JPH04238334A - Projection type picture display device - Google Patents
Projection type picture display deviceInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、電気信号により光の透
過、散乱を制御して画像を形成するライトバルブ上の画
像を明るく拡大投影する投写型画像表示装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type image display device that brightly enlarges and projects an image on a light valve that forms an image by controlling the transmission and scattering of light using electrical signals.
【0002】0002
【従来の技術】大画面の表示装置としては、ビデオプロ
ジェクターがあり、この中には高輝度のCRTを投写レ
ンズでスクリーン上に投影するタイプ、液晶パネルをラ
イトバルブとしてその画像を投影するタイプなどがある
。近年は、液晶技術の進歩にともないセットサイズの小
型、軽量化等が期待できる液晶を用いるものが注目され
ている。図4に液晶パネルをライトバルブとする投写型
画像表示装置の原理図を示す。図4において、1は光源
ランプ、2は凹面反射鏡、3はフィールドレンズ、4は
液晶ライトバルブ、5は投写レンズ、6はスクリーンで
ある。光源1からの光は凹面反射鏡2で集光され、フィ
ールドレンズ3を通して液晶ライトバルブ4に入射する
。その液晶ライトバルブ4は映像信号にしたがい画素の
透過率を制御し、その画像を投写レンズ5によりスクリ
ーン6に拡大投影する。[Background Art] There are video projectors as large-screen display devices, including a type that projects a high-brightness CRT onto a screen using a projection lens, and a type that projects an image using a liquid crystal panel as a light valve. There is. In recent years, with advances in liquid crystal technology, devices using liquid crystals have been attracting attention because they can be expected to be smaller in set size and lighter in weight. FIG. 4 shows a principle diagram of a projection type image display device using a liquid crystal panel as a light valve. In FIG. 4, 1 is a light source lamp, 2 is a concave reflector, 3 is a field lens, 4 is a liquid crystal light valve, 5 is a projection lens, and 6 is a screen. Light from a light source 1 is focused by a concave reflector 2 and enters a liquid crystal light valve 4 through a field lens 3. The liquid crystal light valve 4 controls the transmittance of the pixels according to the video signal, and the image is enlarged and projected onto the screen 6 by the projection lens 5.
【0003】液晶ライトバルブで、現在主流となってい
るものは液晶パネルにツイストネマティック液晶あるい
はスーパーツイストネマティック液晶を用いたものであ
り、そのため光の吸収、透過を制御するために偏光板を
用いている。偏光板は光の偏光方向をそろえるため光源
からの照明光の内、半分以上を吸収し、表示画像が暗く
なる欠点がある。また、偏光板が光エネルギーを吸収す
る事により発熱し、液晶パネルの特性あるいは信頼性に
悪影響を及ぼす原因にもなっていた。The current mainstream liquid crystal light valves use twisted nematic liquid crystal or super twisted nematic liquid crystal for the liquid crystal panel, and therefore use polarizing plates to control light absorption and transmission. There is. Since the polarizing plate aligns the polarization direction of the light, it absorbs more than half of the illumination light from the light source, which has the disadvantage that the displayed image becomes dark. In addition, the polarizing plate absorbs light energy and generates heat, which may adversely affect the characteristics or reliability of the liquid crystal panel.
【0004】それに対して例えば高分子分散液晶などを
用いた液晶パネルをライトバルブとすれば、偏光板を用
いないで光の透過と散乱が制御でき、光の透過率が高く
なり明るい画像が得られることになる。On the other hand, if a liquid crystal panel using, for example, polymer-dispersed liquid crystal is used as a light valve, the transmission and scattering of light can be controlled without using a polarizing plate, and the transmittance of light is high, resulting in a bright image. It will be done.
【0005】図3(a),(b)は高分子分散液晶パネ
ルの表示の原理を示すものである。7は高分子、8は粒
状液晶であり、粒状液晶8が高分子7中に分散した状態
となっている。図3(b)は、液晶に対して電界が印加
された状態を示す。このとき、粒状液晶8中の液晶分子
は電界方向に配列し、電界方向の屈折率が高分子と等し
くなるように粒状液晶を選択すると、光は散乱せずに透
過する。図3(a)は、電界を印加していない状態で、
粒状液晶8中の液晶分子は粒状液晶8と高分子7の界面
に沿って配列する。粒状液晶8の屈折率は高分子7の屈
折率と異なるので、光は粒状液晶8を高分子7の界面で
屈折を繰り返して散乱することになる。このようにして
映像信号に応じて光の透過、散乱を制御することができ
る。ここで9は入射光、10は散乱光、11は透過光を
おのおの示す。FIGS. 3(a) and 3(b) show the principle of display on a polymer dispersed liquid crystal panel. 7 is a polymer, 8 is a granular liquid crystal, and the granular liquid crystal 8 is dispersed in the polymer 7. FIG. 3(b) shows a state in which an electric field is applied to the liquid crystal. At this time, the liquid crystal molecules in the granular liquid crystal 8 are aligned in the direction of the electric field, and if the granular liquid crystal is selected so that its refractive index in the direction of the electric field is equal to that of the polymer, light is transmitted without being scattered. Figure 3(a) shows the state where no electric field is applied.
The liquid crystal molecules in the granular liquid crystal 8 are aligned along the interface between the granular liquid crystal 8 and the polymer 7. Since the refractive index of the granular liquid crystal 8 is different from that of the polymer 7, the light is repeatedly refracted through the granular liquid crystal 8 at the interface of the polymer 7 and scattered. In this way, transmission and scattering of light can be controlled according to the video signal. Here, 9 represents incident light, 10 represents scattered light, and 11 represents transmitted light.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら液晶が散
乱状態のとき、散乱光が投写レンズを通りスクリーンに
まで到達してしまえば画像のコントラストを下げる要因
となり、不要の散乱光の入射を防ぐために投写レンズの
Fナンバーを大きくし絞り込まなければならない。すな
わち、コントラストを高めるためには、やはり光の利用
効率を下げることとなるという問題点を有している。[Problem to be Solved by the Invention] However, when the liquid crystal is in a scattering state, if the scattered light passes through the projection lens and reaches the screen, it will reduce the contrast of the image. You need to increase the F number of the lens and stop down. That is, there is a problem in that in order to increase the contrast, the light utilization efficiency must be lowered.
【0007】本発明は上記課題に鑑み、電気信号により
光の透過、散乱を制御して画像を形成するライトバルブ
上の画像を高いコントラストで、しかも明るく拡大投影
する投写型画像表示装置を提供するものである。In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a projection type image display device that enlarges and projects an image on a light valve that forms an image by controlling the transmission and scattering of light using electric signals with high contrast and brightness. It is something.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像表示装置は、高輝度の光源と凹面鏡によ
る光源部と映像信号に応じて光の透過、散乱を制御する
画像表示素子をライトバルブとする画像形成部と、その
画像をスクリーンに拡大投写する投写レンズを具備し、
前記光源部の像が投写レンズの瞳位置に像を結ぶよう照
明するケーラー照明を行い、さらに前記投写レンズの絞
り位置付近には中心遮蔽を設けるよう構成するものであ
る。[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, the image display device of the present invention includes a light source section including a high-intensity light source and a concave mirror, and an image display element that controls transmission and scattering of light according to a video signal. Equipped with an image forming section using a light valve, and a projection lens that enlarges and projects the image onto a screen,
Koehler illumination is performed so that the image of the light source unit is focused on the pupil position of the projection lens, and a center shield is provided near the aperture position of the projection lens.
【0009】[0009]
【作用】本発明は、この構成によって上記問題点を解決
している。図5にケーラー照明における、ライトバルブ
が透過状態のときの投写レンズの瞳位置に写る光源像の
概略図を示す。図5(a)は軸上、図5(b)は軸外で
投写レンズの口径食がある状態で、光源像が投写レンズ
の瞳の中心に写るようにフィールドレンズ3の屈折力を
設定した場合である。光源の中心付近には、図5のハッ
チング部のように凹面反射鏡への光源ランプの挿入口や
、電極の口金、光源の配光特性等のため照明に無効な部
分が存在する。したがって、投写レンズの絞り近傍の光
軸付近に遮蔽を設けても、透過状態では照明光を損失す
る事は少ない。それに対して、散乱状態では前記投写レ
ンズの中心付近にも散乱光が侵入するため、それがスク
リーンに投写されると画像のコントラストを低下させる
原因となる。このため投写レンズの絞り近傍の光軸付近
に遮蔽を設けることで、この不要光をカットすることに
よりライトバルブ上の画像を高いコントラストで、しか
も明るく拡大投写することができる。[Operation] The present invention solves the above problems with this configuration. FIG. 5 shows a schematic diagram of a light source image reflected at the pupil position of the projection lens when the light valve is in the transmitting state in Kohler illumination. The refractive power of the field lens 3 was set so that the light source image was reflected in the center of the pupil of the projection lens, with vignetting of the projection lens on-axis in Figure 5(a) and off-axis in Figure 5(b). This is the case. Near the center of the light source, as shown by the hatched area in FIG. 5, there is a portion that is ineffective for illumination due to the insertion opening of the light source lamp into the concave reflector, the cap of the electrode, the light distribution characteristics of the light source, etc. Therefore, even if a shield is provided near the optical axis near the aperture of the projection lens, there is little loss of illumination light in the transmission state. On the other hand, in the scattering state, the scattered light also enters the vicinity of the center of the projection lens, which causes a reduction in the contrast of the image when projected onto the screen. Therefore, by providing a shield near the optical axis near the aperture of the projection lens, this unnecessary light can be cut, and the image on the light valve can be enlarged and projected with high contrast and brightness.
【0010】0010
【実施例】(実施例1)以下本発明の一実施例について
、図面を参照しながら説明する。[Embodiment] (Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】図1において、1は光源ランプ、2は凹面
反射鏡、3はフィールドレンズ、4は液晶ライトバルブ
、5は投写レンズ、6はスクリーン、12は投写レンズ
の絞り近傍に具備した中心遮蔽である。これにより散乱
状態の不要光をカットすることによりライトバルブ上の
画像を高いコントラストで、しかも明るく拡大投写する
ことができる。In FIG. 1, 1 is a light source lamp, 2 is a concave reflector, 3 is a field lens, 4 is a liquid crystal light valve, 5 is a projection lens, 6 is a screen, and 12 is a central shield provided near the aperture of the projection lens. It is. By cutting unnecessary scattered light, the image on the light valve can be enlarged and projected with high contrast and brightness.
【0012】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて、図2を参照しながら説明する。(Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0013】図2では、投写レンズ5の等価的絞りの近
傍のレンズ上に中心遮蔽12を設けている。この中心遮
蔽12を円形にしておけば、レンズの回転が生じたとし
ても遮蔽の効果は変化することはないという作用効果を
有する。In FIG. 2, a central shield 12 is provided on the projection lens 5 near the equivalent aperture. If the central shield 12 is made circular, the effect of the shield will not change even if the lens rotates.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上のように本発明は、高輝度の光源と
凹面鏡による光源部と映像信号に応じて光の透過、散乱
を制御する画像表示素子をライトバルブとする画像形成
部と、その画像をスクリーンに拡大投写する投写レンズ
を具備し、前記光源部の像が投写レンズの瞳位置近傍に
像を結ぶよう照明するケーラー照明を行い、前記投写レ
ンズの絞り位置付近には中心遮蔽を設けることにより、
電気信号による光の透過、散乱を制御して画像を形成す
るライトバルブ上の画像を高いコントラストで、しかも
明るく拡大投写する投写型画像表示装置を提供すること
ができるものである。As described above, the present invention includes a light source unit including a high-intensity light source and a concave mirror, an image forming unit including a light valve as an image display element that controls transmission and scattering of light according to a video signal, and an image forming unit including a light valve. The projector is equipped with a projection lens that enlarges and projects an image onto a screen, performs Koehler illumination so that the image of the light source unit is focused near the pupil position of the projection lens, and provides a center shield near the aperture position of the projection lens. By this,
It is possible to provide a projection type image display device that enlarges and projects an image with high contrast and brightness on a light valve that forms an image by controlling the transmission and scattering of light by electric signals.
【図1】本発明の一実施例による投写型画像表示装置の
概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection type image display device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施例による投写型画像表示装置
の概略構成図FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a projection type image display device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】(a)は高分子分散液晶パネルの表示の原理図
で、電界を印加していない散乱状態を示す図(b)は高
分子分散液晶パネルの表示の原理図で、電界を印加した
透過状態を示す図[Figure 3] (a) is a diagram showing the principle of display on a polymer-dispersed liquid crystal panel, and (b) is a diagram showing the principle of display on a polymer-dispersed liquid crystal panel, showing a scattering state without an applied electric field. Diagram showing the transparent state
【図4】従来の液晶パネルをライトバルブとする投写型
画像表示装置の原理図[Figure 4] Principle diagram of a projection type image display device using a conventional liquid crystal panel as a light valve
【図5】(a)投写レンズの瞳上に写る光源像が軸上の
場合の概略図
(b)投写レンズの瞳上に写る光源像が軸外の場合の概
略図[Figure 5] (a) Schematic diagram when the light source image reflected on the pupil of the projection lens is on-axis (b) Schematic diagram when the light source image reflected on the pupil of the projection lens is off-axis
【符号の説明】 1 光源ランプ 2 凹面反射鏡 3 フィールドレンズ 4 液晶ライトバルブ 5 投写レンズ 6 スクリーン 7 高分子 8 粒状液晶 9 入射光 10 散乱光 11 透過光 12 中心遮蔽[Explanation of symbols] 1 Light source lamp 2 Concave reflector 3 Field lens 4.LCD light bulb 5. Projection lens 6 Screen 7. Polymer 8 Granular liquid crystal 9 Incident light 10 Scattered light 11 Transmitted light 12 Center shielding
Claims (3)
信号に応じて光の透過、散乱を制御する画像表示素子を
ライトバルブとする画像形成部と、その画像をスクリー
ンに拡大投写する投写レンズを具備し、前記光源部の像
が投写レンズの瞳位置近傍に像を結ぶよう照明するケー
ラー照明を行い、前記投写レンズの絞り位置近傍には中
心遮蔽を設けることを特徴とする投写型画像表示装置。1. A light source unit including a high-intensity light source and a concave mirror, an image forming unit including a light valve as an image display element that controls transmission and scattering of light according to a video signal, and a projection unit that enlarges and projects the image on a screen. A projection type image comprising a lens, performing Koehler illumination so that an image of the light source unit is focused near the pupil position of the projection lens, and providing a center shield near the aperture position of the projection lens. Display device.
中心遮蔽を設けることを特徴とする請求項1記載の投写
型画像表示装置。2. The projection type image display device according to claim 1, wherein a central shield is provided on the lens surface near the aperture position of the projection lens.
形とする事を特徴とする請求項1記載の投写型画像表示
装置。3. The projection type image display device according to claim 1, wherein the central shield near the aperture position of the projection lens is circular.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3005703A JPH04238334A (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Projection type picture display device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP3005703A JPH04238334A (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Projection type picture display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04238334A true JPH04238334A (en) | 1992-08-26 |
Family
ID=11618475
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JP3005703A Pending JPH04238334A (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Projection type picture display device |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH04238334A (en) |
-
1991
- 1991-01-22 JP JP3005703A patent/JPH04238334A/en active Pending
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