JP4228831B2 - 投射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、投射型表示装置および投射型表示装置の制御方法に関する。

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画像を、投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型装置（液晶プロジェクタ）が開発されている。この装置では、表示する画像に応じて液晶ライトバルブを透過する光量を調節するだけでなく、光源から出射される光量も調節するものが提案されてきている。
例えば、上述した投射型表示装置として、液晶ライトバルブに入射させるランプ光量を、入力される映像信号のレベルに応じて制御するものが知られている（例えば、特許文献１。）。
特開平０３−１７９８８６号公報 （第３−４頁、第１図）

上述したように、従来の投射型表示装置においては、経時変化によりライトバルブの表示特性が変化してしまい、設定した映像の明るさが得られなくなる可能性があった。特に、映像に適応させて映像の明るさを変化させるような表示装置においては、映像の品質が損なわれる恐れがあるという問題があった。

また、光源やライトバルブの他に光量を調節する調光素子を備えている投射型表示装置においても、調光素子が経時変化により製造時に設定した映像の明るさが得られなくなる恐れがあった。
特に、調光素子として光学絞りを用いる場合には、経時変化の他に、光学絞りを制御する制御信号、光学絞りを駆動する機構部品の誤差などにより、設定した映像の明るさと表示されている映像の状態とが映像表示中に異なってしまう恐れがあった。これらの要因により、映像の品質が損なわれてしまう可能性があるという問題があった。

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、調光素子やライトバルブなどの特性が経時変化などにより変化しても表示される映像の品質を保つことができる投射型表示装置および投射型表示装置の制御方法を提供することを目的とする。

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、該光変調手段によって変調された光を投射する投射手段と、画像信号に基づいて前記投射手段から投射される光の光量を調節する調光手段とを備えた投射型表示装置であって、該調光手段を自動較正する較正手段を備えていることを特徴とする。

すなわち、本発明の投射型表示装置は、調光手段により調節される光量が、例えば調光手段の経時変化のため、設定した光量から変化しても、較正手段を備えているため、調光手段により調節される光量を較正することができ、表示される映像の品質を保つことができる。

上記の構成を実現するために、較正手段が調光手段により調節された光の光量を測定する光学検出手段を備え、光学検出手段の出力に基づいて調光手段を自動較正してもよい。
この構成によれば、較正手段が光学検出手段を備えているので、上記調光手段により調節される光量の変化をより確実に検出することができる。そのため、調光手段により調節される光量を確実に較正することができ、表示される映像の品質を保ちやすくなる。

上記の構成を実現するために、より具体的には、光学検出手段が投射手段から投射された画像の明るさを検出することで、調光手段により調節された光量を測定してもよい。
この構成によれば、光学検出手段が上記画像の明るさを検出することで調光手段により調節された光量を測定するため、上記調光手段により調節される光量の変化を検出でき、表示される映像の品質を保つことができる。また、上記調光手段により調節される光量の変化だけでなく、投射型表示装置の周囲の明るさ変化も検出することができ、周囲の明るさ変化に応じた較正を行って表示される映像の品質を保つことができる。
なお、調光手段は、光変調手段に入射する光量を調節してもよいし、光変調手段を透過する光量を調節してもよいし、光変調手段により変調された光の光量を調節してもよい。

上記の構成を実現するために、より具体的には、調光手段が光変調手段に入射する光の光量を調節し、光学検出手段が光変調手段に入射する光の光量を測定してもよい。
この構成によれば、光変調手段に入射する光量を測定しているので、調光手段により調節される光量の変化をより確実に検出することができる。そのため、調光手段により調節される光量を確実に較正することができ、表示される映像の品質を保ちやすくなる。

上記の構成を実現するために、より具体的には、光学検出手段が光変調手段よりも光源側に配置され、光変調手段から反射する光の光量を測定してもよい。
この構成によれば、光学検出手段が光変調手段から反射する光の光量を測定しているため、光学検出手段が光変調手段に入射する光を遮ることがない。そのため、光学検出手段を設けたことによる影響を受けることがなく、表示される映像の品質を保ちやすくなる。

上記の構成を実現するために、より具体的には、装置の起動時に較正手段が調光手段を自動較正してもよい。
この構成によれば、一般に投射型表示装置は起動に時間がかかり、この起動時毎に調光手段を自動較正するため、画像を投射するときには調光手段の較正は終了している。そのため、投射型表示装置を起動した後に表示される映像の品質を保つことができる。
また、起動時に調光手段を自動較正するため、調光手段を較正するために画像の投射を中断する必要がない。

上記の構成を実現するために、より具体的には、画像信号が切り替わる際に、較正手段が調光手段を自動較正してもよい。
この構成によれば、画像信号が切り替わり、画像が途切れる間を利用して調光手段を自動較正するため、次の画像を投射するときには調光手段の較正は終了している。そのため、画像信号が切り替わった後に表示される映像の品質を保つことができる。
また、画像信号が切り替わる時を利用して調光手段を自動較正するため、調光手段を較正するために画像の投射を中断する必要がない。

上記の構成を実現するために、より具体的には、較正手段に較正を行うことを指示する較正指示部が設けられ、較正指示部からの指示に基づき、較正手段が調光手段を較正してもよい。
この構成によれば、較正指示部からの指示に基づいて調光手段が較正手段により較正されるので、所望のタイミングで調光手段の較正を行うことができる。

上記の構成を実現するために、より具体的には、較正手段が投射型表示装置の周囲の明るさを検知する環境明るさ検出手段を備え、環境明るさ検出手段により検出された周囲の明るさが変化した時に、較正手段が調光手段を自動較正してもよい。
この構成によれば、投射型表示装置の周囲の明るさ変化を検出することができるため、調光手段に対して周囲の明るさ変化に応じた較正を行い、表示される映像の品質を保つことができる。

上記の構成を実現するために、より具体的には、光学検出手段が環境明るさ検出手段を兼ねてもよい。
この構成によれば、光学検出手段が環境明るさ検出手段を兼ねるため、調光手段に調節された光量の測定と、投射型表示装置の周囲の明るさ変化の検出とを同時に行うことができる。そのため、調光手段に調節された光量の変化に対する較正と上記周囲の明るさ変化に対する較正とを同時に行え、表示される映像の品質をより保ちやすくなる。

上記の構成を実現するために、調光手段が光学絞りであって、較正手段が、光学絞りの開度が所定開度になったことを検出する開度検出手段を備え、光学絞りの開度を所定開度に制御する場合には、開度検出手段の出力に基づいて光学絞りの開度を制御するとともに、光学絞りの開度を較正してもよい。
この構成によれば、光学絞りの開度を所定開度に制御する場合には、開度検出手段の出力に基づいて光学絞りの開度を制御するとともに、光学絞りの開度を較正している。そのため、調光手段の制御信号の誤差や機構部品の誤差の影響を受けることなく、光学絞りの開度を確実に較正することができ、表示される映像の品質を保つことができる。
また、開度検出手段により光学絞りの開度を検出して較正しているため、画像の表示を中断することなく光学絞りの開度を較正することができる。

本発明の投射型表示装置の制御方法は、光源と、該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを備え、画像信号に基づいて前記投射手段から投射される光の光量が調節される投射型表示装置の制御方法であって、前記投射手段から投射される光量の調節量が自動的に較正されることを特徴とする。
この構成によれば、前記投射手段から投射される光量の調節量が、設定した光量から変化しても自動的に較正されるため、表示される映像の品質を保つことができる。

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明における第１の実施の形態について図１から図３を参照して説明する。
図１は、本実施の形態における投射型表示装置１０の概略図である。
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赤色光・緑色光・青色光に分光するダイクロイックミラー３１、３２と、各色光を変調する液晶ライトバルブ（光変調手段）３６、３７、３８と、変調された各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム３９と、合成された画像をスクリーンＳに拡大投射する投射レンズ（投射手段）４０と、水平・垂直同期信号および画像信号に基づき照明装置１１と液晶ライトバルブ３６、３７、３８とを制御する制御部７０とから概略構成されている。

照明装置１１は、光源１２とフライアイレンズ１３、１４と遮光部（調光手段）２０とから構成され、光源１２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１２の光軸上に、複数のレンズを平面状に配置した第１のフライアイレンズ１３、第２のフライアイレンズ１４が順次設置されている。
遮光部２０は、遮光板（光学絞り）２１、２１と、遮光板２１の面と平行な方向に延在する回動軸２２、２２と、回動軸２２に設けられたステッピングモータ２３、２３とから構成されている。遮光部２０は、第１のフライアイレンズ１３と第２のフライアイレンズ１４との間で、第２のフライアイレンズ１４の近傍に配置されている。

ダイクロイックミラー３１、３２は、照明装置１１に近い方からダイクロイックミラー３１、ダイクロイックミラー３２の順に配置されている。ダイクロイックミラー３１は赤色光を透過して青色光・緑色光をダイクロイックミラー３２向けて反射し、ダイクロイックミラー３２は青色光を透過して緑色光を反射している。
また、ダイクロイックミラー３１、３２と液晶ライトバルブ３６、３７、３８との間には、ダイクロイックミラー３１、３２により分光された各色光を、それぞれ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が配置されている。

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透過型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。

図２は、本実施の形態の制御部７０における信号処理を示したブロック図であり、図３は、調光部５０の画像解析部５１の内部を詳細に示したブロック図である。
制御部７０は、図２に示すように、入力された水平・垂直同期信号および画像信号に応じてステッピングモータ２３と液晶ライトバルブ３６、３７、３８を制御する調光部（調光手段）５０と、調光部５０を較正する較正部（較正手段）６０とから構成されている。
調光部５０は、入力された水平・垂直同期信号および画像信号を解析して調光係数および画像処理係数を決定する画像解析部５１と、画像信号に伸長処理を施す画像処理部５２と、画像処理部５２の出力を変換する液晶ライトバルブ変換部３６ｂ、３７ｂ、３８ｂと、画像解析部５１の出力を変換するステッピングモータ変換部２３ｂと、液晶ライトバルブ３６、３７、３８を駆動制御する液晶ライトバルブドライバ３６ａ、３７ａ、３８ａと、ステッピングモータ２３を駆動制御するステッピングモータドライバ２３ａとから構成されている。
また、液晶ライトバルブ変換部３６ｂ、３７ｂ、３８ｂには、後述する液晶ライトバルブ較正部６２で較正・生成された液晶ライトバルブ制御テーブルが入力され、液晶ライトバルブ制御テーブルに従って画像処理部５２の出力が変換されている。また、ステッピングモータ変換部２３ｂには、同じく後述するステッピングモータ較正部６３で較正・生成されたステッピングモータ制御テーブルが入力され、ステッピングモータ制御テーブルに従って画像解析部５１の出力が変換されている。

較正部６０は、フォトダイオードからなる光学センサ（光学検出手段）６１と、光学センサ６１の出力に基づき液晶ライトバルブ制御テーブルを較正・生成する液晶ライトバルブ較正部６２と、同じく光学センサ６１の出力に基づきステッピングモータ制御テーブルを較正・生成するステッピングモータ較正部６３とから構成されている。
光学センサ６１はスクリーンＳに向かって、スクリーンＳに投射された画像の明るさを検出するように配置されている（図１参照）。液晶ライトバルブ較正部６２は、較正・生成した液晶ライトバルブ制御テーブルを液晶ライトバルブ変換部３６ｂ、３７ｂ、３８ｂに出力しているとともに、較正動作時の液晶ライトバルブ３６、３７、３８の駆動制御信号を液晶ライトバルブドライバ３６ａ、３７ａ、３８ａに出力している。ステッピングモータ較正部６３も同様に、較正・生成したステッピングモータ制御テーブルをステッピングモータ変換部２３ｂに出力しているとともに、較正動作時のステッピングモータ２３の駆動制御信号をステッピングモータドライバ２３ａに出力している。

ここで、ステッピングモータ制御テーブルとは、画像解析部５１の出力に対するステッピングモータ２３の回転角度の関係が保存されたテーブルであり、これは言い換えると、画像解析部５１の出力に対する遮光板２１の開度との関係が保存されたテーブルである。
また、液晶ライトバルブ制御テーブルとは、画像処理部５２の出力に対する液晶ライトバルブ３６、３７、３８の駆動電圧の関係が保存されたテーブルである。

画像解析部５１は、図３に示すように、画像信号から明るさのヒストグラムを作成するヒストグラム作成部５３と、作成したヒストグラムから調光係数を決定する調光係数決定部５４と、同じく作成したヒストグラムから画像処理係数を決定する画像処理係数決定部５５とから構成されている。
調光係数決定部５４で決定された調光係数はステッピングモータ変換部２３ｂに出力され、画像処理係数決定部５５で決定された画像処理係数は画像処理部５２に出力されている。

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のフライアイレンズ１３に入射され、第２のフライアイレンズ１４に集光、入射される。白色光は、第２のフライアイレンズ１４に入射される直前に、後述する制御部７０からの調光係数に基づいて、遮光板２１がステッピングモータ２３により所定の位置まで駆動され遮光、減光される。第２のフライアイレンズ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Ｌ_Rが透過されるとともに、青色光Ｌ_Bと緑色光Ｌ_Gとが反射される。

ダイクロイックミラー３１を透過した赤色光Ｌ_R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 、緑色光Ｌ_G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Ｌ_B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。

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、後述する制御部７０からの画像信号に基づいて変調されてクロスダイクロイックプリズム３９に向けて出射される。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。

次に、調光部５０における作用について説明する。
調光部５０には、図２に示すように、水平・垂直同期信号および画像信号が入力され、それぞれ分岐して画像解析部５１と画像処理部５２とに入力される。
画像解析部５１に入力された水平・垂直同期信号および画像信号は、図３に示すように、まずヒストグラム作成部５３に入力され、画像信号の分析に使用するヒストグラムが作成される。ヒストグラムは画像に含まれる階調分布を示すものであり、縦軸はその画面における表示階調の出現度数を表し、横軸は階調を表している。ヒストグラム作成部５３ではさらに作成したヒストグラムから、画像の明るさを特徴づける明るさパラメータを抽出する。抽出方法としては、例えば明るい側から度数を調べ、それが初めてある大きさになる階調を選択する方法などを用いることができる。
調光係数決定部５４においては、この明るさパラメータからルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ；以後、ＬＵＴと表記する）などにより、実際の遮光部の特性から調光係数を決定する。また、画像処理決定部５５においても同様に、明るさパラメータと液晶ライトバルブの特性とから画像処理係数を決定する。

画像解析部５１において決定された調光係数は、図２に示すように、ステッピングモータ変換部２３ｂに入力される。ステッピングモータ変換部２３ｂでは、ステッピングモータ制御テーブルにより調光係数に対応したステッピングモータ２３の回転角度が求められ、ステッピングモータドライバ２３ａに出力される。ステッピングモータドライバ２３ａは、ステッピングモータ２３の回転角度が入力された値となるようにステッピングモータ２３を制御する。

また、画像解析部５１において決定された画像処理係数は画像処理部５２に入力され、画像処理部５２において映像信号が画像処理係数に応じた伸長処理が施されて変調された画像信号が生成される。変調された画像信号は、液晶ライトバルブ変換部３６ｂ、３７ｂ、３８ｂに入力され、液晶ライトバルブ制御テーブルにより変調された画像信号に対応した液晶ライトバルブ３６、３７、３８の駆動電圧が求められ、液晶ライトバルブドライバ３６ａ、３７ａ、３８ａに出力される。液晶ライトバルブドライバ３６ａ、３７ａ、３８ａは、液晶ライトバルブ３６、３７、３８を上記の駆動電圧で制御する。

次に、次に本発明の特徴である較正部６０における作用について説明する。
まず、投射型表示装置１０が起動されると、液晶ライトバルブ較正部６２は、液晶ライトバルブドライバ３６ａ、３７ａ、３８ａに較正用パターンの表示を指示する。較正用パターンとしては、例えば投射型表示装置１０の製造会社のロゴや、製品のロゴなど使用することができ、表示される画像の少なくとも一部の明るさが光学センサ６１で検出でき較正に利用できるものであればよい。
較正用パターンが表示されたら、ステッピングモータ較正部６３は、ステッピングモータドライバ２３ａに遮光板２１を全開するよう指示する。遮光板２１が全開にされ較正用パターンが明るくなると、ステッピングモータ較正部６３は、光学センサ６１を用いて較正用パターンの少なくとも一部の明るさを計測しながら、遮光板２１を徐々に閉じて行く。
この測定結果を基にして、ステッピングモータ較正部６３は、ステッピングモータ制御テーブルにおける遮光板２１の開度と較正用パターンの明るさとの関係を較正して、較正したステッピングモータ制御テーブルをステッピングモータ変換部２３ｂへ出力する。ステッピングモータ制御テーブルの出力が終わると、ステッピングモータ較正部６３は、ステッピングモータドライバ２３ａに遮光板２１を全開にするよう指示を出す。

次に、液晶ライトバルブ較正部６２は、光学センサ６１を用いて較正用パターンの明るさを測定しながら、液晶ライトバルブドライバ３６ａ、３７ａ、３８ａに液晶ライトバルブ３６、３７、３８における較正用パターンの表示階調を順に変えていくよう指示を出す。
この測定結果を基にして、液晶ライトバルブ較正部６２は、液晶ライトバルブ制御テーブルにおける表示階調と較正用パターンの明るさとの関係を較正して、較正した液晶ライトバルブ制御テーブルを液晶ライトバルブ変換部３６ｂ、３７ｂ、３８ｂへ出力する。
以上により、較正部６０による較正が終了し、これ以降投射型表示装置１０は入力される水平・垂直同期信号および映像信号に基づいて画像をスクリーンＳに表示する。

なお、上述した較正部６０による各制御テーブルの較正は、入力される映像信号、水平・垂直同期信号が切り替えられる時、例えば、ＶＴＲから入力されていた映像信号がＰＣから入力される映像信号に切り替えられる切れ目に行われてもよい。すると、入力信号が切り替えられた次の画像を投射するときには各制御テーブルの較正は終了しているため、入力される信号が切り替わった後に表示される映像の品質を保つことができる。また、入力信号が切り替わる切れ目を利用して各制御テーブルを自動較正するため、調光手段を較正するために画像の投射を中断することがない。

また、較正部６０に各制御テーブルの較正を指示する較正指示部を設けて、ユーザーが較正指示部を介して、例えば、較正指示部に設けられたボタンを押して、較正を行ってもよい。この構成によれば、較正指示部からの指示に基づいて各制御テーブルが較正されるので、所望のタイミングで各制御テーブルの較正を行うことができる。

また、光学センサ６１が常にスクリーンＳに投射された画像をモニターして、投射型表示装置１０以外の要因で上記画像の明るさの変化を検出した場合、つまり、環境の明るさが変化（室内の照明が点灯・消灯される等）した場合、各制御テーブルを較正してもよい。この構成によると、投射型表示装置１０の周囲の明るさ変化を検出することができるため、各制御テーブルに対して周囲の明るさ変化に応じた較正を行い、表示される映像の品質を保つことができる。なお、環境の明るさ変化を検出する光学センサ（環境明るさ検出手段）は、光学センサ６１を共用してもよいし、それ専用の光学センサを設けてもよい。

上記の構成によれば、遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８により調節される光量が、例えば経時変化のため製造時に設定した光量から変化しても、較正部６０を備えているため、遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８により調節される光量を較正することができ、表示される映像の品質を保つことができる。

較正部６０が光学センサ６１を備えているので、遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８により調節される光量の変化をより確実に検出することができる。そのため、遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８により調節される光量を確実に較正することができ、表示される映像の品質を保ちやすくなる。

光学センサ６１がスクリーンＳに投射された画像の明るさを検出することで遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８により調節された光量を測定している。そのため、遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８により調節される光量の変化を検出でき、表示される映像の品質を保つことができる。また、遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８により調節される光量の変化だけでなく、投射型表示装置１０の周囲の明るさ変化をも検出することができ、周囲の明るさ変化に応じた較正を行って表示される映像の品質を保つことができる。

投射型表示装置１０の起動時毎に遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８の各制御テーブルを自動較正するため、画像を投射するときには遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８の較正は終了している。そのため、投射型表示装置１０を起動した後に表示される映像の品質を保つことができる。
また、起動時に遮光部２０および液晶ライトバルブ３６、３７、３８を自動較正するため、較正するために画像の投射を中断することがない。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明における第２の実施の形態について図４および図５を参照して説明する。
本実施の形態における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、較正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４および図５を用いて較正部周辺のみを説明し、投射型表示装置本体等の説明を省略する。
図４は、本実施の形態の制御部９０における信号処理を示したブロック図である。
制御部９０は、図４に示すように、入力された水平・垂直同期信号および画像信号に応じてステッピングモータ２３と液晶ライトバルブ３６、３７、３８を制御する調光部５０と、調光部５０を較正する較正部（較正手段）８０とから構成されている。

図５は、本実施の形態における光センサの配置を示す概略図である。
較正部８０は、フォトダイオードからなる光学センサ（光学検出手段）８１と、光学センサ８１の出力に基づきステッピングモータ制御テーブルを較正・生成するステッピングモータ較正部８３とから構成されている。
光学センサ８１は、図５に示すように、液晶ライトバルブ３６、３７、３８の光源１２側の光源１２からの照明光を遮らない位置に、液晶ライトバルブ３６、３７、３８から反射した光を検出するように配置されている。ステッピングモータ較正部８３は、較正・生成したステッピングモータ制御テーブルをステッピングモータ変換部２３ｂに出力しているとともに、較正動作時のステッピングモータ２３の駆動制御信号をステッピングモータドライバ２３ａに出力している。

ここで、ステッピングモータ制御テーブルとは、画像解析部５１の出力に対するステッピングモータ２３の回転角度の関係を保存したテーブルであり、これは言い換えると、画像解析部５１の出力に対する遮光板２１の開度の関係を保存したテーブルである。

次に、次に本発明の特徴である較正部６０における作用について説明する。
まず、投射型表示装置１０が起動されると、ステッピングモータ較正部８３は、ステッピングモータドライバ２３ａに遮光板２１を全開するよう指示する。遮光板２１が全開にされると、ステッピングモータ較正部８３は、光学センサ８１を用いて液晶ライトバルブ３６、３７、３８からの反射光の明るさを計測しながら、遮光板２１を徐々に閉じて行く。
この測定結果を基にして、ステッピングモータ較正部８３は、ステッピングモータ制御テーブルにおける遮光板２１の開度と上記反射光の明るさとの関係を較正して、較正したステッピングモータ制御テーブルをステッピングモータ変換部２３ｂへ出力する。
以上により、較正部８０による較正が終了し、これ以降投射型表示装置１０は入力される水平・垂直同期信号および映像信号に基づいて画像をスクリーンＳに表示する。

上記の構成によれば、光学センサ８１が液晶ライトバルブ３６、３７、３８から反射する光の光量を測定しているため、光学センサ８１が液晶ライトバルブ３６、３７、３８に入射する光を遮ることがない。そのため、光学センサ８１を設けたことによる影響を受けることがなく、表示される映像の品質を保ちやすくなる。
また、較正部８０の構成が第１の実施の形態と比較して簡素になるため、投射型表示装置の製造が容易となり、より安価に製造することができる。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明における第３の実施の形態について図６から図９を参照して説明する。
本実施の形態における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、較正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６から図９を用いて較正部周辺のみを説明し、投射型表示装置本体等の説明を省略する。
図６は、本実施の形態の制御部１１０における信号処理を示したブロック図である。図７は、絞り開度１００％時の遮光板と位置センサとの位置関係を示す概略図である。
制御部１１０は、図６に示すように、入力された水平・垂直同期信号および画像信号に応じてステッピングモータ２３と液晶ライトバルブ３６、３７、３８を制御する調光部５０と、調光部５０を較正する較正部（較正手段）１００とから構成されている。
較正部１００には、図７に示すように、絞り開度１００％時に遮光板２１と接触する位置に配置された位置センサ（開度検出手段）１０１を備えている。位置センサ１０１は、その出力がステッピングモータドライバ２３ａに入力されるように配置されている。

次に、次に本発明の特徴である制御部１１０における作用について説明する。
図８は、絞り開度７０％時の遮光板と位置センサとの位置関係を示す概略図である。図９は、絞り開度４０％時の遮光板と位置センサとの位置関係を示す概略図である。
制御部１１０に映像信号および水平・垂直信号が入力されると、図６に示すように、まず画像解析部５１において調光係数が決定される。そして、ステッピングモータ変換部２３ｂにおいて、ステッピングモータ制御テーブルに従って決定された調光係数に対応したステッピングモータ回転角度、つまり遮光板２１の絞り開度が決定される。絞り開度が決定されると、ステッピングモータ２３はステッピングモータドライバ２３ａにより決定された回転角度になるよう駆動される。
この決定された絞り開度が１００％未満、例えば絞り開度７０％（図７参照）や４０％（図８参照）の場合、絞り開度の制御は調光係数のみに基づいて行われている。

一方、決定された絞り開度が１００％の場合、ステッピングモータドライバ２３ａは、位置センサ１０１が遮光板２１と接触して出力される信号が入力されるまで、ステッピングモータ２３を絞り開度が開く方向に回転させる。つまり、この場合、絞り開度の制御は位置センサ１０１の出力のみに基づいて行われている。

上記の構成によれば、遮光板２１の絞り開度を１００％に制御する場合には、位置センサ１０１の出力に基づいて遮光板２１の絞り開度を制御するとともに、遮光板２１の絞り開度を較正することができる。そのため、ステッピングモータドライバ２３ａの信号誤差やステッピングモータ２３の部品の誤差などの影響を受けることなく、遮光板２１の絞り開度を確実に較正することができ、表示される映像の品質を保つことができる。
また、位置センサ１０１により遮光板２１の開度を検出して較正しているため、画像の表示を中断することなく光学絞りの開度を較正することができる。

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、三板式の投射型表示装置に適応して説明したが、この三板式の投射型表示装置に適応したものに限られることなく、単板式の投射型表示装置など、その他各種の投射型表示装置に適応することができるものである。

本発明の第１の実施の形態の投射型表示装置を示す概略図である。 同、制御部における信号処理を示したブロック図である。 同、調光部の画像解析部の内部を詳細に示したブロック図である。 第２の実施の形態の制御部における信号処理を示したブロック図である。 同、光センサの配置を示す概略図である。 第３の実施の形態の制御部における信号処理を示したブロック図である。 同、遮光板と位置センサとの位置関係を示す概略図である。 同、遮光板と位置センサとの位置関係を示す概略図である。 同、遮光板と位置センサとの位置関係を示す概略図である。

符号の説明

１０・・・投射型表示装置、 １１・・・照明装置、 １２・・・光源、 ２０・・・遮光部（調光手段）、 ２１・・・遮光板（光学絞り）、 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）、 ５０・・・調光部（調光手段）、 ６０、８０、１００・・・較正部（較正手段）、 ６１、８１・・・光学センサ（光学検出手段）、 １０１・・・位置センサ（開度検出手段）

Claims (11)

1. 光源と、該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段によって変調された光を投射する投射手段と、を備えた投射型表示装置であって、
   画像信号を解析し、画像の明るさを特徴づける明るさパラメータに対応した調光係数を決定する画像解析部と、
   光を遮光する遮光部を有し、前記調光係数に基づいて前記遮光部を制御し前記光変調手段に入射する光の光量を調節する調光手段と、
   前記調光手段により調節された光の光量を測定する光学検出手段を有し、前記調光手段により調節される光量を較正する較正手段を備え、
   前記較正手段は、前記光学検出手段の出力に基づいて、前記調光手段により調節されるべき光量である製造時に設定した光量から、前記調光手段により調節された光の光量への変化を検出すると共に、
   前記調光係数と、前記調光手段により調節される光の光量との関係が保存されたテーブルを較正し、
   前記調光手段は、較正された前記テーブルに基づく前記調光係数により光量を調節することを特徴とする投射型表示装置。
2. 前記光学検出手段が、前記投射手段から投射された画像の明るさを検出することで、前記調光手段により調節された光量を測定することを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
3. 前記較正手段は、前記光変調手段に、前記光学検出手段が明るさを検出でき較正に利用できる較正用パターンを表示させることを特徴とする請求項２記載の投射型表示装置。
4. 前記光学検出手段が、前記光変調手段に入射する光の光量を測定することを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
5. 前記光学検出手段が、前記光変調手段よりも前記光源側に配置され、
   前記光変調手段から反射する光の光量を測定していることを特徴とする請求項４記載の投射型表示装置。
6. 前記遮光部は、光学絞りと、前記光学絞りを駆動するステッピングモータと、を備え、前記ステッピングモータの回転角度により前記光学絞りの開度を制御すると共に、
   前記較正手段は、前記調光係数に対するステッピングモータの回転角度の関係が保存されたステッピングモータ制御テーブルを較正することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
7. 装置の起動時に、前記較正手段が前記調光手段により調節される光量を自動較正することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
8. 前記画像信号が切り替わる際に、前記較正手段が前記調光手段により調節される光量を自動較正することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
9. 前記較正手段に較正を行うことを指示する較正指示部が設けられ、
   該較正指示部からの指示に基づき、前記較正手段が前記調光手段により調節される光量を較正することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
10. 前記較正手段が、投射型表示装置の周囲の明るさを検知する環境明るさ検出手段を備え、
    該環境明るさ検出手段により検出された周囲の明るさが変化した時に、前記較正手段が前記調光手段により調節される光量を自動較正することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の投射型表示装置。
11. 前記光学検出手段が前記環境明るさ検出手段を兼ねることを特徴とする請求項１０記載の投射型表示装置。

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