a light valve can be performed. Applicable to type display devices. The present invention can also be applied to a three-panel type liquid crystal projector using a monochrome liquid crystal panel corresponding to the three primary colors. The present invention can be applied to a configuration using a reflective liquid crystal panel. In addition, if it is a dot matrix type light valve, a similar illuminating device can be configured and the same operation and effect as described above can be obtained.

【0075】(実施の形態3)(図9)は、本発明の照
明装置の更に他の構成の一実施の形態を示す。これは、
(図1)に示す構成の放物面鏡102と第1レンズアレ
イ104の間の光路に、前置レンズ群181を備えるこ
とを特徴とする。本実施の形態の照明装置は、第1レン
ズアレイ104と第2レンズアレイ105は所定の照明
領域の全域を照明する1組のみのレンズアレイを固定し
て配置し、前置レンズ群181を光路171に配置する
あるいは配置しない、あるいは2種類以上の前置レンズ
群を予め準備してこれらを選択的に光路に配置する、こ
とにより、受光面108上における照明光束の断面形状
と大きさを切り替える。これにより、(実施の形態1)
で説明した本発明の照明装置と同様の作用と効果を得
る。
(Embodiment 3) (FIG. 9) shows an embodiment of still another configuration of the lighting device of the present invention. this is,
A front lens group 181 is provided on the optical path between the parabolic mirror 102 and the first lens array 104 having the configuration shown in FIG. In the illumination device of the present embodiment, the first lens array 104 and the second lens array 105 are fixedly arranged with only one lens array that illuminates the entire predetermined illumination area, and the front lens group 181 is connected to the optical path. By arranging or not arranging the illuminating beam on the light receiving surface 108 and selectively arranging them on the optical path, the cross-sectional shape and size of the illumination light beam on the light receiving surface 108 are switched. . Thereby, (Embodiment 1)
The same operations and effects as those of the lighting device of the present invention described in the above are obtained.

【0076】この場合、少なくとも第1レンズアレイ1
04を含むレンズ群を第1レンズ群、少なくとも第2レ
ンズアレイ105含むレンズ群を第2レンズ群とし、
(図2)を用いて説明した作用において、第1レンズア
レイ104に集約して説明した機能を第1レンズ群とし
て、第2レンズアレイ105に集約して説明した機能を
第2レンズ群として、等価的に同様の作用を果たせば、
特にこれまで述べた2枚のレンズアレイからなる構成に
限定されるものではない。
In this case, at least the first lens array 1
The first lens group includes a lens group including the lens group 04, and the second lens group includes a lens group including at least the second lens array 105.
In the operation described with reference to FIG. 2, the functions described in the first lens array 104 are described as a first lens group, and the functions described in the second lens array 105 are described as a second lens group. Equivalently performing the same effect,
In particular, the present invention is not limited to the configuration including the two lens arrays described above.

【0077】前置レンズ群181は、放物面鏡から集光
する光束に作用し、第1レンズ109と同数の部分光束
に分割する作用と、各部分光束の断面を所定のアスペク
ト比と大きさの断面形状に整形する作用を有すればよ
い。これにより、受光面108と共役の第1レンズ10
9の開口面において、入射する部分光束の断面が所定の
形状と大きさに整形されるので、受光面108において
も所定の断面形状と大きさの照明光束を得ることができ
る。
The front lens group 181 acts on the light beam condensed from the parabolic mirror, splits the light beam into the same number of partial light beams as the first lens 109, and sets the cross section of each partial light beam to a predetermined aspect ratio and size. What is necessary is just to have the effect | action which shapes it to the cross-sectional shape. Thereby, the first lens 10 conjugate with the light receiving surface 108
Since the cross section of the incident partial light beam is shaped into a predetermined shape and size on the opening surface of No. 9, an illumination light beam having a predetermined cross-sectional shape and size can be obtained also on the light receiving surface.

【0078】(図10)を用いて、前置レンズ群181
の具体的な構成の一例を述べる。例えば、所定の厚みを
有する透明基板の両面に、入力側レンズアレイ191
と、出力側レンズアレイ192を形成して構成する。
(図10)は視認しやすくするためにレンズアレイ19
1と192を便宜上、離して書いているので、この2枚
のレンズアレイ間の距離は実際の関係を必ずしも反映し
ていない。
Using (FIG. 10), the front lens group 181 is used.
An example of a specific configuration will be described. For example, an input-side lens array 191 is provided on both sides of a transparent substrate having a predetermined thickness.
And the output side lens array 192 is formed.
(FIG. 10) shows a lens array 19 for easy viewing.
Since 1 and 192 are written apart for the sake of convenience, the distance between the two lens arrays does not necessarily reflect the actual relationship.

【0079】入力側レンズアレイ191は、入力側レン
ズ193を第1レンズアレイ104と同様に配列して構
成している。入力側レンズ193の各々は、第1レンズ
109と同じ開口の正パワーの凸レンズである。これに
より、入射光束を第1レンズアレイ104に対応させて
複数の部分光束に分割できる。
The input-side lens array 191 is configured by arranging the input-side lenses 193 in the same manner as the first lens array 104. Each of the input-side lenses 193 is a positive-power convex lens having the same aperture as the first lens 109. Thereby, the incident light beam can be divided into a plurality of partial light beams corresponding to the first lens array 104.

【0080】出力側レンズアレイ192は、出力側レン
ズ194を、第1レンズアレイ104と同様のピッチで
配列し構成している。出力側レンズ194の各々は、負
パワーの凹レンズである。
The output-side lens array 192 has output-side lenses 194 arranged at the same pitch as the first lens array 104. Each of the output side lenses 194 is a negative power concave lens.

【0081】上記構成において、入力側レンズ193の
曲面形状と、2枚のレンズアレイ間の光路長Gは、整形
すべき部分光束の断面形状とサイズから決める。入力側
レンズ193の開口に対して比例縮小する場合は、光軸
について回転対称の曲面形状とし、入力側レンズ193
の開口に対して光束断面のアスペクト比を変更する場合
は、円筒面形状あるいはアナモフィック面形状とすれば
よい。いずれの場合も、所定の光束断面に収斂した位置
の近傍に、出力側レンズアレイ192を配置する。
In the above configuration, the curved shape of the input-side lens 193 and the optical path length G between the two lens arrays are determined based on the sectional shape and size of the partial light beam to be shaped. When the input side lens 193 is reduced in proportion to the aperture thereof, the input side lens 193 is formed into a curved surface that is rotationally symmetric with respect to the optical axis.
In order to change the aspect ratio of the light beam cross section with respect to the aperture, a cylindrical surface shape or an anamorphic surface shape may be used. In any case, the output-side lens array 192 is arranged near a position converged on a predetermined light beam cross section.

【0082】出力側レンズ194の曲面形状は、出力側
レンズ193によって収束された部分光束がおよそ光軸
に平行に進行する光束となるように決める。入力側レン
ズの曲面形状に応じて、回転対称面、円筒面、アナモフ
ィック面などの凹面形状とすればよい。
The shape of the curved surface of the output side lens 194 is determined so that the partial light beam converged by the output side lens 193 becomes a light beam that travels approximately parallel to the optical axis. A concave shape such as a rotationally symmetric surface, a cylindrical surface, or an anamorphic surface may be used depending on the curved surface shape of the input-side lens.

【0083】上記構成によれば、1つの入力側レンズ1
93に入射する部分光束196は、断面形状が所定形状
に整形された部分光束197となって、前置レンズ群1
81から出射する。各レンズの曲面形状と面間隔を適切
に選べば、部分光束197は、光軸171とおよそ平行
に進行する光となって、対応する第1レンズ109の開
口中央部に入射する。
According to the above configuration, one input side lens 1
The partial light beam 196 incident on the front lens group 93 becomes a partial light beam 197 having a cross-sectional shape shaped into a predetermined shape.
Emitted from 81. If the curved surface shape and the surface interval of each lens are properly selected, the partial light beam 197 becomes light traveling substantially parallel to the optical axis 171 and enters the corresponding opening central portion of the first lens 109.

【0084】従って、(図10)に示した前置レンズ群
を構成するレンズアレイ板を必要に応じて複数個用意
し、これのレンズアレイ板のいずれかを選択的に光路に
挿入する、あるいは挿入しない、といった状態を切り替
えることにより、受光面における照明光束の断面形状と
サイズを、適宜、切り替えることができる。
Accordingly, a plurality of lens array plates constituting the front lens group shown in FIG. 10 are prepared as necessary, and one of the lens array plates is selectively inserted into the optical path, or By switching the state of not inserting, the cross-sectional shape and size of the illumination light beam on the light receiving surface can be appropriately switched.

【0085】(図11)は、上記構成を、(図3)と同
様に特定の入力側レンズ193A、出力側レンズ194
A、第1レンズ109A、第2レンズ110A、補助レ
ンズ112、について説明した図である。第1レンズ1
09Aから受光面108に至る構成は、(図3)と同様
である。放物面鏡102と入力側レンズ109Aの間
に、正パワーの入力側レンズ193Aと、負パワーの出
力側レンズ194Aを挿入することで、受光面108に
おける照明光束の断面形状を適切に制御できる。
(FIG. 11) shows a case where the above-described configuration is changed to a specific input side lens 193A and output side lens 194 in the same manner as (FIG. 3).
3A is a diagram illustrating a first lens 109A, a second lens 110A, and an auxiliary lens 112. FIG. First lens 1
The configuration from 09A to the light receiving surface 108 is the same as that shown in FIG. By inserting the positive power input lens 193A and the negative power output lens 194A between the parabolic mirror 102 and the input lens 109A, the cross-sectional shape of the illumination light beam on the light receiving surface 108 can be appropriately controlled. .

【0086】この場合、第2レンズ110Aの開口近傍
には発光体106の実像120が形成されること、第1
レンズ109Aの開口近傍における物体122の実像を
受光面108上に形成すること、は(図3)と同様であ
る。
In this case, the real image 120 of the light emitting body 106 is formed near the opening of the second lens 110A,
Forming a real image of the object 122 near the opening of the lens 109A on the light receiving surface 108 is the same as in FIG.

【0087】(図11)において、第1レンズ194A
に入射する部分光束の断面を小さくするほど、第2レン
ズ110A上の発光体の実像120は大きくなる。実像
120が大きくなり第2レンズの開口からはみ出すと光
損失が増加する。従って、予め第2レンズ110の開口
の大きさに余裕を持たせて、光学系全体を構成するとよ
い。但し、この部分で多少の損失が発生しても、受光面
108で照明すべき領域の大きさに合わせてより明るい
照明を実現する効果は、充分に得ることができる。
In FIG. 11, the first lens 194A
The smaller the cross section of the partial light beam incident on the second lens 110A, the larger the real image 120 of the light emitter on the second lens 110A. When the real image 120 becomes large and protrudes from the opening of the second lens, light loss increases. Therefore, it is preferable to configure the entire optical system by giving a margin to the size of the opening of the second lens 110 in advance. However, even if some loss occurs in this portion, the effect of realizing brighter illumination in accordance with the size of the area to be illuminated on the light receiving surface 108 can be sufficiently obtained.

【0088】前置レンズ群を、(図10)に示す2枚の
レンズアレイからなる構成とし、1枚の透明基板の両面
に各レンズアレイを形成すれば、部品点数が少なくす
み、光学界面も少なくてすむので、光学界面における光
損失が少なくてすむと共に、より安いコストで構成でき
る利点がある。
If the front lens group is composed of two lens arrays as shown in FIG. 10 and each lens array is formed on both sides of one transparent substrate, the number of parts can be reduced and the optical interface can be reduced. Since only a small amount of light is required, there is an advantage that light loss at the optical interface can be reduced and the configuration can be made at lower cost.

【0089】(実施の形態4)(図12)は、本発明の
投写型表示装置の構成の他の一実施の形態を示す。(図
12)に示した投写型表示装置は、ランプ101、放物
面鏡102、UV−IRカットフィルタ103、2種類
の前置レンズ群181X、181Y、第1レンズアレイ
104、第2レンズアレイ105、フィールドレンズ1
51、液晶パネル152、投写レンズ153、から構成
される。
(Embodiment 4) (FIG. 12) shows another embodiment of the configuration of the projection display apparatus of the present invention. The projection display device shown in FIG. 12 includes a lamp 101, a parabolic mirror 102, a UV-IR cut filter 103, two types of front lens groups 181X and 181Y, a first lens array 104, and a second lens array. 105, field lens 1
51, a liquid crystal panel 152, and a projection lens 153.

【0090】照明装置201は、(図9)〜(図11)
を用いて述べた上記構成に準じて構成され、フィールド
レンズ151を経て液晶パネル152の表示領域上に形
成される画像を照明し、投写レンズ153により当該画
像をスクリーン上に拡大投影する。
The lighting device 201 is shown in FIG. 9 to FIG.
Illuminates an image formed on the display area of the liquid crystal panel 152 via the field lens 151, and enlarges and projects the image on the screen by the projection lens 153.

【0091】照明装置を除く構成は、(図8)を用いて
述べた本発明の投写型表示装置の(実施の形態1)と同
様であり、(図4)に示した各種フォーマットの画像信
号が入力されて表示される。
The configuration excluding the illumination device is the same as that of the projection display device of the present invention (Embodiment 1) described using (FIG. 8), and the image signals of various formats shown in (FIG. 4). Is entered and displayed.

【0092】2種類の前置レンズ群を固定する可動治具
202は、方向203に所定距離だけ可動し、必要に応
じて光路上に、前置レンズ群が配置されない、前置レン
ズ群181Xを配置する、前置レンズ群181Yを配置
する、の3種類の状態のいずれかを選択する。
The movable jig 202 for fixing the two types of front lens groups is movable by a predetermined distance in the direction 203, and the front lens group 181X in which the front lens groups are not arranged on the optical path as necessary. One of three types of arrangement, that is, arrangement of the front lens group 181Y is selected.

【0093】上記状態は、表示される画像データに応じ
て、外部から手動で治具202を動かすことで切り替え
るとよい。または、治具202はアクチュエータを具備
し、外部から供給される電気信号に応じて自動的に切り
替えるとなお好ましい。
The above state may be switched by manually moving the jig 202 from outside according to the image data to be displayed. Alternatively, it is more preferable that the jig 202 includes an actuator and automatically switches according to an electric signal supplied from the outside.

【0094】前置レンズ群が配置されない場合、第1レ
ンズアレイ104と第2レンズアレイ105は、液晶パ
ネル152の表示領域全域を照明するように構成する。
従って、SXGAフォーマットの信号が入力された場合
や、VGA及びNTSCの信号が入力されて(図4)
(b)の表示状態の場合、前置レンズ群は配置されない
ように選択される。
When the front lens group is not disposed, the first lens array 104 and the second lens array 105 are configured to illuminate the entire display area of the liquid crystal panel 152.
Therefore, when an SXGA format signal is input, or when a VGA and NTSC signal is input (FIG. 4)
In the display state of (b), the front lens group is selected so as not to be arranged.

【0095】これに対し、XGAフォーマットの信号が
入力されて(図4)(c)の表示状態の場合、適切に構
成された前置レンズ群181Xが光路に配置される。前
置レンズ群181Xは、光束を第1レンズと同数に分割
して光束断面を整形し、液晶パネル152の表示領域上
には、表示される画像領域に応じて小さくなった照明光
束が照射される。これにより、液晶パネル上の画像が小
さくなっても、画像表示領域にのみ光が供給されるの
で、光損失を抑制して明るさ低下の少ない投写画像がス
クリーン上に呈示される。
On the other hand, when the signal of the XGA format is input (FIG. 4) and the display state is (c), an appropriately configured front lens group 181X is arranged in the optical path. The front lens group 181X divides the light beam into the same number as that of the first lens to shape the light beam cross section, and irradiates the display area of the liquid crystal panel 152 with an illumination light beam that is reduced according to the displayed image area. You. As a result, even if the image on the liquid crystal panel becomes smaller, light is supplied only to the image display area, so that a projected image with less decrease in brightness by suppressing light loss is presented on the screen.

【0096】例えば水平走査線数720本、16:9ア
スペクトのワイド画像が表示される場合、もしくは、水
平走査線480本や1080本の他のフォーマットのワ
イド画像が画素数変換されて、いずれの場合も(図4)
(d)の表示状態の場合、このために適切に構成された
前置レンズ群181Yが光路に配置され、同様の手順
で、必要な領域のみを照明する光束が形成される。これ
により、明るさ低下の少ない画像が呈示される。
For example, when a wide image of 720 horizontal scanning lines and a 16: 9 aspect is displayed, or a wide image of another format of 480 horizontal lines or 1080 horizontal lines is converted into a different number of pixels. Also (Fig. 4)
In the case of the display state of (d), the front lens group 181Y appropriately configured for this purpose is arranged in the optical path, and a light beam that illuminates only a necessary area is formed in a similar procedure. Thereby, an image with a small decrease in brightness is presented.

【0097】(実施の形態5)(図13)は、本発明の
投写型表示装置の構成の更に他の一実施の形態を示す。
(Embodiment 5) (FIG. 13) shows still another embodiment of the configuration of the projection display apparatus of the present invention.

【0098】(図13)に示した投写型表示装置は、
(実施の形態4)の(図12)で示した投写型表示装置
の構成に、画像信号判別回路251と、前置レンズ群の
可動治具202を移動させる駆動装置252を付加した
ものである。また、投写レンズ153として電動のズー
ムレンズを用いる。
The projection type display device shown in FIG.
An image signal discriminating circuit 251 and a driving device 252 for moving the movable jig 202 of the head lens group are added to the configuration of the projection display device shown in FIG. 12 of the fourth embodiment. . In addition, an electric zoom lens is used as the projection lens 153.

【0099】投写レンズ153は、例えば対角長が10
0インチでアスペクト比が16:9のスクリーンに画像
を投影する場合、5:4ないしは4:3のアスペクト比
の画像が液晶パネル152の全域またはその一部に表示
される場合、ワイドアスペクトのスクリーンの中央部
に、投写画像の垂直方向の有効長と、スクリーン有効領
域の垂直方向の有効長を一致させるように、そのズーム
倍率が選択される。16:9アスペクトの画像が表示さ
れる場合、スクリーンの全域に、特に投写画像の水平方
向の有効長と、スクリーン有効領域の水平方向の有効長
を一致させるように、そのズーム倍率が選択される。
The projection lens 153 has, for example, a diagonal length of 10
When an image is projected on a screen having a 16: 9 aspect ratio at 0 inches, a wide aspect screen is displayed when an image having an aspect ratio of 5: 4 or 4: 3 is displayed on the entire liquid crystal panel 152 or a part thereof. The zoom magnification is selected so that the effective length in the vertical direction of the projected image and the effective length in the vertical direction of the screen effective area coincide with each other at the center of the image. When an image having a 16: 9 aspect is displayed, its zoom magnification is selected so that the effective length in the horizontal direction of the projected image and the effective length in the horizontal direction of the effective area of the screen coincide with each other over the entire screen. .

【0100】(図13)において、画像信号判別回路2
51は、入力される画像信号のフォーマットを判別す
る、例えば、液晶パネル152上の表示状態が(図4)
の(a)〜(d)のいずれであるかを判別し、適切な制
御信号を、駆動装置252に送出する。駆動装置252
は、制御信号を受けて、前置レンズ群181を光路に挿
入しない、もしくは、前置レンズ群181Xを挿入す
る、181Yを挿入する、のいずれかの状態を選択す
る。
In FIG. 13, the image signal discriminating circuit 2
Reference numeral 51 denotes the format of the input image signal. For example, the display state on the liquid crystal panel 152 is as shown in FIG.
(A) to (d), and sends an appropriate control signal to the driving device 252. Drive unit 252
Receives the control signal and selects either the state of not inserting the head lens group 181 into the optical path, the state of inserting the head lens group 181X, or the state of inserting 181Y.

【0101】画像信号判別回路251は、同様に電動ズ
ームの投写レンズ153にも制御信号を送出し、投写レ
ンズ153は、表示される画像の大きさとアスペクト比
に応じて適切にズーム倍率を選択し、自動的に投写画像
の大きさを補正する。
The image signal discriminating circuit 251 similarly sends a control signal to the projection lens 153 of the electric zoom, and the projection lens 153 selects an appropriate zoom magnification according to the size and aspect ratio of the displayed image. Automatically corrects the size of the projected image.

【0102】上記構成に依れば、本発明の照明装置の作
用により、液晶パネル152上に表示される画像のサイ
ズとアスペクト比が変わっても、スクリーン上での明る
さ低下を自動的に抑制できると同時に、この場合に、常
に煩わしい操作を必要とせず、スクリーン上で適切な大
きさの投写画像を鑑賞できるので、大きな効果がある。
According to the above configuration, even if the size and the aspect ratio of the image displayed on the liquid crystal panel 152 change due to the operation of the lighting device of the present invention, the decrease in brightness on the screen is automatically suppressed. At the same time, in this case, a cumbersome operation is not always required, and a projection image of an appropriate size can be viewed on the screen, so that there is a great effect.

【0103】また、(図12)及び(図13)は、透過
型の液晶パネルを1枚用いる投写型表示装置についてそ
の構成の一例を示したが、本発明の効果は、特に上記構
成に限定されない。同様の照明装置を用いれば、ライト
バルブを用いた様々な投写型表示装置に応用できる。ド
ットマトリックス型のライトバルブであれば、同様の照
明装置と投写型表示装置を構成し、上述と同様の作用と
効果を得ることができる。
FIGS. 12 and 13 show an example of the configuration of a projection display device using one transmissive liquid crystal panel, but the effects of the present invention are particularly limited to the above configuration. Not done. If a similar lighting device is used, it can be applied to various projection display devices using a light valve. With a dot matrix type light valve, a similar illuminating device and projection type display device can be configured, and the same operation and effect as described above can be obtained.

【0104】[0104]

【発明の効果】本発明の照明手段ないし照明装置は、受
光面上における照明光束の断面形状とサイズを、予め決
められた少なくとも2種類以上のいずれかに、簡便に切
り替えることができる。この時、照明光束を切り替えて
も、予め規定された受光面を通過する光束量は、照明領
域の大きさに依らずあまり変化しない。
The illumination means or illumination device of the present invention can easily switch the cross-sectional shape and size of the illumination light beam on the light receiving surface to at least two or more predetermined types. At this time, even if the illumination light beam is switched, the amount of the light beam passing through the predetermined light receiving surface does not change so much regardless of the size of the illumination area.

【0105】従って、本発明の照明手段ないし照明装置
を用いて投写型表示装置を構成すれば、表示サイズやア
スペクト比の異なる画像をライトバルブ上に表示して
も、照明光束を切り替えて有効な画像の表示領域のみを
選択的に照明できる。ライトバルブ上で表示される画像
のサイズが小さい場合でも、ライトバルブの全域に画像
を表示する場合と比較してあまり光量の低下を生じない
ので、常に明るい投写画像を呈示できる。
Therefore, if a projection type display is constructed using the illumination means or illumination device of the present invention, even if images having different display sizes and aspect ratios are displayed on the light valve, the illumination light flux is switched to be effective. Only the display area of the image can be selectively illuminated. Even when the size of the image displayed on the light valve is small, the amount of light does not decrease so much as compared with the case where the image is displayed over the entire area of the light valve, so that a bright projected image can always be presented.

【0106】投写型表示装置において表示される少なく
とも数種類の画像フォーマットについて、常に原画像の
1画素とライトバルブの1画素を対応させて表示し、こ
の時の有効な画像表示領域のみを選択的に照明するよう
に照明光束を供給すれば、画像品位の劣化が少なく、明
るさの変動もなく、特に高価で回路規模の大きいスキャ
ンコンバータを必要とせずに、明るく高品位な画像を常
にスクリーン上に呈示できるので、極めて大きな効果を
得る。
For at least several types of image formats displayed in the projection display device, one pixel of the original image is always displayed in correspondence with one pixel of the light valve, and only the effective image display area at this time is selectively displayed. By supplying an illuminating luminous flux to illuminate, there is little deterioration in image quality, no fluctuation in brightness, and a bright, high-quality image is always displayed on the screen without the need for an expensive and large-scale scan converter. Since it can be presented, an extremely large effect is obtained.

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

【図1】本発明の照明装置の一実施の形態を示す略構成
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a lighting device of the present invention.

【図2】本発明の照明装置の作用を説明する略模式図FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation of the lighting device of the present invention.

【図3】本発明の照明装置の作用を説明する略線図FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the operation of the lighting device of the present invention.

【図4】液晶パネルの表示状態の一例をしめす略模式図FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a display state of a liquid crystal panel.

【図5】第1レンズアレイの構成の一例を示す略構成図FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a configuration of a first lens array.

【図6】第1レンズアレイと固定治具の構成の一例を示
す略構成図
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a configuration of a first lens array and a fixing jig.

【図7】第1レンズアレイと固定治具の他の構成の一例
を示す略構成図
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating an example of another configuration of the first lens array and the fixing jig.

【図8】本発明の投写型表示装置の一実施の形態を示す
略構成図
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a projection display device of the present invention.

【図9】本発明の照明装置の他の一実施の形態を示す略
構成図
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the lighting device of the present invention.

【図10】前置レンズ群の構成の一例を示す略模式図FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a front lens group.

【図11】本発明の照明装置の作用を説明する略線図FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the operation of the lighting device of the present invention.

【図12】本発明の投写型表示装置の他の一実施の形態
を示す略構成図
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the projection display apparatus of the present invention.

【図13】本発明の投写型表示装置の更に他の一実施の
形態を示す略構成図
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the projection display apparatus of the present invention.

【図14】従来の投写型表示装置の一実施の形態を示す
略構成図
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 ランプ 102 放物面鏡 103 UV−IRカットフィルタ 104,104X,104Y,104Z 第1レンズア
レイ 105,105X,105Y,105Z 第2レンズア
レイ 106 発光体 108 受光面 109,109X,109Y,109Z 第1レンズ 110 第2レンズ 151 フィールドレンズ 152 液晶パネル 153 投写レンズ 154,155,202 固定治具 181 前置レンズ群 191 入力側レンズアレイ 192 出力側レンズアレイ 193 入力側レンズ 194 出力側レンズ 251 映像信号判別回路 252 駆動装置
Reference Signs List 101 Lamp 102 Parabolic mirror 103 UV-IR cut filter 104, 104X, 104Y, 104Z First lens array 105, 105X, 105Y, 105Z Second lens array 106 Light emitting body 108 Light receiving surface 109, 109X, 109Y, 109Z First Lens 110 Second lens 151 Field lens 152 Liquid crystal panel 153 Projection lens 154, 155, 202 Fixing jig 181 Prefix lens group 191 Input side lens array 192 Output side lens array 193 Input side lens 194 Output side lens 251 Video signal discrimination circuit 252 drive

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め規定された領域を選択的に照明する
照明手段であって、光源と、複数の第1レンズを配列し
てなる少なくとも2種類の第1レンズアレイと、複数の
第2レンズを配列してなる少なくとも2種類の第2レン
ズアレイと、前記少なくとも2種類のレンズアレイのう
ち1対の前記第1レンズアレイと前記第2レンズアレイ
を選択的に光路に配置する手段とを備え、前記第1レン
ズアレイは前記光源から入射する光束を分割して所定の
断面形状を有する複数の部分光束を形成すると共に前記
第1レンズの各々は対応する前記第2レンズの開口上に
前記部分光束を収斂せしめ、前記第2レンズの各々は対
応する前記第1レンズの各開口と照明される前記規定領
域を略共役とせしめ、前記第1レンズアレイによって分
割された各部分光束の断面を前記規定領域に重畳形態で
導いて照明すると共に、前記少なくとも2種類の第1レ
ンズアレイと前記第2レンズアレイの対のいずれかを前
記手段により選択的に切り替えて光路に配置することに
より前記規定領域における照明範囲を切り替えることを
特徴とする照明手段。
1. An illuminating means for selectively illuminating a predetermined area, comprising: a light source; at least two types of first lens arrays in which a plurality of first lenses are arranged; and a plurality of second lenses. At least two types of second lens arrays, and means for selectively arranging a pair of the first lens array and the second lens array of the at least two types of lens arrays in an optical path. The first lens array divides a light beam incident from the light source to form a plurality of partial light beams having a predetermined cross-sectional shape, and each of the first lenses is placed on an opening of a corresponding second lens. Each of the second lenses converges a light beam, and each of the second lenses substantially conjugates the defined area to be illuminated with each of the apertures of the corresponding first lens. Each of the partial light beams divided by the first lens array Is illuminated by guiding the cross section of the first lens array to the specified area in a superimposed form, and any one of the at least two types of the first lens array and the second lens array is selectively switched by the means and arranged in the optical path. Lighting means for switching an illumination range in the prescribed area by means of:
【請求項2】 予め規定された領域を選択的に照明する
照明装置であって、光源と、複数の第1レンズを配列し
てなる少なくとも2種類の第1レンズアレイと、複数の
第2レンズを配列してなる少なくとも2種類の第2レン
ズアレイと、前記少なくとも2種類のレンズアレイのう
ち1対の前記第1レンズアレイと前記第2レンズアレイ
を選択的に光路に配置する手段とを備え、前記第1レン
ズアレイは前記光源から入射する光束を分割して所定の
断面形状を有する複数の部分光束を形成すると共に前記
第1レンズの各々は対応する前記第2レンズの開口上に
前記部分光束を収斂せしめ、前記第2レンズの各々は対
応する前記第1レンズの各開口と照明される前記規定領
域を略共役とせしめ、前記第1レンズアレイによって分
割された各部分光束の断面を前記規定領域に重畳形態で
導いて照明すると共に、前記少なくとも2種類の第1レ
ンズアレイと前記第2レンズアレイの対のいずれかを前
記手段により選択的に切り替えて光路に配置することに
より前記規定領域における照明範囲を切り替えることを
特徴とする照明装置。
2. An illumination device for selectively illuminating a predetermined area, comprising: a light source; at least two types of first lens arrays in which a plurality of first lenses are arranged; and a plurality of second lenses. At least two types of second lens arrays, and means for selectively arranging a pair of the first lens array and the second lens array of the at least two types of lens arrays in an optical path. The first lens array divides a light beam incident from the light source to form a plurality of partial light beams having a predetermined cross-sectional shape, and each of the first lenses is placed on an opening of a corresponding second lens. Each of the second lenses converges a light beam, and each of the second lenses substantially conjugates the defined area to be illuminated with each of the apertures of the corresponding first lens. Each of the partial light beams divided by the first lens array Is illuminated by guiding the cross section of the first lens array to the specified area in a superimposed form, and any one of the at least two types of the first lens array and the second lens array is selectively switched by the means and arranged in the optical path. A lighting device characterized in that the lighting range in the specified area is switched by the following.
【請求項3】 光源と、複数の第1レンズを配列してな
る少なくとも2種類の第1レンズアレイと、複数の第2
レンズを配列してなる少なくとも2種類の第2レンズア
レイと、前記少なくとも2種類のレンズアレイのうち1
対の前記第1レンズアレイと前記第2レンズアレイを選
択的に光路に配置する手段と、空間的に光を変調して光
学像を形成するライトバルブと、前記光学像をスクリー
ン上に投影する投写レンズとを備え、前記第1レンズア
レイは前記光源から入射する光束を分割して所定の断面
形状を有する複数の部分光束を形成すると共に前記第1
レンズの各々は対応する前記第2レンズの開口上に前記
部分光束を収斂せしめ、前記第2レンズの各々は対応す
る前記第1レンズの各開口と前記ライトバルブの表示領
域を略共役とせしめ、前記第1レンズアレイによって分
割された各部分光束の断面を前記表示領域に重畳形態で
導いて照明すると共に、前記少なくとも2種類の第1レ
ンズアレイと前記第2レンズアレイの対のいずれかを前
記手段により選択的に切り替えて光路に配置することに
より前記表示領域における照明範囲を切り替えることを
特徴とする投写型表示装置。
3. A light source, at least two types of first lens arrays in which a plurality of first lenses are arranged, and a plurality of second lens arrays.
At least two types of second lens arrays in which lenses are arranged; and one of the at least two types of lens arrays.
Means for selectively arranging the pair of the first lens array and the second lens array in an optical path, a light valve for spatially modulating light to form an optical image, and projecting the optical image on a screen A projection lens, wherein the first lens array divides a light beam incident from the light source to form a plurality of partial light beams having a predetermined cross-sectional shape, and
Each of the lenses causes the partial light beam to converge on the corresponding aperture of the second lens, and each of the second lenses causes the corresponding aperture of the first lens and the display area of the light valve to be substantially conjugated; The cross section of each partial light beam divided by the first lens array is guided to the display area in a superimposed form to illuminate, and at least one of the at least two types of the first lens array and the second lens array is used as the light source. A projection display device, wherein the illumination range in the display area is switched by selectively switching and arranging in an optical path by means.
【請求項4】 ライトバルブ上に表示される光学像の大
きさ及びアスペクト比に応じて、少なくとも2種類の第
1レンズアレイと第2レンズアレイの対のいずれかを自
動的に切り替える手段を備えたことを特徴とする請求項
3記載の投写型表示装置。
4. A means for automatically switching at least one of a pair of a first lens array and a second lens array in accordance with the size and aspect ratio of an optical image displayed on a light valve. 4. The projection display device according to claim 3, wherein:
【請求項5】 投写レンズはズームレンズであり、ライ
トバルブ上に表示される光学像の大きさ及びアスペクト
比に応じて、前記投写レンズは適切なズーム倍率を自動
的に選択し、予め定められた大きさとアスペクト比のス
クリーンに適切な倍率でライトバルブ上の光学像を投影
することを特徴とする請求項3記載の投写型表示装置。
5. The projection lens is a zoom lens, and the projection lens automatically selects an appropriate zoom magnification in accordance with a size and an aspect ratio of an optical image displayed on a light valve, and sets a predetermined zoom magnification. 4. The projection display device according to claim 3, wherein an optical image on the light valve is projected at an appropriate magnification on a screen having a different size and aspect ratio.
【請求項6】 予め規定された領域を選択的に照明する
照明手段であって、光源と、前記光源の放射する光が入
射する前置レンズ群と、前記前置レンズ群から出射する
光が入射する第1レンズ群と、前記第1レンズ群から出
射する光が入射する第2レンズ群とを備え、前記前置レ
ンズ群は、前記前置レンズ群に入射する光束を複数の部
分光束に分割する手段と、分割後の各部分光束の断面を
任意の形状に整形する光束整形手段とを備え、前記第1
レンズ群は複数の第1レンズを配列してなる第1レンズ
アレイを備え、前記第2レンズ群は複数の第2レンズを
配列してなる第2レンズアレイを備え、前記第1レンズ
の各々は対応する前記第2レンズの開口上に当該レンズ
に入射する前記部分光束を収斂せしめ、前記第2レンズ
の各々は対応する前記第1レンズの各開口と照明される
前記規定領域を略共役とせしめ、前記前置レンズ群によ
って任意形状に整形された各部分光束の断面を前記規定
領域に重畳形態で導いて照明することを特徴とする照明
手段。
6. An illuminating means for selectively illuminating a predetermined area, comprising: a light source; a head lens group to which light emitted by the light source enters; and a light emitted from the head lens group. An incident first lens group; and a second lens group to which light emitted from the first lens group is incident. The front lens group converts the light beam incident on the front lens group into a plurality of partial light beams. A light beam shaping means for shaping the cross section of each of the divided light beams into an arbitrary shape;
The lens group includes a first lens array in which a plurality of first lenses are arranged, the second lens group includes a second lens array in which a plurality of second lenses are arranged, and each of the first lenses is The partial light beam incident on the corresponding lens is converged on a corresponding aperture of the second lens, and each of the second lenses substantially conjugates the defined area illuminated with the corresponding aperture of the first lens. And an illumination unit for illuminating a cross section of each of the partial luminous fluxes shaped into an arbitrary shape by the front lens group in a superimposed manner to the specified area.
【請求項7】 照明すべき規定領域の形状に応じて、前
置レンズ群を選択的に光路に付加する手段を備えたこと
を特徴とする請求項6記載の照明手段。
7. The illuminating means according to claim 6, further comprising means for selectively adding a front lens group to an optical path according to the shape of a prescribed area to be illuminated.
【請求項8】 前置レンズ群は、複数の入力側レンズを
配列してなる入力側レンズアレイと、複数の出力側レン
ズを配列してなる出力側レンズアレイとを備え、前記入
力側レンズアレイは入射光束を複数の部分光束に分割す
ると共に当該部分光束を必要な光束断面形状に収斂せし
め、前記出力側レンズアレイは、前記部分光束の整形さ
れた断面近傍に配置されて当該部分光束の各々を略平行
に進行せしめて対応する第1レンズに導くことを特徴と
する請求項6記載の照明手段。
8. The front lens group includes an input-side lens array in which a plurality of input-side lenses are arranged, and an output-side lens array in which a plurality of output-side lenses are arranged. Divides the incident light beam into a plurality of partial light beams and causes the partial light beams to converge to a required light beam cross-sectional shape, and the output-side lens array is arranged near the shaped cross-section of the partial light beam and each of the partial light beams 7. The illuminating means according to claim 6, wherein the light is made to travel substantially in parallel and guided to a corresponding first lens.
【請求項9】 予め規定された領域を選択的に照明する
照明装置であって、光源と、前記光源の放射する光が入
射する前置レンズ群と、前記前置レンズ群から出射する
光が入射する第1レンズ群と、前記第1レンズ群から出
射する光が入射する第2レンズ群とを備え、前記前置レ
ンズ群は、複数の入力側レンズを配列してなる入力側レ
ンズアレイと、複数の出力側レンズを配列してなる出力
側レンズアレイとを備え、前記第1レンズ群は複数の第
1レンズを配列してなる第1レンズアレイを備え、前記
第2レンズ群は複数の第2レンズを配列してなる第2レ
ンズアレイを備え、前記入力側レンズアレイは入射光束
を複数の部分光束に分割すると共に当該部分光束を任意
の光束断面形状に収斂せしめ、前記出力側レンズアレイ
は、前記部分光束の整形された断面近傍に配置されて当
該部分光束の各々を略平行に進行せしめて対応する前記
第1レンズに導き、前記第1レンズの各々は対応する前
記第2レンズの開口上に前記部分光束を収斂せしめ、前
記第2レンズの各々は対応する前記第1レンズの各開口
と照明される前記規定領域を略共役とせしめ、前記前置
レンズ群によって任意形状に整形された各部分光束の断
面を前記規定領域に重畳形態で導いて照明することを特
徴とする照明装置。
9. An illuminating device for selectively illuminating a predetermined area, comprising: a light source; a head lens group to which light emitted by the light source enters; and a light emitted from the head lens group. A first lens group to which light enters, and a second lens group to which light emitted from the first lens group enters. The front lens group includes an input-side lens array in which a plurality of input-side lenses are arranged. An output-side lens array in which a plurality of output-side lenses are arranged, the first lens group includes a first lens array in which a plurality of first lenses are arranged, and the second lens group includes a plurality of output-side lenses. A second lens array in which a second lens is arranged, wherein the input-side lens array divides the incident light beam into a plurality of partial light beams, and converges the partial light beams into an arbitrary light beam cross-sectional shape; Is the partial luminous flux Each of the partial luminous fluxes arranged near the shaped cross-section is made to travel substantially in parallel and guided to the corresponding first lens, and each of the first lenses is placed on the aperture of the corresponding second lens. And each of the second lenses causes each of the apertures of the corresponding first lens to be illuminated and the specified area to be illuminated substantially conjugate, and the cross section of each partial light beam shaped into an arbitrary shape by the front lens group The illumination device is adapted to guide and illuminate the specified region in a superimposed form.
【請求項10】 照明すべき規定された領域の形状に応
じて、予め用意された前置レンズ群を選択的に付加する
手段を備えたことを特徴とする請求項9記載の照明装
置。
10. The lighting device according to claim 9, further comprising means for selectively adding a head lens group prepared in advance according to the shape of a specified area to be illuminated.
【請求項11】 光源と、前記光源の放射する光が入射
する前置レンズ群と、前記前置レンズ群から出射する光
が入射する第1レンズ群と、前記第1レンズ群から出射
する光が入射する第2レンズ群と、空間的に光を変調し
て光学像を形成するライトバルブと、前記光学像をスク
リーン上に投影する投写レンズとを備え、前記前置レン
ズ群は、複数の入力側レンズを配列してなる入力側レン
ズアレイと、複数の出力側レンズを配列してなる出力側
レンズアレイとを備え、前記第1レンズ群は複数の第1
レンズを配列してなる第1レンズアレイを備え、前記第
2レンズ群は複数の第2レンズを配列してなる第2レン
ズアレイを備え、前記入力側レンズアレイは入射光束を
複数の部分光束に分割すると共に当該部分光束を任意の
光束断面形状に収斂せしめ、前記出力側レンズアレイ
は、前記部分光束の整形された断面近傍に配置されて当
該部分光束の各々を略平行に進行せしめて対応する前記
第1レンズに導き、前記第1レンズの各々は対応する前
記第2レンズの開口上に前記部分光束を収斂せしめ、前
記第2レンズの各々は対応する前記第1レンズの各開口
と前記ライトバルブの表示領域を略共役とせしめ、前記
前置レンズ群により前記ライトバルブ上に表示される光
学像に応じた任意形状に整形された各部分光束の断面を
前記ライトバルブ上に重畳形態で導いて照明することを
特徴とする投写型表示装置。
11. A light source, a front lens group to which light emitted from the light source is incident, a first lens group to which light emitted from the front lens group is incident, and light to be emitted from the first lens group A second lens group into which the light enters, a light valve that spatially modulates light to form an optical image, and a projection lens that projects the optical image onto a screen. An input-side lens array in which input-side lenses are arranged, and an output-side lens array in which a plurality of output-side lenses are arranged, wherein the first lens group includes a plurality of first lenses.
A first lens array in which lenses are arranged; the second lens group includes a second lens array in which a plurality of second lenses are arranged; and the input-side lens array converts an incident light beam into a plurality of partial light beams. Splitting and converging the partial light beam into an arbitrary light beam cross-sectional shape, and the output-side lens array is disposed near the shaped cross section of the partial light beam so as to make each of the partial light beams travel substantially parallel to correspond. Guiding the first lens, each of the first lenses converging the partial beam onto a corresponding aperture of the second lens, each of the second lenses being associated with a corresponding aperture of the first lens and the light; The display area of the bulb is made substantially conjugate, and the cross section of each partial light beam shaped into an arbitrary shape according to the optical image displayed on the light valve by the head lens group is formed on the light valve. Projection display apparatus characterized by illuminating guided in overlapping form.
【請求項12】 ライトバルブ上に表示される光学像の
有効な大きさとアスペクト比に応じて、前置レンズ群を
選択的に光路に付加する手段を備えたことを特徴とする
請求項11記載の投写型表示装置。
12. The apparatus according to claim 11, further comprising means for selectively adding a front lens group to an optical path according to an effective size and an aspect ratio of an optical image displayed on a light valve. Projection display device.
【請求項13】 光源と、前記光源から出射する光が入
射する第1レンズ群と、前記第1レンズ群から出射する
光が入射する第2レンズ群と、空間的に光を変調して光
学像を形成するライトバルブと、前記光学像をスクリー
ン上に投影する投写レンズと、前記光源と前記第1レン
ズ群の間の光路に選択的に挿入される少なくとも1つの
前置レンズ群と、前記前置レンズ群を前記光路に選択的
に配置する駆動手段と、前記ライトバルブに入力される
画像信号のフォーマットを判別する画像信号判別手段を
備え、前記前置レンズ群は、複数の入力側レンズを配列
してなる入力側レンズアレイと、複数の出力側レンズを
配列してなる出力側レンズアレイとを備え、前記第1レ
ンズ群は複数の第1レンズを配列してなる第1レンズア
レイを備え、前記第2レンズ群は複数の第2レンズを配
列してなる第2レンズアレイを備え、前記入力側レンズ
アレイは入射光束を複数の部分光束に分割すると共に当
該部分光束を任意の光束断面形状に収斂せしめ、前記出
力側レンズアレイは、前記部分光束の整形された断面近
傍に配置されて当該部分光束の各々を略平行に進行せし
めて対応する前記第1レンズに導き、前記第1レンズの
各々は対応する前記第2レンズの開口上に前記部分光束
を収斂せしめ、前記第2レンズの各々は対応する前記第
1レンズの各開口と前記ライトバルブの表示領域を略共
役とせしめ、前記画像信号判別手段は前記ライトバルブ
に表示される光学像の大きさとアスペクト比を検出して
適切な制御信号を前記駆動手段に送り、前記駆動手段は
前記制御信号に応じて適切な前記前置レンズ群を選択的
に光路に挿入あるいは未挿入とし、前記ライトバルブ上
に表示される光学像に応じて適切な前記部分光束の断面
を前記ライトバルブ上に重畳形態で導いて照明すること
を特徴とする投写型表示装置。
13. A light source, a first lens group to which light emitted from the light source is incident, a second lens group to which light emitted from the first lens group is incident, and optically modulating light spatially. A light valve for forming an image, a projection lens for projecting the optical image on a screen, at least one front lens group selectively inserted in an optical path between the light source and the first lens group, A drive unit for selectively arranging a head lens group in the optical path; and an image signal determination unit for determining a format of an image signal input to the light valve, wherein the head lens group includes a plurality of input side lenses. And an output-side lens array in which a plurality of output-side lenses are arranged. The first lens group includes a first lens array in which a plurality of first lenses are arranged. Comprising, The two-lens group includes a second lens array in which a plurality of second lenses are arranged. The input-side lens array divides the incident light beam into a plurality of partial light beams and converges the partial light beams into an arbitrary light beam cross-sectional shape. The output-side lens array is disposed near the shaped cross section of the partial light beam, and advances each of the partial light beams substantially in parallel to the corresponding first lens, and each of the first lenses The partial light beam converges on the opening of the second lens, and each of the second lenses substantially conjugates the corresponding opening of the first lens with the display area of the light valve. Detects the size and aspect ratio of the optical image displayed on the light valve and sends an appropriate control signal to the drive means, and the drive means responds to the control signal to The lens group is selectively inserted or not inserted into the optical path, and an appropriate cross section of the partial light flux is guided and illuminated on the light valve in an overlapping manner according to the optical image displayed on the light valve. Projection type display device.
【請求項14】 投写レンズはズームレンズであり、画
像信号判別手段の送出する制御信号に応じて前記投写レ
ンズは適切なズーム倍率を自動で選択し、予め定められ
た大きさとアスペクト比のスクリーンに適切な倍率でラ
イトバルブ上の光学像を投影することを特徴とする請求
項13記載の投写型表示装置。
14. The projection lens is a zoom lens, and the projection lens automatically selects an appropriate zoom magnification in response to a control signal sent from an image signal discriminating means, so that a screen having a predetermined size and an aspect ratio is formed. 14. The projection display device according to claim 13, wherein an optical image on the light valve is projected at an appropriate magnification.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2805351A1 (en) * 2000-02-18 2001-08-24 Fuji Photo Optical Co Ltd OPTICAL LIGHTING SYSTEM AND PROJECTION TYPE DISPLAY DEVICE USING THE SYSTEM
JP2007017571A (en) * 2005-07-06 2007-01-25 Victor Co Of Japan Ltd Projection display apparatus
JP2010032759A (en) * 2008-07-29 2010-02-12 Casio Comput Co Ltd Photographing apparatus and optical apparatus
JP2012048007A (en) * 2010-08-27 2012-03-08 Nikon Corp Illumination optical system and projection type display device
WO2014109225A1 (en) * 2013-01-08 2014-07-17 シャープ株式会社 Display device

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