JP2001086429A - Ｌｃｄプロジェクションシステムのコントラスト改善装置 - Google Patents

Ｌｃｄプロジェクションシステムのコントラスト改善装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像信号の平均レベルと基準レベルとの比較
結果によってスクリーン上に投射される映像のコントラ
ストを改善するためのLCDプロジェクションシステムの
コントラスト改善装置を提供する。 【解決手段】 映像信号を供給する映像駆動部と、入力
される映像信号を光学的な映像信号に変換するLCDパネ
ル、及びLCDパネルと同一光軸に位置し、投射される光
量を対応する映像の明るさによって調節するコントラス
ト調節手段とを含む。これにより、本発明はLCDを映像
表示素子として採用するプロジェクションシステムにお
いて、著しく向上されたコントラスト改善効果を奏す
る。特に、本発明は全画面の明るいが明るい画面である
ほどそのコントラスト改善効果が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はLCDプロジェクショ
ンシステムに係り、特に映像信号の平均レベルと基準レ
ベルとの比較結果によってスクリーン上に投射される映
像のコントラストを改善するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、液晶表示素子（以下、LCDと
称する）を採用したプロジェクションシステムは映像駆
動部から供給されLCDパネル上にディスプレーされる映
像信号を照明光学系から入射される光に透写する。そし
て、その透写されたた光を偏光板及び投射レンズを利用
してスクリーン上に投射することで、その大きさが拡大
された映像を再現する。
【０００３】このような従来のLCDプロジェクションシ
ステムを図１を参照して説明する。
【０００４】図１のLCDプロジェクションシステムは照
明光学系１０乃至１４、映像駆動部１６、LCDパネル１
５及び投射光学系１７乃至１９を含む。
【０００５】照明光学系は光を発散及び反射する光源手
段１０と、全反射特性を利用して光源手段１０からの光
の光学的特性を均一にし、発散角を縮めるリレイレンズ
１１とを備える。また、照明光学系はリレイレンズ１１
を通過した光を平行光に変換させる視準レンズ１２と、
平行光を三原色信号成分(R、G、B)に分離及びその光経
路を変更させる二色性ミラー(dichroic mirror)１３、
及び二色性ミラー１３からの各色信号成分を偏光化させ
てLCDパネル１５に入射させる第１偏光板１４を備え
る。
【０００６】映像駆動部１６は映像信号処理部(図示せ
ず)から入力される映像信号がLCDパネル１５上にディス
プレーされるように、その映像信号に対する所定の信号
処理を行なって駆動制御信号に変換してLCDパネル１５
に供給する。ここで、映像駆動部１６は本技術分野の当
業者にとってよく知られた自動明るさ制限(ABL;AutoBri
ghtness Limited)制御機能をさらに行う。ABL制御機能
はLCDパネル１５上にディスプレーされる映像の明るさ
が一定に維持されるように、LCDパネル１５上にディス
プレーされる映像信号または外部から入力する映像信号
の平均レベルを求める。その後、平均レベルを設定され
た基準レベルと比較し、その結果によって前記LCDパネ
ル１５に供給される映像信号のゲインを調整する。即
ち、ABL制御機能は求められた平均レベルが基準レベル
より大きければ、LCDパネル１５に供給される映像信号
のゲインを縮められるローレベルのABL制御信号を増幅
器(図示せず)に印加する。一方、その平均レベルが基準
レベルより小さければ、LCDパネル１５に供給される映
像信号のゲインを高めるABL制御信号を増幅器(図示せ
ず)に印加する。そして、このような制御動作は線形的
(linearly)になされる。
【０００７】LCDパネル１５は映像駆動部１６から供給
される映像信号の駆動制御信号に応じて、その対応する
映像をLCDパネル１５上にディスプレーし、照明光学系
から入射される照明光の強度によってその映像を透写さ
せる。
【０００８】LCDパネル１５と集光レンズ１８との間に
配置された第２偏光板１７はLCDパネル１５から透写さ
れた光を、その光の偏光成分によって選択的に透過また
は遮断させる。集光レンズ１８は第２偏光板１７を透過
した光を集光して投射レンズ１９に伝達する。投射レン
ズ１９は集光レンズ１８から伝えられた光をスクリーン
(図示せず)に投射させることによって、そのスクリーン
上に再現される画面の大きさが拡大される。
【０００９】しかしながら、従来のLCDプロジェクショ
ンシステムでは映像信号が一次的にディスプレーされる
LCDパネルそれ自体のコントラストが陰極線管(CRT)等の
他のディスプレー装置に比べて著しく劣り、LCDパネル
と投射レンズ間に配置された偏光板の偏光度が99.5%以
上になっても光を完全に遮断できない。従って、前述し
たLCDパネル及び偏光板を通過してスクリーン上に再現
される映像のブラックレベル(black level)が完全なブ
ラックレベルにならないので、従来のLCDプロジェクシ
ョンシステムでは再現される映像のコントラストが大き
く劣化する問題点を有する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述した問題点を解決
するための本発明の目的は、前述したLCDを映像表示装
置として使用するプロジェクションシステムにおいてそ
の再現される映像のコントラストを著しく改善する装置
を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明のLCDプロジェクションシステムのコント
ラスト改善装置は、映像信号を供給する映像駆動部と、
入力される映像信号を光学的な映像信号に変換するLCD
パネル、及びLCDパネルと同一光軸に位置し、投射され
る光量を対応する映像の明るさによって調節するコント
ラスト調節手段とを含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付した図２を参照して本
発明の望ましい一実施例にともなうLCDプロジェクショ
ンシステムを詳細に説明する。
【００１３】図２の装置は図１のLCDプロジェクション
システムの照明光学系１０乃至１４、映像駆動部１６、
LCDパネル１５及び投射光学系１７乃至１９をその基本
的な構成に備え、本発明の技術的思想にともなうコント
ラスト調節手段２０が前述した構成として有機的に結合
される。
【００１４】コントラスト調節手段２０はコントラスト
制御部２１及びコントラスト調節板２２を含む。コント
ラスト調節板２２はLCDパネル１５と第２偏光板１７と
の間に配置される。コントラスト調節板２２は印加され
るコントラスト制御信号のレベルによってそのオープン
程度または閉鎖の程度が調節され、LCDパネル１５から
透写された映像の光量、または光強度を調節して第２偏
光板１７に伝達する。コントラスト調節板２２は液晶表
示素子ＬＣＤで具現されることが望ましく、印加される
コントラスト制御信号のレベルによってその液晶表示素
子を構成するセルcellのオープンopen程度またはクロー
ズclose程度が調節される。ここで、コントラスト調節
板２２は印加されるコントラスト制御信号がハイレベル
のアナログ信号の場合にはそのセルが適切にオープン状
態になってLCDパネル１５を通過した光を透過させる。
一方、印加されるコントラスト制御信号がローレベルの
アナログ信号の場合にはそのセルが適切にクローズ状態
になってLCDパネル１５を通過した光を遮断する光学的
特性を持つ。
【００１５】そして、コントラスト制御部２１は前述し
た映像信号の平均レベルが基準レベルより小さければ、
その差値に対応して前述した光学的シャッターをクロー
ズ状態に、またはその映像信号の平均レベルが基準レベ
ルより大きければその差値に対応してその光学的シャッ
ターをオープン状態に調節するためのコントラスト制御
信号をコントラスト調節板２２に印加する。ここで、コ
ントラスト制御部２１は映像駆動部１６で発生される前
述したABL制御信号を別途に印加され、そのABL制御信号
のレベルに反比例するコントラスト制御信号をコントラ
スト調節板２２に印加することが効率的である。
【００１６】従って、コントラスト制御部２1は印加さ
れるABL制御信号がハイレベルの場合はそれに反比例す
るローレベルのコントラスト制御信号をコントラスト調
節板２２に印加する。これに伴い、コントラスト調節板
２２のセルはそのローレベルのコントラスト制御信号に
該当する値ほどクローズ状態に調節される。従って、AB
L制御信号によりLCDパネル１５上で全画面が明るくなっ
た光を適切に遮断し、そのコントラストを大きく改善す
る。逆に、コントラスト制御部２１は印加されるABL制
御信号がローレベルの場合にはそれに反比例するハイレ
ベルのコントラスト制御信号をコントラスト調節板２２
に印加する。これによって、コントラスト調節板２２の
セルはそのハイレベルのコントラスト制御信号に該当す
る値ほどオープン状態に調節される。従って、ABL制御
信号によりLCDパネル１５上で画面が暗くなった光をそ
のまま透過させそのコントラストを維持する。
【００１７】特に、映像のブラックレベルに対応する光
を第２偏光板１７単独では完全に遮断できないが、前述
したコントラスト調節板２２は第２偏光板１７と共に使
われてそのブラックレベルに対応する光を完全に遮断さ
せる役割を果たすことによって、映像のコントラストを
顕著に改善する。
【００１８】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明はLCDパネルの
自体特性に起因する画面のコントラスト劣化を、ディス
プレーされる映像信号の平均レベルを基準レベルに比較
した結果に基づいて制御されるコントラスト調節板を利
用することによって防止する。特に、本発明はABL制御
信号に基づいて制御されるコントラスト調節板を採用す
ることによって、全画面の明るさが明るい画面であるほ
どそのコントラスト改善効果をより大きくする。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のLCDプロジェクションシステムを示す構
成図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するためのLCDプロジ
ェクションシステムを示す構成図である。
【符号の説明】
１０ 光源手段 １１ リレイレンズ １２ 視準レンズ １３ 二色性ミラー １４ 第１偏光板 １５ ＬＣＤパネル １６ 映像駆動部 １７ 第２偏光板 １８ 集光レンズ １９ 投射レンズ ２０ コントラスト調節手段 ２１ コントラスト制御部 ２２ コントラスト調節板

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 LCDプロジェクションシステムにおい
    て、 映像信号を供給する映像駆動部と、 前記入力される映像信号を光学的な映像信号に変換する
    LCDパネルと、 前記LCDパネルと同一光軸に位置し、投射される光量を
    対応する映像の明るさによって調節するコントラスト調
    節手段とを含む装置。
  2. 【請求項２】 前記映像駆動部は、 前記LCDパネル上に供給される映像信号の平均の明るさ
    を自動的に制御するABL制御機能を含むことを特徴とす
    る請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記コントラスト調節手段は前記LCDパ
    ネルから投射された光量を調節するコントラスト調節板
    と、 前記ABL制御信号に応じて前記コントラスト調節板の開
    閉程度を調節するためのコントラスト制御信号を印加す
    るコントラスト制御部とを含むことを特徴とする請求項
    ２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記コントラスト制御部は、 前記映像駆動部から供給されるABL制御信号に反比例す
    るコントラスト制御信号を前記コントラスト調節板に印
    加することを特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 コントラスト調節板は液晶素子であるこ
    とを特徴とする請求項２に記載の装置。
  6. 【請求項６】前記コントラスト調節板は、 前記コントラスト制御部から印加されるコントラスト制
    御信号のレベルによってその液晶素子を構成するセルの
    開閉程度が調節されることを特徴とする請求項５に記載
    の装置。
  7. 【請求項７】前記コントラスト制御部は、 前記映像信号の平均レベルが基準レベルより小さければ
    その差値に対応して前記コントラスト調節板をクローズ
    状態に、前記映像信号の平均レベルが基準レベルより大
    きければその差値に対応して前記コントラスト調節板を
    オープン状態に各々調節するためのコントラスト制御信
    号を前記コントラスト調節板に印加する請求項２に記載
    の装置。
  8. 【請求項８】 前記LCDパネルから投射された光をその
    偏光成分によって選択的に透過させる偏光板をさらに含
    み、 前記コントラスト調節手段は前記LCDパネルと前記偏光
    板との光経路上に位置することを特徴とする請求項１に
    記載の装置。
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