JP4023125B2

JP4023125B2 - Illumination apparatus, projection display apparatus, and driving method thereof

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Publication number: JP4023125B2
Application number: JP2001311542A
Authority: JP
Inventors: 高司武田; 英仁飯坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2021-10-09
Also published as: JP2003121924A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置とその駆動方法ならびに投射型表示装置とその駆動方法に関し、特に映像表現力に優れ、使用環境や使用者の好みに合った明るさの映像が得られる投射型表示装置とそれに用いる照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達はめざましく、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して、光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待されている。このような液晶表示装置の一形態として、液晶ライトバルブを用いた光学系から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
投射型液晶表示装置は光変調手段として液晶ライトバルブを用いたものであるが、投射型表示装置には、液晶ライトバルブの他、デジタルミラーデバイス（Digital Mirror Device,以下、ＤＭＤと略記する）を光変調手段としたものも実用化されている。ところが、この種の従来の投射型表示装置は以下のような問題点を有している。
【０００４】
（１）光学系を構成する様々な光学要素で生じる光漏れや迷光のため、充分なコントラストが得られない。そのため、表示できる階調範囲（ダイナミックレンジ）が狭く、陰極線管（Cathode Ray Tube, 以下、ＣＲＴと略記する）を用いた既存のテレビ受像機に比較すると、映像の品質や迫力の点で劣ってしまう。
【０００５】
（２）各種の映像信号処理により映像の品質向上を図ろうとしても、ダイナミックレンジが固定されているために、充分な効果を発揮することができない。
【０００６】
このような投射型表示装置の問題点に対する解決策、つまりダイナミックレンジを拡張する方法としては、映像信号に応じて光変調手段（ライトバルブ）に入射させる光の量を変化させることが考えられる。それを実現するのに最も簡便な方法は、ランプの光出力強度を変化させることである。投射型液晶表示装置において、メタルハライドランプの出力光の制御を行う方法が、特開平３−１７９８８６号公報に開示されている。
【０００７】
しかしながら、投射型液晶表示装置に用いるランプとしては高輝度の高圧水銀ランプが現在主流となっているが、高圧水銀ランプで光出力強度を制御するのは極めて困難な状況である。したがって、充分に高輝度の光が得られるとともに、光変調手段への入射光量を映像信号に応じて変化させることのできる方法が求められている。
【０００８】
さらに上記の問題点に加えて、現行の投射型表示装置では光源の明るさが固定されているため、例えば暗めの鑑賞環境においては画面が明るくなりすぎたり、また、投射距離や投射レンズのズーミングにより投射スクリーンサイズを変化させた際に、それに応じて画面の明るさが変化してしまうという問題点もあった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、高輝度の光が得られるとともに光変調手段への入射光量を変化させることができ、映像表現力や使用環境への順応性の面で優れた効果を発揮することのできる投射型表示装置とこれに用いる照明装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の照明装置は、投射型表示装置の光変調手段を照明するために用いられる照明装置であって、光出力強度が可変とされた複数の固体発光素子を有する光源と、前記光源から入射される光の照度分布を均一化する均一照明手段とを備え、外部からの情報に基づいて前記固体発光素子の光出力強度を制御することによって前記均一照明手段から射出される光の光量が調節可能とされたことを特徴とする。上記の「外部からの情報」には、例えば光変調手段に供給される映像信号に基づく情報、投射拡大率に基づく情報、使用環境下における明るさの状況に基づく情報、使用者の好みに基づく情報などが挙げられる。
【００１１】
本発明者は、高輝度の光が得られるとともに、被照明領域に入射される光の量を調節するための手段として、光出力強度を比較的容易に制御することのできる固体発光素子、例えば発光ダイオード（Light Emitting Diode, 以下、ＬＥＤと略記する）や半導体レーザ等を有する光源を備え、上記の外部からの情報に基づいて固体発光素子の光出力強度を制御すればよいことを見い出した。
【００１２】
すなわち、本発明の第１の照明装置によれば、光出力強度が可変とされた複数の固体発光素子を有する光源を備え、上記の外部からの情報に基づいて固体発光素子の光出力強度を制御する構成となっているため、投射型表示装置に用いたときに、例えば外部からの情報が映像信号に基づく情報の場合、その時の映像シーンが明るい場面であれば光量が多くなるように、暗い場面であれば光量が少なくなるように光源からの射出光の光量が調節される。このようにして、被照明領域において映像に応じた明るさの光を得ることができ、投射型表示装置のダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。同様に、投射拡大率、使用環境下における明るさの状況、または使用者の好み等に応じた明るさの光を得ることができる。
【００１３】
さらに、固体発光素子から射出される光の強度を検出する光強度検出手段を備え、光強度検出手段が検出した光強度に基づいて固体発光素子の光出力強度を制御することが望ましい。
一般に、ＬＥＤなどの固体発光素子は使用環境や経時変化により光出力変動が生じるものであるが、本発明の第１の照明装置の上記の構成に加えて、固体発光素子からの光の強度を検出する光強度検出手段を備え、この検出結果をフィードバックして固体発光素子の光出力強度を制御することにより、使用環境や経時変化による光出力変動が少なく、安定した光出力を得ることができる。
【００１４】
前記光強度検出手段を実際に設置する際には映像表示に寄与しない光の強度を検出するような位置に設置することが望ましい。
この構成によれば、光強度検出手段を設置したことで被照明領域での照度分布が低下することがない。
【００１５】
本発明の第２の照明装置は、光源と、前記光源から射出される光の偏光方向を所定の方向に規定する偏光変換手段と、前記偏光変換手段から射出される光の偏光方向を回転させる偏光回転素子からなる調光手段と、前記偏光回転素子から射出される光が入射される偏光子と、を備え、外部からの情報に基づいて前記調光手段の偏光回転素子における偏光方向の回転角を制御することによって前記偏光子から射出される光の光量が調節可能とされたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１の照明装置が、光源を構成するＬＥＤ等の固体発光素子の光出力強度を外部からの情報に基づいて制御するものであったのに対し、本発明の第２の照明装置は、光源の後段に、光源からの光の偏光方向を所定の方向に規定する偏光変換手段と、その光の偏光方向を回転させる偏光回転素子からなる調光手段と、偏光子とを備え、外部からの情報に基づいて偏光回転素子における偏光方向の回転角を制御する構成としたものである。
【００１７】
すなわち、本発明の第２の照明装置においては、まず最初に、光源から出射された時点では不定偏光状態であった光が偏光変換手段によって偏光方向が所定の方向に規定される。次に調光手段において、例えば透明圧電素子、ファラデー素子等、電場や磁場によって光の偏光方向を回転させる作用を持つ偏光回転素子を用いて偏光変換手段から射出された光の偏光方向を回転させた後、この光を一定方向の透過軸を有する偏光子に入射させると、偏光方向の回転角に応じて偏光子の透過軸に一致する偏光成分の大きさが変化するため、偏光子を透過する光の量が変化する。したがって、外部からの情報に基づいて電場や磁場を変化させ、偏光回転素子における偏光方向の回転角を制御することによって、本発明の第１の照明装置と同様、被照明領域において映像、投射拡大率、使用環境下における明るさの状況、または使用者の好み等に応じた明るさの光を得ることができ、投射型表示装置のダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。
【００１８】
さらに、調光手段から射出される光の強度を検出する光強度検出手段を備え、光強度検出手段が検出した光強度に基づいて偏光回転素子における偏光方向の回転角を制御することが望ましい。
一般に透明圧電素子、ファラデー素子等の偏光回転素子は使用環境や経時変化により特性変動が生じるものであるが、本発明の第２の照明装置の上記の構成に加えて、光強度検出手段を備え、この検出結果をフィードバックして偏光回転素子における偏光方向の回転角を制御することにより、使用環境や経時変化による光出力変動が少なく、安定した光出力を得ることができる。
【００１９】
前記光強度検出手段を実際に設置する際には映像表示に寄与しない光の強度を検出するような位置に設置することが望ましい。
この構成によれば、光強度検出手段を設置したことで被照明領域での照度分布が低下することがない。
【００２０】
前記調光手段が、光軸に垂直な面上に配置された複数の偏光回転素子を有することが望ましい。
この構成によれば、後述するように、投射型表示装置におけるコントラストの低下を抑えることができる。
【００２１】
本発明の第１の照明装置の駆動方法は、上記第１の照明装置の駆動方法であって、平面的に配置された前記複数の固体発光素子のうち、周辺側に位置する固体発光素子の光出力強度が中央側に位置する固体発光素子の光出力強度よりも小さくなるように前記複数の固体発光素子を駆動することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第２の照明装置の駆動方法は、上記第２の照明装置の駆動方法であって、平面的に配置された前記複数の偏光回転素子のうち、周辺側の偏光回転素子に対応する部分の前記偏光子での光透過量が中央側の偏光回転素子に対応する部分の前記偏光子での光透過量よりも小さくなるように前記複数の偏光回転素子を駆動することを特徴とする。
【００２３】
上記いずれの駆動方法においても、周辺側の固体発光素子、もしくは周辺側の偏光回転素子に対応する部分から射出される光は角度成分が大きく、映像表示に用いたときにコントラストを低下させる成分となるが、ここでの減光量を中央部から射出される光の減光量よりも大きくしているので、映像のコントラストを維持することができる。
【００２４】
本発明の投射型表示装置は、照明手段と、前記照明手段から射出される光を変調する光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを有する投射型表示装置であって、照明手段として、上記本発明の照明装置を備えたことを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、被照明領域において所望の明るさの光が得られる照明装置を備えているため、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力や使用環境への順応性に優れた投射型表示装置を実現することができる。
【００２６】
上記本発明の投射型表示装置の駆動手段としては、映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて前記光源または前記調光手段を制御する制御信号を決定する制御信号決定手段と、前記制御信号に基づいて前記光源または前記調光手段を制御する制御手段と、前記映像信号を前記制御信号に基づいて伸張する映像信号伸張手段とを備えることが望ましい。
【００２７】
この構成によれば、まず制御信号決定手段において映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて光源または調光手段を制御するための制御信号が決定され、制御手段がこの制御信号に基づいて光源または調光手段を制御することにより映像に応じて明るさが変化する光を光変調手段に供給する一方、映像信号伸張手段が制御信号に基づいて映像信号を伸張する。この動作によって、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力や使用環境への順応性に優れた投射型表示装置を実現することができる。
【００２８】
本発明の投射型表示装置の駆動方法は、上記本発明の投射型表示装置の駆動方法であって、映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて前記光源または前記調光手段を制御する制御信号を決定し、前記制御信号に基づいて前記光源または前記調光手段を制御することにより前記光変調手段を照明する光の光量を調節するとともに、前記映像信号を前記制御信号に基づいて伸張し、この伸張した映像信号を前記光変調手段に供給することによって映像を生成することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力が高い映像を得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［投射型表示装置］
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず最初に、本発明の照明装置を備えた投射型表示装置の一例である投射型液晶表示装置について図１〜図５を用いて説明する。
本実施の形態の投射型液晶表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の投射型カラー液晶表示装置である。図９はこの投射型液晶表示装置を示す概略構成図であって、図中、符号１は照明装置、２は光源、３，４はフライアイレンズ（均一照明手段）、１３，１４はダイクロイックミラー、１５，１６，１７は反射ミラー、２２，２３，２４は液晶ライトバルブ（光変調手段）、２５はクロスダイクロイックプリズム、２６は投射レンズ（投射手段）を示している。
【００３１】
本実施の形態における照明装置１は、光源２とフライアイレンズ３，４とから構成されている。光源２はＬＥＤ、半導体レーザなどの固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄがアレイ状に複数配列されたものである。また、光源光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ２２，２３，２４において均一化させるための均一照明手段として、光源２側から第１のフライアイレンズ３、第２のフライアイレンズ４が順次設置されている。本実施の形態において調光を行う際には、光源２を構成する各固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに印加する電流を調節することによって各固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの光出力強度（照度）を調節する。
【００３２】
上記構成の照明装置１において実際に調光を行う際には、液晶ライトバルブ２２，２３，２４に入射する光線の角度が大きい光源から光出力強度を低下させることが望ましい。したがって、図１においては、固体発光素子５ａ，５ｄの光出力強度を優先的に低下させた後、固体発光素子５ｂ，５ｃの光出力強度を低下させて調光を行う。
【００３３】
照明装置１の後段の構成を以下、各構成要素の作用とともに説明する。
青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１３は、光源２からの光束のうちの赤色光Ｌ_Rを透過させるとともに、青色光Ｌ_Bと緑色光Ｌ_Gとを反射させるものである。ダイクロイックミラー１３を透過した赤色光Ｌ_Rは反射ミラー１７で反射されて赤色光用液晶ライトバルブ２２に入射される。一方、ダイクロイックミラー１３で反射した色光のうち、緑色光Ｌ_Gは緑色光反射用のダイクロイックミラー１４によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ２３に入射される。一方、青色光Ｌ_Bはダイクロイックミラー１４も透過し、リレーレンズ１８、反射ミラー１５、リレーレンズ１９、反射ミラー１６、リレーレンズ２０からなるリレー系２１を経て青色光用液晶ライトバルブ２４に入射される。
【００３４】
各液晶ライトバルブ２２，２３，２４によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム２５に入射される。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ２６によりスクリーン２７上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００３５】
次に、本実施の形態の投射型液晶表示装置３０の駆動方法について説明する。図２は本実施の形態の投射型液晶表示装置３０の駆動回路の構成を示すブロック図である。調光機能を持たない従来の投射型液晶表示装置の場合、入力された映像信号は適当な補正処理を経て、そのまま液晶パネルドライバに供給されるが、調光機能を有し、かつそれを映像信号に基づいて制御する本実施の形態の場合、基本的な構成として、以下に説明するようにデジタル信号処理ブロックであるＤＳＰ（１）〜ＤＳＰ（３）などの回路が必要となる。
【００３６】
本実施の形態では、図２に示すように、アナログ信号として入力された映像信号がＡＤコンバータ３１を経て第１のデジタル信号処理回路であるＤＳＰ（１）３２（制御信号決定手段）に入力される。ＤＳＰ（１）３２では、映像信号から明るさ制御信号が決定される。ＤＳＰ（２）３３（調光制御手段）では、明るさ制御信号に基づいて調光素子ドライバ３４を制御し、最終的には調光素子ドライバ３４が調光素子３５（本実施の形態の場合は固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を実際に駆動する。
【００３７】
一方、ＤＳＰ（１）３２で決定された明るさ制御信号は、映像信号とともにＤＳＰ（３）３６（映像信号伸張手段）にも入力される。ＤＳＰ（３）３６では明るさ制御信号に基づいて映像信号を適当な階調範囲に伸張する。伸張処理後の映像信号はＤＡコンバータ３７により再びアナログ信号に変換された後、パネルドライバ３８に入力され、パネルドライバ３８から赤色光用液晶ライトバルブ２２（図１０中のＲパネル）、緑色光用液晶ライトバルブ２３（同、Ｇパネル）、青色光用液晶ライトバルブ２４（同、Ｂパネル）のそれぞれに供給される。
【００３８】
ここで、照明装置１の制御方法に関しては、[１]表示映像適応型の制御の他、[２]投射拡大率による制御、[３]外部からの制御、などが考えられる。以下にそれぞれの方法について説明する。
[１]表示映像適応型の制御
まず、表示映像適応型の制御、すなわち明るい映像シーンでは光量が多くなり、暗いシーンでは光量が少なくなるような表示映像に適応した明るさ制御を行う場合について考える。この時は、上記のように、ＤＳＰ（１）３２において映像信号に基づいて明るさ制御信号が決定されるが、その方法には例えば次の３通りが考えられる。
【００３９】
（ａ）注目しているフレームに含まれている画素データのうち、明るさが最大の階調数を明るさ制御信号とする方法。
例えば０〜２５５の２５６ステップの階調数を含む映像信号を想定する。連続した映像を構成する任意の１フレームに着目した場合、そのフレームに含まれる画素データの階調数毎の出現数分布（ヒストグラム）が、図３（ａ）のようになったとする。この図の場合、ヒストグラムに含まれる最も明るい階調数が１９０であるので、この階調数１９０を明るさ制御信号とする。この方法は、入力される映像信号に対し、最も忠実に明るさを表現できる方法である。
【００４０】
（ｂ）注目しているフレームに含まれている階調数毎の出現数分布（ヒストグラム）より、最大の明るさから出現数について一定の割合（例えば１０％）となる階調数を明るさ制御信号とする方法。
例えば映像信号の出現数分布が図４のようであった場合、ヒストグラムより明るい側から１０％の領域をとる。１０％に相当するところの階調数が２３０であったとすると、この階調数２３０を明るさ制御信号とする。図４に示したヒストグラムのように、階調数２５５の近傍に突発的なピークがあった場合、上記（ａ）の方法を採用すれば、階調数２５５が明るさ制御信号となる。しかしながら、この突発的なピーク部分は画面全体における情報としてはあまり意味をなしていない。これに対して、階調数２３０を明るさ制御信号とする本方法は、画面全体の中で情報として意味を持つ領域によって判定する方法と言うことができる。なお、上記の割合は２〜５０％程度の範囲で変化させてもよい。
【００４１】
（ｃ）画面を複数のブロックに分割して、ブロック毎、含まれている画素の階調数の平均値を求め、最大のものを明るさ制御信号とする方法。
例えば図５に示すように、画面をｍ×ｎ個のブロックに分割し、それぞれのブロックＡ₁₁，…，Ａ_mn毎の明るさ（階調数）の平均値を算出し、そのうちで最大のものを明るさ制御信号とする。なお、画面の分割数は６〜２００程度とすることが望ましい。この方法は、画面全体の雰囲気を損なうことなく、明るさを制御できる方法である。
上記（ａ）〜（ｃ）の方法について、明るさ制御信号の判定を、表示領域全体に対して行う他に、例えば表示領域の中央部分など、特定の部分だけに上記方法を適用することもできる。この場合、視聴者が注目している部分から明るさを決定するような制御の仕方が可能となる。
【００４２】
次にＤＳＰ（２）３３において、上記の方法で決定した明るさ制御信号に基づいて発光素子ドライバ３４を制御するが、この方法にも例えば次の３通りが考えられる。
【００４３】
（ａ）出力された明るさ制御信号に応じてリアルタイムで制御する方法。
この場合はＤＳＰ（１）３２から出力された明るさ制御信号をそのまま発光素子ドライバ３４に供給すればよいため、ＤＳＰ（２）３３での信号処理は不要となる。この方法は映像の明るさに完全に追従する点で理想的ではあるが、映像の内容により画面の明暗が短い周期で変化することもあり、鑑賞時に余計なストレスを感じるなどの問題が発生する恐れがある。
【００４４】
（ｂ）出力された明るさ制御信号にＬＰＦ（ローパスフィルター）をかけ、その出力で制御する方法。
例えばＬＰＦによって１〜３０秒以下の明るさ制御信号の変化分をカットし、その出力によって制御する。この方法によれば、細かい時間の変化分はカットされるため、上記のような短い周期での明暗の変化を避けることができる。
【００４５】
（ｃ）明るさ制御信号の切り替わりエッジを検出する方法。
明るさ制御信号に所定の大きさ以上（例えば６０階調以上）の変化があった場合にのみ発光素子３４を制御する。この方法によれば、シーンの切り替わりなどに応じた制御を行うことができる。
【００４６】
このようにして、例えば階調数１９０の映像信号が明るさ制御信号に決定された場合、最大明るさ（階調数２５５）の光量を１００％とすると、１９０／２５５＝７５％の光量が得られるように発光素子３５を駆動する。本実施の形態の場合、発光素子３５は具体的にはＬＥＤなどの固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄであるから、光出力強度が最大明るさの７５％となるように固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを駆動する。同様に、階調数２３０の映像信号が明るさ制御信号である場合、２３０／２５５＝９０％の光量が得られるように固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを駆動する。
【００４７】
一方、ＤＳＰ（３）３６では、ＤＳＰ（１）３２で決定された明るさ制御信号と映像信号に基づいて映像信号を適当な階調範囲まで伸張する。例えば最大階調範囲にまで伸張する場合、上記の例では表示可能な最大階調数が２５５であるから、図３（ａ）の例で明るさ制御信号が階調数１９０の場合、階調数０〜１９０までの映像信号を図３（ｂ）に示すように階調数０〜２５５まで伸張する。このような照明光量と映像信号の伸張処理によって、映像のダイナミックレンジを拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。
【００４８】
[２]投射拡大率による制御
投射レンズ２６のズーミングに対応させて制御する。通常は液晶ライトバルブ（被照明領域）における単位面積あたりの光量が一定であるから、拡大側では画面が暗くなり、縮小側で明るくなる傾向にある。したがって、これを補正するように、拡大側に変化させた場合には光量が増えるように、縮小側に変化させた場合には光量が減るように発光素子３５を制御する。
【００４９】
[３]外部からの制御
使用者が好みに応じて発光素子３５を制御できるようにする。例えば暗い鑑賞環境においては光量が少なく、明るい鑑賞環境においては光量が多くなるように発光素子３５を制御する。この場合、使用者がコントローラを用いて、もしくは調光素子を直接操作するなどして調節する構成としてもよいし、明るさセンサなどを設けて自動的に制御される構成としてもよい。ただし、これら[２]、[３]の制御を行う場合には、図２で示した以外の回路構成が必要になる。
【００５０】
本実施の形態の照明装置１によれば、光出力強度が可変とされた複数の固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを有する光源２を備え、映像信号をはじめとする外部からの情報に基づいて固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの光出力強度を制御する構成となっているため、投射型表示装置に用いたときに、例えば外部からの情報が映像信号に基づく情報の場合、その時の映像シーンが明るい場面であれば光量が多くなるように、暗い場面であれば光量が少なくなるように光源２からの射出光の光量が調節される。このようにして、被照明領域において映像に応じた明るさの光を得ることができ、投射型表示装置のダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。同様に、投射拡大率、使用環境下における明るさの状況、または使用者の好み等に応じた明るさの光を得ることができる。
【００５１】
さらに調光を行うに際して、光源２を構成する複数の固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの中でも液晶ライトバルブ２２，２３，２４に入射する光線の角度が大きくなる周辺部の固体発光素子５ａ，５ｄから優先的に照度を低下させるような制御を行うことができ、このような制御によりコントラストに優れた映像を得ることができる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図６、図７を参照して説明する。
本実施の形態の投射型液晶表示装置の基本構成は第１の実施の形態と同様であり、光源からの射出光の光量をモニターすることにより光源のフィードバック制御を行う点のみが異なっている。よって、図６は本実施の形態の投射型液晶表示装置の基本構成を示す図であるが、この図において図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図７は本実施の形態で用いたフィードバック回路の概略構成を示す回路図である。
【００５３】
一般にＬＥＤなどの固体発光素子は使用環境や経時変化により光出力の変動が生じるため、本実施の形態ではこの光出力変動を抑え、安定した光出力を得ることを目的としている。そこで、光源２を構成する各固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに対応してこれら固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの射出光の強度をモニターする複数の受光素子６（光強度検出手段）が第１のフライアイレンズ３の近傍に配置されている。図面上では第１のフライアイレンズ３上に配置されているように見えるが、実際には液晶ライトバルブ２２，２３，２４の照明に寄与しない光の照射領域、すなわち第１のフライアイレンズ３から外れた領域に配置されている。
【００５４】
フィードバック回路は、図７に示すように、各固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄからの射出光を各受光素子６に入射させ、受光素子６の出力信号（検出結果）を電流電圧変換及び増幅回路４０にて電流電圧変換し、増幅して得た検出信号と、固体発光素子５ａからの射出光を制御する制御信号とを比較回路４１にて比較し、電流駆動回路４２により固体発光素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに所定の電流を印加する。
【００５５】
本実施の形態においては、このような光源２のフィードバック制御を行うことにより使用環境や経時変化による光出力変動が少なく、安定した光出力を得ることができる。また、フィードバック制御を行う際に表示に使わない不要光をモニターする構成となっているので、受光素子６を設置しても液晶ライトバルブ２２，２３，２４での照度が低下することがない。
【００５６】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態を図８、図９を参照して説明する。
第１、第２の実施の形態の照明装置は光源に複数の固体発光素子を用いており、固体発光素子、すなわち光源自体の光出力強度を調節するものであったのに対し、本実施の形態の照明装置は電場によって偏光方向が変化する偏光回転素子を調光手段として用いた点が異なっている。図８（ａ）、（ｂ）は偏光回転素子近傍の構成のみを示す概略構成図である。
【００５７】
本実施の形態の照明装置は、光源と、例えば２枚のフライアイレンズからなる均一照明手段と、例えば偏光ビームスプリッタアレイ７（以下、ＰＢＳアレイと略記する）からなる偏光変換手段とを備えている。このＰＢＳアレイ７は、投射型液晶表示装置の液晶ライトバルブでは一方向の偏光しか表示に用いないため、入射光を表示に用いる偏光に揃えるためのものである。そして本実施の形態の場合、ＰＢＳアレイ７の後段に透明圧電素子８（ＰＬＺＴ）からなる調光手段が配置されている。透明圧電素子８は、印加電圧がＶ＝Ｖ０の状態では入射光の偏光方向を変化させず、印加電圧がＶ＝Ｖ１の状態で偏光方向を角度θだけ変化させる特性を有する偏光回転素子の一種である。なお、透明圧電素子８に代えてファラデー素子などを用いてもよく、電場や磁場によって偏光方向を回転し得る特性を有する素子を適宜用いることが可能である。
【００５８】
図８（ａ）に示すように、印加電圧をＶ＝Ｖ０としたとき、ＰＢＳアレイ７から射出された偏光は透明圧電素子８を透過しても偏光方向が変化せず（偏光方向を矢印Ｐ１で示す）、液晶ライトバルブ２２，２３，２４の入射側に設置された偏光板１０の透過軸方向（矢印Ｐ０で示す）と一致するため、光量の損失なしに液晶ライトバルブ２２，２３，２４に入射される。一方、図８（ｂ）に示すように、印加電圧をＶ＝Ｖ１とすると、ＰＢＳアレイ７から射出された偏光は透明圧電素子８を透過した後、偏光方向が角度θだけ回転する（偏光方向を矢印Ｐ２で示す）。この場合、液晶ライトバルブ２２，２３，２４の入射側の偏光板１０の透過軸方向（矢印Ｐ０で示す）とずれているため、その分光量の損失が発生し、液晶ライトバルブ２２，２３，２４に入射される光量は減少する。このようにして、透明圧電素子８に印加する電圧を調節することによって液晶ライトバルブ２２，２３，２４を照明する光の光量を制御することができる。
【００５９】
ここでも第２の実施の形態と同様、調光手段を構成する透明圧電素子８のフィードバック制御を行う構成となっており、液晶ライトバルブ２２，２３，２４の入射側に設置された偏光板１０の入射側には受光素子１２が設けられている。
【００６０】
図９はフィードバック回路の概略構成を示す回路図である。フィードバック回路は、この図に示すように、受光素子１２の出力信号を電流電圧変換回路４４にて電流電圧変換して得た検出信号と、透明圧電素子８を制御する制御信号とを比較回路４５にて比較し、圧電素子駆動回路４６により透明圧電素子８の偏光角の回転を制御する。
【００６１】
本実施の形態の照明装置においても、偏光角の回転を制御し得る透明圧電素子８を有する調光手段を備え、映像信号をはじめとする外部からの情報に基づいて透明圧電素子８による偏光角の回転を制御する構成となっているため、投射型表示装置に用いたときに、例えば外部からの情報が映像信号に基づく情報の場合、その時の映像シーンが明るい場面であれば光量が多くなるように、暗い場面であれば光量が少なくなるように照明光量が調節される。このようにして、液晶ライトバルブにおいて映像に応じた明るさの光を得ることができ、投射型表示装置のダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。同様に、投射拡大率、使用環境下における明るさの状況、または使用者の好み等に応じた明るさの光を得ることができる。
【００６２】
また、第１の実施の形態で用いた固体発光素子と同様、透明圧電素子、ファラデー素子等の偏光回転素子も使用環境や経時変化により特性変動が生じるものであるが、受光素子１２の光強度検出結果をフィードバックして偏光回転素子における偏光方向の回転角を制御することにより、使用環境や経時変化による光出力変動が少なく、安定した光出力を得ることができる。
【００６３】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態を図１０、図１１を参照して説明する。
本実施の形態の照明装置も第３の実施の形態と同様、調光手段に偏光回転素子を用いたものであるが、本実施の形態では、偏光回転素子をエリア毎に分割し、独立して偏光角の回転制御が行える点が異なっている。図１０は偏光回転素子を示す斜視図、図１１は投射型液晶表示装置の概略構成図である。
【００６４】
本実施の形態の照明装置では、図１０に示すように、エリア毎に複数（図１０では４×４）に分割されて独立に偏光角の回転を制御することができる透明圧電素子５０が用いられている。個々の透明圧電素子５０ａには独立に電圧が印加される構成となっており、偏光角の回転を個々に制御することが可能である。
【００６５】
この照明装置を第１の実施の形態と同様の投射型液晶表示装置に用いたものが図１１に示す投射型液晶表示装置である。光源２に近い側から均一照明手段を構成する２枚のフライアイレンズ３，４、偏光変換手段をなすＰＢＳアレイ７が設置され、その後段に図１０に示した透明圧電素子５０が設置されている。照明装置以外の構成は第１の実施の形態と全く同様である。
【００６６】
本実施の形態の照明装置によれば、エリア毎に分割された各々の透明圧電素子５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄにおける偏光角の回転を独立して制御することができるので、液晶ライトバルブ２２，２３，２４に入射する光線の角度が大きいエリアから光出力強度を低下させることが望ましい。したがって、図１１においては、周辺部の透明圧電素子５０ａ，５０ｄの偏光方向の回転角を優先的に大きくした後、中央部の透明圧電素子５０ｂ，５０ｃの偏光方向の回転角を大きくして調光を行うようにする。
【００６７】
本実施の形態の照明装置においても、液晶ライトバルブ２２，２３，２４において映像に応じた明るさの光を得ることができ、投射型表示装置のダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。同様に、投射拡大率、使用環境下における明るさの状況、または使用者の好み等に応じた明るさの光を得ることができる、といった上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに透明圧電素子５０をエリア毎に分割したことで液晶ライトバルブ２２，２３，２４に入射する光線の角度が大きくなる周辺部から優先的に照度を低下させるような制御を行うことができ、この制御によりコントラストに優れた映像を得ることができる。
【００６８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば光源を構成する固体発光素子の種類や数、配置、調光手段を構成する偏光回転素子の種類や数、配置等に関しては上記実施の形態に限ることなく、適宜変更が可能である。また、上記実施の形態では光変調手段として液晶ライトバルブを用いた投射型表示装置の例を挙げたが、光変調手段としてＤＭＤを用いた投射型表示装置に本発明を適用することも可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の照明装置によれば、複数の固体発光素子を有する光源や偏光回転素子を用いた調光手段を用いたことで充分に高輝度の光が得られるとともに、被照明領域において映像に応じた明るさの光が得られ、投射型表示装置のダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。そして、この照明装置の使用により、映像表現力や使用環境への順応性の面で優れた効果を持つ投射型表示装置を実現することができる。さらに本発明の構成によれば、周辺部の照度を低下させるように駆動することもでき、高いコントラストを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の投射型液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】同、投射型液晶表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図３】同、投射型液晶表示装置において、（ａ）映像信号から明るさ制御信号を決定する第１の方法を説明するための図、（ｂ）映像信号の伸張処理の方法を説明するための図である。
【図４】同、第２の方法を説明するための図である。
【図５】同、第３の方法を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の投射型液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図７】同、投射型液晶表示装置の光源のフィードバック回路の概略構成を示す回路図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の投射型液晶表示装置の要部を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は透明圧電素子への印加電圧が異なる状態をそれぞれ示している。
【図９】同、投射型液晶表示装置の調光手段を構成する透明圧電素子のフィードバック回路の概略構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の投射型液晶表示装置に用いる透明圧電素子を示す斜視図である。
【図１１】同、投射型液晶表示装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１照明装置
２光源
３第１のフライアイレンズ（均一照明手段）
４第２のフライアイレンズ（均一照明手段）
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ固体発光素子
６，１２受光素子
７ＰＢＳアレイ
８透明圧電素子（偏光回転素子、調光手段）
１０偏光板
２２，２３，２４液晶ライトバルブ（光変調手段）
２６投射レンズ（投射手段）
３０投射型液晶表示装置（投射型表示装置）
３２ＤＳＰ（１）（制御信号決定手段）
３３ＤＳＰ（２）（調光制御手段）
３５発光素子
３６ＤＳＰ（３）（映像信号伸張手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device and a driving method thereof, and a projection display device and a driving method thereof, and more particularly to a projection display device that is excellent in image expression power and that can obtain an image with brightness suitable for use environment and user's preference. It is related with the illuminating device used for it.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of information devices has been remarkable, and the demand for high-resolution, low power consumption and thin display devices has been increasing, and research and development have been promoted. Among them, the liquid crystal display device is expected as a display device that can electrically control the alignment of liquid crystal molecules to change the optical characteristics, and can meet the above needs. As one form of such a liquid crystal display device, there is known a projection type liquid crystal display device (liquid crystal projector) that enlarges and projects an image emitted from an optical system using a liquid crystal light valve onto a screen through a projection lens.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The projection type liquid crystal display device uses a liquid crystal light valve as a light modulation means. In addition to the liquid crystal light valve, the projection type display device includes a digital mirror device (hereinafter abbreviated as DMD). A light modulation means has also been put into practical use. However, this type of conventional projection display device has the following problems.
[0004]
(1) A sufficient contrast cannot be obtained due to light leakage and stray light generated by various optical elements constituting the optical system. Therefore, the gradation range (dynamic range) that can be displayed is narrow, and it is inferior in terms of video quality and power compared to existing television receivers using a cathode ray tube (hereinafter abbreviated as CRT). End up.
[0005]
(2) Even if an attempt is made to improve the quality of video by various video signal processing, the dynamic range is fixed, so that a sufficient effect cannot be exhibited.
[0006]
As a solution to such a problem of the projection display device, that is, a method of extending the dynamic range, it is conceivable to change the amount of light incident on the light modulation means (light valve) in accordance with the video signal. The simplest way to achieve this is to change the light output intensity of the lamp. Japanese Patent Laid-Open No. 3-179886 discloses a method for controlling output light of a metal halide lamp in a projection type liquid crystal display device.
[0007]
However, although high-intensity high-pressure mercury lamps are currently mainstream as lamps used in projection-type liquid crystal display devices, it is extremely difficult to control light output intensity with high-pressure mercury lamps. Therefore, there is a need for a method that can obtain sufficiently bright light and that can change the amount of light incident on the light modulation means in accordance with the video signal.
[0008]
In addition to the above-mentioned problems, the brightness of the light source is fixed in the current projection display device. For example, the screen becomes too bright in a dark viewing environment, and the projection distance and zooming of the projection lens are also performed. When the projection screen size is changed by this, there is a problem that the brightness of the screen changes accordingly.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can obtain high-intensity light and change the amount of light incident on the light modulation means. It is an object of the present invention to provide a projection type display device that can exhibit excellent effects in terms of property and an illumination device used therefor.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first illumination device of the present invention is an illumination device used for illuminating light modulation means of a projection display device, and includes a plurality of light output intensities variable. A light source having a solid-state light-emitting element, and uniform illumination means for uniformizing an illuminance distribution of light incident from the light source, and controlling the light output intensity of the solid-state light-emitting element based on information from outside The amount of light emitted from the uniform illumination means can be adjusted. The above “information from the outside” includes, for example, information based on the video signal supplied to the light modulation means, information based on the projection magnification ratio, information based on the brightness condition in the usage environment, and user preferences. Information.
[0011]
As a means for adjusting the amount of light incident on the illuminated area, the present inventor can obtain light with high brightness, and can control the light output intensity relatively easily, for example, It has been found that a light source having a light emitting diode (hereinafter abbreviated as LED), a semiconductor laser, and the like is provided, and the light output intensity of the solid state light emitting device may be controlled based on the information from the outside.
[0012]
That is, according to the first lighting device of the present invention, the light source having a plurality of solid state light emitting elements with variable light output intensity is provided, and the light output intensity of the solid state light emitting elements is determined based on the information from the outside. Since it is configured to control, when used in a projection display device, for example, when information from the outside is information based on a video signal, the amount of light is increased if the video scene at that time is a bright scene, In a dark scene, the amount of light emitted from the light source is adjusted so that the amount of light is reduced. In this way, light with brightness according to the image can be obtained in the illuminated area, which can contribute to the expansion of the dynamic range of the projection display device. Similarly, it is possible to obtain light having a brightness according to the projection magnification ratio, the brightness condition in the use environment, or the user's preference.
[0013]
Furthermore, it is desirable to provide light intensity detection means for detecting the intensity of light emitted from the solid light emitting element, and to control the light output intensity of the solid light emitting element based on the light intensity detected by the light intensity detection means.
In general, solid light-emitting elements such as LEDs are subject to fluctuations in light output due to the usage environment and changes over time. In addition to the above configuration of the first lighting device of the present invention, the intensity of light from the solid light-emitting elements is increased. By providing a light intensity detection means for detecting and feeding back the detection result to control the light output intensity of the solid state light emitting device, there is little fluctuation in the light output due to the usage environment and changes over time, and a stable light output can be obtained. .
[0014]
When the light intensity detection means is actually installed, it is desirable to install it at a position that detects the intensity of light that does not contribute to image display.
According to this configuration, the illuminance distribution in the illuminated area is not lowered by installing the light intensity detecting means.
[0015]
The second illumination device of the present invention rotates a light source, a polarization conversion unit that defines a polarization direction of light emitted from the light source in a predetermined direction, and a polarization direction of light emitted from the polarization conversion unit. A dimming means comprising a polarization rotating element; and a polarizer into which light emitted from the polarization rotating element is incident, and the rotation of the polarization direction in the polarization rotating element of the dimming means based on information from the outside The amount of light emitted from the polarizer can be adjusted by controlling the angle.
[0016]
Whereas the first lighting device of the present invention controls the light output intensity of a solid state light emitting element such as an LED constituting the light source based on information from the outside, the second lighting device of the present invention Comprises a polarization conversion means for defining the polarization direction of light from the light source in a predetermined direction, a dimming means comprising a polarization rotation element for rotating the polarization direction of the light, and a polarizer at the subsequent stage of the light source, The rotation angle of the polarization direction in the polarization rotation element is controlled based on information from the outside.
[0017]
That is, in the second illumination device of the present invention, first, the polarization direction of the light that has been indefinitely polarized when it is emitted from the light source is defined in a predetermined direction by the polarization conversion means. Next, in the light control means, the polarization direction of the light emitted from the polarization conversion means is rotated using a polarization rotation element having an action of rotating the polarization direction of the light by an electric field or a magnetic field, such as a transparent piezoelectric element or a Faraday element. After that, when this light is incident on a polarizer having a transmission axis in a certain direction, the size of the polarization component that matches the transmission axis of the polarizer changes according to the rotation angle of the polarization direction. The amount of light that changes. Therefore, by changing the electric field and magnetic field based on information from the outside and controlling the rotation angle of the polarization direction in the polarization rotation element, the image and the projection are enlarged in the illuminated area, as in the first illumination device of the present invention. It is possible to obtain light having a brightness according to the rate, the brightness condition in the use environment, the user's preference, and the like, which can contribute to the expansion of the dynamic range of the projection display device.
[0018]
Furthermore, it is desirable to provide a light intensity detection means for detecting the intensity of light emitted from the light control means, and to control the rotation angle of the polarization direction in the polarization rotation element based on the light intensity detected by the light intensity detection means.
In general, a polarization rotating element such as a transparent piezoelectric element or a Faraday element is subject to fluctuations in characteristics due to the usage environment or changes over time. In addition to the above-described configuration of the second illumination device of the present invention, a light intensity detecting means is provided. By feeding back the detection result and controlling the rotation angle of the polarization direction in the polarization rotation element, the light output fluctuation due to the use environment and the change with time can be reduced, and a stable light output can be obtained.
[0019]
When the light intensity detection means is actually installed, it is desirable to install it at a position that detects the intensity of light that does not contribute to image display.
According to this configuration, the illuminance distribution in the illuminated area is not lowered by installing the light intensity detecting means.
[0020]
It is desirable that the dimming means has a plurality of polarization rotation elements arranged on a plane perpendicular to the optical axis.
According to this configuration, as described later, it is possible to suppress a reduction in contrast in the projection display device.
[0021]
A driving method of a first lighting device according to the present invention is the driving method of the first lighting device, wherein a solid-state light emitting element located on a peripheral side among the plurality of solid-state light emitting elements arranged in a plane is used. The plurality of solid state light emitting elements are driven so that the light output intensity is smaller than the light output intensity of the solid state light emitting element located on the center side.
[0022]
A second lighting device driving method according to the present invention is the second lighting device driving method, and corresponds to a peripheral-side polarization rotation element among the plurality of polarization rotation elements arranged in a plane. The plurality of polarization rotators are driven so that the amount of light transmitted through the polarizer in a portion is smaller than the amount of light transmitted through the polarizer in a portion corresponding to the polarization rotator on the center side. .
[0023]
In any of the above driving methods, the light emitted from the portion corresponding to the solid-state light emitting element on the peripheral side or the polarization rotator on the peripheral side has a large angle component, and the component that lowers the contrast when used for video display. However, since the light reduction amount here is larger than the light reduction amount of the light emitted from the central portion, the contrast of the image can be maintained.
[0024]
The projection display device according to the present invention includes a projection display device having illumination means, light modulation means for modulating light emitted from the illumination means, and projection means for projecting light modulated by the light modulation means. The illumination device of the present invention is provided as illumination means.
[0025]
According to this configuration, since the illumination device capable of obtaining light having a desired brightness in the illuminated area is provided, the dynamic range of the projection display device can be expanded, and the image expression ability and adaptation to the use environment can be increased. It is possible to realize a projection type display device that is excellent in performance.
[0026]
As the driving means of the projection display device of the present invention, a control signal determining means for determining a control signal for controlling the light source or the dimming means based on a video signal per frame constituting an image, and the control It is desirable to include a control unit that controls the light source or the dimming unit based on a signal, and a video signal expansion unit that expands the video signal based on the control signal.
[0027]
According to this configuration, first, the control signal determining means determines a control signal for controlling the light source or the dimming means based on the video signal per frame constituting the video, and the control means determines the control signal based on the control signal. By controlling the light source or the light control means, the light whose brightness changes according to the video is supplied to the light modulation means, while the video signal expansion means expands the video signal based on the control signal. By this operation, the dynamic range of the projection display device can be expanded, and a projection display device excellent in image expression power and adaptability to the use environment can be realized.
[0028]
The driving method of the projection type display apparatus of the present invention is the driving method of the projection type display apparatus of the present invention, and controls the light source or the light control means based on the video signal per frame constituting the video. A control signal is determined, and the light source or the dimming unit is controlled based on the control signal to adjust the amount of light that illuminates the light modulation unit, and the video signal is expanded based on the control signal. The expanded video signal is supplied to the light modulation means to generate a video.
[0029]
According to this configuration, the dynamic range of the projection display device can be extended, and an image with high image expression can be obtained.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Projection type display device]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a projection type liquid crystal display device which is an example of a projection type display device provided with the illumination device of the present invention will be described with reference to FIGS.
The projection type liquid crystal display device of the present embodiment is a three-plate type projection type color liquid crystal display device provided with a transmission type liquid crystal light valve for each of different colors of R (red), G (green), and B (blue). . FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing the projection type liquid crystal display device, in which reference numeral 1 is an illumination device, 2 is a light source, 3 and 4 are fly-eye lenses (uniform illumination means), and 13 and 14 are dichroic mirrors. 15, 16 and 17 are reflection mirrors, 22, 23 and 24 are liquid crystal light valves (light modulation means), 25 is a cross dichroic prism, and 26 is a projection lens (projection means).
[0031]
The illuminating device 1 in this Embodiment is comprised from the light source 2 and the fly eye lenses 3 and 4. FIG. The light source 2 includes a plurality of solid-state light emitting elements 5a, 5b, 5c, and 5d such as LEDs and semiconductor lasers arranged in an array. Further, as uniform illumination means for making the illuminance distribution of the light source light uniform in the liquid crystal light valves 22, 23, 24 that are the illuminated areas, the first fly-eye lens 3 and the second fly-eye lens from the light source 2 side. 4 are installed sequentially. When dimming is performed in the present embodiment, the current applied to each solid-state light-emitting element 5a, 5b, 5c, 5d constituting the light source 2 is adjusted to adjust the current of each solid-state light-emitting element 5a, 5b, 5c, 5d. Adjust the light output intensity (illuminance).
[0032]
When the light control is actually performed in the illumination device 1 having the above configuration, it is desirable to reduce the light output intensity from a light source having a large angle of light incident on the liquid crystal light valves 22, 23, and 24. Therefore, in FIG. 1, the light output intensity of the solid light emitting elements 5a and 5d is reduced preferentially, and then the light output intensity of the solid light emitting elements 5b and 5c is reduced to perform dimming.
[0033]
The configuration of the latter stage of the lighting device 1 will be described below together with the operation of each component.
The dichroic mirror 13 for reflecting blue light and green light is a red light L of the light flux from the light source 2. _R And transmits blue light L _B And green light L _G Are reflected. Red light L that has passed through the dichroic mirror 13 _R Is reflected by the reflecting mirror 17 and enters the liquid crystal light valve 22 for red light. On the other hand, among the color lights reflected by the dichroic mirror 13, the green light L _G Is reflected by the dichroic mirror 14 for reflecting green light and enters the liquid crystal light valve 23 for green light. On the other hand, blue light L _B Is also transmitted through the dichroic mirror 14 and is incident on the liquid crystal light valve 24 for blue light through a relay system 21 including a relay lens 18, a reflection mirror 15, a relay lens 19, a reflection mirror 16, and a relay lens 20.
[0034]
The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 22, 23 and 24 are incident on the cross dichroic prism 25. In this prism, four right-angle prisms are bonded, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected on a screen 27 by a projection lens 26 which is a projection optical system, and an enlarged image is displayed.
[0035]
Next, a driving method of the projection type liquid crystal display device 30 of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the drive circuit of the projection type liquid crystal display device 30 of the present embodiment. In the case of a conventional projection-type liquid crystal display device that does not have a dimming function, the input video signal undergoes appropriate correction processing and is supplied to the liquid crystal panel driver as it is. In the case of this embodiment that is controlled based on a signal, as a basic configuration, circuits such as DSP (1) to DSP (3) that are digital signal processing blocks are required as described below.
[0036]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the video signal input as an analog signal is input to the DSP (1) 32 (control signal determining means) which is the first digital signal processing circuit via the AD converter 31. The In the DSP (1) 32, the brightness control signal is determined from the video signal. The DSP (2) 33 (dimming control means) controls the dimming element driver 34 based on the brightness control signal, and finally the dimming element driver 34 is adjusted to the dimming element 35 (in the case of the present embodiment). Actually drives the solid state light emitting devices 5a, 5b, 5c, 5d).
[0037]
On the other hand, the brightness control signal determined by the DSP (1) 32 is also input to the DSP (3) 36 (video signal expansion means) together with the video signal. The DSP (3) 36 expands the video signal to an appropriate gradation range based on the brightness control signal. The video signal after the expansion processing is converted again to an analog signal by the DA converter 37 and then input to the panel driver 38. The liquid crystal light valve 22 for red light (R panel in FIG. 10) from the panel driver 38, for green light It is supplied to each of the liquid crystal light valve 23 (G panel) and the blue light liquid crystal light valve 24 (B panel).
[0038]
Here, regarding the control method of the illuminating device 1, [1] display video adaptive control, [2] control by projection magnification, [3] control from the outside, etc. are conceivable. Each method will be described below.
[1] Display image adaptive control
First, consider a case where display image adaptive control, that is, brightness control adapted to a display image in which the light amount increases in a bright video scene and the light amount decreases in a dark scene. At this time, as described above, the brightness control signal is determined based on the video signal in the DSP (1) 32. For example, the following three methods are conceivable.
[0039]
(A) A method in which the brightness control signal is the number of gradations having the maximum brightness among the pixel data included in the frame of interest.
For example, a video signal including the number of gradations of 256 steps from 0 to 255 is assumed. When attention is paid to an arbitrary frame constituting a continuous video, it is assumed that the appearance number distribution (histogram) for each gradation number of pixel data included in the frame is as shown in FIG. In this case, since the brightest number of gradations included in the histogram is 190, this number of gradations 190 is used as the brightness control signal. This method is a method that can express the brightness most faithfully to the input video signal.
[0040]
(B) From the appearance number distribution (histogram) for each number of gradations included in the frame of interest, the number of gradations that have a certain ratio (for example, 10%) with respect to the number of appearances from the maximum brightness. A method of using a control signal.
For example, when the appearance number distribution of the video signal is as shown in FIG. 4, an area of 10% is taken from the brighter side than the histogram. If the number of gradations corresponding to 10% is 230, the number of gradations 230 is used as the brightness control signal. If there is a sudden peak in the vicinity of the number of gradations 255 as in the histogram shown in FIG. 4, the number of gradations 255 becomes the brightness control signal if the method (a) is adopted. However, this sudden peak portion does not make much sense as information on the entire screen. On the other hand, the present method using the number of gradations 230 as the brightness control signal can be said to be a method of determining by a region having meaning as information in the entire screen. In addition, you may change said ratio in about 2 to 50% of range.
[0041]
(C) A method in which the screen is divided into a plurality of blocks, an average value of the number of gradations of the included pixels is obtained for each block, and the maximum one is used as the brightness control signal.
For example, as shown in FIG. 5, the screen is divided into m × n blocks, and each block A ₁₁ , ..., A _mn The average value of the brightness (number of gradations) is calculated for each, and the maximum value is used as the brightness control signal. The number of screen divisions is preferably about 6 to 200. In this method, the brightness can be controlled without deteriorating the atmosphere of the entire screen.
Regarding the methods (a) to (c), in addition to determining the brightness control signal for the entire display region, the method may be applied only to a specific portion such as a central portion of the display region. it can. In this case, it is possible to perform a control method in which the brightness is determined from the portion that is viewed by the viewer.
[0042]
Next, the DSP (2) 33 controls the light emitting element driver 34 based on the brightness control signal determined by the above method. For example, the following three methods are conceivable.
[0043]
(A) A method of controlling in real time according to the output brightness control signal.
In this case, since the brightness control signal output from the DSP (1) 32 may be supplied to the light emitting element driver 34 as it is, the signal processing in the DSP (2) 33 becomes unnecessary. This method is ideal in that it perfectly follows the brightness of the video, but the brightness of the screen may change in a short cycle depending on the content of the video, causing problems such as feeling extra stress during viewing. There is a fear.
[0044]
(B) A method in which an LPF (low pass filter) is applied to the output brightness control signal and control is performed using the output.
For example, the change of the brightness control signal of 1 to 30 seconds or less is cut by the LPF, and the output is controlled by the output. According to this method, since the minute change in time is cut, it is possible to avoid the change in brightness in the short cycle as described above.
[0045]
(C) A method for detecting a switching edge of a brightness control signal.
The light emitting element 34 is controlled only when the brightness control signal has changed by a predetermined magnitude or more (for example, 60 gradations or more). According to this method, it is possible to perform control according to scene switching or the like.
[0046]
In this way, for example, when a video signal having the number of gradations of 190 is determined as the brightness control signal, assuming that the light amount of the maximum brightness (the number of gradations of 255) is 100%, the light amount of 190/255 = 75% is obtained. The light emitting element 35 is driven so as to be obtained. In the case of the present embodiment, since the light emitting element 35 is specifically a solid light emitting element 5a, 5b, 5c, 5d such as an LED, the solid light emitting element 5a has a light output intensity of 75% of the maximum brightness. , 5b, 5c, 5d are driven. Similarly, when the video signal having the number of gradations of 230 is a brightness control signal, the solid-state light emitting elements 5a, 5b, 5c, and 5d are driven so that a light quantity of 230/255 = 90% can be obtained.
[0047]
On the other hand, the DSP (3) 36 expands the video signal to an appropriate gradation range based on the brightness control signal and the video signal determined by the DSP (1) 32. For example, in the case of extending to the maximum gradation range, the maximum number of gradations that can be displayed is 255 in the above example. Therefore, when the brightness control signal is the gradation number 190 in the example of FIG. Video signals from 0 to 190 are expanded to 0 to 255 gradations as shown in FIG. By such illumination light quantity and video signal expansion processing, smooth gradation expression can be realized while extending the dynamic range of the video.
[0048]
[2] Control by projection magnification
Control is performed in accordance with zooming of the projection lens 26. Normally, the amount of light per unit area in the liquid crystal light valve (illuminated area) is constant, so that the screen tends to be dark on the enlargement side and bright on the reduction side. Therefore, in order to correct this, the light emitting element 35 is controlled so that the amount of light increases when changed to the enlargement side, and the amount of light decreases when changed to the reduction side.
[0049]
[3] External control
The user can control the light emitting element 35 according to his / her preference. For example, the light emitting element 35 is controlled so that the light amount is small in a dark viewing environment and the light amount is large in a bright viewing environment. In this case, a configuration in which the user adjusts by using a controller or directly operating the dimming element may be used, or a configuration in which a brightness sensor or the like is provided and automatically controlled may be used. However, when these [2] and [3] are controlled, a circuit configuration other than that shown in FIG. 2 is required.
[0050]
According to the illumination device 1 of the present embodiment, the light source 2 having a plurality of solid state light emitting elements 5a, 5b, 5c, and 5d whose light output intensity is variable is provided, and external information including video signals is provided. Since it is configured to control the light output intensity of the solid state light emitting devices 5a, 5b, 5c, 5d based on, for example, when information from the outside is information based on a video signal when used in a projection display device, The amount of light emitted from the light source 2 is adjusted so that the amount of light increases when the image scene at that time is bright, and the amount of light decreases when the image scene is dark. In this way, light with brightness according to the image can be obtained in the illuminated area, which can contribute to the expansion of the dynamic range of the projection display device. Similarly, it is possible to obtain light having a brightness according to the projection magnification ratio, the brightness condition in the use environment, or the user's preference.
[0051]
Further, when performing dimming, among the plurality of solid state light emitting elements 5a, 5b, 5c, 5d constituting the light source 2, the solid state light emitting element 5a in the peripheral portion where the angle of light incident on the liquid crystal light valves 22, 23, 24 becomes large. , 5d can be controlled so as to reduce the illuminance preferentially, and an image with excellent contrast can be obtained by such control.
[0052]
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the projection type liquid crystal display device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the light source feedback control is performed by monitoring the amount of light emitted from the light source. Therefore, FIG. 6 is a diagram showing a basic configuration of the projection type liquid crystal display device of the present embodiment. In this figure, the same components as those in FIG. . FIG. 7 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the feedback circuit used in the present embodiment.
[0053]
In general, a solid light-emitting element such as an LED has a light output fluctuation due to a use environment or a change with time. In this embodiment, an object of the present invention is to suppress the light output fluctuation and obtain a stable light output. Therefore, a plurality of light receiving elements 6 (light intensity detection) for monitoring the intensity of light emitted from the solid light emitting elements 5a, 5b, 5c, 5d corresponding to the solid light emitting elements 5a, 5b, 5c, 5d constituting the light source 2. Means) is arranged in the vicinity of the first fly-eye lens 3. Although it appears to be disposed on the first fly-eye lens 3 in the drawing, the light irradiation region that does not actually contribute to the illumination of the liquid crystal light valves 22, 23, 24, that is, the first fly-eye lens 3. It is arranged in a region that is outside the range.
[0054]
As shown in FIG. 7, the feedback circuit causes the light emitted from each of the solid-state light emitting elements 5a, 5b, 5c, and 5d to enter each light receiving element 6, and converts the output signal (detection result) of the light receiving element 6 into current-voltage conversion and The detection signal obtained by performing current-voltage conversion and amplification by the amplifier circuit 40 and the control signal for controlling the light emitted from the solid state light emitting element 5a are compared by the comparison circuit 41, and the solid state light emitting element is obtained by the current driving circuit 42. A predetermined current is applied to 5a, 5b, 5c, and 5d.
[0055]
In the present embodiment, by performing feedback control of the light source 2 as described above, there is little fluctuation in light output due to the usage environment and changes over time, and a stable light output can be obtained. In addition, since unnecessary light that is not used for display is monitored when feedback control is performed, the illuminance at the liquid crystal light valves 22, 23, and 24 does not decrease even if the light receiving element 6 is installed.
[0056]
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The lighting devices of the first and second embodiments use a plurality of solid light emitting elements as light sources, and adjust the light output intensity of the solid light emitting elements, that is, the light sources themselves. The illumination device of the embodiment is different in that a polarization rotating element whose polarization direction is changed by an electric field is used as the light control means. 8A and 8B are schematic configuration diagrams showing only the configuration in the vicinity of the polarization rotation element.
[0057]
The illumination device according to the present embodiment includes a light source, uniform illumination means including, for example, two fly-eye lenses, and polarization conversion means including, for example, a polarization beam splitter array 7 (hereinafter abbreviated as PBS array). Yes. This PBS array 7 is for aligning incident light with polarized light used for display because the liquid crystal light valve of the projection type liquid crystal display device uses only polarized light in one direction. In the case of the present embodiment, a dimming means composed of a transparent piezoelectric element 8 (PLZT) is disposed downstream of the PBS array 7. The transparent piezoelectric element 8 is a kind of polarization rotating element having a characteristic that the polarization direction of incident light is not changed when the applied voltage is V = V0 and the polarization direction is changed by the angle θ when the applied voltage is V = V1. It is. Note that a Faraday element or the like may be used instead of the transparent piezoelectric element 8, and an element having a characteristic capable of rotating the polarization direction by an electric field or a magnetic field can be appropriately used.
[0058]
As shown in FIG. 8A, when the applied voltage is set to V = V0, the polarization direction of the polarized light emitted from the PBS array 7 does not change even if it passes through the transparent piezoelectric element 8 (the polarization direction is changed to the arrow P1). And the liquid crystal light valves 22, 23, 24 without any loss of light amount because they coincide with the transmission axis direction (indicated by the arrow P0) of the polarizing plate 10 installed on the incident side of the liquid crystal light valves 22, 23, 24. Is incident on. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the applied voltage is V = V1, the polarized light emitted from the PBS array 7 is transmitted through the transparent piezoelectric element 8, and then the polarization direction is rotated by an angle θ (polarization direction). Is indicated by an arrow P2). In this case, the liquid crystal light valves 22, 23, 24 are displaced from the transmission axis direction (indicated by the arrow P 0) of the polarizing plate 10 on the incident side, so that a loss of the spectral amount occurs, and the liquid crystal light valves 22, 23, The amount of light incident on 24 decreases. In this way, the amount of light that illuminates the liquid crystal light valves 22, 23, and 24 can be controlled by adjusting the voltage applied to the transparent piezoelectric element 8.
[0059]
Here again, as in the second embodiment, the feedback control of the transparent piezoelectric element 8 constituting the light control means is performed, and the polarizing plate 10 installed on the incident side of the liquid crystal light valves 22, 23, 24. The light receiving element 12 is provided on the incident side.
[0060]
FIG. 9 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the feedback circuit. As shown in this figure, the feedback circuit compares the detection signal obtained by current-voltage conversion of the output signal of the light receiving element 12 with the current-voltage conversion circuit 44 and the control signal for controlling the transparent piezoelectric element 8. And the rotation of the polarization angle of the transparent piezoelectric element 8 is controlled by the piezoelectric element driving circuit 46.
[0061]
The illumination device of the present embodiment also includes a light control means having the transparent piezoelectric element 8 capable of controlling the rotation of the polarization angle, and the polarization angle by the transparent piezoelectric element 8 based on information from the outside including a video signal. Therefore, when used in a projection display device, for example, when information from the outside is information based on a video signal, the amount of light increases if the video scene at that time is bright. In this way, the amount of illumination light is adjusted so that the amount of light is reduced in a dark scene. In this way, light with brightness according to the image can be obtained in the liquid crystal light valve, which can contribute to the expansion of the dynamic range of the projection display device. Similarly, it is possible to obtain light having a brightness according to the projection magnification ratio, the brightness condition in the use environment, or the user's preference.
[0062]
Similarly to the solid-state light-emitting element used in the first embodiment, the polarization rotating element such as the transparent piezoelectric element and the Faraday element also varies in characteristics due to the use environment and changes over time. By feeding back the detection result and controlling the rotation angle of the polarization direction in the polarization rotator, there is little fluctuation in the light output due to the usage environment and changes over time, and a stable light output can be obtained.
[0063]
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Similarly to the third embodiment, the illumination device of the present embodiment uses a polarization rotator as the dimming means. However, in this embodiment, the polarization rotator is divided for each area and is independent. The difference is that the rotation of the polarization angle can be controlled. FIG. 10 is a perspective view showing a polarization rotation element, and FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a projection type liquid crystal display device.
[0064]
In the illumination device of the present embodiment, as shown in FIG. 10, a transparent piezoelectric element 50 that is divided into a plurality of areas (4 × 4 in FIG. 10) and can independently control the rotation of the polarization angle is used. It has been. A voltage is independently applied to each transparent piezoelectric element 50a, and the rotation of the polarization angle can be individually controlled.
[0065]
The projection type liquid crystal display device shown in FIG. 11 is one in which this illumination device is used in the same projection type liquid crystal display device as in the first embodiment. Two fly-eye lenses 3 and 4 constituting uniform illumination means from the side close to the light source 2 and a PBS array 7 constituting polarization conversion means are installed, and the transparent piezoelectric element 50 shown in FIG. Yes. The configuration other than the illumination device is exactly the same as in the first embodiment.
[0066]
According to the illumination device of the present embodiment, the rotation of the polarization angle in each of the transparent piezoelectric elements 50a, 50b, 50c, 50d divided for each area can be controlled independently, so that the liquid crystal light valve 22, It is desirable to reduce the light output intensity from an area where the angle of light incident on 23 and 24 is large. Therefore, in FIG. 11, the rotation angle in the polarization direction of the peripheral transparent piezoelectric elements 50a and 50d is preferentially increased, and then the rotation angle in the polarization direction of the central transparent piezoelectric elements 50b and 50c is increased. Try to do light.
[0067]
Also in the illumination device of the present embodiment, the liquid crystal light valves 22, 23, and 24 can obtain light with brightness according to the image, and can contribute to the expansion of the dynamic range of the projection display device. Similarly, it is possible to obtain the same effect as that of the above-described embodiment, such as that it is possible to obtain light having brightness according to the projection magnification ratio, the brightness condition in the use environment, or the user's preference. Furthermore, by dividing the transparent piezoelectric element 50 for each area, it is possible to perform control such that the illuminance is preferentially reduced from the peripheral portion where the angle of light incident on the liquid crystal light valves 22, 23, 24 increases. An image with excellent contrast can be obtained by the control.
[0068]
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the type, number, arrangement, and the type, number, arrangement, and the like of the solid-state light emitting elements constituting the light source can be appropriately changed without being limited to the above embodiment. In the above embodiment, an example of a projection display device using a liquid crystal light valve as the light modulation means has been described. However, the present invention can also be applied to a projection display device using DMD as the light modulation means. is there.
[0069]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the illumination device of the present invention, sufficiently high-intensity light can be obtained by using a light source having a plurality of solid state light emitting elements and a dimming means using a polarization rotating element. At the same time, light having a brightness corresponding to the image is obtained in the illuminated area, which can contribute to the expansion of the dynamic range of the projection display device. By using this lighting device, it is possible to realize a projection display device that has an excellent effect in terms of image expression and adaptability to the usage environment. Furthermore, according to the structure of this invention, it can also drive so that the illumination intensity of a peripheral part may be reduced, and a high contrast can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a drive circuit of the projection type liquid crystal display device.
3A is a diagram for explaining a first method for determining a brightness control signal from a video signal in the projection-type liquid crystal display device, and FIG. 3B is a diagram for explaining a method for expanding the video signal. FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining the second method.
FIG. 5 is a diagram for explaining a third method.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a projection type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of a feedback circuit of a light source of the projection type liquid crystal display device.
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a main part of a projection type liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 8A and 8B show states in which voltages applied to transparent piezoelectric elements are different from each other. FIGS. .
FIG. 9 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a feedback circuit of a transparent piezoelectric element that constitutes the light control means of the projection type liquid crystal display device.
FIG. 10 is a perspective view showing a transparent piezoelectric element used in a projection type liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the projection type liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 Lighting device
2 Light source
3 First fly-eye lens (uniform illumination means)
4 Second fly-eye lens (uniform illumination means)
5a, 5b, 5c, 5d Solid state light emitting device
6,12 Light receiving element
7 PBS array
8 Transparent piezoelectric elements (polarization rotating elements, light control means)
10 Polarizing plate
22, 23, 24 Liquid crystal light valve (light modulation means)
26 Projection lens (projection means)
30 Projection type liquid crystal display device (projection type display device)
32 DSP (1) (control signal determining means)
33 DSP (2) (dimming control means)
35 Light Emitting Element
36 DSP (3) (Video signal expansion means)

Claims

An illumination device used to illuminate a light modulation means of a projection display device,
A light source having a plurality of solid state light emitting elements with variable light output intensity, and uniform illumination means for uniformizing an illuminance distribution of light incident from the light source, and the solid state light emitting elements based on information from the outside By controlling the light output intensity, the amount of light emitted from the uniform illumination means can be adjusted,
Among the plurality of solid state light emitting devices arranged in a plane, the light output intensity of the solid state light emitting device located on the peripheral side is preferentially reduced, and then the light output intensity of the solid state light emitting device located on the central side is reduced. The light output intensity of the plurality of solid state light emitting devices is controlled by the procedure so that the light output intensity of the solid state light emitting device located on the peripheral side is smaller than the light output intensity of the solid state light emitting device located on the central side. An illumination device that drives a plurality of solid state light emitting elements.

Light intensity detecting means for detecting the intensity of light emitted from the solid light emitting element is provided, and the light output intensity of the solid light emitting element is controlled based on the light intensity detected by the light intensity detecting means. The lighting device according to claim 1.

The lighting device according to claim 2, wherein the light intensity detection unit detects an intensity of light that does not contribute to video display.

An illumination device used to illuminate a light modulation means of a projection display device,
A light source, a polarization conversion means for defining a polarization direction of light emitted from the light source in a predetermined direction, and a rotation direction of the polarization direction can be adjusted while rotating the polarization direction of the light emitted from the polarization conversion means. And a polarizer to which the light emitted from the polarization rotator is incident, and the polarization direction of the polarization rotator of the dimmer is determined based on information from the outside. The amount of light emitted from the polarizer can be adjusted by controlling the rotation angle,
Said light control means is, have a plurality of polarization rotation element disposed on a plane perpendicular to the optical axis,
After preferentially increasing the rotation angle of the polarization direction of the peripheral polarization rotation element among the plurality of polarization rotation elements arranged in a plane, the rotation angle of the polarization direction of the central polarization rotation element is increased. The rotation angle of the polarization direction of the plurality of polarization rotation elements is controlled by the procedure, and the amount of light transmitted through the polarizer corresponding to the polarization rotation element on the peripheral side of the part corresponding to the polarization rotation element on the center side The illumination device , wherein the plurality of polarization rotation elements are driven so as to be smaller than an amount of light transmitted through the polarizer .

A light intensity detecting means for detecting the intensity of the light emitted from the light adjusting means; and controlling the rotation angle of the polarization direction in the polarization rotating element based on the light intensity detected by the light intensity detecting means. The lighting device according to claim 4 .

The lighting device according to claim 5 , wherein the light intensity detection unit detects an intensity of light that does not contribute to video display.

A projection type display device comprising: an illuminating unit; a light modulating unit that modulates light emitted from the illuminating unit; and a projecting unit that projects light modulated by the light modulating unit,
Wherein as illumination means, a projection display apparatus comprising the illumination device according to any one of claims 1 to 6.

Control signal determining means for determining a control signal for controlling the light source or the dimming means based on a video signal per frame constituting an image; and controlling the light source or the dimming means based on the control signal 8. The projection type display device according to claim 7 , further comprising: a control unit; and a video signal expansion unit that expands the video signal based on the control signal.

It is a drive method of the projection type display apparatus according to claim 7 ,
A control signal for controlling the light source or the dimming unit is determined based on a video signal per frame constituting an image, and the light modulation is performed by controlling the light source or the dimming unit based on the control signal. Projection characterized by adjusting the amount of light illuminating the means, expanding the video signal based on the control signal, and supplying the expanded video signal to the light modulating means Type display device driving method.