TWI246627B - Projection display - Google Patents

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1246627 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 傳統，對於液晶投影機等之投射型液晶顯示裝置，除 了小型構造外’爲追求商売度’筒對比等之性能。 【先前技術】 以使用液晶面板於映像顯示元件做爲高亮度化之傳統 技術時，譬如，於特開平第4-63 3 1 8號公報，既利用偏光 光束分離器，將從光源射出之隨機之偏光，分離成P偏光 和S偏光後，聚集偏光方向將照射於液晶面板之產品。同 時，譬如以於特開平第6-3 42 1 5 8號公報，記載著使用具 備凹狀之圓錐面的透鏡’將從反射鏡來之入射角度爲大之 光線，變換成平行光之技術’做爲爲了高對比化之傳統技 術。且，譬如以於特開平第3- 1 1 1 806號公報，記載著使 用2片之陣列透鏡之積分器光學系’做爲提局畫面的亮度 之均勻性之傳統技術。 【發明內容】 一般而言，於液晶面板等之映像顯示元件下，接近於 平行之光束，可得到入射時良好之對比特性’但是光束之 入射角（以下稱爲光束入射角）一但增大，藉由液晶面板 等之入射角依存性’既降低投射映像之對比。圖1 2 ’係 於透過型液晶面板中’對光束入射*角之對比値之變化1 ’藉 由實驗所求之結果。照射於液晶面板之光的光束入射角小 -5- (2) 1246627 時較增加對比。因此，對於高對比化，最理想係將往液晶 面板等之，映像顯示元件之光束入射角縮小。但是，基於 往液晶面板等之映像顯示元件之照射光亮之增大化，一但 進行高亮度化，一般而言，往映像顯示元件之光束入射角 既增大，將導致降低對比。爲了使高亮度和高對比同時存 在，故無須降低往液晶面板等之映像顯示元件之照射光亮 ，有縮小光束入射角之必要。譬如，於上述特開平第 6-3 42 1 5 8號公報記載之技術中，於反射鏡之開口，具有大 致相同之口徑，且有必要於光軸方向較厚呎吋之透鏡，裝 置可能有大型化。 本發明之課題，有鑑於上述傳統技術之狀況，對明亮 場所，或黑暗場所等之使用環境，提供可適當對應之投射 型顯示裝置。 爲了解決上述課題點，於本發明，具有以光源和反射 鏡所構成之光源單元，和從該光源單元之光束，變換略爲 平行光之照明光學系單元，和從該照明光學系單元之光束 ，變換因應於映像信號之光學像之映像顯示元件，和投射 從該映像顯示元件之映像光的投射單元，和基於前述映像 顯示元件之視野角特性，遮段前述光束之第1狀態，和具 有解除光圈之第2狀態之至少2個狀態之可變光圈，藉由 該可變光圈，使得畫面之明亮度和對比，可構成如同複數 般切換。 如上述所敘，藉由本發明時，於投射型顯示裝置中， 對明亮處，或黯淡處等之使用環境，可形成於適當之亮度 -6- (3) 1246627 及對比之對應。 【實施方式】 以下爲藉由本發明所產生之實施形態， 〇 第1實施形態，係於第1，第2之陣歹IJ 束以扇狀之光遮斷部於支持軸周圍旋轉來移 遮斷光圈，設置開閉於光軸方向之構造之雙 圈，對應於基於光遮斷部之開閉之光束光圈 變冷卻風扇之旋轉數時之構造例。 於圖1之中，1爲光源，2R，2G，2B 液晶面板等之透過型影像顯示元件，3爲放 射透鏡單元，4，14，19，20爲藉由反射所 之鏡子，5爲反射於橢圓面，拋物面等之反 之光之反射體，6爲藉由配列於矩陣狀之複 鏡（透鏡單元），形成複數之2次光源像之 ，21爲聚集光束之雙開型之可變光圈，7爲 透鏡6相同，成像藉由配列於矩陣狀之複數 (透鏡單元），所構成之第1陣列透鏡之各 列透鏡，8爲以將從第2之陣列透鏡7側來 P偏光和S偏光而射出之偏光光束稜鏡（未 轉P偏光，S偏光之任一偏光方向之1 /2波 未圖示）所構成之偏光變換元件，9，1 0R， 透鏡，11爲色合成用之合成稜鏡，12，13 以圖面說明之 透鏡間，將光 動變化，做爲 開型之可變光 狀態，形成改 分別爲透過型 大投射用之投 改變光路方向 射面從光原來 數小之集光透 第1陣列透鏡 和第1之陣列 小之集光透鏡 透鏡之第2陣 之光，分離成 圖示），和旋 長相位差板（ 1 0 G爲集光用 爲色分離用之 (4) 1246627 分色鏡，1 5，1 6，1 7分別爲第1中繼透鏡，第2 鏡，第3中繼透鏡，18爲螢幕，26爲冷卻用風扇 以通風導管等形成之冷卻用空氣之流路。從第1陣 6 至聚光透鏡（condensor lens ) 10R，10G， 鏡1 7之光學系，係構成對透過型影像顯示元件2R 2B之照明光學系。透過型影像顯示元件2R ’ 2G， 藉由影像信號驅動電路（未圖示）’對從光源1側 ，進行因應於影像信號之光強度變換，而形成光學 圖1之構造中，係藉由光源1所射出之光束，於反 反射而聚集，射出於第1陣列透鏡6。第1陣列透 係將射入之光束以複數之透鏡單元分割成複數之光 此光束能夠將第2陣列透鏡7 ’偏光變換元件8有 過。第2陣列透鏡7，係將其複數之各透鏡單元所 第1陣列透鏡6之透鏡單元之透鏡像，投影於透過 顯示元件2 R，2 G，2 B。此時，偏光變換元件8， 2陣列透鏡7來之光束聚集於所定之偏光方向。集 9，聚光透鏡（condensor lens ) 10R’ 10G’ 第 1 鏡1 5，第2中繼透鏡1 6，及第3中繼透鏡1 7 ’係 之第1陣列透鏡6之各透鏡單元之透鏡像，重疊於 顯示元件2R，2G，2B上。而藉由光源1所射出之 ，係從偏光變換元件射出，於鏡片4反射後，再經 透鏡 9，聚光透鏡（condensor lens )l〇R，l〇G， 繼透鏡1 5，第2中繼透鏡1 6，及第3中繼透鏡1 7 射於各影像顯示元件2R，2G，2B之過程中’藉由 中繼透 ，27爲 列透鏡 中繼透 ，2G， 2B，係 來之光 像。於 射體5 鏡6， 束，而 效率通 對應之 型影像 將從第 光透鏡 中繼透 將此等 各影像 白色光 由集光 第1中 ，於照 分色鏡 (5) 1246627 1 2，1 3，分離成紅色光（r光），綠色光（G光），藍色 光（B光），照射於各對應之影像顯示元件2 R，2 G，2 B 。同時，於本構造例子中，分色鏡1 2係透過紅色光，綠 色光和藍色光具有反射之特性，分色鏡1 3係反射綠色光 具有透過藍色光之特性。各色光所照射之影像顯示元件

2 R，2 G，2 B，係藉由從外部來之影像信號，調變各色光 形成對應於影像信號之光學像，以射出於合成棱鏡1 1側 做爲信號光。合成棱鏡1 1，係色合成各色光之信號光， 射出於頭射透鏡單元3。投射透鏡單元3係將白色光之光 學像，放大投射於螢幕上1 8而顯示影像。於上述中，第 1中繼透鏡1 5，第2中繼透鏡1 6，及第3中繼透鏡1 7， 對影像顯示元件2R，2G之光路長度，由於影像顯示元件 2B之光路長度較長，故亦具有補償作用。同時，聚光透 鏡（condensor lens ) 10R，10G，第 3 中繼透鏡 17，仰 制影像顯示元件2R，2G，2B通過後之光束擴大，藉由頭 射透鏡單元3，能夠有效率進行放大投射。冷卻用風扇26 係藉由旋轉所產生送風，譬如，於影像顯示元件2R，2G ，2B或設置於各影像顯示元件2R，2G，2B之前後之入 射側偏光板，射出側偏光板（未圖示）之中，係吸收從光 源1來之照射光，冷卻產生於裝置內之熱。往此等冷卻對 向部之送風，係經由以通風導管（未圖示）等形成之冷卻 用空氣之流路27來進行。照射各映像顯示元件之光量及 入射角，係因應於投射型顯示裝置之使用環境，藉由可變 光圈21之光遮段部之移動變位來調整。 -9- (6) 1246627 於如上述之構造之投射型顯示裝置中，往液晶面板2 之光束，由於於可變光圈2 1所聚集光朿入射角變小，故 將會改善對比。 圖2，係表示使用圖1之影像顯示裝置之可變光圈2】 之構造例子。 圖2之可變光圈之構造例子，係2個扇型之光遮光部 ，於支持軸周圍旋轉來移動變位，來開閉光軸方向之構造 之雙開型之例子。於圖2之中，21a，22b係於支持軸周 圍旋轉之光遮段部，而210係藉由光通過凹部21a，21b ，而形成於光路上之光通過用開口部。同時，A 1係位於 聚集光束狀態之光遮光部2 1 a之位置，A2係位於未聚集 光束狀態（解除光圈狀態）之光遮段部2 1 a之位置，B 1 係位於聚集光束狀態之光遮段部2 1 b之位置，B 2係位置 未聚集光束狀態（解除光圈狀態）之光遮段部2 1 b之位置 。於本實施形態下，可變光圈2 1之光遮段部2 1 a，2 1 b， 係藉由移動變位，於各位置A 1，B 1形成聚集從外周側之 第1狀態，和於位置A2，B 2解除光圈之第2狀態。於第 2狀態，光遮段部2 1 a，2 1 b對光束形成略爲平形狀不遮 段。於第1狀態下’光遮光部2 1 a，2 1 b對光束形成略爲 直角狀而遮段光束之外周側，光通過用開口部2 1 0係將遮 段外周側之光束，朝影像顯示元件側通過。且，，藉由可 變光圈21之光遮段部21a，21b之移動變位之開閉動作， 係使用馬達，或電磁式馬達等’譬如，做爲以按鍵操作之 物。光遮段部2 1 a，2 1 b，譬如，於亮處之使用環境下， -10- (7) 1246627 做爲第2狀態，而於黯淡處之使用狀態下，做爲第1狀態 。聚集從外周側光束之第1狀態下，相較於解除光ffl 2胃 2狀態，由於減少照射於影像顯示元件之光量，故降低影 像之亮度，但是反之，藉由照射於影像顯示元件之光^之λ 射角之減少，使得影像之對比增大。同時，使用光組劑等 之光電變換元件來檢測使用環境，基於檢測結果’爲了 ® 制可變光圈2 1之光遮段部2 1 a，2 1 b之開閉動作亦可。譬 如，於檢測使用光電變換元件所定之光量時，係判斷於明 亮之使用環境下，作成解除光圈之第2狀態，於使用光電 變換元件檢測出之光量於所定之光量以下時，係判斷黯淡 處之使用環境下，爲了聚集從外周側來光束之第1狀態所 構成之。 於以上之實施形態中，係說明關於使用以2個扇狀遮 段部，繞著支持軸周圍旋轉移動變位，開閉於光軸方向之 構造之雙開型之物，做爲可變光圈。本發明並非界定於此 ，可變光圈，譬如，如同照相機之可變光圈構造之光遮段 部面積，於平面中即使使用以變化之機構所構成之物亦可 。可變光圈，譬如，施加於向列性液晶所定之臨界値以上 之電壓，即使以具有施加電壓較高時，聚集從外周側來光 束之狀態，換言之第1狀態，施加電壓較小時，形成不遮 段光束之狀態’換Η之’第2狀態之液晶開關等之電氣性 光束遮段元件所構成亦可。同時，電氣性光束遮段元件， 於具有施加電壓較低時，爲第1狀態，施加電壓較高時， 爲第2狀態之特性時，很明顯地亦可適用。 -11 - (8) 1246627 圖3爲表不於圖1之投射型顯示裝置之照明光學系中 之可變光圈2 1的動作說明圖。圖3 ( A )爲表示藉由可變 光圈2 1來解除光束之外周圍之光圈之第2狀態，圖3 ( b )爲表示各簡略化藉由可變光圏2 1所聚集之光束之外周 圍之第1狀態圖。 於圖3之中，第2狀態’係影像顯示元件2於不聚集 光束之狀態下，由於被照射，故光之入射角2 2爲較大。 因此，影響之對比也成爲對應此之數値。對於此，於第！ 狀態下，影像顯示元件2，於聚集光束之外周圍狀態由於 被照射’光之入射角2 2相較於第2狀態時會減少。因此 ，影像之對比也對應於而爲增大之數値。於本實施形態下 ，因應於使用環境做爲可藉由控制，來切換第1，第2之 狀態。 圖4爲說明於圖1之投射型顯示裝置之冷卻系之控制 圖。 於圖4之中，2 6爲冷卻用風扇，3 3爲驅動冷卻用風 扇26之風扇用電源，31爲藉由可變光圈21之光遮光部 2 1 a，2 1 b所產生光束聚集狀態，譬如藉由機械性開關等 所產生之檢測光圈狀態檢測部，32爲基於光圈狀態檢測 部3 1之輸出信號，形成控制信號，藉由控制信號經由風 扇用電源3 3，做爲控制冷卻用風扇2 6之旋轉之控制手段 之微處理機（微電腦）。風扇用電源3 3，具備施加於冷 卻用風扇之至少不同之2個電壓電源，藉由從微處理3 2 之控制信號，將高壓側之電壓施加於冷卻用風扇2 6時， -12- 1246627 Ο) 冷卻用風扇2 6將增大旋轉數，於施加低壓側電壓時，冷 卻用風扇2 6，將會降低旋轉數。微處理部3 2係藉由可變 光圈2 1之遮光部2 1 a，2 1 b，於聚集光束之第1狀態時， 低壓側之電壓爲了施加冷卻用風扇26，故控制風扇用電 源33，同時，藉由可變光圈21之光遮段部21a，21b，於 解除可變光圈之第2狀態時，高壓側之電壓爲了施加於冷 卻用風扇2 6，故控制風扇用電源。光圈狀態檢測部3 1， 將光束之光圈狀態之檢測即使以可變光圈2 1之光遮光部 2 1 a ’ 2 1 b之移動變位量，或移動位置之檢測來進行亦可 〇 同時，即使能夠從驅動光遮光部2 1 a，2 1 b之馬達， 或電磁馬達等之輸出信號，獲得檢測信號亦可。再者，以 其他之方法實施亦可。同時，冷卻用風扇26之旋轉之控 制，係經由風扇用電源3 3來控制者，其餘，即使直接控 制冷卻用風扇26之驅動電路者亦可。於以上之實施形態 ，已說明關於進行光束之光圈狀態之檢測。本發明並非限 定於此，以譬如因應於使用環境狀況，藉由進行按鍵操作 來設定可變光圈之開關動作之同時，基於設定之可變光圈 之狀態即使爲控制冷卻風扇之旋轉數亦可，做爲其他之方 法。 藉由以上所述，藉由本實施形態之構造時，於1台之 投射型顯示裝置，明亮度和對比可連續性作切換，對明亮 處或黯淡處等之使用環境，爲可對應於適當之亮度及對比 。譬如於使用環境較亮處，重視影像之亮度時，解除可變 -13- (10) 1246627 光圈作成明亮之影像，反之，於使用環境較暗等處，於允 許亮度之減低化時’做爲聚集光束狀態可顯示提高對比之 影像。做爲聚集光束之狀態時，相較於可變光圈會降低位 於光射出側之光述之通過量，也會減低溫度上升，亦可仰 制裝置內之散熱或溫度上升。同時，對應於藉由至少亮度 之切換所產生之變化，由於可控制冷卻用風扇之旋轉，故 於降低亮度之使用狀態下，對應於裝置內之散熱或溫度上 升也比較少，也會降低冷卻風扇之旋轉數，進而可達到噪 馨 音或消費電力之減少量。 圖5爲表示藉由本發明所產生之第2實施形態之可變 光圈21。 與第1實施形態相異之處爲，可變光圈2 1具備重疊 門狀之光圈，各開口部之面積爲不同點。因此藉由依序地 持續聚集，將可得到2階段之光圈的效果。藉由本實施形 態所產生之可變光圈，並非限制於此等之物，明白得之即 使門狀之光圈具備3層以上之構造亦可。 # 圖6爲表示藉由本發明所產生之第3實施形態圖。 與第1實施形態相異之處爲，將可變光圈藉由第1陣 列透鏡配置於光源側之點。使用於光源側之反射物之形狀 爲旋轉置物面，來自光源管球之光束略爲平行地射出。反 之，和射出光相同地一旦射入平行的光束，光束既會返回 光源管球，同時，光束穿透管球’再度反射於反射物擁有 射出之作用。於配置於第1之陣列透鏡前面之可變光圈， 則使用反射率和平面度高之材質，藉由可變光圈所遮蓋的 -14- (11) 1246627 光束反射而返回光源側。此返回之光束係藉由置物反射物 之作用’爯度反射而射出，由於藉由原本可變光圈能夠有 效利用被捨去之光束，故可防止藉由可變光圈所產生之亮 度降低。亦可藉由可變光圈之反射率之提高進而實現3 % 之亮度之改善。 同時’配置可變光圈之位置，譬如即使於第2陣列透 鏡和偏光變換兀件之間，或是偏光變換元件和集光透鏡之 間亦可。 0 圖7爲藉由本發明所產生之第4實施形態圖。 和第1實施形態相異處之爲，可變光圈係分成2個地 方所配置之。於圖7中，5 0爲配置於第1陣列透鏡前之 第1可變光圈，52爲表示配置於第2陣列透鏡前之第2 可變光圈。第2可變光圈51相較於第1可變光圈50，開 口部之面積較小，將第1可變光圈，第2可變光圈依序地 聚集，將可得到2階段之光圈效果。同時，即使無須各自 聚集，以可變光圈藉由吸收之光束匱產生之熱，可分散於 · 2個地方，防止集中於1個地方散熱，如此可將做爲裝置 之冷卻簡略化。 以說明有關可變光圈之形狀來做爲藉由本發明所產生 之第5實施形態。本實施形態之可變光圈，於液晶面板之 光束入射角度即使相同，係藉由入射方向所產生之對比性 能，利用不同之『對比之視野角特性』來仰制亮度之降低 ，同時達到對比之改善。 圖8爲表示於一般之液晶顯示面板之對比之視野角特 -15- (12) 1246627 性之例子，對一條入射光束之液晶面板面之法線之倒角， 及將光束倒方位角以架構對比做爲參數者。此例子所示之 處，係對光述之入射角之液晶面板的對比，並非只以光束 之倒角來做決定，亦存在於方位角較大之處。譬如以相同 倒角1 〇 °之光束做比較，由圖8紙面右上之入射（方位角 4 5。）時，和由圖8紙面右下之入射（方位角1 3 5 ° )下 ，既顯示出對比之値爲大不相同。 於實際之投射顯示裝置之中，各種之入射角之光束爲 產生光束後入射於液晶面板者，做爲投射型顯示裝置之對 比，爲綜合各光束之對比之値。因此’於使用可變光圈遮 蓋光束時，若對比不良之方位角之光束優先被遮蓋時’將 會得到有效率之對比改善。 圖9爲表示於本實施形態中之可變光圈之形狀。於圖 9之中，本發明之可變光圈21爲對應圖8之視野角特性 之液晶面板者，圖9紙面右下之光束’亦既遮形成如同遮 蓋從圖8之大約方位角90 °至大約方位角1 8 0 °之間的對 比之不良光束。因此，以傳統使用之光軸爲中心之軸對象 之光圈相較於遮蓋光束時，不但光束之遮蓋量減少’且明 亮度亦減少，故可達到對比之改善之目的。圖1 〇爲表示 藉由於本實施形態之可變光圈，遮蓋一部份之光束之液晶 面板上之入射狀態。入射光束，爲對應於液晶面板之視野 角之角度分布，實現有效率之對比之改善。 對應於圖3 ( A )之光束量1 2001m，係以採用藉由本 發明之圖9所示之可變光圈時，做爲於對比400 : 1之投 -16- (13) 1246627 射型顯示裝置，圖3(B)所示之可變光圈21，以光束量 900ml可實現對比700 : !。不將可變光圈之形狀，對應於 液晶面板之視野角特性之形狀，做爲如傳統使用之單純矩 形時’爲了實現對比700 : 1，故有必要縮爲更小，將光 束量降到7 0 0 m卜 於上述之本實施形態中，可變光圈之形狀爲上丁對稱 且左右分對稱，但是此爲藉由液晶面板之視野角特性來做 決定之。任何時候，當然對光軸而言爲軸非對稱。 圖1 1爲說明藉由本發明所產生之第6實施形態之方 塊圖。 於第6實施形態之中，譬如配置同樣和第1實施形態 之構造之可變光圈，基於可變光圈之光遮段部之開閉移動 變位之光束狀態，或是對應於光圈解除狀態，於改變冷卻 系之冷卻用風扇之旋轉數之同時，能夠調整包含影像顯示 元件之色溫度特性（白平衡），和r特性，和色斑點修正 之電氣特性時之構造例子。一般而言，於液晶顯示面板等 之影像顯示元件之中，具有非線形v-t特性（電壓-透過率 特性）譬如藉由驅動影像顯示元件之驅動電路，爲了顯示 特定之色溫度特性或7特性，和色斑點修正而所調整。電 氣特性之調整値，係藉由入射於液晶面板等之影像顯示元 件的光之量，或入射角而有所不同。 於圖1 1之中，2爲液晶面板等之影像顯示元件，4 0 爲驅動影像顯示元件2之驅動電路，於驅動電路40之中 ，事先設定因應於藉由可變光圈所產生之光束之光圈狀態 -17- (14) 1246627 之色溫度特性調整値，或7特性調整値。2 6爲冷卻用風 扇’ 3 3爲驅動冷卻用風扇2 6之風扇用電源，3 1爲檢測藉 由可變光圈21之光遮段部21a，21b所產生之光束之光圈 狀態’ 3 2爲做爲控制手段之微處理機，基於光圈狀態檢 測部3 1之輸出信號，形成控制信號，藉由控制信號經由 風扇用電源3 3於控制冷卻用風扇26之旋轉之同時，經由 驅動電路1 0來調整包含影像顯示元件2之色溫度特性或 r特性，或色斑點修正之電氣特性。即使於第2實施形態 之中，風扇用電源3 3，具有施加於冷卻用風扇26之至少 不同之2個電源電壓，藉由來自微處理機32之控制信號 ，將高壓側之電壓施加於冷卻用風扇26時，冷卻用風扇 2 6則增大旋轉數，而施加於低壓側之電壓時，冷卻用風 扇26將會降低旋轉數。同時微處理機32，於藉由可變 光圈2 1之光遮段部2 1 a，2 1 b，所聚集光束之地1狀態時 ，爲了將低壓側之電壓施加於冷卻用風扇26，控制風扇 用電源3 3之同時，影像顯示元件2之電氣特性，係爲形 成對應於第1狀態時之光的量或是入射角之特性，而驅動 驅動電路。同時，藉由可變光圈21之光遮段部21a，21b 解除可變光圈之地2狀態時，將高壓側之電壓爲了施加於 冷卻用風扇2 6而控制風扇用電源3 3之同時，影像顯示元 件2之電壓特性爲了成對應第2狀態時之光的量或是入射 角之特性，而控制驅動電路。於光圈狀態檢測部3 1，光 束之光圈狀態之檢測和第1實施形態相同，即使進行可變 光圈2 1之光遮段部2 1 a，2 1 b之移動變位量或移動位置之 -18- (15) 1246627 檢測亦可，或是，從驅動光遮段部2 U，2 1 b之馬達或電 磁馬達等之輸出信號，能夠得到檢測信號亦可，再者，進 行其他之方法亦可。且，冷卻用風扇2 6之旋轉之控制， 除了經由風扇用電源3 3控制之外，直接控制冷卻風扇26 之驅動電路者亦可。 若藉由第6實施形態之構造時，於投射型顯示裝置之 中’和第1實施形態時相同，係連續切換明亮度和對比， 可適用於對明亮處或黯淡場所等之使用環境之亮度及對比 之對應。譬如於明亮之使用環境之中，重視影像之亮度時 ，解除光束之光圈做爲明亮之影像投射影像，反之，於黯 淡之使用環境之中，於允許亮度之降低化時，將光束做爲 聚集狀態而於提高對比之狀態下可顯示影像。將光束做爲 聚集狀態時，相較於可變光圈於光射出側之中，光量也減 少遞減零件等之溫度上升，亦可仰制裝置內之溫度上升。 同時，藉由至少亮度之切換對應於所產生之變化，由於可 仰制冷卻用風扇之旋轉，故於減少亮度之使用狀態下，對 應於裝置內之散熱或溫度上升也比較的少，而降低冷卻風 扇之旋轉數，進而可達到造噪音或消費電力之減低化。同 時，影像顯示元件可設定對應於光束之聚集狀態之色溫度 調整値，或r調整値，可作成對應於光束之聚集狀態之畫 質。 又，於本發明下，係使用以透過型者做爲影像顯示元 件之構造，但是並非限定於此，即使使用反射型之影像顯 示元件亦可。同時’於第6實施形態下，對應於光束之聚 -19- (16) 1246627 集狀態，做爲控制冷卻風扇之旋轉’和影像顯示兀件之逼 氣特性之調整値之設定之兩者之構造’但是即使做爲只 制影像顯示元件之電氣的特性之調整値之設定者亦可。 【圖式簡單說明】 圖1爲表示藉由本發明所產生之第1實施形態之投射 型顯示裝置之構造例圖。 圖2爲表示使用藉由本發明所產生之第1實施形態之 可變光圈之構造例圖。 圖3爲表示藉由本發明所產生之第1實施形態之可變 光圈之動作說明圖。 圖4爲表示藉由光圈之狀態，控制冷卻用風扇之旋轉 數之方塊圖。 圖5爲表示使用藉由本發明所產生之第2實施形態之 可變光圈之構造之其他例圖。 圖6爲表示藉由本發明所產生之第3實施形態之動作 說明圖。 圖7爲表示藉由本發明所產生之第4實施形態之動作 說明圖。 圖8爲表示於影像顯示元件之對比之視野角特性圖。 圖9爲表示藉由本發明所產生之第5實施形態圖。 圖1 0爲表示入射於影像顯示元件之光束之狀態圖。 圖1 1爲表示藉由本發明所產生之第6實施形態之可 變光圈之狀態，使得控制影像顯示元件之色溫度調整値， -20- (17) 1246627 或r調整値之方塊圖。 圖12爲表示對光束入射角之影像顯示元件之對比變 化圖。 主要元件對照表 1 光源 5 橢圓面 6 集光透鏡（透鏡單元） · 7 集光透鏡（透鏡單元） 8 偏光變換元件 9 集光用透鏡 10R 集光用透鏡 1 〇 G 集光用透鏡 4 鏡片 14 鏡片 1 9 鏡片 _ 20 鏡片 2R 透過型影像顯示元件 2G 透過型影像顯示元件 2B 透過型影像顯示元件 3 投射透鏡單元 2 1 可變光圈 15 第1中繼透鏡 16 第2中繼透鏡 -21 (18) 1246627 17 第3 18 鱼幕 26 冷卻 27 通風 1 2 色分 13 色分 11 合成 2 1 a 光遮 2 1b 光遮 2 10 光通 22 光之 32 微處 3 3 風扇 3 1 光圈 50 第1 5 1 第2 中繼透鏡 用風扇 導風管 離用的分色稜鏡 離用的分色稜鏡 稜鏡 斷部 斷部 過用開口部 入射角 理機 用電源 狀態檢測裝置 之可變光圈 之可變光圈

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Claims (1)

1. (1) 1246627 拾、申請專利範圍 1 · 一種投射型顯示裝置，其特徵具有： 以光源和反射物所構成之光源單元， 將來自該光源單元之光束變換成略爲平行光之照明光 學系單元， 將來自該照明光學系單元之光束調變爲因應於影像信 號的光學像之影像顯示元件， 投射來自該影像顯示元件之影像光之投射單元， Φ 具有根據該影像顯示元件的視野角特性遮斷前述光束 之第1狀態與解除光圈之第2狀態之至少2種狀態的至少 包含第1可變光圈與第2可變光圈之複數可變.光圈； 前述複數可變光圈，係相對於來自前述光源單元的光 束依照前述第1可變光圈、前述第2可變光圈的順序配置 前述第1可變光圈的開口部面積，比前述第2可變光 圈的開口部面積還大。 · 2 ·如申請專利範圍第丨項所記載之投射型顯示裝置， 其中， 該照明光學系單元，被構成爲包含：以第1陣列透鏡 與第2陣列透鏡構成的陣列透鏡群，及 將前述光束變換至特定偏光方向的偏光變換元件，及 聚集前述光束之聚光透鏡； 至少前述第1可變光圈，係被配置於前述光源單元與 前述第1陣列透鏡之間，以反射來自前述光源單元的光束 -23- (2) 1246627 之反射鏡所構成。 3 .如申請專利範圍第1項所記載之投射型顯示裝置， 其中，具有檢測出前述可變光圈的狀態之光圈狀態檢測手 段，及至少冷卻前述影像顯示元件的冷卻風扇； 根據前述光圈狀態檢測手段的結果控制前述冷卻風扇 的旋轉數。 4 .如申請專利範圍第3項所記載之投射型顯示裝置 ，其中，前述冷卻風扇於解除前述可變光圏之狀態下，以 增大旋轉數的方式進行控制，而於關閉前述可變光圈之狀 態時，以減低旋轉數的方式進行控制。 5 .如申請專利範圍第1項所記載之投射型顯示裝置， 其中，具有設定前述可變光圈之狀態之光圈狀態設定手段 ，和 至少冷卻前述影像顯示元件之冷卻風扇； 基於前述設定，控制前述冷卻風扇之旋轉數。 6.如申請專利範圍第5項所記載之投射型顯示裝置， 其中，前述冷卻風扇於解除前述可變光圈之狀態下，以增 大旋轉數的方式進行控制’而於關閉前述可變光圈之狀態 時，以減低旋轉數的方式進行控制。 7 . —種投射型顯示裝置’其特徵爲具有： 以光源和反射物所構成之光源單元， 包含··以第1陣列透鏡與第2陣列透鏡所構成的陣列 透鏡群，及將前述光束整齊變換至特定偏光方向的偏光變 換元件，及聚光前述光束之聚光透鏡而構成’使來自前述 -24- (3) 1246627 光源單元的光束變換爲約略平行光之照明光學系單元， 將來自該照明光學系單元之光束調變爲因應於影像信 號的光學像之影像顯示元件， 投射來自該影像顯示元件之影像光之投射單元，及 具有：根據該影像顯示元件的視野角特性遮斷前述光 束之第1狀態與解除光圈之第2狀態之至少2種狀態的至 少包含第1可變光圈與第2可變光圈之複數可變光圈； 前述複數可變光圈，在前述光源單元與前述第1陣列 透鏡之間，或是在前述第1陣列透鏡與前述第2陣列透鏡 之間’或是在前述第2陣列透鏡與前述偏光變換元件之間 ’或是在前述偏光變換元件與前述聚光透鏡之間之相異的 複數處所，相對於來自前述光源單元的光束，依照前述第 1可變光圈、前述第2可變光圈的順序配置， 前述第1可變光圈的開口部面積，比前述第2可變光 圈的開口部面積還大。 8 _如申請專利範圍第7項所記載之投射型顯示裝置， 其中，至少前述第1可變光圈係配置於前述光源單元與前 述第1之陣列透鏡之間，以反射來自前述光源單元之光束 之反射鏡所構成。 9.如申請專利範圍第7項所記載之投射型顯示裝置， 其中， 具有檢測前述可變光圈的狀態之光圈狀態檢測手段， 和 至少冷卻前述影像顯示元件之冷卻風扇； -25- (4) 1246627 基於前述光圈狀態檢測手段的結果，控制前述冷卻風 扇之旋轉數。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項所記載之投射型顯示裝置 ，其中，前述冷卻風扇於解除前述可變光圈之狀態下，以 增大旋轉數的方式進行控制，而於關閉前述可變光圈之狀 態時，以減低旋轉數的方式進行控制。 1 1 .如申請專利範圍第7項所記載之投射型顯示裝置 ，其中，具有設定前述可變光圈之狀態之光圈狀態設定手 段，和 至少冷卻前述影像顯示元件之冷卻風扇； 基於前述設定，控制前述冷卻風扇之旋轉數。 12.如申請專利範圍第1 1項所記載之投射型顯示裝 置，其中，前述冷卻風扇於解除前述可變光圈之狀態下， 以增大旋轉數的方式進行控制，而於關閉前述可變光圈之 狀態時，以減低旋轉數的方式進行控制。 1 3 . —種投射型顯示裝置，其特徵具有： 光源和反射物所構成之光源單元’和 包含：以第1陣列透鏡與第2陣列透鏡所構成的陣列 透鏡群，及將前述光束整齊變換至特定偏光方向的偏光變 換元件，及聚光前述光束之聚光透鏡而構成’使來自前述 光源單元的光束變換爲約略平行光之照明光學單元， 將來自該照明光學單元之光束調變爲因應於影像信號 的光學像之影像顯示元件， 投射來自該影像顯示元件之影像光之投射單元，及 -26- (5) 1246627 具有：根據該影像顯示元件的視野角特性遮斷前述光 束之第1狀態與解除光圈之第2狀態之至少2種狀態的至 少包含第1可變光圈與第2可變光圈之可變光圈； 前述可變光圏，被配置在前述光源單元與前述第1陣 列透鏡之間’以反射來自前述光源單元的光束之反射鏡所 構成。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項所記載之投射型顯示裝置 ，其中，前述可變光圈之第1狀態之開口形狀，係根據前 述影像顯示元件的視野角特性而被形成。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項所記載之投射型顯示裝 置，其中’具有檢測前述可變光圈之狀態之光圈狀態檢測 手段，和 至少冷卻前述影像顯示元件之冷卻風扇； 基於前述光圈狀態檢測手段之結果，控制前述冷卻風 扇之旋轉數。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所記載之投射型顯示裝 置，其中， 前述冷卻風扇於解除前述可變光圈之狀態下，以增大 旋轉數的方式進行控制，而於關閉前述可變光圈之狀態時 ，以減低旋轉數的方式進行控制。 1 7 .如申請專利範圍第1 3項所記載之投射型顯示裝置 ，其中，具有設定前述可變光圈之狀態之光圈狀態設定手 段，和 至少冷卻前述影像顯示元件之冷卻風扇； -27- (6) 1246627 基於前述設定，控制前述冷卻風扇之旋轉數。 1" 口申請專利範圍帛17項所記載之投射型顯示裝置 ，其中，前述冷卻風扇於解除前述可變光圏之狀態下，以 增大旋轉數的方式進行控制，而於關閉前述可變光圈之狀 態時，以減低旋轉數的方式進行控制。 19·一種投射型顯示裝置，其特徵具有： 光源和反射物所構成之光源單元，和 以第1陣列透鏡與第2陣列透鏡所構成使來自前述光 源單元的光束變換爲約略平行光之照明光學系單元， 將來自該照明光學系單元之光束調變爲因應於影像信 號的光學像之影像顯示元件， 投射來自該影像顯示元件之影像光之投射單元，及 具有：根據該影像顯示元件的視野角特性遮斷前述光 束之第1狀態與解除光圈之第2狀態之至少2種狀態的至 少包含第1可變光圈與第2可變光圈，可選擇影像的亮度 與對比之複數組合的複數個可變光圈； 前述第1可變光圈，被配置在前述光源單元與前述第 1陣列透鏡之間， 前述第2可變光圈，被配置於前述第1陣列透鏡與前 述第2陣列透鏡之間， 前述第1可變光圈的開口部面積，比前述第2可變光圈的 開口部面積還大。 -28-