JPH0481714A - 液晶プロジェクション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶プロジェクション装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の液晶プロジェクション装置としては、赤、緑、青
の各色別に画像を形成する３つの液晶デバイスを備え、
各液晶デバイスで形成された各色画像を、それぞれ投写
レンズを通してスクリーン上に投写して合成画像を形成
するもの（特開昭６１−１６７２９７号公報、特開昭６
３−５８４１４号公報参照）、あるいは、前記液晶デバ
イスで形成された各色画像を合成光学系によって合成し
た後、投写レンズを通してスクリーン−Ｆに投写するも
のく特開昭６１−１３８８５号公報参照）が知られてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の液晶プロジェクション装置に
よってスクリーン上に投写した画像の輝比例して周辺が
暗くなる。さらに、通常、光源にも輝度むらがあるため
、前記画像の水平および垂直方向について周辺部の輝度
は低下し、中央部に対して１／３〜１１５になるのが一
般的であった（第７図および第８図参照）。

したがって、通常のテレビ受像機のような直視前方式の
ものに比へて周辺輝度の低下が目ｑつため、鮮明な画像
を得ることかできず見つらいのか現状である。

また、鮮明な画像を得るため画像の輪郭部を強調するこ
とも考えられるが、液晶デバイスは航記直視管方式に用
いられるブラウン管に比較して駆動電圧に対する輝度特
性の制御幅（ダイナミックレンジ）か狭いため、前記駆
動電圧となる各色の映像信号に輪郭強調の成分を合成し
て前記液晶デバイスを駆動しても画像の輪郭部がつふれ
てしまい、画質悪化の要因となる。

本発明は、上記従来の技術が有する問題点に鑑みてなさ
れたもので、補正用液晶デバイスを設けることにより投
写画像の画質を改善して、より鮮明な画像を得ることの
できる液晶プロジェクション装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、赤、緑、青の各色別の画像形成用液晶デバイ
スを用いて各色画像を形成する画像形成手段を備え、該
画像形成手段にて形成された画像を投写レンズを通して
スクリーン上へ投写する液晶プロジェクション装置にお
いて、 前記画像形成用液晶デバイスと投写レンズとの間に、該
画像形成用液晶デバイスによって形成された画像光が透
過する補正用液晶デバイスが配置されており、 該補正用液晶デバイスを、その透過率を制御する補正用
駆動信号によって駆動する補正制御手段を有するもので
ある。

また、前記補正制御手段が、補正用液晶デバイスを、そ
の中央部に比較して周辺部に向かうほど、対応する画素
の透過率を高く設定する補正用駆動電圧発生回路を有す
るもの、 前記画像形成手段が、各色別の画像形成用液晶デバイス
で形成された各色画像を合成する合成光学系を備え、補
正用液晶デバイスは前記合成光学系と投写レンズとの間
に配置されているもの、前記補正用液晶デバイスが各色
別の画像形成用液晶デバイスに隣接して配置されている
もの、さらに、前記補正制御手段が、各色の映像信号の
高周波成分を取出すハイパスフィルタを備え、該高周波
成分を補正用駆動信号に合成して補正用液晶デバイスを
駆動するものがある。

〔作用〕

本発明の液晶プロジェクション装置は、画像形成用液晶
デバイスと投写レンズとの間に補正用液晶デバイスを配
置し、該補正用液晶デバイスの透過率を制御することに
より、スクリーン上に投写された画像の輝度をコントロ
ール可能にしたものである。通常、スクリーン上に投写
された投写画像の輝度は、中央部で高く周辺部に向かう
ほど低くなるので、請求項第２項に記載したもののよう
に、前記補正用液晶デバイスの透過率を、その周辺部に
向かうほど高くすることにより前記投写画像の輝度は全
体的に略均−にすることができる。

また、請求項第５項に記載のもののように、各色の映像
信号の高周波成分を取出して、該高周波成分を踏まえて
前記補正用液晶デバイスの透過率を制御することにより
、各色毎の色の変化部分、すなわち前記投写画像の輪郭
を鮮明にすることかできる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の液晶プロジェクション装置の一実施例
を示す図である。

この液晶プロジェクション装置は、放物面鏡１によって
反射ざわて平行光となった光源２からの光源光を、その
光路上に順に配置された赤反射ダイクロイックミラー３
と緑反射ダイクロイックミラー５とによって、赤、緑、
青の各色光に分離し、前記赤反射ダイクロイックミラー
３で反射する赤色光は、その光路上に配置された反射ミ
ラー４で反射して透過型の赤色用の液晶デバイス（以下
赤色ＬＣＤと略す）６Ｒに入射し、さらに、前記赤反射
ダイクロイックミラー３を透過する緑および青色光は、
前記緑反射ダイクロイックミラニー５において、そ九ぞ
わ反射および透過してそわらの光路上に配置された、透
過型の緑色用の液晶デバイス（以下緑色ＬＣＤと略す）
６Ｇおよび青色用の液晶デバイス（以下青色ＬＣＤと略
す）６Ｂに入射して、赤、緑、青の各色光像を形成する
。

前記界、緑、青の各色光像のうち、赤色光像および緑色
光像は、そわらの光路上に配置されている緑反射ダイク
ロプリズム７に入射して合成され、また、青色光像は、
その光路北に配置されている青反射用プリズム８で反射
した後、その反射方向で、かつ、前記赤色光像および緑
色光像の合成光の光路上に配置された青反射ダイクロプ
リズム９に入射して、該青反射ダイクロプリズム９にお
いて、前記合成光と合成されて赤、緑、青の各色光像の
合成光像となる。ざらに、前記青反射ダイクロプリズム
９にて合成された各色の合成光像は輝度ムラ補正用液晶
デバイス（以下補正用ＬＣＤと略す）１０を通った後、
投写レンズ１１によってスクリーン１２上へ拡大投写さ
れる。なお、投写レンズ１１は、通常、色収差補正、歪
補正等のため数枚の凸凹レンズで構成されるが、便宜上
凸レンズ１枚で示している。

前述の赤、緑、青の各色ＬＣＤ６Ｒ１６Ｇ、６Ｂは、そ
れぞれ、各色画像用の原色映像信号により画素毎に照明
光の変調を行なって各色画像を形成するものである。

前記補正用ＬＣＤｌ０は、前述の各色ＬＣＤ６Ｒ１６Ｇ
、６Ｂと同様な、透過型の液晶デバイスであるが、画像
形成は行なわず、輝度ムラ補正電圧発生回路１３によっ
て駆動されて、各画素毎の光の透過率を変化することに
より、前記各色の合成光像の輝度ムラの補正を行なう。

ここで、輝度ムラ補正電圧発生回路１３について説明す
る。

スクリーン１２上へ投写される前記合成光像は、前述の
ように、その輝度分布が投写光の投写角（θ）の概ね１
／ｃｏｓ３に比例するため（第７図参照）、スクリーン
１２上に投写された画像においては中央部分と周辺部と
では輝度にムラ（明暗）が生じる。輝度ムラ補正電圧発
生回路１３は、上述のような輝度ムラを補正するため、
前記輝度分布に逆向する、第２図（ａ）　、　（ｂ）に
示すような、補正用ＬＣＤ　１０に対する駆動電圧（逆
パラボラ波形）を出力する。

第２図（ａ）　、　（ｂ）は、そわぞれ、補正用ＬＣＤ
１０の、水平方向と垂直方向についての輝度ムラ補正信
号を示すものであり、共に、補正用ＬＣＤ１０の中央部
分に相当する部分が低レベルとなっでいる。このような
輝度ムラ補正信号を前記補正用ＬＣＤｌ０に印加するこ
とにより、該補正用ＬＣＤ　１０の透過率は、中央部分
で低く、外側に向かうほど高くなり、該補正用ＬＣＤ　
１０を通った、投写レンズ１１への入射光は中央部より
外側にむかうほと明るく変調される。この変調光が投写
レンズ１１で拡大されスクリーン１２に投写されると、
略　　　　に比例した輝度となって周辺ＣＯ３３θ 部の輝度は低下し、中央部とほぼ等しくなり均一な投写
画像を得ることができる。

次に、本発明の第２実施例について第３図を参明して説
明する。

本実施例の液晶プロジェクション装置は、前述と同様に
放物面鏡１によって反射されて平行光となった光源２の
光源光か、まず、偏光変換素子２０に入射してＰ偏光の
赤、緑、青の各色光ＰＲ，Ｐ６、Ｐ８に揃えられる。こ
の偏光変換素子２０は、光源光を一方向の直線偏光光に
変換して出射するもので、特開昭６１−９０５８４ある
いは特開昭６３−１９７９１３に記載のものと同等なも
のでよく、本実施例では上述のように出射光かＰ偏光と
なるように設定されている。

前記偏光変換素子２０から出射した各色光ＰＲ５Ｐ６、
Ｐ８は、そわらの光路上に順に配置された緑反射ダイク
ロイックミラー２１と赤反射ダイクロイックミラー２２
とによって色分離され、緑反射ダイクロイックミラー２
１で反射する緑色光Ｐ６は緑色ＬＣＤ６Ｇに入射し、ま
た、前記緑反射ダイクロイックミラー２１を透過する赤
および青色光ＰＲ，ＰＲのうち、赤反射ダイクロイック
ミラー２２で反射する赤色光Ｐ８は赤色ＬＣＤ　６Ｒに
入射する。さらに、前記赤反射タイクロイックミラー２
２を透過する青色光ＰＢは、反射ミラー２３で反射して
λ／２板２４に入射し、該λ／２板２４にてＳ偏光の青
色光Ｓ８に変換された後、反射ミラー２５で反射して青
色ＬＣＤ　６　Ｂに入射する。

上述の赤、縁、青の各色ＬＣＤ６Ｒ１６Ｇ、６Ｂは、前
述の実施例と同様なものであり、照明光の変調を行なっ
て各色画像を形成する。

緑色ＬＣＤ６Ｇから出射する緑色光像は、その光路上に
配置したビームスプリッタ２６に入射してその明部に相
当するＰ偏光の緑色光像Ｐ６が該ビームスプリッタ２６
を透過し、補正用ＬＣＤ３０を通った後、投写レンズ３
２によって不図示のスクリーン上へ拡大投写される。な
お、緑色光像のうち暗部に相当するＳ偏光の緑色光像Ｓ
６は前記ビームスプリッタ２６で反射して投写光路から
外れ、光吸収板２８によフて熱として吸収される。

また、赤色ＬＣＤ６Ｒから出射する赤色光像は、その光
路上に配置したビームスプリッタ２７に入射して明部に
相当するＰ偏光の赤色光像ＰＲが該ビームスプリッタ２
７を透過する。一方、青色ＬＣＤ６Ｂから出射する青色
光像も、同様にその光路上に位置するビームスプリッタ
２７に入射して明部に相当するＳ偏光の青色光像Ｓ８が
該ビームスプリッタ２７で反射し、そこで、該ビームス
プリッタ２７を透過する前記赤色光像ＰＲと合成される
。なお、前記赤色光像および青色光像のうち、各暗部に
相当するＳ偏光の赤色光像ＳＲおよびＰ偏光の青色光像
ＰＢは、前記ビームスプリッタ２７に入射した際それぞ
れ反射、透過して投写光路から外れ、光吸収板２９によ
って熱として吸収される。

前記ビームスプリッタ２７で合成された赤色光像ＰＲと
青色光像Ｓ８との合成光は補正用ＬＣＤ３１を通った後
、投写レンズ３３によって前記緑色光像Ｐ、と重ね合わ
せるようにスクリーン上へ拡大投写される。

本実施例の液晶プロジェクション装置は、上述のように
、二つの投写レンズ３２．３３を用いてスクリーン上に
光像を重ね合わせるように拡大投写するものであるが、
前述の実施例と同様に、各光像（緑色光像ＰＧ、赤色光
像Ｐ６および青色光像Ｓ８の合成光像）は、前記投写レ
ンズ３２．３３に入射する以前に、それぞれ、補正用Ｌ
ＣＤ３０．３１を通過する構成となっている。

本実施例の補正用ＬＣＤ３０．３１も、前述の実施例の
ものと同様な輝度ムラ補正電圧発生回路によって駆動さ
れて各色光像の輝度ムラの補正を行なうものであり、前
述の第２図に示したような輝度ムラ補正信号が印加され
る。これによって、前記補正用ＬＣＤ３０．３１は共に
、光の透過率か中央部分で低くなり外側に向かうほど高
くなるので、スクリーン上ではほぼ均一な輝度の画像を
得ることができる。

次に、本発明の第３実施例について説明する。

本実施例では、前述の第１実施例で示した液晶プロジェ
クション装置において、赤、緑、青の各色画像を形成す
る赤色ＬＣＤ６Ｒ１緑色ＬＣＤ６Ｇおよび青色ＬＣＤ６
Ｂに対して、第４図に示すように、それぞれ補正用ＬＣ
Ｄｌ０Ｒ１１０Ｇ、ＩＯＢを設けたものであり、投写画
像の輝度ムラ補正とともに画質補正（輪郭補正）を可能
としている。

前記補正用ＬＣＤｌ０Ｒ１ＩＯＧ、ＩＯＢは、それぞれ
、赤、緑、青の各色ＬＣＤ６Ｒ１６Ｇ、６Ｂに近接して
配置されて、光補正用駆動電圧発生回路４１Ｒ１緑補正
用駆動電圧発生回路４１Ｇ、青補正用駆動電圧発生回路
４１Ｂによって駆動される。赤、緑、青の各補正用駆動
電圧発生回路４１Ｒ１４１Ｇ、４１Ｂは、それぞれ、ハ
イパスフィルタ４０Ｒ１４０Ｇ、４０Ｂとともに、前述
の各実施例と同様に第２図に示すような輝度ムラ補正電
圧を、赤、緑、青の各色映像信号の同期信号に同期して
出力する輝度ムラ補正電圧発生回路４２と接続されてい
る。

ハイパスフィルタ４０Ｒ，４０Ｇ、４０Ｂは、それぞれ
、赤、緑、青の各色映像信号が人力され、各映像信号か
ら輪郭強調のための高周波成分である輪郭補正信号を取
出す。例えば、前記ハイパスフィルタ４０Ｒに人力した
赤色映像信号か第５図に示すような映像信号であれば、
該ハイパスフィルタ４０Ｒで取出した高周波成分は第５
図に示すような輪郭補正信号となる。

各ハイパスフィルタ４０Ｒ１４０Ｇ、４０Ｂで取出され
た各色映像信号の輪郭補正信号は、それぞれ、赤、緑、
青の各色補正用駆動電圧発生回路４１Ｒ１４１Ｇ、４１
Ｂへ送られ、前記輝度ムラ補正信号と合成されて各補正
用ＬＣＤｌ０Ｒ５１０Ｇ、ＩＯＢへ、補正用駆動信号と
して印加される。この補正用駆動信号によって駆動され
ることで、前記各色の補正用ＬＣＤｌ０Ｒ１ＩＯＧ、１
０Ｂは、光の透過率が中央部で低く外側に向かうほど高
くなるとともに、前記輪郭補正信号によって駆動する画
素、すなわち各色画像の色が変化する輪郭部に相当する
画素についてはその透過率が高くなる。

本実施例の場合、前述したように、赤、緑、青の各色光
像を、補正用ＬＣＤｌ０Ｒ１ＩＯＧ、１０Ｂを通して輝
度ムラ補正を行なった後、合成してスクリーン１２上へ
拡大投写するか、該スクリーン１２上に投写された画像
は、前記各実施例の場合と同様にほぼ均一な輝度となる
。

また、本実施例において形成される赤、緑、青の各色光
像は、前述のように、各色映像信号の高周波成分を利用
して画質補正を行なっているため、実質的には第５図に
示す、映像信号と輪郭補正信号とを合成した変調映像信
号によって画像形成用の各色ＬＣＤ６Ｒ１６Ｇ、６Ｂを
駆動して得たものと同様な画像となり、従来の約２〜３
倍の輪郭強調を可能としている。

次に、本発明の第４実施例について説明する。

本実施例は、前述の各実施例がスクリーンに対して正投
写方式であるのに対し、第６図に示すように、スクリー
ン６６に対して所定の投写角をもって光像が投写される
斜投写方式の液晶プロジェクション装置を示すものであ
る。

この液晶プロジェクション装置は、第６図に示すように
、放物面鏡６１に反射されて平行光となった光源２から
の光源光か透過型の画像形成用液晶デバイス（以下画像
用ＬＣＤと略す）６３を照射することにより、該画像用
ＬＣＤ６３にて画像が形成され、その画像光は補正用液
晶デバイス（以下補正用ＬＣＤと略す）６４を通った後
、投写レンズ６５によってスクリーン６６上に拡大投写
される。

前記画像用ＬＣＤ６３は、画像用ＬＣＤ駆動回路６７か
らの、映像信号に応じた駆動信号によって画素毎に駆動
され、照明光となる前記光源光の変調を行なって画像を
形成する。

補正用ＬＣＤ６４は、前述の第３実施例の場合と同様に
、ハイパスフィルタ６８および輝度ムラ補正電圧発生回
路６９から輪郭補正信号および輝度ムラ補正信号を受け
て補正用駆動信号を生成する補正用駆動電圧発生回路７
０によって駆動され、前記画像用ＬＣＤ６３にて形成さ
れた画像の輝度補正および輪郭補正を可能にしている。

ハイパスフィルタ６８が出力する輪郭補正信号は、前記
第３実施例で用いた各ハイパスフィルタと同様に映像信
号から取出した高周波成分である。

ここて、輝度ムラ補正電圧発生回路６９について説明す
る。

本実施例の液晶プロジェクション装置は、前述のように
斜投写方式であるので、垂直方向の焦点距離か上下で対
称にならずスクリーン６６上において投写画像の下側の
方が短くなっており、そのため、輝度分布も対称になら
ず、第８図に示すように、最高輝度部が前記投写画像の
中央部より下側となっている。一方、前記投写画像の水
平方向については、焦点距離は左右対称であり、その輝
度分布も、中央部から外側に向かうにつれて略均−に暗
くなる。

本実施例の輝度ムラ補正電圧発生回路６９が出力する輝
度ムラ補正信号は、上述のような投写画像の輝度ムラを
補正するため、水平方向については前述の各実施例と同
様なパラボラ波形状の駆動信号とするが、垂直方向につ
いては、前記投写画像の下側に対応する、補正用ＬＣＤ
６４の上部側の透過率を低下させ、また、前記投写画像
の上側に対応する、補正用ＬＣＤ６４の下部側の透過率
を高めるような非対称のバラホラ波形の駆動信号とする
。

上述のような、水平方向および垂直方向の輝度ムラ補正
信号を映像信号の同期信号に同期させて出力し、補正用
駆動電圧発生回路７０において、同様に、ハイパスフィ
ルタ６８が出力した輪郭補正信号と合成して補正用ＬＣ
Ｄ６４に印加することにより、該補正用ＬＣＤ６４では
、前記投写画像の輝度分布に対応して、垂直方向につい
てその上側部で光の透過率が低く下側部で高いものとな
り、水平方向については中央部で透過率は低く外側に向
かうにつれて高いものとなる。したかつて、スクリーン
６６上に投写された画像は輝度分布が全体的に略均−と
なるとともに、輪郭部分が強調された鮮明なものとなる
。

上述の第４実施例においては、画像用ＬＣＤが１つの場
合について述べたが、前述の第３実施例に示したような
３つの場合についても同様に考えることかできる。

〔発明の効果〕

本発明は上述したように構成されているので下記のよう
な効果を奏する。

（１）補正用液晶デバイスの透過率を制御することによ
り、スクリーン上の投写画像の輝度をコントロールする
ことが可能となる。

（２）請求項２項に記載のものの場合、投写画像の輝度
を略均−にできるので、大画面でありながら輝度ムラの
無い見易い画像を得ることができる。

（３）映像信号の高周波成分を踏まえて補正用液晶デバ
イスの透過率を設定することにより、画像形成手段とし
てのダイナミックレンジが向とするので、画像の輪郭が
鮮明になり、コントラストが高く画質の良い投写画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶プロジェクション装置の実施例を
示す図、第２図（ａ）　、　（ｂ）は、それぞれ、輝度
ムラ補正用液晶デバイスに対する、水平方向および垂直
方向の輝度ムラ補正信号を示す図、第３図は本発明の第
２実施例を示す図、第４図は本発明の第３実施例を示す
図、第５図は映像信号から取出した輪郭補正信号と該輪
郭補正信号が合成された変調映像信号とを示す図、第６
図は本発明の第４実施例を示す図、第７図および第８図
は、それぞれ従来の液晶プロジェクション装置による投
写画像の輝度分布を示す図である。 １．６１−・・放物面鏡、 ２．６２−一光源、 ３．２２−・・赤反射ダイクロイックミラー４．２３．
２５・・・反射ミラー ５．２１−・・緑反射ダイクロイックミラー６・・・液
晶デバイス、 ７・・・緑反射ダイクロプリズム、 ８・・・青反射用プリズム、 ９・・・青反射ダイクロプリズム、 １０．３０．３１−・・輝度ムラ補正用液晶デバイス１
１．３２，３３．６５−・・投写レンズ、２．６６・・
・スクリーン、 ３，４２．６９−・・輝度ムラ補正電圧発生回路、０・
・・偏光変換素子、 ４・・・λ／２板、 ６．２７・・・ビームスプリッタ、 ８．２９・・・光吸収板、 ０．６８・・・ハイパスフィルタ、 １．７０−・・補正用駆動電圧発生回路、３・・・画像
形成用液晶テハイス、 ４・・・補正用液晶テバイス、 ７・・・画像用ＬＣＤ駆動回路。 特許出願人　　キャノン株式会社 代　理　人　　弁理士　若株　忠 〔Ｖ〕１ 〔Ｖ〕１ 投写亘像 弔 図 投写国書 第 図 ！を招

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、赤、緑、青の各色別の画像形成用液晶デバイスを用
   いて各色画像を形成する画像形成手段を備え、該画像形
   成手段にて形成された画像を投写レンズを通してスクリ
   ーン上へ投写する液晶プロジェクション装置において、 前記画像形成用液晶デバイスと投写レンズとの間に、該
   画像形成用液晶デバイスによって形成された画像光が透
   過する補正用液晶デバイスが配置されており、 該補正用液晶デバイスを、その透過率を制御する補正用
   駆動信号によって駆動する補正制御手段を有することを
   特徴とする液晶プロジェクション装置。 ２、補正制御手段が、補正用液晶デバイスを、その中央
   部に比較して周辺部に向かうほど、対応する画素の透過
   率を高く設定する補正用駆動電圧発生回路を有すること
   を特徴とする請求項１記載の液晶プロジェクション装置
   。 ３、画像形成手段が、各色別の画像形成用液晶デバイス
   で形成された各色画像を合成する合成光学系を備え、補
   正用液晶デバイスは前記合成光学系と投写レンズとの間
   に配置されていることを特徴とする請求項１または２記
   載の液晶プロジェクション装置。 ４、補正用液晶デバイスが各色別の画像形成用液晶デバ
   イスに隣接して配置されていることを特徴とする請求項
   １または２記載の液晶プロジェクション装置。 ５、補正制御手段が、各色の映像信号の高周波成分を取
   出すハイパスフィルタを備え、該高周波成分を補正用駆
   動信号に合成して補正用液晶デバイスを駆動することを
   特徴とする請求項４記載の液晶プロジェクション装置。