JP2013015599A

JP2013015599A - Projection type display device

Info

Publication number: JP2013015599A
Application number: JP2011146937A
Authority: JP
Inventors: Takao Yamashita; 孝雄山下
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-24

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type display device capable of enhancing sense of contrast.SOLUTION: A projector 1 includes: a light source lamp 201; liquid crystal panels 212, 214, 218 for modulating light from the light source lamp 201 on the basis of an image signal; a light-guiding optical system for guiding the light from the light source lamp 201 to the liquid crystal panels 212, 214, 218; variable lenses 206, 215 included in the light-guiding light optical system which are displaceable to a direction in which an illumination area on each liquid crystal panel 212, 214, 218 made by the light from the light source lamp 201 changes; lens actuators 40A, 40B for driving the variable lenses 206, 215; a CPU 501 for controlling the lens actuators 40A, 40B; and a luminance detection circuit 506a detection part for detecting an average luminance level of image signals for one frame. The CPU 501 controls the lens actuators 40A, 40B in such a manner that the darker the brightness of the image is, the larger the illumination area becomes.

Description

本発明は、光源からの光を変調して被投写面に投写する投写型表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display device that modulates light from a light source and projects the light onto a projection surface.

投写型表示装置（以下、「プロジェクタ」という）は、光源からの光を光変調素子で変調し、変調された光（以下、「映像光」という）を被投写面に投写する。光変調素子には、たとえば、液晶パネルが用いられる（たとえば、特許文献１参照）。 A projection display device (hereinafter referred to as “projector”) modulates light from a light source with a light modulation element, and projects the modulated light (hereinafter referred to as “image light”) onto a projection surface. For example, a liquid crystal panel is used as the light modulation element (see, for example, Patent Document 1).

特開２００６−１２６４５８号公報JP 2006-126458 A

プロジェクタでは、コントラスト感を高めることにより、深みのある画質を実現することができる。しかしながら、黒い画像を映し出すために、液晶パネルが完全にオフの状態とされても、液晶パネルからは僅かに光が漏れ出てしまう。よって、真に黒い画像を映すのは難しく、このため、コントラスト感を高めることが難しい。 In the projector, it is possible to realize a deep image quality by enhancing the contrast. However, even if the liquid crystal panel is completely turned off in order to display a black image, light leaks slightly from the liquid crystal panel. Therefore, it is difficult to project a truly black image, and thus it is difficult to increase the contrast.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、コントラスト感を高めることができる投写型表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a projection display device capable of enhancing contrast.

本発明は、画像を被投写面に投写する投写型表示装置に関する。本発明の投写型表示装置は、光源と、前記光源からの光を映像信号に基づいて変調する光変調部と、前記光源からの光を前記光変調部に導く導光光学系と、前記導光光学系に含まれ、前記光源からの光による前記光変調部の照明領域が変化する方向に変位可能なレンズと、前記レンズを駆動するレンズ駆動部と、前記レンズ駆動部を制御する制御部と、前記画像の明るさを検出する検出部と、を備える。ここで、前記制御部は、前記検出部が検出する画像の明るさが暗いほど前記照明領域が大きくなるよう前記レンズ駆動部を制御する。 The present invention relates to a projection display device that projects an image on a projection surface. The projection display device of the present invention includes a light source, a light modulation unit that modulates light from the light source based on a video signal, a light guide optical system that guides light from the light source to the light modulation unit, and the light guide. A lens included in an optical optical system and displaceable in a direction in which an illumination area of the light modulation unit is changed by light from the light source, a lens driving unit that drives the lens, and a control unit that controls the lens driving unit And a detector for detecting the brightness of the image. Here, the control unit controls the lens driving unit so that the illumination area becomes larger as the brightness of the image detected by the detection unit becomes darker.

たとえば、前記検出部は、前記映像信号に含まれる輝度情報から前記画像の平均輝度を求め、当該平均輝度に基づいて前記画像の明るさを検出する。 For example, the detection unit obtains an average luminance of the image from luminance information included in the video signal, and detects the brightness of the image based on the average luminance.

本発明の投写型表示装置によれば、被投写面に投写される画像が暗いほど、光変調部の照明領域が大きくされる。照明領域が大きくなると、光変調部の有効表示領域の外側に照射される光量が増加するため、有効表示領域内に照射される光量が減少する。 According to the projection display apparatus of the present invention, the illumination area of the light modulation unit is increased as the image projected on the projection surface becomes darker. As the illumination area increases, the amount of light emitted outside the effective display area of the light modulator increases, and the amount of light emitted within the effective display area decreases.

したがって、投写される画像が暗い場合に光変調部の有効表示領域内に照射される光量を少なくすることができるので、光変調部からの漏れる光を抑制でき、コントラスト感を高めることができる。 Accordingly, when the projected image is dark, the amount of light irradiated in the effective display area of the light modulation unit can be reduced, so that light leaking from the light modulation unit can be suppressed and the contrast can be enhanced.

本発明の投写型表示装置において、前記照明領域が最も小さくなる位置に前記レンズがあるときに、前記光源からの光による結像面が前記光変調部に形成されるように、前記導光光学系が構成され得る。 In the projection display device according to the aspect of the invention, when the lens is at a position where the illumination area is the smallest, the light guide optical is formed so that an image formation surface by light from the light source is formed in the light modulation unit. A system can be constructed.

上記のようにレンズを変位させることにより照明領域を変化させた場合、それに伴って
、光源からの光による結像面の位置が変化する。結像面が光変調部に形成されない場合には、投写される画像に、暈けや色むらなどの画質劣化が生じ得る。 When the illumination area is changed by displacing the lens as described above, the position of the imaging plane due to the light from the light source changes accordingly. When the imaging plane is not formed on the light modulation unit, the projected image may be deteriorated in image quality such as blurring and color unevenness.

上記の構成とすれば、照明領域が大きくなることにより、結像面が光変調部からずれても、暗い画像において画質劣化が生じることとなる。よって、画質劣化が目立ちにくい。 With the above configuration, since the illumination area becomes large, even if the image plane is shifted from the light modulation unit, image quality degradation occurs in a dark image. Therefore, image quality degradation is not noticeable.

上記の構成とした場合、前記制御部は、前記検出部が検出する画像の明るさが所定の明るさよりも暗いときに、当該画像の明るさが暗いほど前記照明領域が大きくなるよう前記レンズ駆動部を制御するような構成とされ得る。 In the above configuration, when the brightness of the image detected by the detection unit is darker than a predetermined brightness, the control unit drives the lens so that the illumination area becomes larger as the brightness of the image is darker. It can be set as the structure which controls a part.

画像が暗い場合に光量を低減させることで、コントラスト感が大きく高められる。一方、画像が明るい場合に光量を調整しても、コントラスト感の向上はあまり期待できない。上記の構成とすれば、コントラスト感が大きく高められる画像の暗い範囲において光量が調整され、画像が明るい範囲においては光量が調整されない。よって、照明領域を変化させることにより投写画像に生じる画質劣化を極力抑制できる。 By reducing the amount of light when the image is dark, the sense of contrast is greatly enhanced. On the other hand, even if the amount of light is adjusted when the image is bright, improvement in contrast cannot be expected. With the above configuration, the light amount is adjusted in the dark range of the image where the contrast is greatly enhanced, and the light amount is not adjusted in the bright image range. Therefore, image quality degradation that occurs in the projected image by changing the illumination area can be suppressed as much as possible.

本発明の投写型表示装置において、前記光変調部は、赤色の光を変調する赤色光変調部と、緑色の光を変調する緑色光変調部と、青色の光を変調する青色光変調部と、を含むよう構成され得る。この場合、前記導光光学系は、前記光源からの光を収束させるコンデンサレンズと、前記コンデンサレンズにより収束された光を、前記赤色、前記青色および前記緑色の光のうちの１つの光と２つの光とに分離する光分離素子と、を含む。さらに、前記光分離素子により分離された前記２つの光の光路および前記１つの光の光路のそれぞれに前記レンズおよび前記レンズ駆動部が配される。 In the projection display device according to the aspect of the invention, the light modulator includes a red light modulator that modulates red light, a green light modulator that modulates green light, and a blue light modulator that modulates blue light. , May be configured to include. In this case, the light guiding optical system includes a condenser lens for converging light from the light source, and light converged by the condenser lens with one of the red, blue, and green light and 2 And a light separating element that separates the light into two. Furthermore, the lens and the lens driving unit are arranged in the optical path of the two lights and the optical path of the one light separated by the light separation element, respectively.

光分離素子よりも光源側にレンズが配されるより、光分離素子よりも光変調部側にレンズが配される方が、コンデンサレンズにより収束されて、より絞られた光が入射されるため、レンズのサイズを小さくできる。これに伴い、レンズ駆動部も小さくできる。 Since the lens is arranged closer to the light modulator than the light separating element than the light separating element, the light is converged by the condenser lens, and more focused light is incident. The lens size can be reduced. Along with this, the lens driving unit can also be made small.

したがって、上記の構成とすれば、光分離素子と、光分離素子により分離された２つの光が入射される光学素子、たとえば、２つの光をさらに分離する光分離素子との間のスペースに、一方のレンズおよびレンズ駆動部を容易に配置できる。同様に、光分離素子と、光分離素子により分離された１つの光が入射される光学素子、たとえば、１つの光を反射する反射ミラーとの間のスペースに、他方のレンズおよびレンズ駆動部を容易に配置できる。よって、レンズおよびレンズ駆動部を配することによる導光光学系の全体サイズの増加を抑制できる。 Therefore, with the above configuration, in the space between the light separation element and the optical element on which the two lights separated by the light separation element are incident, for example, the light separation element that further separates the two lights, One lens and the lens driving unit can be easily arranged. Similarly, the other lens and the lens driving unit are placed in a space between the light separation element and an optical element on which one light separated by the light separation element is incident, for example, a reflection mirror that reflects one light. Easy to place. Therefore, an increase in the overall size of the light guide optical system due to the arrangement of the lens and the lens driving unit can be suppressed.

以上のとおり、本発明によれば、コントラスト感を高めることができる投写型表示装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a projection display device capable of enhancing the feeling of contrast.

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the following embodiment is merely an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to what is described in the following embodiment.

実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projector which concerns on embodiment. 実施の形態に係る光学エンジンの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical engine which concerns on embodiment. 実施の形態に係るレンズアクチュエータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lens actuator which concerns on embodiment. 実施の形態に係るレンズアクチュエータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lens actuator which concerns on embodiment. 実施の形態に係るプロジェクタの回路系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the circuit system of the projector which concerns on embodiment. 実施の形態に係るＡＰＬと液晶パネルにおける照明領域の大きさとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between APL which concerns on embodiment, and the magnitude | size of the illumination area in a liquid crystal panel. 実施の形態に係るレンズアクチュエータの制御に係る処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation which concerns on control of the lens actuator which concerns on embodiment. 変更例に係る可変レンズおよびレンズアクチュエータの配置構成を示す図である。It is a figure which shows the arrangement configuration of the variable lens and lens actuator which concern on the example of a change.

以下、図面を参照して、実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。 Hereinafter, a projector according to an embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、プロジェクタ１の構成を示す図である。図１を参照して、プロジェクタは、横長の略直方体形状を有するキャビネット１０を備えている。キャビネット１０には、前面左側に投写窓１０１が形成されており、前面右側および右側面にキャビネット１０内部から排気を行うための排気口１０２、１０３がそれぞれ形成されている。また、キャビネット１０の上面には、操作部１０４が設けられている。操作部１０４には、複数の操作キーが配されている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the projector 1. Referring to FIG. 1, the projector includes a cabinet 10 having a horizontally long and substantially rectangular parallelepiped shape. In the cabinet 10, a projection window 101 is formed on the left side of the front surface, and exhaust ports 102 and 103 for exhausting air from inside the cabinet 10 are formed on the right side and the right side surface of the front surface, respectively. An operation unit 104 is provided on the upper surface of the cabinet 10. The operation unit 104 is provided with a plurality of operation keys.

キャビネット１０の内部には、光学エンジン２０および投写レンズユニット３０が配されている。光学エンジン２０は、映像信号に基づいて変調された映像光を生成する。光学エンジン２０には、投写レンズユニット３０が装着されており、投写レンズユニット３０の前端部が、投写窓１０１から前方に露出している。投写レンズユニット３０は、光学エンジン２０で生成された映像光を、プロジェクタの前方に配されたスクリーン面に拡大投写する。 An optical engine 20 and a projection lens unit 30 are arranged inside the cabinet 10. The optical engine 20 generates image light modulated based on the image signal. A projection lens unit 30 is attached to the optical engine 20, and a front end portion of the projection lens unit 30 is exposed forward from the projection window 101. The projection lens unit 30 enlarges and projects the image light generated by the optical engine 20 onto a screen surface arranged in front of the projector.

図２は、光学エンジン２０の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the optical engine 20.

光源ランプ２０１は、白色光を発する発光体と、発光体から発せられた光を反射するリフレクターとを備えている。発光体としては、たとえば、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ等が用いられる。 The light source lamp 201 includes a light emitter that emits white light and a reflector that reflects light emitted from the light emitter. As the illuminant, for example, an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp or the like is used.

光源ランプ２０１から出射された白色光は、フライアイインテグレータ２０２、ＰＢＳアレイ２０３、コンデンサレンズ２０４を通過する。フライアイインテグレータ２０２は一対のフライアイレンズ２０２ａ、２０２ｂからなり、各フライアイレンズ２０２ａ、２０２ｂは蠅の目状に配列された多数の小レンズから構成されている。これら小レンズによって入射された光が分割される。分割された各光は、コンデンサレンズ２０４により液晶パネル（後述する）に重畳される。これにより、液晶パネルに照射される光の光量分布が均一化される。また、フライアイインテグレータ２０２により分割された各光は、ＰＢＳアレイ２０３によって偏光方向が一方向に揃えられる。 White light emitted from the light source lamp 201 passes through the fly eye integrator 202, the PBS array 203, and the condenser lens 204. The fly eye integrator 202 is composed of a pair of fly eye lenses 202a and 202b, and each fly eye lens 202a and 202b is composed of a large number of small lenses arranged in an eyelet shape. The incident light is divided by these small lenses. Each of the divided lights is superimposed on a liquid crystal panel (described later) by a condenser lens 204. Thereby, the light quantity distribution of the light irradiated to the liquid crystal panel is made uniform. Each light split by the fly eye integrator 202 is aligned in one direction by the PBS array 203.

コンデンサレンズ２０４を通過した光は、ダイクロイックミラー２０５に入射される。ダイクロイックミラー２０５は、入射された光のうち、赤色波長帯の光（以下、「Ｒ光」という）と緑色波長帯（以下、「Ｇ光」という）を透過し、青色波長帯（以下、「Ｂ光」という）を反射する。 The light that has passed through the condenser lens 204 is incident on the dichroic mirror 205. Of the incident light, the dichroic mirror 205 transmits red wavelength band light (hereinafter referred to as “R light”) and green wavelength band (hereinafter referred to as “G light”), and a blue wavelength band (hereinafter referred to as “R light”). B) ".

ダイクロイックミラー２０５を透過したＲ光およびＧ光は、可変レンズ２０６を通過してダイクロイックミラー２０７に入射する。ダイクロイックミラー２０７は、Ｒ光を透過しＧ光を反射する。 The R light and G light transmitted through the dichroic mirror 205 pass through the variable lens 206 and enter the dichroic mirror 207. The dichroic mirror 207 transmits R light and reflects G light.

ダイクロイックミラー２０７を透過したＲ光は、コンデンサレンズ２０４、可変レンズ２０６、リレーレンズ２０８およびコンデンサレンズ２０９によるレンズ作用と反射ミラ
ー２１０、２１１での反射によって液晶パネル２１２に照射される。液晶パネル２１２は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。なお、液晶パネル２１２の入射側には、図示しない入射側偏光板が配されており、入射側偏光板を介して液晶パネル２１２にＲ光が照射される。また、液晶パネル２１２の出射側には図示しない出射側偏光板が配されており、液晶パネル２１２から出射されたＲ光が出射側偏光板に入射される。 The R light transmitted through the dichroic mirror 207 is irradiated to the liquid crystal panel 212 by the lens action by the condenser lens 204, the variable lens 206, the relay lens 208 and the condenser lens 209 and the reflection by the reflection mirrors 210 and 211. The liquid crystal panel 212 is driven according to the video signal for red, and modulates the R light according to the driving state. An incident side polarizing plate (not shown) is disposed on the incident side of the liquid crystal panel 212, and the liquid crystal panel 212 is irradiated with R light through the incident side polarizing plate. Further, an output side polarizing plate (not shown) is disposed on the output side of the liquid crystal panel 212, and R light emitted from the liquid crystal panel 212 is incident on the output side polarizing plate.

ダイクロイックミラー２０７で反射されたＧ光は、コンデンサレンズ２０４、可変レンズ２０６およびコンデンサレンズ２１３によるレンズ作用によって液晶パネル２１４に照射される。液晶パネル２１４は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。なお、液晶パネル２１４の入射側には、図示しない入射側偏光板が配されており、入射側偏光板を介して液晶パネル２１４にＧ光が照射される。また、液晶パネル２１４の出射側には図示しない出射側偏光板が配されており、液晶パネル２１４から出射されたＧ光が出射側偏光板に入射される。 The G light reflected by the dichroic mirror 207 is irradiated onto the liquid crystal panel 214 by the lens action of the condenser lens 204, the variable lens 206, and the condenser lens 213. The liquid crystal panel 214 is driven according to the green video signal, and modulates the G light according to the driving state. An incident side polarizing plate (not shown) is disposed on the incident side of the liquid crystal panel 214, and G light is irradiated to the liquid crystal panel 214 through the incident side polarizing plate. Further, an output side polarizing plate (not shown) is disposed on the output side of the liquid crystal panel 214, and G light emitted from the liquid crystal panel 214 is incident on the output side polarizing plate.

ダイクロイックミラー２０５で反射されたＢ光は、コンデンサレンズ２０４、可変レンズ２１５およびコンデンサレンズ２１６によるレンズ作用と反射ミラー２１７での反射によって液晶パネル２１８に照射される。液晶パネル２１８は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。なお、液晶パネル２１８の入射側には、図示しない入射側偏光板が配されており、入射側偏光板を介して液晶パネル２１８にＢ光が照射される。また、液晶パネル２１８の出射側には図示しない出射側偏光板が配されており、液晶パネル２１８から出射されたＢ光が出射側偏光板に入射される。 The B light reflected by the dichroic mirror 205 is irradiated to the liquid crystal panel 218 by the lens action by the condenser lens 204, the variable lens 215 and the condenser lens 216 and the reflection by the reflection mirror 217. The liquid crystal panel 218 is driven in accordance with the blue video signal, and modulates the B light in accordance with the driving state. An incident side polarizing plate (not shown) is disposed on the incident side of the liquid crystal panel 218, and the liquid crystal panel 218 is irradiated with B light through the incident side polarizing plate. Further, an output side polarizing plate (not shown) is disposed on the output side of the liquid crystal panel 218, and the B light emitted from the liquid crystal panel 218 enters the output side polarizing plate.

液晶パネル２１２、２１４、２１８によって変調され、出射側偏光板から出射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、ダイクロイックプリズム２１９に入射する。ダイクロイックプリズム２１９は、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光のうち、Ｒ光とＢ光を反射するとともにＧ光を透過し、これにより、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を色合成する。こうして、色合成された映像光が、ダイクロイックプリズム２１９から投写レンズユニット３０に向けて出射される。 The R light, G light, and B light modulated by the liquid crystal panels 212, 214, and 218 and emitted from the output-side polarizing plate enter the dichroic prism 219. The dichroic prism 219 reflects R light and B light out of R light, G light, and B light and transmits G light, thereby color-combining the R light, G light, and B light. Thus, the color-combined video light is emitted from the dichroic prism 219 toward the projection lens unit 30.

なお、フライアイインテグレータ２０２、ＰＢＳアレイ２０３、コンデンサレンズ２０４、ダイクロイックミラー２０５、２０７、可変レンズ２０６、２１５、リレーレンズ２０８、コンデンサレンズ２０９、２１３、２１６および反射ミラー２１０、２１１、２１７により、光源ランプ２０１からの光を、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光に分離して液晶パネル２１２、２１４、２１８へと導く導光光学系が構成される。 Note that the fly-eye integrator 202, the PBS array 203, the condenser lens 204, the dichroic mirrors 205 and 207, the variable lenses 206 and 215, the relay lens 208, the condenser lenses 209, 213, and 216 and the reflection mirrors 210, 211, and 217 and the light source lamp. A light guide optical system is configured in which the light from 201 is separated into R light, G light, and B light and guided to the liquid crystal panels 212, 214, and 218.

可変レンズ２０６および可変レンズ２１５は、それぞれ、レンズアクチュエータ４０Ａおよびレンズアクチュエータ４０Ｂにより、可変レンズ２０６、２１５の光軸方向に変位される。レンズアクチュエータ４０Ａおよびレンズアクチュエータ４０Ｂは同じ構成を有する。 The variable lens 206 and the variable lens 215 are displaced in the optical axis direction of the variable lenses 206 and 215 by the lens actuator 40A and the lens actuator 40B, respectively. The lens actuator 40A and the lens actuator 40B have the same configuration.

図３および図４は、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの構成について説明するための図である。 3 and 4 are diagrams for explaining the configuration of the lens actuators 40A and 40B.

図３（ａ）は、可変レンズ２０６、２１５が装着されたレンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。図４（ａ）は、可変レンズ２０６、２１５が最も後方、即ち光源ランプ２０１側に位置する状態の図３（ａ）のＢ−Ｂ´断面図であり、図４（ｂ）は、可変レンズ２０６、２１５が最も前方、即ち液晶パネル２１２、２１４、２１８側に位置する状態の図３（ａ）のＢ−Ｂ´断面図である。図４（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、可変レンズ２０６、２１５が最も後方または最も前方に位置するときの、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域を示
す図である。 FIG. 3A is a plan view of the lens actuators 40A and 40B to which the variable lenses 206 and 215 are attached. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3A in a state where the variable lenses 206 and 215 are located at the rearmost side, that is, the light source lamp 201 side, and FIG. 4B is a variable lens. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 4C and 4D are diagrams showing illumination areas in the liquid crystal panels 212, 214, and 218 when the variable lenses 206 and 215 are located at the rearmost or frontmost positions, respectively.

図３および図４を参照して、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂは、ホルダ４１０と、送り板４２０と、２つのガイド軸４３０と、２つのバネ４４０と、支持台４５０と、駆動モータ４６０と、固定具４７０とを含む。 3 and 4, the lens actuators 40A and 40B include a holder 410, a feed plate 420, two guide shafts 430, two springs 440, a support base 450, a drive motor 460, and a fixed state. Tool 470.

ホルダ４１０は、可変レンズ２０６、２１５を保持する。ホルダ４１０には、左右両側にガイド片４１１が設けられており、ガイド片４１１にはガイド穴４１２が形成されている。 The holder 410 holds the variable lenses 206 and 215. The holder 410 is provided with guide pieces 411 on both the left and right sides, and a guide hole 412 is formed in the guide piece 411.

ホルダ４１０の後方には、ホルダ４１０を前方へ送り出すための送り板４２０が配されている。送り板４２０には、ガイド穴４１２に整合する位置に貫通穴４２１が形成されている。ガイド穴４１２と貫通穴４２１にガイド軸４３０が通される。 A feed plate 420 for feeding the holder 410 forward is disposed behind the holder 410. A through hole 421 is formed in the feed plate 420 at a position aligned with the guide hole 412. The guide shaft 430 is passed through the guide hole 412 and the through hole 421.

ガイド軸４３０は、前後方向に延びるように配される。ホルダ４１０および送り板４２０は、ガイド軸４３０に案内されて前後に変位する。ガイド軸４３０は、前端部が支持台４５０の前側に形成された前支持部４５１に固定され、後端部が支持台４５０の後側に形成された後支持部４５２に固定される。 The guide shaft 430 is arranged to extend in the front-rear direction. The holder 410 and the feed plate 420 are guided by the guide shaft 430 and displaced back and forth. The guide shaft 430 is fixed to a front support part 451 formed at the front side of the support base 450 at the front end, and fixed to a rear support part 452 formed at the rear side of the support base 450.

ガイド軸４３０には、ホルダ４１０と前支持部４５１と間にバネ４４０が装着される。 A spring 440 is attached to the guide shaft 430 between the holder 410 and the front support portion 451.

支持台４５０の後部には、駆動モータ４６０が配される。支持台４５０には、駆動モータ４６０の両側に固定部４５３が形成されている。駆動モータ４６０には、上方から固定具４７０が装着され、固定具４７０がネジ４７１によって固定部４５３に止められる。これにより、駆動モータ４６０が支持台４５０に固定される。 A drive motor 460 is disposed at the rear of the support base 450. Fixed portions 453 are formed on the support base 450 on both sides of the drive motor 460. A fixing tool 470 is attached to the drive motor 460 from above, and the fixing tool 470 is fixed to the fixing portion 453 by a screw 471. As a result, the drive motor 460 is fixed to the support base 450.

駆動モータ４６０の回転軸には、ウォームギア４６１が装着されている。ウォームギア４６１は、送り板４２０の下部に形成された筒部４２２に挿入される。筒部４２２の内面には、ウォームギア４６１に螺合するネジ部４２３が形成されている。 A worm gear 461 is attached to the rotation shaft of the drive motor 460. The worm gear 461 is inserted into a cylindrical portion 422 formed at the lower part of the feed plate 420. A screw portion 423 that is screwed into the worm gear 461 is formed on the inner surface of the cylindrical portion 422.

レンズアクチュエータ４０Ａは、前側がダイクロイックミラー２０７側に位置し、後側がダイクロイックミラー２０５側に位置するように、光学エンジン２０内に配される。また、レンズアクチュエータ４０Ｂは、前側が反射ミラー２１７側に位置し、後側がダイクロイックミラー２０５側に位置するように、光学エンジン２０内に配される。 The lens actuator 40A is arranged in the optical engine 20 so that the front side is located on the dichroic mirror 207 side and the rear side is located on the dichroic mirror 205 side. The lens actuator 40B is arranged in the optical engine 20 so that the front side is located on the reflection mirror 217 side and the rear side is located on the dichroic mirror 205 side.

図４（ａ）に示すように、ホルダ４１０、即ち可変レンズ２０６、２１５が可動範囲内の最も後方に位置する状態では、送り板４２０が後支持部４５２に当接している。このとき、ホルダ４１０は、バネ４４０に押されて送り板４２０に当接している。 As shown in FIG. 4A, in the state where the holder 410, that is, the variable lenses 206 and 215 is located at the rearmost position within the movable range, the feed plate 420 is in contact with the rear support portion 452. At this time, the holder 410 is pressed by the spring 440 and is in contact with the feed plate 420.

図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、液晶パネル２１２、２１４、２１８は、入射した光が変調されるパネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａと、パネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａを囲むフレーム２１２ｂ、２１４ｂ、２１８ｂとを含む。パネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａには、所定の有効表示領域が設定されている。 As shown in FIGS. 4C and 4D, the liquid crystal panels 212, 214, and 218 include panel surfaces 212a, 214a, and 218a on which incident light is modulated, and a frame 212b surrounding the panel surfaces 212a, 214a, and 218a. , 214b, 218b. A predetermined effective display area is set on the panel surfaces 212a, 214a, and 218a.

可変レンズ２０６、２１５が可動範囲内の最も後方に位置する状態では、図２の実線に示すように、可変レンズ２０６、２１５は、液晶パネル２１２、２１４、２１８からの光路が遠くなり、図４（ｃ）に示すように、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域が最小となる。最小の場合においても、照明領域は、液晶パネル２１２、２１４、２１８のパネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａ、即ち有効表示領域より僅かに大きくなる。このとき、有効表示領域に照射される光量が最も多くなる。なお、照明領域が最小の
ときに、光源ランプ２０１からの光による結像面が液晶パネル２１２、２１４、２１８に形成されるように、即ち、結像面がパネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａに一致するように、コンデンサレンズ２０４、可変レンズ２０６、２１５、コンデンサレンズ２０９、２１３、２１６の形状や材質、配置位置等が設定される。 In the state in which the variable lenses 206 and 215 are located at the rearmost position within the movable range, the optical paths from the liquid crystal panels 212, 214, and 218 become far from the variable lenses 206 and 215 as shown by the solid lines in FIG. As shown in (c), the illumination area in the liquid crystal panels 212, 214, 218 is minimized. Even in the smallest case, the illumination area is slightly larger than the panel surfaces 212a, 214a, 218a of the liquid crystal panels 212, 214, 218, that is, the effective display area. At this time, the amount of light applied to the effective display area is maximized. It should be noted that when the illumination area is the smallest, the image formation plane by the light from the light source lamp 201 is formed on the liquid crystal panels 212, 214, 218, that is, the image formation plane coincides with the panel surfaces 212a, 214a, 218a. As described above, the shape, material, arrangement position, and the like of the condenser lens 204, the variable lenses 206 and 215, and the condenser lenses 209, 213, and 216 are set.

この状態から、たとえば、駆動モータ４６０が正転すると、ウォームギア４６１の回転によって筒部４２２が前方へ送られる。これにより、送り板４２０が前方へ移動し、送り板４２０に押されて、ホルダ４１０、即ち可変レンズ２０６、２１５がバネ４４０のバネ力に抗して前方へ移動する。 From this state, for example, when the drive motor 460 rotates forward, the cylinder portion 422 is sent forward by the rotation of the worm gear 461. As a result, the feed plate 420 moves forward and is pushed by the feed plate 420, and the holder 410, that is, the variable lenses 206 and 215 moves forward against the spring force of the spring 440.

可変レンズ２０６、２１５が前方へ移動するに従って、可変レンズ２０６、２１５は、液晶パネル２１２、２１４、２１８からの光路が近くなり、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域が大きくなっていく。これに伴い、有効表示領域の外側に照射される光量が増加していくので、有効表示領域に照射される光量が減少していく。 As the variable lenses 206 and 215 move forward, the optical paths from the liquid crystal panels 212, 214, and 218 become closer to the variable lenses 206 and 215, and the illumination area in the liquid crystal panels 212, 214, and 218 becomes larger. Along with this, the amount of light applied to the outside of the effective display area increases, and therefore the amount of light applied to the effective display area decreases.

図４（ｂ）に示すように、ホルダ４１０が可動範囲内の最も前方に位置する状態になると、バネ４４０が最も縮んだ状態となり、これ以上ホルダ４１０は移動できなくなる。この状態では、図２の破線に示すように、可変レンズ２０６、２１５は、液晶パネル２１２、２１４、２１８からの光路が最も近くなり、図４（ｄ）に示すように、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域が最大となる。このとき、有効表示領域に照射される光量が最も少なくなる。なお、照明領域が最も大きくなっても、照明領域はフレーム２１２ｂ、２１４ｂ、２１８ｂの範囲内となる。このため、液晶パネル２１２、２１４、２１８の外側から光が漏れて、投写レンズユニット３０に入射してしまうことはない。 As shown in FIG. 4B, when the holder 410 is positioned in the foremost position within the movable range, the spring 440 is contracted most, and the holder 410 cannot move any further. In this state, as shown by broken lines in FIG. 2, the variable lenses 206 and 215 have the closest optical paths from the liquid crystal panels 212, 214, and 218, and as shown in FIG. The illumination area at 218 is maximized. At this time, the amount of light applied to the effective display area is minimized. Even when the illumination area is the largest, the illumination area is within the range of the frames 212b, 214b, and 218b. For this reason, light does not leak from the outside of the liquid crystal panels 212, 214, and 218 and does not enter the projection lens unit 30.

図４（ｂ）の状態から、駆動モータ４６０が逆転すると、ウォームギア４６１の回転によって筒部４２２が後方へ送られる。これにより、送り板４２０が後方へ移動し、ホルダ４１０、即ち可変レンズ２０６、２１５がバネ４４０に押されて後方へ移動する。 When the drive motor 460 rotates in the reverse direction from the state of FIG. 4B, the cylinder portion 422 is sent backward by the rotation of the worm gear 461. As a result, the feed plate 420 moves backward, and the holder 410, that is, the variable lenses 206 and 215 are pushed by the spring 440 and moved backward.

このように、駆動モータ４６０が正転、逆転されることにより、可変レンズ２０６、２１５の位置が変位される。 As described above, when the drive motor 460 is rotated forward and backward, the positions of the variable lenses 206 and 215 are displaced.

図５は、プロジェクタ１の回路系の構成を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a circuit system of the projector 1.

液晶パネル２１２、２１４、２１８、光源ランプ２０１、駆動モータ４６０等を制御するため、プロジェクタ１は、ＣＰＵ５０１、メモリ５０２、キー入力回路５０３、入力切替回路５０４、Ａ／Ｄコンバータ５０５、映像信号処理回路５０６、パネル駆動回路５０７、ランプ駆動回路５０８およびモータ駆動回路５０９を備えている。 In order to control the liquid crystal panels 212, 214, 218, the light source lamp 201, the drive motor 460, and the like, the projector 1 includes a CPU 501, a memory 502, a key input circuit 503, an input switching circuit 504, an A / D converter 505, and a video signal processing circuit. 506, a panel drive circuit 507, a lamp drive circuit 508, and a motor drive circuit 509.

キー入力回路５０３は、操作部１０４のキー操作に応じた入力信号をＣＰＵ５０１へ出力する。 The key input circuit 503 outputs an input signal corresponding to the key operation of the operation unit 104 to the CPU 501.

入力切替回路５０４は、複数の入力端子の中から接続する入力端子を切り替える。入力切替回路５０４によって接続された入力端子から映像信号が入力される。入力された映像信号がアナログ信号である場合には、Ａ／Ｄコンバータ５０５によってデジタル信号に変換されて映像信号処理回路５０６に入力される。なお、映像信号がデジタル信号である場合には、Ａ／Ｄコンバータ５０５を介することなく映像信号処理回路５０６に入力される。 The input switching circuit 504 switches input terminals to be connected from among a plurality of input terminals. A video signal is input from an input terminal connected by the input switching circuit 504. When the input video signal is an analog signal, it is converted into a digital signal by the A / D converter 505 and input to the video signal processing circuit 506. When the video signal is a digital signal, the video signal is input to the video signal processing circuit 506 without passing through the A / D converter 505.

映像信号処理回路５０６は、スケーリング補正(画素数の補正)、ガンマ補正など各種の補正処理を行う。また、映像信号処理回路５０６は、入力された映像信号がＲＧＢ信号以
外の形式、たとえば、輝度信号と色差信号の形式である場合には、補正処理された映像信号を、さらにＲＧＢ信号に変換する。こうして、補正処理がなされたＲＧＢ信号が、映像信号処理回路５０６からパネル駆動回路５０７に出力される。 The video signal processing circuit 506 performs various correction processes such as scaling correction (correction of the number of pixels) and gamma correction. The video signal processing circuit 506 further converts the corrected video signal into an RGB signal when the input video signal has a format other than the RGB signal, for example, a luminance signal and a color difference signal. . In this way, the corrected RGB signal is output from the video signal processing circuit 506 to the panel drive circuit 507.

パネル駆動回路５０７は、入力されたＲＧＢ信号に従って液晶パネル２１２、２１４、２１８を駆動する。 The panel drive circuit 507 drives the liquid crystal panels 212, 214, and 218 according to the input RGB signals.

映像信号処理回路５０６は、輝度検出回路５０６ａを含む。輝度検出回路５０６ａは、映像信号に含まれる輝度信号を用いて１フレーム分の映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ：average picture level）を求め、求めたＡＰＬを検出信号としてＣＰＵ５０１へ出力する。なお、入力された映像信号がＲＧＢ信号の場合には、ＲＧＢ信号から所定の演算によって輝度が算出され、算出された輝度からＡＰＬが求められる。ＡＰＬは、投写される画像の平均輝度を示す。 The video signal processing circuit 506 includes a luminance detection circuit 506a. The luminance detection circuit 506a obtains the average luminance level (APL: average picture level) of the video signal for one frame using the luminance signal included in the video signal, and outputs the obtained APL to the CPU 501 as a detection signal. When the input video signal is an RGB signal, the luminance is calculated from the RGB signal by a predetermined calculation, and the APL is obtained from the calculated luminance. APL indicates the average luminance of the projected image.

メモリ５０２は、ＲＡＭ、ＲＯＭを含む。メモリ５０２には、ＣＰＵ５０１に制御機能を付与するための制御プログラムが記憶されている。また、メモリ５０２には、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの制御に用いられる制御テーブル５０２ａが記憶されている。 The memory 502 includes RAM and ROM. The memory 502 stores a control program for giving a control function to the CPU 501. The memory 502 also stores a control table 502a used for controlling the lens actuators 40A and 40B.

制御テーブル５０２ａには、ＡＰＬと液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域の大きさとの関係が図６に示すような関係となるように、ＡＰＬに対応付けて駆動モータ４６０の制御量（たとえば、原点からのステップ数）が設定されている。 In the control table 502a, the control amount of the drive motor 460 (for example, in association with APL) is set so that the relationship between the APL and the size of the illumination area in the liquid crystal panels 212, 214, and 218 is as shown in FIG. The number of steps from the origin is set.

図６に示すように、可変レンズ２０６、２１５は、ＡＰＬが０％のときに、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの最も前方に位置し、このとき、照明領域が最大となる。また、可変レンズ２０６、２１５は、ＡＰＬが０％から所定値Ｓ％（＜１００％）の範囲において、ＡＰＬが小さくなるほど、即ち画像が暗くなるほど、照明領域が大きくなるように変位される。さらに、可変レンズ２０６、２１５は、ＡＰＬが所定値Ｓ％から１００％の範囲にあるときに、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの最も後方に位置し、このとき、照明領域が最小となる。 As shown in FIG. 6, the variable lenses 206 and 215 are positioned in front of the lens actuators 40A and 40B when the APL is 0%, and at this time, the illumination area is maximized. Further, the variable lenses 206 and 215 are displaced so that the illumination area becomes larger as the APL becomes smaller, that is, as the image becomes darker, in the range where the APL is 0% to the predetermined value S% (<100%). Further, the variable lenses 206 and 215 are located at the rearmost side of the lens actuators 40A and 40B when the APL is in the range of the predetermined value S% to 100%, and at this time, the illumination area is minimized.

なお、画像全体が真っ黒な場合に、ＡＰＬが０％となり、画像全体が真っ白な場合に、ＡＰＬが１００％となる。また、所定値Ｓは、実験等に基づいて予め設定される。 When the entire image is black, the APL is 0%, and when the entire image is white, the APL is 100%. The predetermined value S is set in advance based on experiments or the like.

ＣＰＵ５０１は、メモリ５０２に記憶された制御プログラムに従って、映像信号処理回路５０６を制御する。また、ＣＰＵ５０１は、制御プログラムに従って、ランプ駆動回路５０８およびモータ駆動回路５０９に制御信号を出力することにより、光源ランプ２０１および各駆動モータ４６０を制御する。 The CPU 501 controls the video signal processing circuit 506 according to the control program stored in the memory 502. The CPU 501 controls the light source lamp 201 and each drive motor 460 by outputting control signals to the lamp drive circuit 508 and the motor drive circuit 509 in accordance with the control program.

ランプ駆動回路５０８は、ＣＰＵ５０１からの制御信号に従って光源ランプ２０１を駆動する。 The lamp driving circuit 508 drives the light source lamp 201 in accordance with a control signal from the CPU 501.

モータ駆動回路５０９は、ＣＰＵ５０１からの制御信号に従って各駆動モータ４６０を駆動する。駆動モータ４６０には、たとえば、ステッピングモータが用いられる。この場合、モータ駆動回路５０９から駆動モータ４６０にパルス電力が供給され、駆動モータ４６０は、パルス数に応じた量だけ回転する。なお、２つの可変レンズ２０６、２１５は同じ動きとなるので、２つの駆動モータ４６０は同じ駆動量となるように制御される。 The motor drive circuit 509 drives each drive motor 460 in accordance with a control signal from the CPU 501. As the drive motor 460, for example, a stepping motor is used. In this case, pulse power is supplied from the motor drive circuit 509 to the drive motor 460, and the drive motor 460 rotates by an amount corresponding to the number of pulses. Since the two variable lenses 206 and 215 have the same movement, the two drive motors 460 are controlled to have the same drive amount.

図５は、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの制御に係る処理動作を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing a processing operation related to the control of the lens actuators 40A and 40B.

プロジェクタ１が起動され、外部から映像信号が入力されると、ＣＰＵ５０１は、制御処理を開始する。ここで、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの制御による照明領域の調整、即ち、有効表示領域に照射される光量の調整は、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの動作の追従性を考慮して、複数のフレーム単位（以下、この単位を「ブロック」という）で行われる。 When the projector 1 is activated and a video signal is input from the outside, the CPU 501 starts control processing. Here, the adjustment of the illumination area by the control of the lens actuators 40A and 40B, that is, the adjustment of the amount of light applied to the effective display area is performed in units of a plurality of frames (in consideration of the followability of the operation of the lens actuators 40A and 40B). Hereinafter, this unit is referred to as “block”.

ＣＰＵ５０１は、輝度検出回路５０６ａからＡＰＬを取得する（Ｓ１）。そして、ＣＰＵ５０１は、１ブロック分のＡＰＬを取得すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、各フレームのＡＰＬの平均値を算出し、算出した平均値をそのブロックにおけるＡＰＬとする（Ｓ３）。 The CPU 501 acquires APL from the luminance detection circuit 506a (S1). When the CPU 501 acquires the APL for one block (S2: YES), the CPU 501 calculates the average value of the APL for each frame, and sets the calculated average value as the APL in the block (S3).

次に、ＣＰＵ５０１は、駆動モータ４６０の制御量、即ち、ステップ数を決定する（Ｓ４）。まず、ＣＰＵ５０１は、制御テーブル５０２ａから、算出したＡＰＬに対応するステップ数を取得する。メモリ５０２には、現地点のステップ数が記憶されている。ＣＰＵ５０１は、現地点のステップ数をメモリ５０２から取得し、ＡＰＬに対応するステップ数と現時点のステップ数との差分、即ち、実際に駆動モータ４６０を回転させるためのステップ数を求める。 Next, the CPU 501 determines the control amount of the drive motor 460, that is, the number of steps (S4). First, the CPU 501 acquires the number of steps corresponding to the calculated APL from the control table 502a. The memory 502 stores the number of steps at the local point. The CPU 501 obtains the number of steps at the local point from the memory 502, and obtains the difference between the number of steps corresponding to the APL and the current number of steps, that is, the number of steps for actually rotating the drive motor 460.

このようにして、駆動モータ４６０のステップ数を決定すると、ＣＰＵ５０１は、決定したステップ数に対応する制御信号（以下、「ステップ信号」という）をモータ駆動回路５０９へ出力する（Ｓ５）。モータ駆動回路５０９からステップ信号に対応するパルス電力が各駆動モータ４６０に供給されて、各駆動モータ４６０が回転する。これにより、各可変レンズ２０６、２１５が、算出されたＡＰＬに応じた位置に変位し、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域が、算出されたＡＰＬに対応する大きさとなる。 When the number of steps of the drive motor 460 is determined in this manner, the CPU 501 outputs a control signal (hereinafter referred to as “step signal”) corresponding to the determined number of steps to the motor drive circuit 509 (S5). Pulse power corresponding to the step signal is supplied from the motor drive circuit 509 to each drive motor 460, and each drive motor 460 rotates. Thereby, each variable lens 206, 215 is displaced to a position corresponding to the calculated APL, and the illumination area in the liquid crystal panels 212, 214, 218 becomes a size corresponding to the calculated APL.

１つのブロックの映像信号が映像信号処理回路５０６から出力されるタイミングに同期して、そのブロックに対応するステップ信号がＣＰＵ５０１からモータ駆動回路５０９へ出力される。これにより、そのブロックの映像信号に基づいて液晶パネル２１２、２１４、２１８が駆動されている間、照明領域が、そのブロックのＡＰＬに応じた大きさとなり、照明領域の大きさに応じた光量が液晶パネル２１２、２１４、２１８の有効表示領域に照射される。つまり、図６に示すように、ＡＰＬが所定値Ｓより小さい範囲、即ち、画像の明るさが所定よりも暗い範囲において、画像の明るさが暗いほど、液晶パネル２１２、２１４、２１８の有効表示領域に照射される光量が少なくされる。 In synchronization with the timing at which the video signal of one block is output from the video signal processing circuit 506, a step signal corresponding to that block is output from the CPU 501 to the motor drive circuit 509. As a result, while the liquid crystal panels 212, 214, and 218 are driven based on the video signal of the block, the illumination area becomes a size corresponding to the APL of the block, and the amount of light corresponding to the size of the illumination area is increased. The effective display area of the liquid crystal panels 212, 214, 218 is irradiated. That is, as shown in FIG. 6, the effective display of the liquid crystal panels 212, 214, and 218 is reduced as the image brightness becomes darker in a range where APL is smaller than the predetermined value S, that is, in a range where the image brightness is darker than the predetermined value. The amount of light applied to the area is reduced.

こうして、映像信号が入力されている間、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの制御が繰り返し実行される。 Thus, the control of the lens actuators 40A and 40B is repeatedly executed while the video signal is input.

以上、本実施の形態によれば、投写される画像の明るさが暗いほど、液晶パネル２１２、２１４、２１８の有効表示領域に照射される光量が少なくされる。これにより、暗い画像を投写する場合に、液晶パネル２１２、２１４、２１８から漏れる光を少なくすることができる。よって、投写画像のコントラスト感を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, as the brightness of the projected image is darker, the amount of light applied to the effective display areas of the liquid crystal panels 212, 214, and 218 is reduced. Thereby, when a dark image is projected, light leaking from the liquid crystal panels 212, 214, and 218 can be reduced. Therefore, the contrast feeling of the projected image can be enhanced.

また、本実施の形態によれば、照明領域が最も小さくなる位置に可変レンズ２０６、２１５があるときに、光源ランプ２０１からの光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）による結像面が液晶パネル２１２、２１４、２１８に形成されるように、導光光学系が構成されている。よって、照明領域が大きくなることにより結像面が液晶パネル２１２、２１４、２１８からずれても、暗い画像において、暈けや色むら等の画質劣化が生じることとなるので、画質劣化が目立ちにくい。 In addition, according to the present embodiment, when the variable lenses 206 and 215 are located at the position where the illumination area becomes the smallest, the image formation plane by the light (R light, G light, and B light) from the light source lamp 201 is liquid crystal. The light guide optical system is configured to be formed on the panels 212, 214, and 218. Therefore, even if the image formation plane is deviated from the liquid crystal panels 212, 214, and 218 due to an increase in the illumination area, image quality deterioration such as blurring and color unevenness occurs in a dark image, so the image quality deterioration is less noticeable. .

さらに、本実施の形態によれば、コントラスト感が大きく高められる画像の暗い範囲に
おいて光量が調整され、画像が明るい範囲においては光量が調整されない。よって、照明領域を変化させることにより投写画像に生じる画質劣化を極力抑制できる。 Furthermore, according to the present embodiment, the light amount is adjusted in the dark range of the image where the sense of contrast is greatly enhanced, and the light amount is not adjusted in the bright image range. Therefore, image quality degradation that occurs in the projected image by changing the illumination area can be suppressed as much as possible.

さらに、本実施の形態によれば、可変レンズ２０６およびレンズアクチュエータ４０Ａがダイクロイックミラー２０５とダイクロイックミラー２０７との間に配され、可変レンズ２１５およびレンズアクチュエータ４０Ｂがダイクロイックミラー２０５と反射ミラー２１７との間に配される。 Further, according to the present embodiment, the variable lens 206 and the lens actuator 40A are disposed between the dichroic mirror 205 and the dichroic mirror 207, and the variable lens 215 and the lens actuator 40B are disposed between the dichroic mirror 205 and the reflection mirror 217. Arranged.

ダイクロイックミラー２０５よりも光源ランプ２０１側に可変レンズ２０６、２１５が配されるより、ダイクロイックミラー２０５よりも液晶パネル２１２、２１４、２１８側に可変レンズ２０６、２１５が配される方が、コンデンサレンズ２０４により収束されて、より絞られた光が入射されるため、可変レンズ２０６、２１５のサイズを小さくできる。これに伴い、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂも小さくできる。 The variable lenses 206 and 215 are arranged closer to the liquid crystal panels 212, 214 and 218 than the dichroic mirror 205 than the variable lenses 206 and 215 are arranged closer to the light source lamp 201 than the dichroic mirror 205. Since the light is converged and more focused, the size of the variable lenses 206 and 215 can be reduced. Accordingly, the lens actuators 40A and 40B can be made smaller.

したがって、本実施の形態のような構成とすれば、可変レンズ２０６、２１５およびレンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂを、それぞれ、ダイクロイックミラー２０５とダイクロイックミラー２０７との間のスペース、およびダイクロイックミラー２０５と反射ミラー２１７との間のスペースに容易に配置できる。よって、可変レンズ２０６、２１５およびレンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂを配することによる導光光学系の全体サイズの増加を抑制できる。 Therefore, if the configuration as in the present embodiment is adopted, the variable lenses 206 and 215 and the lens actuators 40A and 40B are respectively disposed in the space between the dichroic mirror 205 and the dichroic mirror 207, and the dichroic mirror 205 and the reflection mirror 217. Can be easily placed in the space between. Therefore, an increase in the overall size of the light guiding optical system due to the arrangement of the variable lenses 206 and 215 and the lens actuators 40A and 40B can be suppressed.

＜その他＞
以上のとおり、本実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も、上記実施の形態以外に、種々の変更が可能である。 <Others>
As described above, the present embodiment has been described. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made to the embodiment of the present invention in addition to the above embodiment. It is.

たとえば、上記実施の形態では、可変レンズ２０６およびレンズアクチュエータ４０Ａがダイクロイックミラー２０５とダイクロイックミラー２０７との間に配されており、可変レンズ２１５およびレンズアクチュエータ４０Ｂがダイクロイックミラー２０５と反射ミラー２１７との間に配されている。しかしながら、これに限らず、たとえば、図８（ａ）に示すように、コンデンサレンズ２０４とダイクロイックミラー２０５との間に可変レンズ２２０とレンズアクチュエータ４１が配されても良い。この場合、可変レンズとレンズアクチュエータを１つとすることができる。しかしながら、上記実施の形態と比べて、可変レンズ２２０のサイズが大きくなり、それに伴ってレンズアクチュエータ４１のサイズも大きくなる。また、図８（ｂ）に示すように、コンデンサレンズ２０４自身をレンズアクチュエータ４２により変位させる構成とされても良い。この場合、可変レンズは必要なくなるが、上記実施の形態に比べて、レンズアクチュエータ４２のサイズは大きくなる。 For example, in the above embodiment, the variable lens 206 and the lens actuator 40A are disposed between the dichroic mirror 205 and the dichroic mirror 207, and the variable lens 215 and the lens actuator 40B are disposed between the dichroic mirror 205 and the reflection mirror 217. It is arranged in. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8A, a variable lens 220 and a lens actuator 41 may be arranged between the condenser lens 204 and the dichroic mirror 205. In this case, one variable lens and one lens actuator can be provided. However, compared to the above embodiment, the size of the variable lens 220 is increased, and accordingly, the size of the lens actuator 41 is also increased. Further, as shown in FIG. 8B, the condenser lens 204 itself may be displaced by the lens actuator 42. In this case, the variable lens is not necessary, but the size of the lens actuator 42 is larger than that in the above embodiment.

また、上記実施の形態では、画像の明るさが所定の明るさよりも暗い範囲において、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域の大きさ（有効表示領域に照射される光量）が調整される。しかしながら、真っ暗な画像から真っ白な画像まで全ての明るさの範囲において、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域の大きさが調整されても良い。 In the above embodiment, the size of the illumination area (the amount of light irradiated to the effective display area) in the liquid crystal panels 212, 214, and 218 is adjusted in a range where the brightness of the image is darker than the predetermined brightness. However, the size of the illumination area in the liquid crystal panels 212, 214, and 218 may be adjusted in the entire brightness range from a completely dark image to a completely white image.

さらに、上記実施の形態では、輝度検出回路５０６ａが、映像信号に含まれる輝度信号を用いて１フレーム分の画像のＡＰＬを求め、求めたＡＰＬを検出信号として出力するような構成とされている。即ち、ＡＰＬは、画像を構成する各画素の輝度を平均した値とされている。しかしながら、これに限らず、たとえば、輝度検出回路５０６ａは、画像を構成する各画素の輝度を合算し、合算した輝度を検出信号として出力するような構成とされ
ても良い。 Further, in the above embodiment, the luminance detection circuit 506a is configured to obtain the APL of an image for one frame using the luminance signal included in the video signal and output the obtained APL as a detection signal. . That is, APL is a value obtained by averaging the luminance of each pixel constituting the image. However, the present invention is not limited to this. For example, the luminance detection circuit 506a may be configured to add the luminances of the pixels constituting the image and output the added luminance as a detection signal.

また、ＡＰＬではなく、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のそれぞれの階調のヒストグラムを作成し、投写された画像の明るさをヒストグラムにより判定するような構成とされても良い。 In addition, instead of APL, a histogram of each gradation of the R signal, G signal, and B signal may be created, and the brightness of the projected image may be determined by the histogram.

さらに、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの構成は、図３および図４に示す構成に限られず、駆動モータ４６０などの駆動素子により可変レンズ２０６、２１５をレンズの光軸方向に変位できる構成であれば、どのような構成であっても良い。 Furthermore, the configuration of the lens actuators 40A and 40B is not limited to the configuration shown in FIGS. 3 and 4, and any configuration can be used as long as the variable lenses 206 and 215 can be displaced in the optical axis direction of the lens by a drive element such as the drive motor 460. Any configuration may be used.

さらに、上記実施の形態では、光学エンジン２０を構成する光変調素子として、透過型の液晶パネル２１２、２１４、２１８が用いられている。しかしながら、反射型の液晶パネルや、ＭＥＭＳデバイスを用いることもできる。また、光学エンジン２０は、上記のように３つの光変調素子を備えた３板式の光学系ではなく、たとえば、１つの光変調素子とカラーホイールを用いた単板式の光学系により構成することもできる。 Further, in the above embodiment, the transmissive liquid crystal panels 212, 214, and 218 are used as the light modulation elements that constitute the optical engine 20. However, a reflective liquid crystal panel or a MEMS device can also be used. Further, the optical engine 20 may be configured by a single plate type optical system using one light modulation element and a color wheel, for example, instead of the three plate type optical system including the three light modulation elements as described above. it can.

さらに、上記実施の形態では、光源ランプ２０１が用いられているが、ランプ光源に限らず、ＬＥＤ光源、レーザ光源等の固体光源が用いられても良い。 Furthermore, although the light source lamp 201 is used in the above-described embodiment, not only the lamp light source but also a solid light source such as an LED light source or a laser light source may be used.

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, the embodiment of the present invention can be variously modified as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.

２０光学エンジン
２０１光源ランプ（光源）
２１２液晶パネル（光変調部、赤色光変調部）
２１４液晶パネル（光変調部、緑色光変調部）
２１８液晶パネル（光変調部、青色光変調部）
２０２フライアイインテグレータ
２０３ＰＢＳアレイ
２０４コンデンサレンズ
２０５ダイクロイックミラー（光分離素子）
２０７ダイクロイックミラー
２０８リレーレンズ
２０９、２１３、２１６コンデサレンズ
２１０、２１１、２１７反射ミラー
２０６、２１５可変レンズ（レンズ）
４０Ａ、４０Ｂレンズアクチュエータ（レンズ駆動部）
５０１ＣＰＵ（制御部）
５０６映像信号処理回路
５０６ａ輝度検出回路（検出部） 20 Optical engine 201 Light source lamp (light source)
212 Liquid crystal panel (light modulator, red light modulator)
214 Liquid crystal panel (light modulator, green light modulator)
218 Liquid crystal panel (light modulator, blue light modulator)
202 fly eye integrator 203 PBS array 204 condenser lens 205 dichroic mirror (light separation element)
207 Dichroic mirror 208 Relay lens 209, 213, 216 Condensor lens 210, 211, 217 Reflective mirror 206, 215 Variable lens (lens)
40A, 40B Lens actuator (lens drive unit)
501 CPU (control unit)
506 Video signal processing circuit 506a Luminance detection circuit (detection unit)

Claims

In a projection display device that projects an image onto a projection surface,
A light source;
A light modulation unit that modulates light from the light source based on a video signal;
A light guide optical system for guiding light from the light source to the light modulation unit;
A lens that is included in the light guide optical system and is displaceable in a direction in which an illumination area of the light modulation unit is changed by light from the light source;
A lens driving unit for driving the lens;
A control unit for controlling the lens driving unit;
A detection unit for detecting the brightness of the image,
The control unit controls the lens driving unit so that the illumination area becomes larger as the brightness of an image detected by the detection unit is darker.
A projection display device characterized by that.

The projection display device according to claim 1,
The light guide optical system is configured such that when the lens is at a position where the illumination area is the smallest, an image formation surface by light from the light source is formed in the light modulation unit.
A projection display device characterized by that.

The projection display device according to claim 2,
The control unit controls the lens driving unit so that the illumination area becomes larger as the brightness of the image is darker when the brightness of the image detected by the detection unit is darker than a predetermined brightness.
A projection display device characterized by that.

The projection display device according to any one of claims 1 to 3,
The light modulation unit includes a red light modulation unit that modulates red light, a green light modulation unit that modulates green light, and a blue light modulation unit that modulates blue light,
The light guide optical system includes: a condenser lens that converges light from the light source; and light converged by the condenser lens, wherein one light and two lights of the red, blue, and green lights A light separating element that separates into
The lens and the lens driving unit are disposed in each of the optical path of the two lights and the optical path of the one light separated by the light separation element,
A projection display device characterized by that.

The projection display device according to any one of claims 1 to 4,
The detection unit obtains an average luminance of the image from luminance information included in the video signal, and detects the brightness of the image based on the average luminance.
A projection display device characterized by that.