JPH1020242A - Projection type display device - Google Patents
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Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光変調素子に表示
された画像を拡大投射して大画面表示を得る投射型表示
装置に関し、特に1フレームの画像を複数フィールドに
分割して表示させる投射型表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device for obtaining a large-screen display by enlarging and projecting an image displayed on a light modulation element, and more particularly to a projection display in which an image of one frame is divided into a plurality of fields and displayed. The present invention relates to a type display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の代表的な投射型表示装置の概略の
構成を図9に示す。図9において1は光源、3は光変調
素子、8は投射レンズ、9はスクリーンである。投射型
表示装置の光変調素子3には透過型液晶パネルが用いら
れている。光源1には可視光の領域で比較的均一なスペ
クトルを持つメタルハライドランプまたはハロゲンラン
プなどが用いられている。リフレクタなどで集光された
光源1の光に液晶パネルなどの光変調素子3を用いて画
像信号に応じた光変調を行って画像を形成している。形
成された画像は投射レンズ8でスクリーン9上に拡大投
射されて表示される。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows a schematic configuration of a conventional typical projection display device. In FIG. 9, 1 is a light source, 3 is a light modulation element, 8 is a projection lens, and 9 is a screen. A transmissive liquid crystal panel is used for the light modulation element 3 of the projection display device. As the light source 1, a metal halide lamp or a halogen lamp having a relatively uniform spectrum in a visible light region is used. An image is formed by performing light modulation according to an image signal on the light of the light source 1 condensed by a reflector or the like using a light modulation element 3 such as a liquid crystal panel. The formed image is enlarged and projected on the screen 9 by the projection lens 8 and displayed.
【0003】投射型表示装置は、投射レンズにより画像
を拡大投射するので他の表示装置と比較して大面積表示
が可能であるが、反面、解像度が低いという問題を有し
ている。投射画像の解像度は光変調素子の画素数とスク
リーンの大きさによって決まる。スクリーン上に高解像
度で表示させるには、光変調素子の画素数を増やす必要
があるが、画素を高密度化すると製造歩留りが低下して
コスト高となる。例えば、SXGA(1280×102
4)の画素数の光変調素子は、VGA(640×48
0)の画素数の光変調素子に比較して10倍程度の価格
になってしまう。また、1画素当たりの開口率(1画素
に対する光を透過する有効面積の割合)は画素の高密度
化に伴い低下するので所望の明るさの画像を得ることが
困難になる。このように、画素の高密度化と画像の明る
さとは相反する条件であるので、単なる光変調素子の画
素の高密度化では高画質の画像を得ることができない。A projection display device can display a large area as compared with other display devices because an image is enlarged and projected by a projection lens, but has a problem of low resolution. The resolution of the projected image is determined by the number of pixels of the light modulation element and the size of the screen. In order to display a high-resolution image on a screen, it is necessary to increase the number of pixels of the light modulation element. However, when the number of pixels is increased, the manufacturing yield is reduced and the cost is increased. For example, SXGA (1280 × 102
The light modulation element having the number of pixels of 4) is a VGA (640 × 48
The cost is about 10 times that of the light modulation element having the number of pixels 0). In addition, the aperture ratio per pixel (the ratio of the effective area that transmits light to one pixel) decreases as the density of the pixels increases, so that it is difficult to obtain an image with a desired brightness. As described above, since the density of the pixels and the brightness of the image are in conflict with each other, a high-quality image cannot be obtained by simply increasing the density of the pixels of the light modulation element.
【0004】この問題を解決するために、複数の光変調
素子を用いて投射する方法がある。複数の光変調素子を
用いる方法は、例えば表示装置にCRT(カソード・レ
イ・チューブ)を用いたマルチビジョンのように複数の
表示ユニットを用いて複数の画像を縦横に並べて表示さ
せる。しかしながらこの方法では複数の表示ユニットを
用いているため、各表示ユニットの接続部において画面
を連続にすることができず境界が目立ってしまうという
問題がある。また、複数の表示ユニットを全く同一の表
示特性で作製するのは困難であるから、表示ユニットご
との明るさにむらができてしまい、表示ユニット間の継
ぎ目が目立ってしまうという問題も有している。[0004] In order to solve this problem, there is a method of projecting using a plurality of light modulation elements. In the method using a plurality of light modulation elements, for example, a plurality of images are displayed vertically and horizontally using a plurality of display units like a multi-vision using a CRT (cathode ray tube) on a display device. However, in this method, since a plurality of display units are used, there is a problem that a screen cannot be made continuous at a connection portion of each display unit and a boundary is conspicuous. In addition, since it is difficult to manufacture a plurality of display units with exactly the same display characteristics, there is a problem that brightness of each display unit becomes uneven, and a joint between the display units becomes conspicuous. I have.
【0005】この問題を解決するために、複数の表示ユ
ニットを用いて1つの画像を重畳して表示する方法が知
られている。特開平3−166536号公報に記載され
た投射型表示装置は、原画像の表示データを任意にサン
プリングして分割する画像分配機能部と、複数の表示機
能部と、各表示画像を光学的に合成して原画像を合成表
示する画像合成機能部と、合成像を投射する投射機能部
とを備えている。図10にその基本構成を示す。図10
において、8は投射レンズ、11は複数の光源からなる
光供給部、12は複数の透過型液晶パネルからなる光変
調素子群、13は光変調素子群12によって表示される
画像を合成して投射レンズ8に入射させる光学デバイス
である。例えば4つの透過型液晶パネル12を用いて重
畳表示を行う場合には、各透過型液晶パネル12の各画
素の開口率を25%程度にして水平方向と垂直方向に半
画素ピッチづつずらして投射することにより、4倍の解
像度の画像が得られるようにしている。図11(a)〜
(d)に示すような4つの画像について、図11(b)
の画像は図11(a)の画像に対して水平方向に半画素
ピッチずらし、図11(c)の画像は図11(a)の画
像に対して垂直方向に半画素ピッチずらし、図11
(d)の画像は図11(a)の画像に対して水平方向と
垂直方向に半画素ピッチずらすようにして投射すれば、
図11(e)に示すような4倍の解像度を持つ画像が得
られる。このように重畳表示を行うことにより複数の表
示ユニットの表示特性の不均一性を目立たなくさせるこ
とができる。しかし、相互に半画素ピッチづつずらして
投射させるための光学系の調整が困難である点と、複数
の表示ユニットを使うので構成が複雑でコストが高くな
るという点で問題を有している。[0005] In order to solve this problem, a method of superimposing and displaying one image by using a plurality of display units is known. The projection display device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-166536 discloses an image distribution function unit that arbitrarily samples and divides display data of an original image, a plurality of display function units, and optically converts each display image. An image synthesizing function unit that synthesizes and displays an original image, and a projection function unit that projects a synthesized image are provided. FIG. 10 shows the basic configuration. FIG.
In the figure, 8 is a projection lens, 11 is a light supply unit composed of a plurality of light sources, 12 is a light modulation element group composed of a plurality of transmissive liquid crystal panels, and 13 is a composite image projected by the light modulation element group 12 and projected. This is an optical device for making the light enter the lens 8. For example, when superimposed display is performed using four transmissive liquid crystal panels 12, projection is performed by shifting the aperture ratio of each pixel of each transmissive liquid crystal panel 12 by about 25% in the horizontal and vertical directions by a half pixel pitch. By doing so, it is possible to obtain an image with four times the resolution. FIG.
FIG. 11B shows four images as shown in FIG.
11A is shifted by a half pixel pitch in the horizontal direction with respect to the image of FIG. 11A, and the image of FIG. 11C is shifted by a half pixel pitch in the vertical direction with respect to the image of FIG.
If the image of (d) is projected with a half pixel pitch shift in the horizontal and vertical directions with respect to the image of FIG.
An image having four times the resolution as shown in FIG. 11E is obtained. By performing the superimposed display in this way, the non-uniformity of the display characteristics of the plurality of display units can be made inconspicuous. However, there is a problem in that it is difficult to adjust an optical system for projecting images at a half pixel pitch from each other, and in that a plurality of display units are used, so that the configuration is complicated and the cost is high.
【0006】他の高解像度化の手段として、1つの光変
調素子を用いて時分割表示を行う方法がある。時分割表
示は複数のフィールドを時系列で表示させて1フレーム
(1画面)を形成する方法である。例えば、特開平4−
113308号公報に記載された投射型表示装置は、光
変調素子からスクリーンに至る光路の途中に透過光の偏
光方向を旋回させる素子と、複屈折効果を有する透明素
子を用いて投射画像をシフトする手段と、スクリーン上
で離散的に投射される手段を備えている。図12に投射
表示装置の基本構成を示す。図12において、1は光
源、3は表示用液晶パネルからなる光変調素子、14は
偏光方向制御用液晶パネル、15は水晶板、8は投射レ
ンズである。複屈折効果を有する透明素子として水晶板
15が用いられている。この方法では、1フレーム分の
画像データを分割してフレームメモリに格納し、投射画
像をシフトさせる手段と同期させて画像を表示すること
により時分割表示を行っている。さらに、光変調素子の
画像を離散的にする手段を用い、離散化した画像を補間
するように画像を時系列でシフトさせて高解像度の表示
を行っている。As another means for increasing the resolution, there is a method of performing time-division display using one light modulation element. Time-division display is a method of displaying one field (one screen) by displaying a plurality of fields in time series. For example, JP-A-4-
The projection display device described in JP-A-113308 shifts a projected image by using an element for turning the polarization direction of transmitted light in the optical path from the light modulation element to the screen and a transparent element having a birefringence effect. Means and means for discrete projection on the screen. FIG. 12 shows a basic configuration of the projection display device. In FIG. 12, 1 is a light source, 3 is a light modulating element composed of a liquid crystal panel for display, 14 is a liquid crystal panel for controlling the polarization direction, 15 is a quartz plate, and 8 is a projection lens. A quartz plate 15 is used as a transparent element having a birefringence effect. In this method, one frame of image data is divided and stored in a frame memory, and time-division display is performed by displaying an image in synchronization with a means for shifting a projected image. Further, a high-resolution display is performed by shifting the image in time series so as to interpolate the discretized image by using means for making the image of the light modulation element discrete.
【0007】画像を離散的にする手段には、画素の一部
を遮光して実効的な開口率を低下させる手段と、1画素
に対応したマイクロレンズを用いて集光する手段とがあ
る。画素の一部を遮光する手段は、例えば、各画素に設
けられているスイッチング素子の配線などの配置を工夫
して光の透過領域を減少させることにより、画素の光透
過領域を離散的にしている。一方、1画素に対応したマ
イクロレンズを用いて集光する手段は、画素から出射し
た光を集光することにより、光量を減少させることなく
実質的に画像を離散化している。As means for making the image discrete, there are a means for lowering the effective aperture ratio by blocking a part of a pixel, and a means for condensing light by using a microlens corresponding to one pixel. Means for shielding a part of the pixel, for example, by devising the arrangement of the wiring of the switching element provided in each pixel to reduce the light transmission area, to make the light transmission area of the pixel discrete I have. On the other hand, the means for condensing light using a microlens corresponding to one pixel condenses the light emitted from the pixel, thereby substantially discretizing the image without reducing the amount of light.
【0008】投射画像をシフトさせる手段には複屈折効
果が利用されている。光学異方性を有する結晶を用い、
常光と異常光の屈折角の違いにより画像をスクリーン上
でシフトさせるようにする。ここではTN(ねじれネマ
ティック)液晶を用い直線偏光の光を90度回転させて
複屈折効果を持つ透明素子に対する常光と異常光を切り
替えている。複屈折効果を持つ透明素子に対して垂直に
入射した常光は直進するが、異常光は入射面で所定角度
だけ屈折し、出射面で反対側に同じ角度だけ屈折する。
この効果により、異常光は常光に対して透明素子の厚み
に応じた距離だけシフトすることになる。そこで、画素
ピッチに応じた距離(画素ピッチの1/2)だけシフト
するように透明素子の厚みを設定すれば、離散的に形成
された画像を補間するシフト量を得ることができる。The means for shifting the projected image utilizes the birefringence effect. Using a crystal with optical anisotropy,
An image is shifted on a screen by a difference in refraction angle between ordinary light and extraordinary light. Here, a TN (twisted nematic) liquid crystal is used to rotate linearly polarized light by 90 degrees to switch between ordinary light and extraordinary light for a transparent element having a birefringence effect. Ordinary light perpendicularly incident on a transparent element having a birefringence effect goes straight, while extraordinary light is refracted by a predetermined angle on the incident surface and refracted by the same angle on the exit surface on the opposite side.
Due to this effect, the extraordinary light is shifted by a distance corresponding to the thickness of the transparent element with respect to the ordinary light. Therefore, if the thickness of the transparent element is set so as to shift by a distance corresponding to the pixel pitch (1/2 of the pixel pitch), a shift amount for interpolating a discretely formed image can be obtained.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記の時分割表示で
は、少なくとも離散的に投射する手段と画像をシフトさ
せる手段としての偏光方向旋回素子及び複屈折効果を有
する透明素子が必要である。偏光方向旋回素子及び複屈
折効果を有する透明素子を1組使用することにより、水
平方向又は垂直方向に2つのフィールドに分割した表示
を行えるが、水平方向又は垂直方向にさらに多くのフィ
ールドに分割して表示させる場合や、水平方向、垂直方
向共に2つのフィールドに分割した表示を行う場合、或
いは水平、垂直方向共にさらに多くのフィールドに分割
して表示させる場合には、偏光方向旋回素子及び複屈折
効果を有する透明素子が複数組必要になってしまい、こ
れら複数の素子構成が複雑になってしまうという問題点
を有している。In the above-described time-division display, a polarization direction turning element and a transparent element having a birefringence effect as means for projecting at least discretely and means for shifting an image are required. By using one set of the polarization direction rotating element and the transparent element having the birefringence effect, the display can be divided into two fields in the horizontal or vertical direction, but the display can be divided into more fields in the horizontal or vertical direction. When the display is performed in two fields in both the horizontal and vertical directions, or when the display is divided into more fields in both the horizontal and vertical directions, the polarization direction rotating element and the birefringence are used. There is a problem that a plurality of sets of transparent elements having an effect are required, and the configuration of the plurality of elements is complicated.
【0010】また、画像を離散的にする手段として画素
の一部を遮光する方法は、従来の液晶パネルに若干の変
更を加えるだけで容易に作製することが可能であるため
構成が複雑になることはないが、画素の一部を遮光して
光の透過領域を減少させるのであるから、画像が従来の
液晶パネルと比較して暗くなってしまう。Further, the method of shading a part of the pixel as a means for making the image discrete is easy to produce by simply making a slight change to the conventional liquid crystal panel, so that the structure becomes complicated. However, since a part of the pixel is shielded from light and the light transmission area is reduced, the image becomes darker than a conventional liquid crystal panel.
【0011】また、画像をシフトさせる手段として複屈
折効果を利用しているが、複屈折効果を利用するには光
変調素子からの出射光が直線偏光でなければならない。
自然光を直線偏光に変換するには偏光板が必要である
が、光は偏光板で約60%吸収されてしまい、40%程
度しか透過されない。さらに、偏光方向の旋回手段とし
て液晶素子を用いているので、当該液晶素子での光の透
過率が問題となる。偏光方向旋回手段の液晶素子は、透
明電極が形成された2枚のガラス基板で液晶を挟んで構
成されている。透明電極の光の透過率は1枚当たり90
%程度なので、2枚で80%程度の透過率となる。さら
に、液晶自体及び、ガラス基板、水晶板などの透過率も
考慮すると、偏光方向旋回手段での光の透過率はさらに
低くなり、約65%程度になってしまう。また、水平方
向と垂直方向ともに高解像度化を行なう場合には、偏光
方向旋回手段と水晶板のセットが2組必要となるため、
さらに光の透過率は低下して約40%程度になってしま
う。従って自然光を直線偏光に変換する偏光板及び偏光
方向旋回手段を透過する光の透過率は約15〜20%程
度となってしまい、高解像度化が可能になる反面、光の
利用効率が極端に低下して暗い画像しか得られない。Although the birefringence effect is used as a means for shifting an image, the light emitted from the light modulator must be linearly polarized in order to use the birefringence effect.
To convert natural light into linearly polarized light, a polarizing plate is necessary, but the light is absorbed by the polarizing plate at about 60%, and only about 40% is transmitted. Furthermore, since a liquid crystal element is used as the means for rotating the polarization direction, light transmittance in the liquid crystal element becomes a problem. The liquid crystal element of the polarization direction rotating means is constituted by sandwiching liquid crystal between two glass substrates on which transparent electrodes are formed. The light transmittance of the transparent electrode is 90 per sheet.
%, The transmittance is about 80% for two sheets. Further, in consideration of the transmittance of the liquid crystal itself, the glass substrate, the quartz plate, and the like, the transmittance of light by the polarization direction rotating means is further reduced to about 65%. Further, in the case where high resolution is to be achieved in both the horizontal and vertical directions, two sets of a polarization direction turning means and a quartz plate are required,
Further, the light transmittance is reduced to about 40%. Therefore, the transmittance of the light passing through the polarizing plate and the polarization direction rotating means for converting natural light into linearly polarized light is about 15 to 20%, which makes it possible to increase the resolution, but the light use efficiency is extremely high. Only a dark image is obtained, which is reduced.
【0012】また、光の旋回手段としてTN液晶を用い
ているが、その応答性が問題となる。TN液晶は電圧の
オン・オフにより分子の配向方向を切り替えており、そ
の応答性(切替え時間)は数ミリ秒である。時分割表示
を行う場合に1フレーム(1/60〜1/30秒)を複
数フィールドで分割すると、1フィールド当たり数〜十
数ミリ秒となるので、TN液晶を用いた場合は偏光方向
の切り替え時間が1フィールド内の数十%を占めること
になってしまう。結果として画像のコントラストが低下
してしまうという問題が生じる。Although TN liquid crystal is used as the light turning means, its responsiveness becomes a problem. The TN liquid crystal switches the orientation of molecules by turning on and off the voltage, and its response (switching time) is several milliseconds. When one frame (1/60 to 1/30 second) is divided into a plurality of fields in the case of time-division display, it takes several to several tens of milliseconds per field. Therefore, when the TN liquid crystal is used, the polarization direction is switched. Time occupies tens of percent of one field. As a result, there arises a problem that the contrast of the image is reduced.
【0013】本発明は、上述の従来の技術が有する問題
を解決するためになされたものであって、その目的は、
画素数の少ない光変調素子を用いても光の透過率やコン
トラストを低下させずに簡単な構成で時分割表示を行
い、高解像度で画像を表示できる投射型表示装置を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art.
It is an object of the present invention to provide a projection display device that can perform time-division display with a simple configuration without reducing light transmittance and contrast even when a light modulation element having a small number of pixels is used and display an image with high resolution.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的は、光変調素子
によって表示された画像を投射手段によりスクリーン上
に拡大投射する投射型表示装置において、前記光変調素
子から前記投射手段に至る光路上に、前記スクリーン上
で複数画素毎に画像を分離するように、前記光変調素子
の隣接する複数画素からの出射光をそれぞれの口径内に
含む複数の集光光学素子を隣接配置した集光手段と、前
記集光手段によりスクリーン上で分離された画像を補間
するように、前記スクリーン上での画像の投射領域を変
更して前記光変調素子による表示画像を投射する投射領
域変更手段により、複数のフィールドで1フレームを構
成する時分割表示を行うことを特徴とする投射型表示装
置により達成される。The object of the present invention is to provide a projection type display device for enlarging and projecting an image displayed by a light modulating element onto a screen by a projecting means, wherein the image is displayed on an optical path from the light modulating element to the projecting means. A light-collecting unit in which a plurality of light-collecting optical elements including emission light from a plurality of pixels adjacent to the light modulation element in respective apertures are arranged adjacently so as to separate an image for each of a plurality of pixels on the screen. By interpolating the image separated on the screen by the light condensing means, by changing the projection area of the image on the screen and projecting the display image by the light modulation element, a plurality of This is achieved by a projection display device characterized in that time-division display in which one frame is composed of fields is performed.
【0015】また上記目的は、上述の投射型表示装置に
おける前記集光手段が、前記光変調素子のi×j画素に
対応した複数の凸レンズからなるマイクロレンズアレ
イ、或いは前記光変調素子のiラインに対応した複数の
断面半円形状マイクロレンズからなるレンチキュラーレ
ンズアレイ、或いは前記光変調素子のiラインに対応し
た複数の断面半円形状マイクロレンズからなる第1のレ
ンチキュラーレンズアレイと前記光変調素子の前記iラ
インに直交する前記光変調素子のjラインに対応した複
数の断面半円形状マイクロレンズからなる第2のレンチ
キュラーレンズアレイであることを特徴とする投射型表
示装置により達成される。It is another object of the present invention to provide the projection display device, wherein the light condensing means comprises a microlens array comprising a plurality of convex lenses corresponding to i × j pixels of the light modulation element, or an i-line of the light modulation element. A lenticular lens array composed of a plurality of semicircular microlenses having a cross section corresponding to the first or second lenticular lens array composed of a plurality of semicircular microlenses having a cross section corresponding to the i-line of the light modulation element; This is achieved by a projection type display device, which is a second lenticular lens array including a plurality of semi-circular microlenses having a cross section corresponding to the j-th line of the light modulation element orthogonal to the i-th line.
【0016】また、前記投射手段は、前記光変調素子か
らの光束の面積が前記集光手段により1/(i×j)或
いは1/iに集光された面を前記スクリーン上に拡大投
射することを特徴としている。また、前記投射領域変更
手段は、前記光変調素子に供給されるフィールド信号に
同期して、前記集光手段によりスクリーン上で分離され
た画像を補間するように前記光変調素子による表示画像
を投射することを特徴としている。Further, the projection means enlarges and projects the surface on which the area of the light flux from the light modulation element is converged to 1 / (i × j) or 1 / i by the light condensing means on the screen. It is characterized by: Further, the projection area changing means projects a display image by the light modulation element so as to interpolate an image separated on a screen by the light condensing means in synchronization with a field signal supplied to the light modulation element. It is characterized by doing.
【0017】また、前記光変調素子に供給されるフィー
ルド信号に同期した前記集光手段の振動の移動変化量
は、前記光変調素子の画素ピッチの整数倍であることを
特徴としている。また、前記投射領域変更手段は、電磁
アクチュエータ、リニアアクチュエータ、圧電アクチュ
エータ、ステッピングモータなどにより、入射光軸に直
交する面内で前記集光手段又は前記投射手段を機械的に
振動させることを特徴としている。Further, the present invention is characterized in that the amount of change in the movement of the vibration of the light condensing means synchronized with the field signal supplied to the light modulation element is an integral multiple of the pixel pitch of the light modulation element. Further, the projection area changing means is characterized in that the condensing means or the projection means is mechanically vibrated in a plane orthogonal to an incident optical axis by an electromagnetic actuator, a linear actuator, a piezoelectric actuator, a stepping motor, or the like. I have.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態による
投射型表示装置を図1乃至図5を用いて説明する。本実
施の形態における投射型表示装置は、表示用液晶ライト
バルブなどの光変調素子の画素数を増やすことなく投射
表示画像を高精細化させるために、スクリーン上で複数
画素ごとに画像を分離する光変調素子の隣接する複数画
素からの出射光をそれぞれの口径内に含む複数の集光光
学素子を隣接配置した集光手段と、集光手段によりスク
リーン上で分離された画像を補間するように光変調素子
による表示画像を投射する投射領域変更手段とにより、
光変調素子からの出射光を離散的に縮小し、離散的にさ
れた間隙部を補間することにより時分割表示を行うこと
を基本としている。本実施の形態による投射型表示装置
では、光源、集光光学部品、2次元状に配列された多数
の画素で構成されている表示用液晶ライトバルブなどの
光変調素子、投射レンズなどの従来の投射型表示装置に
用いられている構成部品に加え、光変調素子から投射手
段に至る光路上に、光変調素子からの出射光を複数画素
ごとに集光し離散的に縮小する集光手段を有し、離散的
に縮小された間隙部を光変調素子に供給するフィールド
信号に同期させて集光手段若しくは投射手段を入射光軸
に直交する面で移動させることにより間隙部画像の補間
をして表示画像の多画素化/高精細化を図っている。さ
らに本実施の形態における投射表示装置においては、光
変調素子からスクリーンに至る光路上に光吸収を伴う光
学系が存在しないため、多画素化/高精細化を行っても
明るい画像が得られる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A projection type display according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The projection display device according to the present embodiment separates an image into a plurality of pixels on a screen in order to increase the definition of a projected display image without increasing the number of pixels of a light modulation element such as a liquid crystal light valve for display. A light-collecting means in which a plurality of light-collecting optical elements including emission light from a plurality of pixels adjacent to the light modulation element in respective apertures are arranged adjacently, and an image separated on a screen by the light-collecting means is interpolated. By a projection area changing means for projecting a display image by the light modulation element,
Basically, time-division display is performed by discretely reducing light emitted from a light modulation element and interpolating a discrete gap. In the projection type display device according to the present embodiment, a light source, a condensing optical component, a light modulation element such as a liquid crystal light valve for display composed of a large number of pixels arranged two-dimensionally, and a conventional light source such as a projection lens. In addition to the components used in the projection display device, on the optical path from the light modulating element to the projecting means, a light collecting means for condensing outgoing light from the light modulating element for each of a plurality of pixels and discretely reducing the light is provided. The gap image is interpolated by moving the focusing means or the projection means in a plane perpendicular to the incident optical axis in synchronization with a field signal supplied to the light modulation element, the gap which has been discretely reduced. To increase the number of pixels / high definition of the displayed image. Further, in the projection display device according to the present embodiment, since there is no optical system with light absorption on the optical path from the light modulation element to the screen, a bright image can be obtained even if the number of pixels is increased and the definition is increased.
【0019】本実施の形態においては、光変調素子の隣
接する複数画素のそれぞれを4画素とし、当該4画素か
らの出射光を口径内に含む複数の集光光学素子が凸レン
ズである場合について説明する。In the present embodiment, a description will be given of a case where each of a plurality of pixels adjacent to the light modulating element has four pixels, and a plurality of condensing optical elements including the light emitted from the four pixels within the aperture are convex lenses. I do.
【0020】図1は本実施の形態における投射型表示装
置の基本構成図、図2は本実施の形態において用いられ
るマイクロレンズアレイの斜視図、図3及び図4は本実
施の形態における光変調素子と凸レンズとの位置関係を
示す説明図であり、図3は光変調素子と凸レンズとの位
置関係を示す平面図、図4は光変調素子から投射レンズ
物体面までの光軸に平行な面の図3A−A’での断面図
である。図5は1画面を4つの画像に分割した場合の投
射レンズ物体面での入射光束の位置関係を示したもので
ある。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a projection type display apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view of a microlens array used in the present embodiment, and FIGS. 3 and 4 are light modulations according to the present embodiment. FIG. 3 is an explanatory view showing a positional relationship between the element and the convex lens, FIG. 3 is a plan view showing a positional relationship between the light modulating element and the convex lens, and FIG. 4 is a plane parallel to the optical axis from the light modulating element to the projection lens object plane. FIG. 3B is a cross-sectional view of FIG. 3A-A ′. FIG. 5 shows the positional relationship of the incident light beam on the projection lens object plane when one screen is divided into four images.
【0021】図1において、1は光源、2は光源からの
光を平行光に変換するためのコリメート変換レンズ、3
は2次元状に配列された多数の画素で構成されている光
変調素子、4はマイクロレンズアレイ、5は圧電素子か
らなるアクチュエータ、8は投射レンズ、7は投射レン
ズ8の物体面、9はスクリーンである。マイクロレンズ
アレイ4は、光変調素子3から投射レンズ8に至る光路
上に配置され、光変調素子3の4画素に対応して1つの
凸レンズが形成されている。アクチュエータ5は、マイ
クロレンズアレイ4を垂直方向(紙面上下方向)に振動
させるアクチュエータ5a1、5a2と水平方向(紙面
法線方向)に振動させるアクチュエータ5b1、5b2
(図示せず)とから構成されている。光変調素子3に供
給するフィールド信号に同期させてアクチュエータ5を
駆動させることにより、マイクロレンズアレイ4に入射
する光の光軸に直交する水平/垂直方向にマイクロレン
ズアレイ4を移動又は振動させることができるようにな
っている。投射レンズ8は、投射レンズ8の物体面7を
スクリーン9上に拡大投射する機能を有している。In FIG. 1, 1 is a light source, 2 is a collimating conversion lens for converting light from the light source into parallel light, 3
Is a light modulation element composed of a large number of pixels arranged two-dimensionally, 4 is a microlens array, 5 is an actuator composed of a piezoelectric element, 8 is a projection lens, 7 is an object surface of the projection lens 8, and 9 is Screen. The micro lens array 4 is arranged on an optical path from the light modulation element 3 to the projection lens 8, and one convex lens is formed corresponding to four pixels of the light modulation element 3. The actuator 5 includes actuators 5a1 and 5a2 that vibrate the microlens array 4 in the vertical direction (vertical direction on the paper) and actuators 5b1 and 5b2 that vibrate in the horizontal direction (normal direction on the paper).
(Not shown). The microlens array 4 is moved or vibrated in a horizontal / vertical direction orthogonal to the optical axis of light incident on the microlens array 4 by driving the actuator 5 in synchronization with a field signal supplied to the light modulation element 3. Is available. The projection lens 8 has a function of enlarging and projecting the object plane 7 of the projection lens 8 on a screen 9.
【0022】本実施の形態で用いた光変調素子3は、p
oly‐SiTFT(多結晶シリコンをチャネル層に用
いた薄膜トランジスタ)を用いたアクティブ・マトリク
ス方式の液晶ライトバルブである。液晶ライトバルブの
液晶材料には偏光板を必要としない液晶高分子複合体
(Liquid Crystal Polymer C
omposite)を用いている。光変調素子3の画素
数はm×nであり、画素ピッチpは水平、垂直ともに一
般的な値である50μmである。The light modulation element 3 used in the present embodiment has p
This is an active matrix type liquid crystal light valve using an poly-Si TFT (thin film transistor using polycrystalline silicon for a channel layer). A liquid crystal polymer composite (Liquid Crystal Polymer C) which does not require a polarizing plate is used as a liquid crystal material of a liquid crystal light valve.
omposite). The number of pixels of the light modulation element 3 is m × n, and the pixel pitch p is 50 μm, which is a general value both horizontally and vertically.
【0023】図2に示すマイクロレンズアレイ4は、例
えばイオン交換法を用いて形成される。これは、ある種
のイオンを透明なガラス基板の中に拡散させて屈折率の
異なる層を形成しレンズ効果として利用するものであ
る。このマイクロレンズアレイ4は、4つの画素から出
射した光束をできるだけ多く集光するように設計され1
00μmピッチで形成された多数の凸レンズで構成され
ている。マイクロレンズアレイ4の大きさは光変調素子
3とほぼ同じ大きさで形成できるので、その重量は数グ
ラム程度にすることができる。The microlens array 4 shown in FIG. 2 is formed by using, for example, an ion exchange method. In this method, certain kinds of ions are diffused into a transparent glass substrate to form layers having different refractive indices and are used as a lens effect. The microlens array 4 is designed to collect as much as possible light beams emitted from four pixels.
It is composed of a number of convex lenses formed at a pitch of 00 μm. Since the size of the microlens array 4 can be substantially the same as the size of the light modulation element 3, its weight can be reduced to about several grams.
【0024】アクチュエータ5は高歪率圧電セラミック
材料からなる積層型の圧電素子を用いている。アクチュ
エータ5をマイクロレンズアレイ4の側面に接着し、光
変調素子3に供給するフィールド信号に同期させて電圧
を印加することにより、マイクロレンズアレイ4に入射
する光の光軸に直交する水平/垂直方向にマイクロレン
ズアレイ4を移動変化させることができる。The actuator 5 uses a laminated piezoelectric element made of a high distortion piezoelectric ceramic material. The actuator 5 is adhered to the side surface of the microlens array 4, and a voltage is applied in synchronization with a field signal supplied to the light modulation element 3, so that a horizontal / vertical direction perpendicular to the optical axis of light incident on the microlens array 4 is obtained. The micro lens array 4 can be moved and changed in the direction.
【0025】本実施の形態におけるマイクロレンズアレ
イ4とアクチュエータ5により画像をシフトさせ高精細
な画像を表示する動作を図3乃至図5を用いて説明す
る。本実施の形態においては1画面(フレーム)を4つ
の画像(フィールド)に分割して表示する。なお、各マ
イクロレンズの実際の平面形状は図2で示したように4
つの画素全体を口径内に含む矩形状であるが、図3及び
図5の平面図においては各マイクロレンズの位置を明確
にするため実線或いは破線の円形状で各マイクロレンズ
を示している。The operation of shifting an image by the microlens array 4 and the actuator 5 and displaying a high-definition image according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, one screen (frame) is divided into four images (fields) and displayed. Note that the actual planar shape of each microlens is 4 as shown in FIG.
Each pixel has a rectangular shape including the entirety of the pixels within its aperture, but in the plan views of FIGS. 3 and 5, each microlens is indicated by a solid or broken circle in order to clarify the position of each microlens.
【0026】さて、第1のフレームの第1のフィールド
では、光変調素子3の画素とマイクロレンズとの相対位
置は図3(a)に示すようになっている。例えばマイク
ロレンズ4aの中心軸は光変調素子3の画素、、
、の交点の位置にあり、画素、、、からの
出射光は1つのマイクロレンズ4aにより集光される。
図4に示すように、光変調素子3の画素及びからの
出射光101、102は、マイクロレンズアレイ4によ
り集光された出射光101’、102’となり投射レン
ズ8に入射する。このとき、投射レンズ8の物体面7は
光変調素子3からの光が略1/4に集光された位置とす
る。投射レンズ8の物体面7での表示画像は図5(a)
に示すように水平/垂直方向にそれぞれ間引かれた状
態、即ち離散的に縮小された状態となる。Now, in the first field of the first frame, the relative positions of the pixels of the light modulation element 3 and the microlenses are as shown in FIG. For example, the central axis of the micro lens 4a is a pixel of the light modulation element 3,
, And outgoing light from the pixels,... Are collected by one microlens 4a.
As shown in FIG. 4, the outgoing lights 101 and 102 from the pixels of the light modulation element 3 become outgoing lights 101 ′ and 102 ′ collected by the microlens array 4 and enter the projection lens 8. At this time, the object surface 7 of the projection lens 8 is located at a position where the light from the light modulation element 3 is condensed to approximately 1/4. The image displayed on the object plane 7 of the projection lens 8 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the state is thinned out in the horizontal / vertical directions, that is, discretely reduced.
【0027】次に第2のフィールドでは、フィールド信
号に同期して垂直方向に振動するアクチュエータ5a
1、5a2により、マイクロレンズアレイ4に入射する
光の光軸に直交する面内で垂直方向にマイクロレンズア
レイ4を移動させる。マイクロレンズ4aの中心軸は光
変調素子3の画素、、、の交点の位置、即ち図
3(b)の位置に移動する。ここで図3(a)の位置か
ら図3(b)の位置までのマイクロレンズアレイ4の移
動量は光変調素子3の画素ピッチpと同じ50μmであ
る。このとき、図4に示すように光変調素子3の画素
及びからの出射光101、102は、マイクロレンズ
アレイ4により集光されて出射光101”、102”と
なり投射レンズ8に入射する。投射レンズ8の物体面7
では図5(b)の位置に集光されており、マイクロレン
ズアレイ4により第1のフィールドで離散的に縮小され
た垂直方向の間隙部が第2のフィールドで補間されたこ
とになる。Next, in the second field, the actuator 5a vibrates in the vertical direction in synchronization with the field signal.
The microlens array 4 is moved in the direction perpendicular to the optical axis of the light incident on the microlens array 4 in the direction perpendicular to the microlens array 4 by 1 and 5a2. The center axis of the micro lens 4a moves to the position of the intersection of the pixels of the light modulation element 3, that is, the position of FIG. Here, the movement amount of the microlens array 4 from the position of FIG. 3A to the position of FIG. 3B is 50 μm, which is the same as the pixel pitch p of the light modulation element 3. At this time, as shown in FIG. 4, the outgoing lights 101 and 102 from the pixels of the light modulation element 3 are collected by the microlens array 4 to become outgoing lights 101 ″ and 102 ″, and enter the projection lens 8. Object plane 7 of projection lens 8
In FIG. 5B, light is condensed at the position shown in FIG. 5B, and the vertical gap portion discretely reduced in the first field by the microlens array 4 is interpolated in the second field.
【0028】次に第3のフィールドでは、フィールド信
号に同期して水平方向に振動するアクチュエータ5b
1、5b2によりマイクロレンズアレイ4に入射する光
の光軸に直交する面内で水平方向にマイクロレンズアレ
イ4を移動させる。マイクロレンズ4aの中心軸は光変
調素子3の画素、、、の交点の位置、即ち図3
(c)の位置に移動する。ここで図3(b)の位置から
図3(c)の位置までのマイクロレンズアレイ4の移動
量は光変調素子3の画素ピッチpと同じ50μmであ
る。この結果、光変調素子3からの出射光は、投射レン
ズの物体面7で図5(c)の位置に集光されており、マ
イクロレンズアレイ4により第2のフィールドで離散的
に縮小された水平方向の間隙部を第3のフィールドで補
間したことになる。Next, in the third field, the actuator 5b vibrates in the horizontal direction in synchronization with the field signal.
The microlens array 4 is moved in the horizontal direction within a plane orthogonal to the optical axis of the light incident on the microlens array 4 by the steps 1 and 5b2. The central axis of the microlens 4a is the position of the intersection of the pixels of the light modulation element 3, that is, FIG.
Move to position (c). Here, the amount of movement of the microlens array 4 from the position in FIG. 3B to the position in FIG. 3C is 50 μm, which is the same as the pixel pitch p of the light modulation element 3. As a result, the light emitted from the light modulation element 3 is converged on the object plane 7 of the projection lens at the position shown in FIG. 5C, and is discretely reduced in the second field by the microlens array 4. This means that the horizontal gap is interpolated in the third field.
【0029】次に第4のフィールドでは、フィールド信
号に同期して垂直方向に振動するアクチュエータ5a
1、5a2によりマイクロレンズアレイ4に入射する光
の光軸に直交する面内で垂直方向にマイクロレンズアレ
イ4を移動させる。マイクロレンズ4aの中心軸は光変
調素子3の画素、、、の交点の位置、即ち図3
(d)の位置に移動する。ここで図3(c)の位置から
図3(d)の位置までのマイクロレンズアレイ4の移動
量は光変調素子3の画素ピッチpと同じ50μmであ
る。この結果、光変調素子3からの出射光は、投射レン
ズ8の物体面7で図5(d)の位置に集光されており、
マイクロレンズアレイ4により第3のフイールドで離散
的に縮小された垂直方向の間隙部、即ち第1のフイール
ドで離散的に縮小された水平方向の間隙部を第4のフイ
ールドで補間したことになる。Next, in the fourth field, the actuator 5a vibrates in the vertical direction in synchronization with the field signal.
The microlens array 4 is moved vertically in a plane perpendicular to the optical axis of the light incident on the microlens array 4 by the steps 1 and 5a2. The central axis of the microlens 4a is the position of the intersection of the pixels of the light modulation element 3, that is, FIG.
Move to position (d). Here, the movement amount of the microlens array 4 from the position of FIG. 3C to the position of FIG. 3D is 50 μm, which is the same as the pixel pitch p of the light modulation element 3. As a result, the light emitted from the light modulation element 3 is focused on the object plane 7 of the projection lens 8 at the position shown in FIG.
The vertical gap discretely reduced by the third field by the microlens array 4, that is, the horizontal gap discretely reduced by the first field is interpolated by the fourth field. .
【0030】以上の第1、第2、第3及び第4のフィー
ルドによって、1フレーム全ての画像情報が図5(e)
に示すように投射レンズ8の物体面7即ちスクリーン9
で形成され、精細度の低い光変調素子3を用いて精細度
の高い表示が実現できる。By the above-mentioned first, second, third and fourth fields, the image information of all one frame is shown in FIG.
As shown in FIG.
, And high-definition display can be realized using the light modulation element 3 with low definition.
【0031】次に第2のフレームの第1のフィールドで
は、フィールド信号に同期して水平方向に振動するアク
チュエータ5b1、5b2によりマイクロレンズアレイ
4に入射する光の光軸に直交する面内で水平方向にマイ
クロレンズアレイ4を移動させる。マイクロレンズ4a
の中心軸は光変調素子3の画素、、、の交点の
位置即ち図3(a)の位置に移動する。ここで図3
(d)の位置から図3(a)の位置までのマイクロレン
ズアレイ4の移動量は光変調素子3の画素ピッチpと同
じ50μmである。この結果、光変調素子3からの出射
光は、投射レンズ8の物体面7で図5(a)の位置に集
光され、第1のフレームの第1のフィールドと同じ位置
に戻る。以下第1のフレームと同様に離散的に縮小され
た水平/垂直方向の間隙部を補間することにより、(m
×n)画素を持つ光変調素子3を用いて4×(m×n)
画素を持った高精細度の表示が実現される。Next, in the first field of the second frame, the actuators 5b1 and 5b2 which vibrate in the horizontal direction in synchronization with the field signal horizontally move in a plane orthogonal to the optical axis of the light incident on the microlens array 4. The micro lens array 4 is moved in the direction. Micro lens 4a
Moves to the position of the intersection of the pixels of the light modulation element 3, that is, the position of FIG. Here, FIG.
The amount of movement of the microlens array 4 from the position (d) to the position in FIG. 3A is 50 μm, which is the same as the pixel pitch p of the light modulation element 3. As a result, the light emitted from the light modulation element 3 is converged on the object plane 7 of the projection lens 8 at the position shown in FIG. 5A and returns to the same position as the first field of the first frame. Thereafter, by interpolating the discretely reduced horizontal / vertical gaps as in the first frame, (m
× n) 4 × (m × n) using light modulation element 3 having pixels
A high-definition display having pixels is realized.
【0032】ここでは隣接する4つの画素を時分割で表
示することになるが、通常のテレビジョン画像の1フレ
ーム期間(1/30msec)程度の短時間内に4つの
フィールド画像を表示すれば人間の目の残像効果により
1枚の高精細な画像として見ることができる。In this case, four adjacent pixels are displayed in a time-division manner. If four field images are displayed within a short period of about one frame period (1/30 msec) of a normal television image, humans are displayed. Can be viewed as one high-definition image due to the afterimage effect of the eye.
【0033】従来の投射型表示装置では光変調素子3の
画素数で決まる解像度でしかスクリーン9上に表示する
ことができなかったが、本実施の形態によれば水平/垂
直解像度を光変調素子3の画素数で決まる解像度のそれ
ぞれ2倍の解像度で表示することが可能となる。画像を
離散的にする手段としてマイクロレンズアレイ4を用い
ているため、光変調素子3からの出射光を遮光させる手
段のように光の利用効率を落とすことはない。また、間
隙部の補間をアクチュエータ5による機械的な振動によ
り行わせているので、偏光板や画像をシフトさせるため
の偏光方向を旋回させる液晶パネル等の光吸収を伴う光
学系が光変調素子3から投射レンズ8に至る光路上に存
在しないため、光の利用効率を低下させずに明るく高精
細な画像を表示できるようになる。In the conventional projection type display device, it was possible to display on the screen 9 only at a resolution determined by the number of pixels of the light modulation element 3, but according to the present embodiment, the horizontal / vertical resolution is reduced by the light modulation element. It is possible to display at twice the resolution determined by the number of pixels of 3. Since the microlens array 4 is used as a means for making the image discrete, the light use efficiency is not reduced unlike the means for blocking the light emitted from the light modulation element 3. In addition, since the gap is interpolated by mechanical vibration of the actuator 5, an optical system with light absorption, such as a polarizing plate or a liquid crystal panel for rotating a polarization direction for shifting an image, is used for the light modulation element 3. Since it does not exist on the optical path from to the projection lens 8, a bright and high-definition image can be displayed without lowering the light use efficiency.
【0034】本実施の形態において、光変調素子3の4
画素(2×2画素)に対応した複数のマイクロレンズか
らなるマイクロレンズアレイ4を用いて4つのフィール
ドで1フレームを形成するような構成としたが、9画素
(3×3画素)や16画素(4×4画素)、或いは6画
素(2×3画素)や12画素(3×4画素)など(i×
j)画素に対応した複数のマイクロレンズからなるマイ
クロレンズアレイ4を用いて(i×j)フィールドで1
フレームを形成する構成としてもよい。このとき、アク
チュエータ5によるマイクロレンズアレイ4の1つのフ
ィールド信号に対する水平/垂直方向の移動量Lh、L
vは、複数画素に対応するマイクロレンズの水平方向に
対応する画素数をi、垂直方向に対応する画素数をjと
し、水平方向の画素ピッチをph、垂直方向の画素ピッ
チをpvとしたとき、画素ピッチph、pvの整数倍で ph≦Lh≦(i−1)×ph pv≦Lv≦(j−1)×pv の範囲にある。In this embodiment, the light modulating element 3
Although one frame is formed by four fields using the microlens array 4 including a plurality of microlenses corresponding to pixels (2 × 2 pixels), 9 pixels (3 × 3 pixels) and 16 pixels are formed. (4 × 4 pixels), 6 pixels (2 × 3 pixels), 12 pixels (3 × 4 pixels), etc.
j) Using a microlens array 4 composed of a plurality of microlenses corresponding to pixels, 1
It may be configured to form a frame. At this time, the amount of movement Lh, L in the horizontal / vertical direction with respect to one field signal of the microlens array 4 by the actuator 5
v is the number of pixels corresponding to the horizontal direction of the microlens corresponding to a plurality of pixels is i, the number of pixels corresponding to the vertical direction is j, the pixel pitch in the horizontal direction is ph, and the pixel pitch in the vertical direction is pv. , Ph ≦ Lh ≦ (i−1) × ph pv ≦ Lv ≦ (j−1) × pv, which is an integral multiple of the pixel pitch ph, pv.
【0035】また、本実施の形態において、アクチュエ
ータ5は高歪率圧電セラミック材料からなる積層型の圧
電素子を用いたが、光変調素子3に供給するフィールド
信号の周波数に同期させてマイクロレンズアレイ4に入
射する光の光軸に直交する面内でマイクロレンズアレイ
4を光変調素子3の画素ピッチpの整数倍移動変化させ
ることができる手段であればよい。光変調素子3に供給
するフィールド信号の周波数は数10Hz〜数100H
zであるから、アクチュエータ5には電磁アクチュエー
タ、リニアアクチュエータ、ステッピングモータなどを
用いることもできる。In this embodiment, the actuator 5 uses a laminated piezoelectric element made of a high-strain-rate piezoelectric ceramic material, but the microlens array is synchronized with the frequency of a field signal supplied to the light modulation element 3. Any means capable of moving and changing the microlens array 4 by an integral multiple of the pixel pitch p of the light modulation element 3 in a plane perpendicular to the optical axis of the light incident on the light modulation element 3 may be used. The frequency of the field signal supplied to the light modulation element 3 is several tens Hz to several hundreds H
Because of z, an electromagnetic actuator, a linear actuator, a stepping motor, or the like can be used as the actuator 5.
【0036】また、マイクロレンズアレイ4を振動させ
る代わりに投射レンズ8を移動変化させても同様の効果
を得ることができる。この場合は1つの画面(フレー
ム)を複数の画像(フィールド)に分割した際の各画像
におけるスクリーン9上での画素位置が、集光手段を移
動変化させた場合と異なる。投射レンズ8のどのレンズ
を移動変化させても同一の効果が得られるが、最軽量の
レンズを移動変化させることが望ましく、一般的には後
玉のレンズを移動変化させることが好ましい。The same effect can be obtained by moving and changing the projection lens 8 instead of vibrating the microlens array 4. In this case, the pixel position on the screen 9 in each image when one screen (frame) is divided into a plurality of images (fields) is different from the case where the light condensing unit is moved and changed. The same effect can be obtained by moving and changing any of the lenses of the projection lens 8, but it is desirable to move and change the lightest lens, and generally it is preferable to move and change the rear lens.
【0037】本実施の形態では複数画素に対応したマイ
クロレンズアレイ4を移動変化させたが、光変調素子の
隣接する複数画素からの出射光をそれぞれの口径内に含
む複数の集光光学素子を隣接配置した集光手段と、集光
手段により離散的にされた投射画像を補間するように投
射領域を変更する手段があればよいので、例えば文献
(佐藤進;液晶を利用した焦点可変レンズ,光技術コン
タクト,Vol32,No.11,p.24〜p.2
8,1994)に開示されているような液晶レンズを利
用し、フィールド信号に同期させて選択的に電圧を印加
してレンズの形成位置を変化させるようにしてもよい。In the present embodiment, the microlens array 4 corresponding to a plurality of pixels is moved and changed. However, a plurality of condensing optical elements each including the light emitted from a plurality of pixels adjacent to the light modulation element in each aperture are provided. It is sufficient if there is a light condensing means arranged adjacently and a means for changing the projection area so as to interpolate the projection image discrete by the light condensing means. Optical Technology Contact, Vol. 32, No. 11, p.
8, 1994), and a voltage may be selectively applied in synchronization with a field signal to change the lens formation position.
【0038】次に、本発明の第2の実施の形態による投
射型表示装置を図6乃至図8を用いて説明する。本実施
の形態では、光変調素子の隣接する複数画素からの出射
光をそれぞれの口径内に含む複数の集光光学素子を2画
素列に対応するレンチキュラーレンズとした点に特徴を
有しており、他の基本的構成は第1の実施の形態と同様
である。Next, a projection type display according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that a plurality of condensing optical elements each including light emitted from a plurality of pixels adjacent to the light modulation element within each aperture are lenticular lenses corresponding to two pixel rows. The other basic configuration is the same as that of the first embodiment.
【0039】図6は本実施の形態における光変調素子3
とレンチキュラーレンズアレイと投射レンズ8の物体面
7との位置関係を示した斜視図である。図7は1画面を
2つの画像に分割したときの投射レンズ物体面7での入
射光束の位置関係を示している。図6において6はレン
チキュラーレンズアレイである。図1と同一の構成部材
には同一番号を付している。FIG. 6 shows a light modulation element 3 according to this embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a positional relationship between a lenticular lens array and an object plane 7 of a projection lens 8. FIG. 7 shows the positional relationship of the incident light beam on the projection lens object plane 7 when one screen is divided into two images. In FIG. 6, reference numeral 6 denotes a lenticular lens array. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0040】以下、本実施の形態において上記レンチキ
ュラーレンズアレイ6と、アクチュエータ5b1、5b
2により画像をシフトさせ高精細な画像を表示する動作
を図6及び図7を用いて説明する。本実施の形態におい
ては1画面(1フレーム)を2つの画像(2フィール
ド)に分割して表示する。Hereinafter, in this embodiment, the lenticular lens array 6 and the actuators 5b1, 5b
The operation of shifting the image by 2 and displaying a high-definition image will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, one screen (one frame) is divided into two images (two fields) and displayed.
【0041】第1のフィールドでは光変調素子3とレン
チキュラーレンズアレイ6との相対位置は図6(a)の
位置にあり、光変調素子3の隣接する2列からの出射光
201、211及び202、212は中心軸を同一とす
るレンチキュラーレンズにより出射光201’、21
1’及び202’、212’のように集光され投射レン
ズ8に入射する。投射レンズ8の物体面7は、光変調素
子3からの光が水平方向に1/2に集光される位置に設
けられている。従って投射レンズの物体面7での表示画
像は図7(a)のように水平方向に間引かれた状態、即
ち離散的に縮小された状態となる。In the first field, the relative position between the light modulation element 3 and the lenticular lens array 6 is at the position shown in FIG. 6A, and the emitted lights 201, 211 and 202 from two adjacent rows of the light modulation element 3 are provided. , 212 are emitted light 201 ′, 21 by lenticular lenses having the same central axis.
The light is condensed like 1 ′ and 202 ′, 212 ′ and enters the projection lens 8. The object surface 7 of the projection lens 8 is provided at a position where the light from the light modulation element 3 is converged in half in the horizontal direction. Therefore, the image displayed on the object plane 7 of the projection lens is thinned out in the horizontal direction as shown in FIG. 7A, that is, discretely reduced.
【0042】次に第2のフィールドでは、フィールド信
号に同期して振動するアクチュエータ5b1、5b2に
よりレンチキュラーレンズアレイ6に入射する光の光軸
に直交する面内で水平方向にレンチキュラーレンズアレ
イ6を移動させて図6(b)に示す位置に移動させる。
ここで図6(a)の位置から図6(b)の位置までのレ
ンチキュラーレンズアレイ6の移動量は光変調素子3の
画素ピッチpと同じ50μmである。このとき光変調素
子3の隣接する2列からの出射光201、211及び2
02、212はそれぞれ中心軸を異にする別のレンチキ
ュラーレンズにより出射光201”、211”及び20
2”、212”のように集光され投射レンズ8に入射す
る。投射レンズの物体面7では図7(b)の位置に集光
されており、レンチキュラーレンズアレイ6により離散
的に縮小された水平方向の間隙部を第2のフィールドで
補間したことになる。Next, in the second field, the lenticular lens array 6 is moved in the horizontal direction in a plane orthogonal to the optical axis of the light incident on the lenticular lens array 6 by the actuators 5b1 and 5b2 which vibrate in synchronization with the field signal. Then, it is moved to the position shown in FIG.
Here, the moving amount of the lenticular lens array 6 from the position of FIG. 6A to the position of FIG. 6B is 50 μm, which is the same as the pixel pitch p of the light modulation element 3. At this time, outgoing lights 201, 211 and 2 from two adjacent rows of the light modulation element 3
02 and 212 are emitted lights 201 ″, 211 ″ and 20 by different lenticular lenses having different central axes, respectively.
The light is condensed like 2 ″ and 212 ″ and enters the projection lens 8. In the object plane 7 of the projection lens, the light is condensed at the position shown in FIG. 7B, and the gap in the horizontal direction discretely reduced by the lenticular lens array 6 is interpolated in the second field.
【0043】上記第1及び第2のフィールドにより、1
フレーム全ての画像情報が、図7(c)に示すように投
射レンズの物体面7即ちスクリーン9上で形成され、精
細度の低い光変調素子3を用いて精細度の高い表示が実
現できる。According to the first and second fields, 1
As shown in FIG. 7C, the image information of all the frames is formed on the object plane 7 of the projection lens, that is, on the screen 9, and high-definition display can be realized by using the low-definition light modulation element 3.
【0044】次に第2のフレームの第1のフィールドで
は、フィールド信号に同期して振動するアクチュエータ
5b1、5b2によりレンチキュラーレンズアレイ6に
入射する光の光軸に直交する面内で水平方向にレンチキ
ュラーレンズアレイ6を移動させて図6(a)の位置に
移動させる。ここで図6(b)の位置から図6(a)の
位置までのレンチキュラーレンズアレイ6の移動量は光
変調素子3の画素ピッチpと同じ50μmである。この
結果、光変調素子3からの出射光は、投射レンズの物体
面7で図7(a)の位置に集光され、第1のフレームの
第1のフィールドと同じ位置に戻る。以下、第1のフレ
ームと同様に離散的に縮小された水平方向の間隙部を補
間し、精細度の高い表示を実現する。Next, in the first field of the second frame, the actuators 5b1 and 5b2 which vibrate in synchronization with the field signal are lenticular in the horizontal direction in a plane orthogonal to the optical axis of the light incident on the lenticular lens array 6. The lens array 6 is moved to the position shown in FIG. Here, the moving amount of the lenticular lens array 6 from the position of FIG. 6B to the position of FIG. 6A is 50 μm, which is the same as the pixel pitch p of the light modulation element 3. As a result, the light emitted from the light modulation element 3 is condensed on the object plane 7 of the projection lens at the position shown in FIG. 7A, and returns to the same position as the first field of the first frame. Hereinafter, similarly to the first frame, the gaps in the horizontal direction that are discretely reduced are interpolated to realize a display with high definition.
【0045】従来の投射表示装置では光変調素子3の画
素数で決まる解像度でしかスクリーン9上に表示するこ
とができなかったが、本実施の形態の投射型表示装置に
よると水平解像度を光変調素子3の画素数で決まる解像
度の2倍の解像度で表示することができるようになる。
画像を離散的にする手段としてレンチキュラーレンズア
レイ6を用いているので、光変調素子3からの出射光を
遮光させる手段のように光の利用効率を低下させること
はなく、また、間隙部の補間をアクチュエータ5による
機械的な振動で行うようにしているので、偏光板や画像
をシフトするための液晶パネル等の光吸収を伴う光学系
を光変調素子3から投射レンズ8に至る光路上に配置し
なくて済み、光の利用効率を低下させずに明るく高精細
な画像を表示することが可能となる。In the conventional projection display device, it was possible to display on the screen 9 only at a resolution determined by the number of pixels of the light modulation element 3, but according to the projection type display device of this embodiment, the horizontal resolution is changed by light modulation. The image can be displayed at twice the resolution determined by the number of pixels of the element 3.
Since the lenticular lens array 6 is used as a means for making the image discrete, the light use efficiency is not reduced unlike the means for blocking the light emitted from the light modulation element 3, and the interpolation of the gap is not performed. Is performed by mechanical vibration of the actuator 5, so that an optical system with light absorption such as a polarizing plate or a liquid crystal panel for shifting an image is arranged on the optical path from the light modulation element 3 to the projection lens 8. It is possible to display a bright and high-definition image without lowering the light use efficiency.
【0046】本実施の形態では、光変調素子3の2画素
列に対応した複数のレンチキュラーレンズからなるレン
チキュラーレンズアレイ6を用いて2つのフィールドで
1フレームを形成するような構成としたが、3画素列や
4画素列などi画素列に対応した複数のレンチキュラー
レンズからなるレンチキュラーレンズアレイ6を用いて
iフィールドで1フレームを形成する構成としてもよ
い。このとき、アクチュエータ5によるレンチキュラー
レンズアレイ6の1つのフィールド信号に対する水平方
向の移動量Lhは、水平方向の画素ピッチをphとした
とき、画素ピッチphの整数倍で ph≦Lh≦(i−1)×ph の範囲にある。In the present embodiment, one frame is formed by two fields using a lenticular lens array 6 composed of a plurality of lenticular lenses corresponding to two pixel rows of the light modulation element 3. A configuration in which one frame is formed in the i-field using a lenticular lens array 6 including a plurality of lenticular lenses corresponding to the i-pixel row such as a pixel row or a 4-pixel row. At this time, the horizontal movement amount Lh of the lenticular lens array 6 with respect to one field signal by the actuator 5 is an integer multiple of the pixel pitch ph, where ph is the horizontal pixel pitch, and ph ≦ Lh ≦ (i−1). ) × ph.
【0047】また、本実施の形態において、アクチュエ
ータ5は高歪率圧電セラミック材料からなる積層型の圧
電素子を用いたが、光変調素子3に供給するフィールド
信号の周波数に同期させてレンチキュラーレンズアレイ
6に入射する光の光軸に直交する面内でレンチキュラー
レンズアレイ6を光変調素子3の画素ピッチpの整数倍
移動変化させることができる手段であればよい。従っ
て、光変調素子3に供給するフィールド信号の周波数が
数10Hz〜数100Hzであるから、アクチュエータ
5には電磁アクチュエータ、リニアアクチュエータ、ス
テッピングモータなどを用いることができる。In this embodiment, the actuator 5 uses a laminated piezoelectric element made of a high-strain-rate piezoelectric ceramic material, but the lenticular lens array is synchronized with the frequency of a field signal supplied to the light modulation element 3. Any means capable of moving and changing the lenticular lens array 6 by an integral multiple of the pixel pitch p of the light modulation element 3 in a plane orthogonal to the optical axis of the light incident on the light modulation element 3 may be used. Therefore, since the frequency of the field signal supplied to the light modulation element 3 is several tens Hz to several hundreds Hz, an electromagnetic actuator, a linear actuator, a stepping motor, or the like can be used as the actuator 5.
【0048】本実施の形態においても、レンチキュラー
レンズアレイ6の移動の代わりに投射レンズ8を移動さ
せても同一の効果が得られるが、1つの画面(フレー
ム)を複数の画像(フィールド)に分割したときの各画
像におけるスクリーン上での画素位置が、集光手段若し
くは光変調素子3を移動変化させた場合と異なる。この
とき投射レンズ8を構成するレンズ群の何れを移動変化
させてもよいが、最軽量のレンズを移動変化させるのが
望ましいので、一般的には後玉のレンズを移動変化させ
るようにする。In this embodiment as well, the same effect can be obtained by moving the projection lens 8 instead of moving the lenticular lens array 6, but one screen (frame) is divided into a plurality of images (fields). The pixel position on the screen in each image at the time of the change is different from the case where the condensing unit or the light modulation element 3 is moved and changed. At this time, any of the lens groups constituting the projection lens 8 may be moved and changed. However, since it is desirable to move and change the lightest lens, generally, the rear lens is moved and changed.
【0049】また、本実施の形態において、レンチキュ
ラーレンズアレイ6を水平方向に振動させ高精細な画像
を得るようにしたが、レンチキュラーレンズの形状を変
えて垂直方向に高精細な画像を得るようにしてもかまわ
ない。さらに、このレンチキュラーレンズアレイ6と振
動手段を2組用いて水平及び垂直方向に解像度を高める
ことも可能である。In this embodiment, the lenticular lens array 6 is vibrated in the horizontal direction to obtain a high-definition image. However, the shape of the lenticular lens is changed to obtain a high-definition image in the vertical direction. It doesn't matter. Further, it is possible to increase the resolution in the horizontal and vertical directions by using two sets of the lenticular lens array 6 and the vibrating means.
【0050】レンチキュラーレンズアレイ6と振動手段
を2組用いた場合の光変調素子3とレンチキュラーレン
ズアレイと投射レンズの物体面7との位置関係を示す斜
視図を図8に示す。図8において、6aは水平方向に集
光する第1のレンチキュラーレンズアレイ、6bは垂直
方向に集光する第2のレンチキュラーレンズアレイであ
る。ここでは、それぞれ2画素列に対応したレンチキュ
ラーレンズを持つレンチキュラーレンズアレイとしてい
る。第1及び第2のレンチキュラーレンズアレイ6a、
6bは投射レンズの物体面7において、光変調素子3か
らの出射光を水平/垂直方向にそれぞれ1/2に集光さ
せるような焦点を持っている。その結果、投射レンズの
物体面7では、第1の実施の形態と同様に隣接する4画
素を単位として水平/垂直方向にそれぞれ間引かれた状
態、即ち離散的に縮小された状態が得られる。第1及び
第2のレンチキュラーレンズアレイ6a、6bをフィー
ルド信号に同期させて、それぞれ第1及び第2のレンチ
キュラーレンズアレイ6a、6bに入射する光の光軸に
直交する面で、アクチュエータ5b1、5b2、及び5
a1、5a2、により水平/垂直方向に移動させること
により第1の実施の形態と同様の効果が得られる。FIG. 8 is a perspective view showing the positional relationship between the light modulation element 3, the lenticular lens array, and the object plane 7 of the projection lens when two sets of the lenticular lens array 6 and the vibrating means are used. In FIG. 8, reference numeral 6a denotes a first lenticular lens array that focuses light in the horizontal direction, and 6b denotes a second lenticular lens array that focuses light in the vertical direction. Here, a lenticular lens array having lenticular lenses respectively corresponding to two pixel columns is used. First and second lenticular lens arrays 6a,
Reference numeral 6b has a focus on the object plane 7 of the projection lens so as to converge the light emitted from the light modulation element 3 to 水平 each in the horizontal and vertical directions. As a result, on the object plane 7 of the projection lens, as in the first embodiment, a state in which each pixel is thinned in the horizontal and vertical directions in units of four adjacent pixels, that is, a state in which the pixel is discretely reduced is obtained. . The first and second lenticular lens arrays 6a and 6b are synchronized with a field signal, and the actuators 5b1 and 5b2 are arranged on surfaces orthogonal to the optical axis of light incident on the first and second lenticular lens arrays 6a and 6b, respectively. , And 5
By moving in the horizontal / vertical directions by a1, 5a2, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【0051】集光手段として第1の実施の形態で使用し
たマイクロレンズアレイに対し、本実施の形態で使用し
たレンチキュラーレンズアレイでは、部品点数が増える
が、画素の形状を有効に使うという点で有利であり、光
の利用効率を落とすことなく高精細な画像を表示するこ
とが可能である。In contrast to the microlens array used in the first embodiment as the light condensing means, the lenticular lens array used in the present embodiment increases the number of components, but uses the pixel shape effectively. Advantageously, a high-definition image can be displayed without lowering the light use efficiency.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、光変調素
子から投射手段に至る光路上にスクリーン上で複数画素
ごとに画像を分離する光変調素子の隣接する複数画素か
らの出射光をそれぞれの口径内に含む複数の集光光学素
子を隣接配置した集光手段と、集光手段によりスクリー
ン上で分離された画像を補間するように光変調素子によ
る表示画像を投射する投射領域変更手段により、画像を
離散的にし、間隙部を補間するように時分割表示を行う
ので、光変調素子の画素数を増やすことなく投射表示画
像の高精細化が可能である。As described above, according to the present invention, on the optical path from the light modulating element to the projection means, the light emitted from a plurality of pixels adjacent to the light modulating element for separating an image into a plurality of pixels on a screen. A light-collecting means in which a plurality of light-collecting optical elements included in respective apertures are arranged adjacently; and a projection area changing means for projecting a display image by a light modulation element so as to interpolate an image separated on a screen by the light-collecting means. As a result, since the image is made discrete and time division display is performed so as to interpolate the gap, it is possible to increase the definition of the projected display image without increasing the number of pixels of the light modulation element.
【0053】また、本発明においては、画像を離散的に
する手段としてマイクロレンズアレイやレンチキュラー
レンズアレイ等の集光手段を用いているため、光変調素
子からの出射光を遮光させる手段のように光の利用効率
を低下させることはなく、また、アクチュエータによる
機械的な振動で間隙部の補間をしているので、光変調素
子から投射手段に至る光路上に、偏光板や画像をシフト
するための偏光方向を旋回させる液晶パネル等の光吸収
を伴う光学系を配置する必要はなく、光の利用効率を低
下させずに明るく高精細な画像を表示することが可能と
なる。Further, in the present invention, since a light condensing means such as a microlens array or a lenticular lens array is used as means for making an image discrete, the light emitted from the light modulation element is blocked as in the means for blocking light emitted from the light modulation element. The use of light is not reduced, and the gaps are interpolated by mechanical vibration of the actuator, so that a polarizing plate or image is shifted on the optical path from the light modulator to the projection unit. It is not necessary to arrange an optical system with light absorption such as a liquid crystal panel for rotating the polarization direction of the light, and a bright and high-definition image can be displayed without lowering the light use efficiency.
【0054】また振動手段である圧電素子等のアクチュ
エータは、数μm〜数10μmの振動振幅、及び数10
Hz〜数100Hzの低い振動周波数で動作するので、
集光手段の移動の切り替え時間を1ミリ秒以下にするこ
とができる。このように十分な応答性を有しているので
画像のコントラストの低下は生じない。An actuator such as a piezoelectric element as a vibration means has a vibration amplitude of several μm to several tens μm,
Since it operates at a low vibration frequency of Hz to several hundred Hz,
The switching time of the movement of the light collecting means can be set to 1 millisecond or less. Since the responsiveness is sufficient, the contrast of the image does not decrease.
【0055】さらに本発明で使用する光学部品は、ガラ
ス基板上に作成されたマイクロレンズアレイ或いはレン
チキュラーレンズアレイ、及び圧電素子等のアクチュエ
ータといった簡単な構造で且つ光変調素子と同等の大き
さ(数cm程度)であるから、本発明の投射型表示装置
を従来の表示装置とほぼ同じ大きさにすることができ
る。さらに、より高精細な画像表示を行わせるために画
面の分割数を増やした場合でも、水晶板とTN液晶パネ
ルを用いた従来の表示装置のように画面分割数に応じて
部品点数が増えるようなことはなく、装置の大きさは従
来の装置とほぼ同じにすることができる。また本発明で
新たに使用する光学部品は高精度で且つ安価に製造でき
るので、装置のコストも従来と殆ど変わることがない。Further, the optical component used in the present invention has a simple structure such as a microlens array or lenticular lens array formed on a glass substrate and an actuator such as a piezoelectric element, and has the same size (number) as that of a light modulation element. cm), the projection display device of the present invention can be made approximately the same size as a conventional display device. Furthermore, even when the number of screen divisions is increased to perform higher-definition image display, the number of parts is increased according to the number of screen divisions as in a conventional display device using a crystal plate and a TN liquid crystal panel. No matter what, the size of the device can be almost the same as a conventional device. Further, the optical components newly used in the present invention can be manufactured with high precision and at low cost, so that the cost of the apparatus hardly changes from the conventional one.
【図1】本発明の第1の実施の形態による投射型表示装
置の基本構成図である。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a projection display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態による投射型表示装
置のマイクロレンズアレイの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a microlens array of the projection display device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態による投射型表示装
置の光変調素子と凸レンズとの位置関係を示す平面図で
ある。FIG. 3 is a plan view showing a positional relationship between a light modulation element and a convex lens of the projection display device according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施の形態による投射型表示装
置の光変調素子から投射レンズ物体面までの光軸に平行
な面の図3A−A’断面での断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a plane parallel to an optical axis from a light modulation element to a projection lens object plane of the projection display device according to the first embodiment of the present invention, taken along the line AA ′ of FIG. 3;
【図5】本発明の第1の実施の形態による投射型表示装
置の1画面を4つの画像に分割したときの投射レンズ物
体面での入射光束の位置関係を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a positional relationship of an incident light beam on a projection lens object plane when one screen of the projection display device according to the first embodiment of the present invention is divided into four images.
【図6】本発明の第2の実施の形態による投射型表示装
置の光変調素子とレンチキュラーレンズアレイと投射レ
ンズの物体面との位置関係を示した斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a positional relationship among a light modulation element, a lenticular lens array, and an object plane of a projection lens of a projection display device according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2の実施の形態による投射型表示装
置の1画面を2つの画像に分割したときの投射レンズ物
体面での入射光束の位置関係を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a positional relationship of an incident light beam on a projection lens object plane when one screen of a projection display device according to a second embodiment of the present invention is divided into two images.
【図8】本発明の第2の実施の形態による投射型表示装
置の光変調素子と第1のレンチキュラーレンズアレイと
第2のレンチキュラーレンズアレイと投射レンズの物体
面との位置関係を示した斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a positional relationship among a light modulation element, a first lenticular lens array, a second lenticular lens array, and an object plane of a projection lens of a projection display according to a second embodiment of the present invention. FIG.
【図9】従来の投射型表示装置の構成を示す説明図であ
る。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional projection display device.
【図10】従来の投射型表示装置の構成を示す説明図で
ある。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional projection display device.
【図11】従来の投射型表示装置により投射された画像
の構成を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration of an image projected by a conventional projection display device.
【図12】従来の投射型表示装置の構成を示す説明図で
ある。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional projection display device.
1 光源 2 コリメート変換レンズ 3 光変調素子 4 マイクロレンズアレイ 5 アクチュエータ 6 レンチキュラーレンズアレイ 7 投射レンズ8の物体面 8 投射レンズ 9 スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Collimating conversion lens 3 Light modulation element 4 Micro lens array 5 Actuator 6 Lenticular lens array 7 Object plane of projection lens 8 Projection lens 9 Screen
フロントページの続き (72)発明者 藤曲 啓志 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Keishi Fujimaga
Claims (15)
る画像を投射手段によりスクリーン上に拡大投射する投
射型表示装置において、 前記光変調素子から前記投射手段に至る光路上に位置
し、前記スクリーン上の画像が複数画素毎に分離される
ように、前記光変調素子の複数の画素のうち隣接する所
定数の画素からの出射光をそれぞれの口径内に含む複数
の集光光学素子を隣接配置した集光手段と、 前記集光手段により前記スクリーン上で分離された画像
を補間するように、前記スクリーン上の画像投射領域を
変更して前記光変調素子で表示される画像を投射させる
投射領域変更手段とを備え、 複数のフィールドで1フレームを構成する時分割表示を
行うことを特徴とする投射型表示装置。1. A projection display device for enlarging and projecting an image displayed by a light modulation element having a plurality of pixels on a screen by a projection means, wherein the projection display apparatus is located on an optical path from the light modulation element to the projection means, As the image on the screen is separated for each of a plurality of pixels, a plurality of light-condensing optical elements including in respective apertures light emitted from a predetermined number of adjacent pixels among the plurality of pixels of the light modulation element. A light condensing means arranged adjacently, and changing an image projection area on the screen to interpolate an image separated on the screen by the light condensing means to project an image displayed by the light modulation element. A projection display device comprising: a projection area changing unit; and performing time-division display in which one frame is composed of a plurality of fields.
接する(i×j)画素からの出射光をそれぞれの口径内
に含む複数の凸レンズを有するマイクロレンズアレイで
あることを特徴とする投射型表示装置。2. The projection type display device according to claim 1, wherein said light condensing means sets light emitted from an adjacent (i × j) pixel among a plurality of pixels of said light modulation element within a diameter of each pixel. A projection type display device comprising a micro lens array having a plurality of convex lenses.
接するiラインの画素からの出射光をそれぞれの口径内
に含む複数の断面半円形状マイクロレンズを有するレン
チキュラーレンズアレイであることを特徴とする投射型
表示装置。3. The projection type display device according to claim 1, wherein said light condensing means includes a plurality of light beams emitted from pixels on an adjacent i-line among a plurality of pixels of said light modulation element within respective apertures. A projection-type display device comprising a lenticular lens array having a semicircular microlens in cross section.
接するiラインの画素からの出射光をそれぞれの口径内
に含む複数の断面半円形状マイクロレンズを有する第1
のレンチキュラーレンズアレイと、 前記iラインに直交するjラインの画素からの出射光を
それぞれの口径内に含む複数の断面半円形状マイクロレ
ンズを有する第2のレンチキュラーレンズアレイとで構
成されていることを特徴とする投射型表示装置。4. The projection type display device according to claim 1, wherein the light condensing means includes a plurality of pixels included in an adjacent i-line among the plurality of pixels of the light modulation element, each of the plurality of pixels including within its aperture. Having a semicircular microlens in cross section
And a second lenticular lens array having a plurality of semi-circular microlenses with cross-sections including light emitted from pixels on the j-th line orthogonal to the i-line within respective apertures. A projection type display device characterized by the above-mentioned.
記マイクロレンズアレイにより1/(i×j)に集光さ
れた面を前記スクリーン上に拡大投射することを特徴と
する投射型表示装置。5. The projection type display device according to claim 2, wherein said projection means adjusts a surface on which the area of a light beam from said light modulation element is converged to 1 / (i × j) by said microlens array. A projection display device, wherein the projection display is enlarged and projected on the screen.
記レンチキュラーレンズアレイにより1/iに集光され
た面を前記スクリーン上に拡大投射することを特徴とす
る投射型表示装置。6. The projection type display device according to claim 3, wherein said projection means sets, on the screen, a surface on which an area of a light flux from the light modulation element is converged to 1 / i by the lenticular lens array. A projection display device characterized by performing enlarged projection.
記第1のレンチキュラーレンズアレイ及び前記第2のレ
ンチキュラーレンズアレイにより1/(i×j)に集光
された面を前記スクリーン上に拡大投射することを特徴
とする投射型表示装置。7. The projection type display device according to claim 4, wherein the projection unit is configured such that an area of a light beam from the light modulation element is 1 / (1) by the first lenticular lens array and the second lenticular lens array. A projection display device, wherein a surface converged at (i × j) is enlarged and projected on the screen.
リーン上で分離された画像を補間するように、前記光変
調素子に供給されるフィールド信号に同期して前記スク
リーン上の画像投射領域を変更して前記光変調素子で表
示される画像を投射させることを特徴とする投射型表示
装置。8. The projection type display device according to claim 1, wherein said projection area changing means is supplied to said light modulation element so as to interpolate an image separated on said screen by said light condensing means. A projection display device, wherein an image displayed on the screen is projected by changing an image projection area on the screen in synchronization with a field signal.
光軸に直交する面内で前記集光手段を振動させることを
特徴とする投射型表示装置。9. The projection type display device according to claim 1, wherein said projection area changing means vibrates said light collecting means in a plane orthogonal to an optical axis of light incident on said light collecting means. Projection type display device.
て、 前記光変調素子に供給されるフィールド信号に同期した
前記投影領域変更手段による前記集光手段の振動の移動
変化量は、前記光変調素子の画素ピッチの整数倍である
ことを特徴とする投射型表示装置。10. The projection type display device according to claim 9, wherein the amount of change in the movement of the vibration of the light condensing means by the projection area changing means synchronized with a field signal supplied to the light modulation element is the light modulation. A projection type display device characterized by being an integral multiple of a pixel pitch of an element.
て、 前記投射領域変更手段は、前記投射手段の光軸に直交す
る面内で前記投射手段を振動させることを特徴とする投
射型表示装置。11. The projection display apparatus according to claim 1, wherein said projection area changing means vibrates said projection means in a plane orthogonal to an optical axis of said projection means. .
て、 前記投射領域変更手段は、前記マイクロレンズアレイに
入射する光の光軸に直交する面内で前記マイクロレンズ
アレイを振動させることを特徴とする投射型表示装置。12. The projection type display device according to claim 2, wherein said projection area changing means vibrates said micro lens array in a plane orthogonal to an optical axis of light incident on said micro lens array. Projection type display device.
て、 前記投射領域変更手段は、前記レンチキュラーレンズア
レイに入射する光の光軸に直交する面内で前記レンチキ
ュラーレンズアレイを振動させることを特徴とする投射
型表示装置。13. The projection type display device according to claim 3, wherein said projection area changing means vibrates said lenticular lens array in a plane orthogonal to an optical axis of light incident on said lenticular lens array. Projection type display device.
て、 前記投射領域変更手段は、前記第1のレンチキュラーレ
ンズアレイに入射する光の光軸に直交する面内で前記第
1のレンチキュラーレンズアレイと前記第2のレンチキ
ュラーレンズアレイをそれぞれ直交する方向に振動させ
ることを特徴とする投射型表示装置。14. The projection type display device according to claim 4, wherein said projection area changing means is configured to set the first lenticular lens array in a plane orthogonal to an optical axis of light incident on the first lenticular lens array. And the second lenticular lens array are vibrated in directions orthogonal to each other.
射型表示装置において、 前記投射領域変更手段は、前記集光手段又は前記投射手
段を機械的に振動させることを特徴とする投射型表示装
置。15. The projection type display device according to claim 9, wherein said projection area changing means mechanically vibrates said light condensing means or said projection means. Display device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19711396A JPH1020242A (en) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | Projection type display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19711396A JPH1020242A (en) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | Projection type display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1020242A true JPH1020242A (en) | 1998-01-23 |
Family
ID=16368954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19711396A Withdrawn JPH1020242A (en) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | Projection type display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1020242A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-07-08 JP JP19711396A patent/JPH1020242A/en not_active Withdrawn
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