JP4158618B2 - 投射型表示装置および投射型表示装置の駆動方法 - Google Patents

投射型表示装置および投射型表示装置の駆動方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は投射型表示装置および投射型表示装置の駆動方法に関する。特に、投射映像の明るさを可変する手段を備えた投射型表示装置および投射型表示装置の駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、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表示装置(液晶プロジェクタ)が開発されている。この装置は、画面の大型化には有利であるが、表示コントラストがライトバルブでのコントラストに依存し、現時点では十分なコントラストが得られないという問題があった。この問題を解決するために、ライトバルブへの入射光量を調節出来るようにして投射映像全体の明るさを可変にするための各種の提案がなされてきた。
【0003】
例えば、上述した問題を解決する投射型表示装置として、透過型の液晶パネルと、液晶パネルに光を照射する光源と、液晶パネルを透過した光をスクリーンに投射する光学系と、液晶パネルに映像信号に応じた駆動電圧を供給する手段とを備え、映像信号に応じて光源の輝度を変化させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−66501号公報 (第2−4頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1において開示されている投射型表示装置においては、光源の明るさを制御することによって、映像の明るさを変化させるように構成されているが、光源の明るさに依らず、ライトバルブによって表示可能なコントラストは一定であった。
【0006】
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、暗いシーンなどを表示する際に、画面全体を暗くすると同時に、表示コントラストが高くなる投射型表示装置および投射型表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、光源と、該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段により変調された光を投射する投射手段を備えた投射型表示装置であって、前記光変調手段が液晶ライトバルブからなり、前記光源から入射される光束の輝度分布を均一化する均一照明手段と、前記光変調手段と光源の間に配置され、前記光変調手段に入射する光のうち、前記光変調手段の垂直方向から外れた角度から入射する光束から順に遮光することにより前記光源からの光量を調節する調光手段と、を備えることを特徴とする。
【0008】
すなわち、本発明の投射型表示装置は、光源から出射された光束の輝度分布を均一照明手段により均一にするとともに、外部からの情報に基づいて液晶ライトバルブに対し垂直方向から外れる角度から入射する光から順に遮光する。液晶ライトバルブは、垂直に近い角度で入射する光ほど高いコントラストを示すので、遮光する量が増えるほど、より高いコントラストを示すことができる。つまり、暗い画面でも階調再現性がよくなり、微妙な階調変化を表現できるようになる。
【0009】
このとき前記調光手段は、前記光源から出射される光束の外側から順に光束を遮るように構成することができる。
これにより光源から出射された光束のうち、外側の光から順に遮られるようになる。ここで外側の光束は重畳されたのち、ライトバルブ位置では垂直から外れた方向からの入射光となるため、これにより減光時にもコントラストが高い垂直方向の光を有効に使うことが出来るようになる。
【0010】
上記均一照明手段の具体的な形態としては、光源から出射される光束の光軸に沿って光源に近い側から順次配列された第1のレンズアレイ、第2のレンズアレイからなる2枚のレンズアレイで構成されたものを好適に用いることができる。2枚のレンズアレイからなる均一照明手段においては、第1のレンズアレイによって複数の2次光源像が形成され、この複数の2次光源像が第2のレンズアレイ、および重畳レンズを通して重畳されることにより、ライトバルブの位置において元々の光源光が持っている照度分布を均一化することができる。
よって遮光により、光源像の形が変化した場合にも、均一性を損なわずにライトバルブを照明することが可能となる。
【0011】
またこのとき前記調光手段は、前記第2のレンズアレイを構成するレンズそれぞれに入射する光束に対し、その外側から遮光するように構成することができる。
ここで前記レンズアレイの外側から入射する光束は、重畳されたのち、ライトバルブ位置では垂直から外れた方向からの入射光となるため、これにより減光時にもコントラストが高い垂直方向の光を有効に使うことが出来るようになる。
【0012】
上記調光手段の配置位置としては、光源から第2のレンズアレイを構成する複数のレンズから出射された各光束が重畳し始める所までの間を例示することができる。
この構成にすれば、上記均一照明手段の機能を損なわずに、照明光の量を調節することができる。
一方、例えば上記調光手段が、上記複数のレンズから出射された各光束が重畳し始める所よりライトバルブ側に配置されると、上記均一化照明手段による均一化効果が得られないためライトバルブ面において上記調光手段による遮光の影響が現れ、明るさが不均一になってしまう。
【0013】
上記調光手段の配置位置としては、第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとの間を例示することができる。より好ましくは、上記調光手段を2枚のレンズアレイのうち、第2のレンズアレイに近い側に配置することが望ましい。
2枚のレンズアレイの間では、第1のレンズアレイを構成する各レンズから対応する第2のレンズアレイを構成する各レンズに向けて光束が絞られている。そのため、上記調光手段により、光束の一部を遮光した際にも、第1のレンズアレイで形成される2次光源像それぞれの光の分布に対して与える影響を小さくすることができる。
また、この部分には、第1のレンズアレイの焦点距離に応じた隙間が予め設けられているので、その間に遮光板を配置しても、調光素子を設けない場合に対し、その他部品の光学配置を変更する必要がない。
【0014】
上記調光手段の構成を実現するために、光束を遮る遮光板を備え、この遮光板が上記光軸に向かって外側から移動するように構成されていても良い。
この構成によれば、遮光板により上記光束のうち、外側の光から順に遮られるようになる。ここで外側の光束がライトバルブに入射する時には垂直から外れた方向からの光となる。そのため、減光時にもコントラストが高い垂直方向の光を有効に使うことが出来るようになる。
【0015】
上記の構成を実現するために、より具体的には、上記遮光板の縁部の略中央部に凹部が形成されているものを例示することができる。
この構成によれば、遮光板が進入してくる照明光の外側方向から光束が遮られると同時に、進入方向に対する両脇は、凹部の両脇の突出部により、中央の凹部よりも早く光束が遮られる。この凹部の形状により光変調手段に入射する光束は、上記光軸から離れた周囲の領域から順に遮光される。
【0016】
上記の構成を実現するために、より具体的には、上記遮光板の縁部に複数の凸部が形成され、前記遮光板の遮光動作時には、前記凸部がレンズアレイを構成する複数のレンズの境界に沿って移動するように構成されているものを例示することができる。
この構成によれば、レンズアレイを構成する複数のレンズの一つ一つについて、上記レンズに入射する光束を上記レンズの周囲から遮ることができる。そのため、上記レンズから光変調手段に出射される光束についても、光変調手段の入射面の法線に近い角度で入射する光束以外の光束から遮光される。
【0017】
上記の構成を実現するために、より具体的には、遮光板を上記複数の遮光板を相対移動可能に組み合わせて構成しても良い。
この構成によれば、例えば、外側の光を遮光する形状の遮光板と、上記光軸寄りの光を遮光する形状の遮光板とを相対移動可能に組み合わせると、これら2種類の遮光板の相対位置関係を適宜変更することによって、外側の光の遮光をより早く行うとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0018】
上記調光部の具体的な形態としては、遮光板の面と平行な方向に延在する回動軸とを有し、この回動軸を中心として回動可能に構成された遮光部を例示することができる。
この構成によれば、例えば回動軸にステッピングモータを接続するなどして、遮光板を回動させることにより、遮光板の設置個所を透過する光束の量を容易に応答性良く調節することができる。例えば、遮光板が上記光軸に平行になるように配置すれば、光の透過率を100%に近い値にすることができ、遮光板が上記光軸に対して所定の角度になるまで回動させれば、設定した範囲内で最小の透過率に減光することができる。
また、遮光板は回動軸周りに回転するので、遮光板が上記光軸の外側へ大きく飛び出すことがなく、上記光軸の外側に干渉を避けるためのスペースを確保しなくても良く投射型表示装置の小型化に用いて好適である。
【0019】
上記の構成の具体的な他の形態としては、遮光板の面と平行な方向に延在する回動軸とを有し、この回動軸を中心として回動可能に構成されるとともに、遮光板を構成する各遮光板の回動可能範囲がそれぞれ異なるように構成された遮光部を例示することができる。
この構成によれば、例えば、外側の光を遮光する遮光板同士は干渉しやすいため回動範囲を狭く、上記光軸寄りの光を遮光する遮光板の回動範囲を広く設定すると、外側の光の遮光をより早く行うことができるとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0020】
上記の構成の具体的な他の形態としては、複数備えられた回動軸が上記光軸に垂直な同一平面状に配置されてもよい。
この構成によれば、各回動軸が上記光軸に垂直な同一平面上に配置されているので、遮光板を配置するのに必要な上記光軸方向の空間を最小にすることができる。
【0021】
上記の構成の具体的な他の形態としては、回動軸が上記光軸方向に位置をずらして配置されてもよい。
この構成によれば、回動軸の配置が上記光軸方向にずれているので、遮光板の回動範囲も上記光軸方向にずれる。そのため遮光板の回動可能領域が広くなり、凹部がより上記光軸に近づくことができる。つまり、光が透過可能な領域をより小さくすることができ、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0022】
上記の構成の具体的な他の形態としては、遮光板が変形可能とされていてもよい。
この構成によれば、回動動作時に遮光板同士が接触した時、あるいは他の構成部品と接触した時に、遮光板が曲がって回動動作を続けられる。つまり、遮光板の回動可能領域をより広げられるため、遮光板による遮光領域をより広げることができる。そのため、光の透過可能な領域をより小さくすることができ、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0023】
上記調光部の具体的な形態としては、他に、外側から上記光軸に向かって板面に平行移動可能な遮光板から構成された遮光部を例示することができる。
この構成によれば、例えば遮光板にリニアモータを接続するなどして、遮光板を外方から上記光軸に向かって板面に平行に移動させることにより、遮光板の設置個所を透過する光束の量を容易に応答性良く調節することができる。
また、遮光板は板面に平行に移動するので、遮光板が上記光軸の軸線方向へ大きく移動することがなく、上記光軸の軸線方向に干渉を避けるためのスペースを確保しなくても良く投射型表示装置の小型化に用いて好適である。
【0024】
上記構成の具体的な他の形態としては、外側から上記光軸に向かって板面に平行移動可能な遮光板から構成されるとともに、遮光板を構成する複数の遮光板のそれぞれの平行移動距離可能範囲が異なるように構成されてもよい。
この構成によれば、例えば、外側の光を遮光する遮光板同士は干渉しやすいため移動範囲を狭く、上記光軸寄りの光を遮光する遮光板の移動範囲を広く設定すると、外側の光の遮光をより早く行うことができるとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0025】
上記遮光部の具体的な構成としては、遮光部を構成する遮光板が、非遮光時には光路の周辺部に配置されるとともに、遮光時にはその周辺部から遮光動作を行う構成を例示することができる。
この構成によれば、光源から出射された光束のうち、外側の光成分から遮光するようにすることができる。ここで外側の光成分は光変調手段であるライトバルブにその法線から離れた角度で入射し、コントラストを落とす成分であるため、これらを遮光していくことで、減光しながらライトバルブの表示コントラストを高くすることが可能となる。
【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調光手段を制御する調光制御手段と、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調光手段を制御するための制御信号が決定され、調光制御手段がこの制御信号に基づいて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、前記調光手段を制御する制御信号を、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決定し、前記制御信号に基づいて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】
〔第1の実施の形態〕
以下、本発明の第1の実施の形態について図1から図6を参照して説明する。
図1は本実施の形態の投射型表示装置10の全体構成を示す概略図である。
図1において、符号 11 は照明装置、1 2は光源、1 3、1 4はレンズアレイ(均一照明手段)、20 は遮光部 (調光手段)、31、32 はダイクロイックミラー、33、34、35 は反射ミラー、36、37、38 は液晶ライトバルブ(光変調手段)、39 はクロスダイクロイックプリズム、40 は投射レンズ(投射手段)を示している。
【0031】
本実施の形態の投射型表示装置10は、図1に示すように、照明装置11と、照明装置11から出射した白色光を 青色光・緑色光反射する ダイクロイックミラー31、 緑色光反射用のダイクロイックミラー32と、各ダイクロイックミラー31、32により分光された各色光を対応した各液晶ライトバルブ36、37、38へと導く反射ミラー33、34、35およびリレーレンズ41、42、43と、各色光を変調する液晶ライトバルブ36、37、38と、変調された各色光を合成してカラー画像を合成する クロスダイクロイックプリズム39と、合成されたカラー画像をスクリーンSに拡大投射する投射レンズ18とから概略構成されている。
【0032】
照明装置11 は、光源1 2とレンズアレイ1 3、1 4と遮光部20と から構成され、 光源1 2は高圧水銀ランプ等のランプ15 とランプ15 の光を反射するリフレクタ16 とから構成されている。
また、光源1 2側からシステム光軸C上に、複数のレンズを平面状に配置した 第1のレンズアレイ1 3、第2のレンズアレイ1 4が順次設置されている。ここでシステム光軸Cはレンズアレイ13において形成される複数の2次光源全体に対する光軸を示し、光源12による光軸と略一致する。
【0033】
図2は、本実施の形態の遮光部20の部分拡大図およびA−A断面視図であり、(a)は減光率0%、(b)は減光率30%、(c)は減光率60%における図である。
遮光部20は、図1および図2に示すように、システム光軸Cに対して軸対称に配置された一対の遮光板21と、遮光板21の面と平行な方向に延在する一対の回動軸22と、回動軸22に設けられたステッピングモータ(図示せず)とから構成されている。遮光板21の縁部23の略中央には凹部24が形成され、遮光板21は回動軸22の回転により、図2(b)、(c)に示すように、外方からシステム光軸Cに向かって回動するように配置されている。
遮光部20は、 第1のレンズアレイ1 3と第2のレンズアレイ1 4との間に設置され、回動軸22は、遮光板21が第2のレンズアレイ14の近傍を通過する方向に回動するよう構成されている。
【0034】
液晶ライトバルブ36、37、38には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと略記する)を用いたTN(Twisted Nematic)モードのアクティブマトリクス方式の透過型の液晶セルが使用されている。
クロスダイクロイックプリズム39 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。
【0035】
次に、上記の構成からなる投射型表示装置10における作用について説明する。
ランプ15から射出された白色光は、図1に示すように、直接またはリフレクタ16に反射されて第1のレンズアレイ13に入射され、第2のレンズアレイ14に集光、入射される。白色光は、第2のレンズアレイ14に入射される直前に、遮光部20の遮光板21によって周囲から遮光、減光される。第2のレンズアレイ14から出射された白色光は、 ダイクロイックミラー31に入射され、白色光中の 赤色光LRが 透過される とともに、青色光LB と緑色光LG とが 反射される。
【0036】
ダイクロイックミラー31 を透過した赤色光LR は反射ミラー35 で反射されて液晶ライトバルブ36 に入射される。一方、ダイクロイックミラー31に 反射された 色光はダイクロイックミラー32に入射して 、緑色光LGが ダイクロイックミラー32 によって反射され、液晶ライトバルブ37 に入射される。一方、ダイクロイックミラー32を透過した 青色光LB は、リレーレンズ41 、反射ミラー33 、リレーレンズ42 、反射ミラー34 、リレーレンズ43 からなるリレー系45 を経て液晶ライトバルブ38 に入射される。
【0037】
3つの色光はそれぞれ対応する 液晶ライトバルブ36、37、38に入射され、変調されて クロスダイクロイックプリズム39にむけて出射される。 クロスダイクロイックプリズム39に入射された3つの色光はここで合成されて 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40 によりスクリーンS 上に投射され、拡大された画像が表示される。
【0038】
次に、本発明の主要部である遮光部20における作用について詳細に説明する。
遮光板21は、減光率0%のときには図2(a)に示すように、システム光軸Cに対して平行な位置に配置され、減光率が高くなるにつれて、図2(b)、(c)に示すように、回動軸22を中心としてシステム光軸Cに近づくように回動される。第2のレンズアレイ14に入射する光束は、遮光板21が進入してくる方向から遮られるとともに、進入方向に対する両脇は、凹部24の両脇の突出部により、中央部よりも早く光束が遮られる。つまり、第2のレンズアレイ14を構成する複数のレンズのうちシステム光軸Cから離れたレンズから遮光される。
【0039】
図3は各減光率における各液晶ライトバルブ36、37、38に入射する入射光の入射角度と照射光量との関係を示した図である。
液晶ライトバルブ36、37、38の入射面に照射される光束のうち、第2のレンズアレイ14のシステム光軸Cから離れたレンズから照射される光束は、システム光軸C近傍のレンズからの照射光束と比べて、上記入射面の法線(システム光軸Cと一致する)に対してより大きな角度で入射している。つまり、上記入射面の法線方向を入射角度0°とすると、より大きな入射角度で入射していると言える。
この第2のレンズアレイ14のシステム光軸Cから離れたレンズから遮光されるので、液晶ライトバルブ36、37、38に入射される光束の入射角度と照明光量との関係は、図3に示すようになる。つまり、減光率が高くなると、全体的に照明光量が低下するとともに、入射角度の大きな(図3においては入射角度0°から離れた所)光束の照明光量はさらに低下する。そのため、入射光束の照明光量における入射角度が0°に近い光束の照明光量の割合が増加する。
【0040】
図4は液晶ライトバルブへの入射光の入射角度に対するコントラスト分布図であり、図5は、液晶ライトバルブへの入射光の入射角度とコントラストとの関係図である。
液晶ライトバルブ36、37、38は、図4および図5に示すように、入射した光束の入射角度により液晶の遮光性が異なり、入射角度0°近傍のコントラストは高く(光束の遮光性が良い)、0°から離れるとコントラストは低くなる(遮光性が悪い)。
例えば、図4は、入射側の偏光軸を90deg.から270deg.方向に、出射側の偏光軸を0deg.から180deg.方向に配置したときの液晶ライトバルブのコントラスト分布図である。入射角の傾く方向によってコントラスト分布に多少の偏りがでるが、概略入射角度0°近傍でコントラストが高く、0°から離れるにつれてコントラストが低下している。
【0041】
図6は、減光量とコントラストとの関係を示した図である。
上述したように、遮光部20により遮光され、液晶ライトバルブ36、37、38に入射する光束は、図3に示すように、減光率が高くなるほど入射角度0°近傍の光束の割合が高くなる。また、液晶ライトバルブ36、37、38は、図4および図5に示すように、入射角度0°近傍の光束の割合が高くなるほどコントラストが高くなる。このため、投射される画像のコントラストは、図6に示すように、減光量が大きくなるほどコントラストが高くなる。ちなみに二点鎖線で示しているのは従来例の調光パラメータとコントラストとの関係で、コントラストは調光パラメータ(減光率)とは関係なく一定値である。
【0042】
次に、本実施の形態の投射型液晶表示装置10の駆動方法について説明する。図7は本実施の形態の投射型液晶表示装置10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。
【0043】
本実施の形態では、図7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121を経て第1のデジタル信号処理回路であるDSP(1)122(制御信号決定手段)に入力される。DSP(1)122では、映像信号から明るさ制御信号が決定される。DSP(2)123(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124を制御し、最終的には調光素子ドライバ124が調光素子125(本実施の形態の場合は遮光板21)を実際に駆動する。
【0044】
一方、DSP(1)122で決定された明るさ制御信号は、映像信号とともにDSP(3)126(映像信号伸張手段)にも入力される。DSP(3)126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127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128に入力され、パネルドライバ128から赤色光用液晶ライトバルブ36(図7中のRパネル)、緑色光用液晶ライトバルブ37(同、Gパネル)、青色光用液晶ライトバルブ38(同、Bパネル)のそれぞれに供給される。
【0045】
ここで、照明装置11の制御方法に関しては、[1]表示映像適応型の制御、の他に、[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。この場合、上記で説明したように、DSP(1)122で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。
【0046】
(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8(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。
【0047】
(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9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9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。
【0048】
(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10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,…,Amn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。
【0049】
次にDSP(2)123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調光素子ドライバ124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。
【0050】
(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)122から出力された明るさ制御信号をそのまま調光素子ドライバ124に供給すればよいため、DSP(2)123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。
【0051】
(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。
【0052】
(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調光素子125を制御する。この方法によれば、シーンの切り替わりなどのみに応じた制御を行うことができる。
【0053】
このようにして、例えば階調数190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調光素子125を駆動する。本実施の形態の場合、調光素子125は具体的には遮光板21であるから、透過率が75%(遮光率が25%)となるように遮光板21を回動させる。同様に、階調数230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調光素子125を駆動する。
【0054】
一方、DSP(3)126では、DSP(1)122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8(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8(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の制御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。
【0055】
[2]投射拡大率による制御
投射レンズ40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調光素子125を制御する。
【0056】
[3]外部からの制御
使用者が好みに応じて調光素子125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調光素子125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]の制御を行うためには、図7でDSP(1)122〜DSP(3)126のような回路は不要であるが、それ以外の回路構成が必要になる。
【0057】
上記の構成によれば、このように光束の周囲から遮光する遮光板21により、減光率が高くなればなるほど液晶ライトバルブ36、37、38に入射する光束における入射角度0°近傍の光束の割合が高くなる。入射する光束の内、遮光性の高い入射角度0°近傍の光束の割合が高くなるため、減光すればするほどコントラストを向上させることができる。
【0058】
回動軸22にはステッピングモータ(図示せず)が設けられているので、ステッピングモータ(図示せず)により遮光板21を回動させることにより、第1のレンズアレイ12と第2のレンズアレイ13との間を透過する光束の量を容易に応答性良く調節することができる。
例えば、遮光板21がシステム光軸Cに平行になるように配置すれば、光の透過率を100%に近い値にすることができ、遮光板21がシステム光軸Cに対して所定の角度に回動させれば、所定の透過率に減光することができる。
【0059】
遮光板21は、第1のレンズアレイ13と第2のレンズアレイ14との間で、第2のレンズアレイ14に近い側に配置されている。そのため、遮光板により光束の一部を遮光した際にも、第1のレンズアレイで形成される2次光源像それぞれの光の分布に対して与える影響を小さくすることができ、液晶ライトバルブ36、37、38の入射面における照射光の分布にムラが生じないようにすることができる。
【0060】
また、第1のレンズアレイ13と第2のレンズアレイ14との間は、第1のレンズアレイ13の焦点距離に応じた隙間が予め設けられているので、他部品の光学配置を変更することなく、レンズアレイ13、14間に遮光板21を配置することができる。遮光板21は回動軸22回りに回動するので、システム光軸Cから外方向へ大きく飛び出すことなく配置することができ、投射型表示装置10を小型化することができる。
【0061】
まずDSP(1)122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遮光部20を制御するための制御信号が決定され、DSP(2)123がこの制御信号に基づいて遮光部20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液晶ライトバルブ36、37、38に供給する一方、DSP(3)126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。
【0062】
〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施の形態について図11を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは遮光部の形状のみが異なっている。よって、本実施の形態においては、図11を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図11は、本実施の形態の遮光部50の部分拡大図およびB−B断面視図であり、(a)は減光率0%、(b)は減光率30%、(c)は減光率60%における図である。
遮光部50には、図11に示すように、縁部23に複数の三角板51(凸部)が設けられ、三角板51の先端52の間隔が、第2のレンズアレイ14を構成するレンズの配置間隔と略同じに設定されている。
遮光板21は、先端52が第2のレンズアレイ14を構成するレンズの境界線上を沿って移動するように配置されている。
【0063】
次に、上記の構成からなる遮光部50における作用について説明する。
遮光板21は、減光率0%のときには図11(a)に示すように、システム光軸Cに対して平行な位置に配置される。減光率が高くなるにつれて、図11(b)、(c)に示すように、先端52が第2のレンズアレイ14を構成するレンズの境界線上を移動するように回動される。
遮光板21がシステム光軸Cに向かって移動すると、三角板51が第2のレンズアレイそれぞれの外側の光束から順に遮光するようになる。
【0064】
上記の構成によれば、第2のレンズアレイ14を構成する複数のレンズの一つ一つについて、上記レンズに入射する光束を上記レンズの外側から遮っている。よって上記レンズから液晶ライトバルブ36、37、38に出射される光束についても、液晶ライトバルブ36、37、38の入射面の法線に近い角度で入射する光束以外の光束から遮光される。そのため、投射される画像のコントラストを向上させることができる。
【0065】
〔第3の実施の形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図12を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは遮光部の形状のみが異なっている。すなわち、遮光部の縁部に凹部が形成された形状(第1の実施の形態)と、遮光部の縁部に三角板が設けられた形状(第2の実施の形態)との組み合わせの形状となっている。
よって、本実施の形態においては、図12を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
【0066】
図12は、本実施の形態の遮光部60の部分拡大図およびD−D断面視図であり、(a)は減光率0%、(b)は減光率30%、(c)は減光率60%における図である。
遮光部60は、図11に示すように、縁部23に凹部24が設けられているとともに、三角板51が遮光板21の進行方向に略垂直な辺に設けられている。三角板51の先端52の間隔は、上記レンズの配置間隔と略同じに設定され、遮光板21は、先端52が上記レンズの境界線上を移動するように配置されている。
【0067】
次に、上記の構成からなる遮光部60における作用について説明する。
遮光板21は、減光率が高くなるにつれて、図12(b)、(c)に示すように、先端52が第2のレンズアレイ14を構成するレンズの境界線上を移動するように回動される。
三角板51は凹部24に設けられているので、遮光板21の進行方向に対して左右方向にシステム光軸Cから離れた領域から遮光し始める。同時に三角板51が第2のレンズアレイそれぞれの外側の光束から順に遮光するようになる。
【0068】
上記構成によれば、遮光部60は、システム光軸Cに対称に、かつ光束の周囲から遮光するとともに、第2のレンズアレイ14を構成する複数のレンズの一つ一つについて、上記レンズに入射する光束を3方向の外側から遮っている。そのため、減光率が高くなればなるほど液晶ライトバルブ36、37、38に入射する光束における入射角度0°近傍の光束の割合が高くなり、コントラストを向上させることができる。
【0069】
〔第4の実施の形態〕
次に、本発明の第4の実施形態について図13を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図13を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
遮光部70は、図13に示すように、第2のレンズアレイ14の面と略平行にスライド可能に配置された一対の遮光板71a、一対の遮光板71bと、遮光板71a、71bに配置され、遮光板71a、71bをスライド移動させるリニアモータ(図示せず)とから構成されている。遮光板71aと遮光板71bとは、スライド方向がシステム光軸Cにおいて略直交するように配置されているとともに、システム光軸Cの軸線方向に位置をずらして配置されている。
【0070】
次に、上記の構成からなる遮光部70における作用について説明する。
遮光板71a、71bは、減光率0%のときには図13(a)に示すように、外方に開いた位置に配置され、光束を遮光していない。そして、減光率が高くなるにつれて、図13(b)、(c)に示すように、遮光板71a、71bの配置位置は外方からシステム光軸Cに向かって近づいていく。
遮光板71a、71bが、外方からシステム光軸Cに向かって近づくと、第2のレンズアレイ14を構成する複数のレンズのうち、周囲に位置するレンズに入射する光束から遮光される。
【0071】
上記の構成によれば、遮光板71a、71bは、第2のレンズアレイ14の面と略平行にスライド可能に配置されているので、システム光軸Cの軸線方向に寸法を必要とせず、投射型表示装置10を小型化することができる。
【0072】
なお、上述した実施の形態の他にも、遮光板71a、71bを複数の遮光板から構成し、遮光板71a、71bを構成する各遮光板の平行移動距離可能範囲が異なるように構成することができる。
この構成によれば、例えば、外側の光を遮光する遮光板同士は干渉しやすいため移動範囲を狭く、上記光軸寄りの光を遮光する遮光板の移動範囲を広く設定すると、外側の光の遮光をより早く行うことができるとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0073】
〔第5の実施の形態〕
次に、本発明の第5の実施形態について図14および図15を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図14および図15を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図14は、本実施の形態の遮光板の形状を示す平面図であり、図15は、本実施の形態の遮光部80の部分拡大図およびF−F断面視図であり、(a)は減光率0%、(b)は減光率30%、(c)は減光率60%における図である。
遮光部80の一対の回動軸22には、図15に示すように、1つの回動軸22に対して2枚の遮光板81、82が備えられ、遮光板81が第1のマルチレンズ13側、遮光板82が第2のマルチレンズ14側に配置されている。
遮光板81と遮光板82とは、図14に示すように、回動軸22の延在方向は略同一寸法で、上記延在方向の直交方向の寸法は遮光板81の方が短く形成されている。遮光板81の縁部83の略中央には、略楕円形状の凹部84が形成され、遮光板82の縁部85の略中央には、上記延在方向の直交方向の凹み寸法が凹部84よりも長い凹部86が形成されている。なお、凹部84および凹部86の形状は、図14および図15に示した楕円形状などの形状に限られることなく、矩形形状などさまざまな形状の凹部に適応することができる。
【0074】
次に、本発明の主要部である遮光部80における作用について詳細に説明する。
遮光板81と遮光板82とは、減光率0%のときには、図15(a)に示すように、システム光軸Cに対して平行な位置に配置され、光束を遮らない。減光率30%のときには、図15(b)に示すように、遮光板81と遮光板82とが同様に回動軸22により回動され、外側からシステム光軸Cに向かって移動し外側から光を遮光する。減光率60%となると、図15(c)に示すように、遮光板82は減光率30%のときと略同じ位置に留まっているが、遮光板81がさらに回動してシステム光軸Cに向かって移動し、遮光する領域が広がる。
また、第1のレンズアレイ13側(図15のF−F断面視方向)から見ると、減光率30%のときには、図15(b)に示すように、遮光板81の凹部84と遮光板82の凹部86と縁部85とが外側からシステム光軸Cに向かって移動し、外側の光から順に遮光する。この時点では遮光板81の縁部83は、遮光板82と重なり光の遮光には貢献していない。減光率60%となると、図15(c)に示すように、遮光板81がさらに回動することで縁部83と凹部84とがさらにシステム光軸Cに向かって移動し、さらにシステム光軸Cに近い領域の光を遮光する。
【0075】
上記の構成によれば、一組の遮光板、遮光板81と遮光板82とを1つの回動軸により相対回動可能に組み合わせ、遮光板81の回動可能範囲を遮光板82の回動可能範囲よりも広く設定している。そのため、遮光板82が外側の光を遮光した後、遮光板81がさらに回動してよりシステム光軸Cに近い領域の光を遮光することができる。つまり、外側の光の遮光をより早く行うとともに、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0076】
〔第6の実施の形態〕
次に、本発明の第6の実施形態について図16および図17を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図16および図17を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図16は、本実施の形態の遮光板の形状を示す平面図であり、図17は、本実施の形態の遮光部90の部分拡大図およびG−G断面視図であり、(a)は減光率0%、(b)は減光率30%、(c)は減光率60%における図である。
遮光部90の一対の回動軸22には、図17に示すように、1つの回動軸22に対して2枚の遮光板91、92が備えられ、遮光板91が第1のマルチレンズ13側、遮光板92が第2のマルチレンズ14側に配置されている。
遮光板91と遮光板92とは、図16に示すように、回動軸22の延在方向は略同一寸法で、上記延在方向の直交方向の寸法は遮光板91の方が短く形成されている。遮光板91は凹部のない単なる矩形形状の板に形成され、遮光板92の縁部93の略中央には、凹部94が形成されている。
【0077】
次に、本発明の主要部である遮光部90における作用について詳細に説明する。
遮光板91と遮光板92とは、減光率0%のときには、図17(a)に示すように、システム光軸Cに対して平行な位置に配置され、光束を遮らない。減光率30%のときには、図17(b)に示すように、遮光板91と遮光板92とが同様に回動軸22により回動され外側からシステム光軸Cに向かって移動外側から光を遮光する。減光率60%となると、図17(c)に示すように、遮光板92は減光率30%のときと略同じ位置に留まっているが、遮光板91がさらに回動してシステム光軸Cに向かって移動し、遮光する領域が広がる。
また、第1のレンズアレイ13側(図17のG−G断面視方向)から見ると、減光率30%のときには、図17(b)に示すように、遮光板91と遮光板92の縁部93と凹部94とが外側からシステム光軸Cに向かって移動し、外側の光から順に遮光する。減光率60%となると、図17(c)に示すように、遮光板91がさらにシステム光軸Cに向かって移動し、さらにシステム光軸Cに近い領域の光を遮光する。
【0078】
上記の構成によれば、遮光板91には凹部が形成されていないため、よりシステム光軸Cに近い領域の光を遮光することができる。つまり光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0079】
〔第7の実施の形態〕
次に、本発明の第7の実施形態について図18を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図18を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図18は、本実施の形態の遮光部100の部分拡大図およびH−H断面視図であり、(a)は減光率0%、(b)は減光率30%、(c)は減光率60%における図である。
遮光部100の一対の回動軸22は、図18に示すように、遮光板101が第2のレンズアレイ14の近傍を通過する方向に回動するよう配置されるとともに、システム光軸C方向に相対位置をずらして配置されている。また、遮光部100には、1つの回動軸22に対して1枚の遮光板101が備えられ、遮光板101の縁部102には、凹部103が形成されている。
【0080】
次に、本発明の主要部である遮光部100における作用について詳細に説明する。
遮光板101は、減光率0%のときには、図18(a)に示すように、システム光軸Cに対して平行な位置に配置され、光束を遮らない。減光率30%のときには、図18(b)に示すように、遮光板101が回動軸22により回動され外側からシステム光軸Cに向かって移動し外側から光を遮光する。減光率60%となると、図18(c)に示すように、遮光板101がさらに回動されてシステム光軸Cに向かって移動する。このとき、一方の遮光板101と他方の遮光板101とが互い違いになるように移動する。
また、第1のレンズアレイ13側(図18のH−H断面視方向)から見ると、減光率30%のときには、図18(b)に示すように、縁部102と凹部103とが外側からシステム光軸Cに向かって移動し、外側の光から順に遮光する。減光率60%となると、図18(c)に示すように、縁部102と凹部103とがさらにシステム光軸Cに向かって移動し、凹部103により遮光される領域がさらに広くなる。このとき、縁部102により遮光される領域は重なっている。
【0081】
上記の構成によれば、一対の回動軸22がシステム光軸C方向にずれて配置されているので、遮光板101の回動範囲もシステム光軸C方向にずれる。そのため遮光板101同士の干渉が回避され、遮光板101の回動可能領域が広くなり、凹部103がよりシステム光軸Cに近づくことができる。つまり、光が透過可能な領域をより小さくすることができ、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0082】
〔第8の実施の形態〕
次に、本発明の第8の実施形態について図19を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは遮光部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図19を用いて遮光部周辺のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
図19は、本実施の形態の遮光部110の部分拡大図およびJ−J断面視図であり、(a)は減光率0%、(b)は減光率30%、(c)は減光率60%における図である。
遮光部110の一対の回動軸22は、図19に示すように、遮光板101が第2のレンズアレイ14の近傍を通過する方向に回動するよう配置されるとともに、システム光軸Cに対して軸対称に配置されている。また、遮光部110には、1つの回動軸22に対して1枚の遮光板111が備えられ、遮光板111の縁部112には凹部113が形成されている。凹部113の両脇の突起部114には、第2のマルチレンズ14側に折れ曲がる屈曲部115が形成されている。
なお、屈曲部115を設ける代わりに、突起部114が柔軟性を持つ材質で形成され、突起部114が材質の柔軟性で第2のマルチレンズ14側に曲がるように構成されてもよい。また、遮光板101全体が柔軟性を持つ材質で形成されていてもよい。
【0083】
次に、本発明の主要部である遮光部110における作用について詳細に説明する。
遮光板111は、減光率0%のときには、図19(a)に示すように、システム光軸Cに対して平行な位置に配置され、光束を遮らない。減光率30%のときには、図19(b)に示すように、遮光板111が回動軸22により回動され外側からシステム光軸Cに向かって移動し外側から光を遮光する。減光率60%となると、図19(c)に示すように、突起部114同士が接触する。突起部114が接触すると、屈曲部115から先の突起部114が折れ曲がり、遮光板111はさらにシステム光軸Cに向けて移動する。
また、第1のレンズアレイ13側(図19のJ−J断面視方向)から見ると、減光率30%のときには、図19(b)に示すように、縁部112と凹部113とが外側からシステム光軸Cに向かって移動し、外側の光から順に遮光する。減光率60%となると、図19(c)に示すように、凹部113がさらにシステム光軸Cに向かって移動し、凹部113により遮光される領域がさらに広くなる。
【0084】
上記の構成によれば、突起部114が接触した時に屈曲部115より先の突起部114が折れ曲がり、遮光板110の回動可能領域をより広げることができる。そのため、遮光板110の凹部113がさらにシステム光軸Cに近づくことができ、遮光領域をより広げることができる。つまり、光の透過可能な領域をより小さくすることができ、光の透過率の最小値をさらに小さくすることができる。
【0085】
なお、本発明の技術範囲は上記実施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、上記の実施の形態においては、照明装置11の光源12を高圧水銀ランプなどのランプ15に適応して説明したが、この光源12がランプ15に適応されたものに限られることなく、LEDを用いたもの等、その他各種の光源を用いたものに適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による第1の実施形態の投射型表示装置を示す概略図である。
【図2】 同、投射型表示装置の遮光部を示す部分拡大図およびA−A断面視図である。
【図3】 同、投射型表示装置の液晶ライトバルブへの入射角度と照射光量との関係を示す図である。
【図4】 同、投射型表示装置の液晶ライトバルブの入射角度とコントラストとの関係を示す図である。
【図5】 同、投射型表示装置の液晶ライトバルブの入射光分布角度とコントラストとの関係を示す図である。
【図6】 同、投射型表示装置の減光量とコントラストとの関係を示す図である。
【図7】 同、投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図8】 同、投射型表示装置において、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である。
【図9】 同、第2の方法を説明するための図である。
【図10】 同、第3の方法を説明するための図である。
【図11】 本発明による第2の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびB−B断面視図である。
【図12】 本発明による第3の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびD−D断面視図である。
【図13】 本発明による第4の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびE−E断面視図である。
【図14】 本発明による第5の実施形態の遮光部の遮光板を示す平面図である。
【図15】 同、遮光部を示す部分拡大図およびF−F断面視図である。
【図16】 本発明による第6の実施形態の遮光部の遮光板を示す平面図である。
【図17】 同、遮光部を示す部分拡大図およびG−G断面視図である。
【図18】 本発明による第7の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびH−H断面視図である。
【図19】 本発明による第8の実施形態の遮光部を示す部分拡大図およびJ−J断面視図である。
【符号の説明】
10・・・投射型表示装置、 12・・・光源、 13・・・第1のレンズアレイ(均一照明手段)、 14・・・第2のレンズアレイ(均一照明手段)、 20・・・遮光部(調光手段)、 21・・・遮光板、 22・・・回動軸、 23・・・縁部、 24・・・凹部、 36、37、38・・・液晶ライトバルブ(光変調手段)、 40・・・投射レンズ(投射手段)、 51・・・三角板(凸部)

Claims (7)

  1. 光源と、該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段により変調された光を投射する投射手段を備えた投射型表示装置であって、
    前記光変調手段が液晶ライトバルブからなり、
    前記光源から入射される光束の輝度分布を均一化する均一照明手段と、
    前記光源と前記光変調手段との間に配置され、前記光変調手段に入射する光束のうち、前記光変調手段の垂直方向から外れた角度から入射する光束から順に遮光することにより前記光源からの光量を調節する調光手段と、を備え
    前記調光手段は、光束を遮る遮光板を備えた遮光部であり、
    前記遮光部が、前記遮光板の面と平行な方向に延在する回動軸を備え、
    前記遮光板が、前記回動軸を中心として回動可能に構成されるとともに、前記遮光板の回動角度により前記光量が調節可能とされ、
    前記均一照明手段が、前記光源から出射される光束の光軸に沿って前記光源に近い側から順次配列された第1のレンズアレイ、第2のレンズアレイからなる2枚のレンズアレイで構成され、
    前記遮光板は、縁部に凹部が設けられているとともに、複数の三角板が前記遮光板の進行方向に略垂直な辺に設けられており、前記三角板の先端の間隔が前記第2のレンズアレイを構成するレンズの配置間隔と略同じに設定され、
    前記遮光板は、前記三角板の先端が前記第2のレンズアレイを構成するレンズの境界線上を移動するように配置されていることを特徴とする投射型表示装置。
  2. 前記調光手段は、前記光源から出射される光束の外側から順に光束を遮るように構成されていることを特徴とする請求項1記載の投射型表示装置。
  3. 記遮光部が前記光軸に向かって外側から移動するように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の投射型表示装置。
  4. 前記回動軸が複数備えられ、これら回動軸が前記光軸に垂直な同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
  5. 前記遮光板が、非遮光時には光路の周辺部に配置されているとともに、遮光時にはその周辺部から遮光動作を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
  6. 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調光手段を制御する調光制御手段と、前記映像信号を前記制御信号に基づいて伸長する映像信号伸長手段とを備えたことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の投射型表示装置。
  7. 請求項記載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長し、この伸長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投射型表示装置の駆動方法。
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