JPH08106090A - Display device - Google Patents

Display device

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JPH08106090A
JPH08106090A JP6336870A JP33687094A JPH08106090A JP H08106090 A JPH08106090 A JP H08106090A JP 6336870 A JP6336870 A JP 6336870A JP 33687094 A JP33687094 A JP 33687094A JP H08106090 A JPH08106090 A JP H08106090A
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light
modulation element
aperture
modulator
display
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Yoshihiro Watanabe
好浩 渡邉
Hiroyoshi Nakamura
弘喜 中村
Nozomi Harada
望 原田
Masaharu Murakami
正治 村上
Tsutomu Sakamoto
務 坂本
Kazuki Taira
和樹 平
Yutaka Saito
裕 斉藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE: To provide an easy-to-see image under the environment in which a screen is set by utilizing the brightness on the screen reflecting the angular distribution of light beam incident on a modulation element as the deciding factor of the optimal value of a light converging angle. CONSTITUTION: This device has two motor-driven diaphragms (diaphragms) 104, 111. The luminous flux of a light beam incident on a condenser lens 103 is converged by the diaphragm 104 and the luminous flux of a light beam projected from a projection lens 110 is converged by the diaphragm 111. A control circuit 120 operates the diaphragms 104, 111 based on an input signal from a luminance signal smoothing circuit 140 and an input signal from a decoder 123 and controls a light beam distribution incident on a dispersion type modulation element 108 and the angular range of an exit beam contributing to the display. Namely, the brightness on the screen in the state that the modulated light beam is projected on the screen is detected and the converging angle (aperture size) of at least one of two diaphragms 104, 111 is adjusted so that the contrast and the brightness of the displayed image become an optimal value according to the brightness.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は映像信号に基づいて画像
表示を行なう表示装置に関し、特に、光源光を変調素子
を通してスクリーン上に投射する投射型表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device for displaying an image based on a video signal, and more particularly to a projection display device for projecting light from a light source onto a screen through a modulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、プラズマ発光パネルや変調素子
が、CRT表示装置に代わる小型で軽量な平面表示装置
として注目されている。この平面表示装置は、表示動作
において自ら光を放つ自発光型のものと、表示動作にお
いて独立した光源から入射する光の透過率を制御する透
過率制御型のものとにほぼ分類できる。例えば、プラズ
マ発光パネルは自発光型に属し、変調素子は透過率制御
型に属する。特に、この変調素子は次世代の表示装置の
本命と考えられ、その技術開発が様々な実用分野で進め
られている。
2. Description of the Related Art At present, a plasma light emitting panel and a modulator are attracting attention as a small and lightweight flat panel display device which replaces a CRT display device. This flat display device can be roughly classified into a self-luminous type that emits light by itself during a display operation and a transmittance control type that controls the transmittance of light incident from an independent light source during a display operation. For example, the plasma emission panel belongs to the self-emission type, and the modulation element belongs to the transmittance control type. In particular, this modulator is considered to be a favorite of the next generation display device, and its technical development is being advanced in various practical fields.

【0003】一般的な変調素子は、液晶デバイスハンド
ブックで紹介されているツイステッドネマティック型に
代表されるように、偏光板を使用して線偏光された光を
複屈折性または旋光性を示す液晶層に入射させることを
特徴とする。しかし、こうした変調素子は、光源から得
られる光量が偏光板を通過する際に約1/2に低下する
という欠点を有する。
A typical modulator is a liquid crystal layer which exhibits birefringence or optical rotation of linearly polarized light using a polarizing plate, as represented by a twisted nematic type introduced in a liquid crystal device handbook. It is characterized in that it is incident on. However, such a modulation element has a drawback that the amount of light obtained from the light source is reduced to about 1/2 when passing through the polarizing plate.

【0004】最近では、上述した偏光板を必要としない
変調素子が開発されている。この変調素子は、液晶材料
が高分子樹脂中に含有される高分子分散型、あるいは微
粒子が液晶材料中に含有される微粒子分散型の液晶層
を、1対の透明な電極基板間、又は一方が透明で他方が
反射特性を有する電極基板間に有し、この液晶層に入射
した光線の空間的な伝搬方向を変調させる散乱型変調素
子として機能する。この場合、光源光の利用効率は偏光
板を用いた装置よりも向上される。
Recently, a modulator which does not require the above-mentioned polarizing plate has been developed. In this modulator, a polymer dispersion type liquid crystal layer in which a liquid crystal material is contained in a polymer resin or a fine particle dispersion type liquid crystal in which fine particles are contained in a liquid crystal material is provided between a pair of transparent electrode substrates or Is transparent and the other is between the electrode substrates having a reflection characteristic, and functions as a scattering type modulation element for modulating the spatial propagation direction of the light beam incident on the liquid crystal layer. In this case, the utilization efficiency of the light from the light source is improved as compared with the device using the polarizing plate.

【0005】高分子分散型液晶層を有する変調素子は、
例えば電圧が印加されない電極間の画素領域において入
射光線を散乱させる乳白色の光散乱状態に設定され、電
圧が印加される電極間の画素領域において入射光線が散
乱しにくい透明な光透過状態に設定される。このため、
各画素領域の散乱性がその透過光および反射光の強度を
映像信号に応じて変化するよう制御され、これら透過光
および反射光のいずれか一方が投射光学系によりスクリ
ーンに導かれる。
A modulator having a polymer dispersed liquid crystal layer is
For example, it is set to a milky white light scattering state that scatters incident light rays in the pixel area between the electrodes to which no voltage is applied, and is set to a transparent light transmission state in which the incident light rays are difficult to scatter in the pixel area between the electrodes to which voltage is applied. It For this reason,
The scattering property of each pixel region is controlled so that the intensities of the transmitted light and the reflected light are changed according to the image signal, and either the transmitted light or the reflected light is guided to the screen by the projection optical system.

【0006】微粒子分散型液晶層を有する変調素子の機
能は、高分子型液晶層を有する変調素子のそれと基本的
に同様である。
The function of the modulator having the fine particle dispersed liquid crystal layer is basically the same as that of the modulator having the polymer type liquid crystal layer.

【0007】また、この他の表示装置として、例えばS
ID93ダイジェスト1012ページ以降にマイクロ・
ミラー・デバイス(DMD)が紹介されている。マイク
ロ・ミラー・デバイスは、2次元マトリクス状に配置さ
れたマイクロミラーの角度を個々に変化させることによ
り、反射光線の方向を制御し、所望の方向に反射された
反射光が投射光学系によりスクリーンに導かれるもので
ある。マイクロ・ミラー・デバイスも、入射光線の空間
的な伝搬方向を変調させるという点で微粒子分散型液晶
層や高分子分散型液晶層を有する変調素子と同様に機能
する。
As another display device, for example, S
ID93 digest 1012 pages and beyond
Mirror Device (DMD) is introduced. The micro mirror device controls the direction of a reflected light beam by individually changing the angles of the micro mirrors arranged in a two-dimensional matrix, and the reflected light reflected in a desired direction is screened by a projection optical system. Is led to. The micro mirror device also functions in the same manner as a modulation element having a fine particle dispersion type liquid crystal layer or a polymer dispersion type liquid crystal layer in that the spatial propagation direction of incident light is modulated.

【0008】図1は、従来の投射型表示装置の構成を概
略的に示す。図1において、光源部11は、光源である
ランプ12およびこのランプ12からの光を集束させて
平行光線にするコリメータ光学系13から構成される。
散乱型変調素子14は、コリメータ光学系13から入射
する平行光線の空間的な伝搬方向を2次元的に変調する
機能を有し、例えば高分子分散型変調素子である。駆動
回路20は、映像信号に応じて変調素子14を駆動す
る。投射光学系16は、変調素子14の透過光のうち、
ある一定の角度範囲のものを取り出すための絞りユニッ
ト15を具備し、取り出された透過光をスクリーン17
に投射する。このようにして、画像が映像信号に対応す
る光強度分布でスクリーン17上に表示される。
FIG. 1 schematically shows the structure of a conventional projection type display device. In FIG. 1, the light source unit 11 includes a lamp 12 which is a light source and a collimator optical system 13 which focuses light from the lamp 12 into parallel rays.
The scattering type modulation element 14 has a function of two-dimensionally modulating the spatial propagation direction of the parallel light rays incident from the collimator optical system 13, and is, for example, a polymer dispersion type modulation element. The drive circuit 20 drives the modulation element 14 according to the video signal. The projection optical system 16 includes, among the transmitted light of the modulator 14,
A diaphragm unit 15 for taking out a certain angular range is provided, and the taken-out transmitted light is screened by a screen 17.
To project. In this way, the image is displayed on the screen 17 with the light intensity distribution corresponding to the video signal.

【0009】ところで、表示画像のコントラストおよび
明るさは、変調素子14から出射される光のうちで表示
に使用される光線の角度分布に依存する。コントラスト
はこの角度分布が小さいほど向上し、明るさはこの角度
分布が大きいほど向上する。すなわち、表示画像のコン
トラストと明るさとは互いに相反する関係にある。
By the way, the contrast and brightness of the display image depend on the angular distribution of the light rays used for display among the light emitted from the modulation element 14. Contrast improves as this angle distribution decreases, and brightness improves as this angle distribution increases. That is, the contrast and the brightness of the display image are in a mutually contradictory relationship.

【0010】このため、特開平5−216004号、特
開平5−188345号等は、変調素子14から出射さ
れる出射光線を絞る絞りユニット15の絞りサイズを可
変とする構成とし、使用環境の明るさに応じて表示画像
のコントラストと明るさとの関係を最適化する技術を開
示する。
Therefore, in JP-A-5-216004, JP-A-5-188345, etc., the diaphragm size of the diaphragm unit 15 for diaphragming the outgoing light beam emitted from the modulator 14 is made variable, and the brightness of the operating environment is increased. Disclosed is a technique for optimizing the relationship between the contrast and brightness of a display image according to the brightness.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に使
用環境の明るさに応じて絞りサイズを可変としただけで
は、コントラストと明るさの両方を満足のいく程度に向
上させることは困難である。
However, it is difficult to satisfactorily improve both the contrast and the brightness by simply changing the aperture size according to the brightness of the use environment.

【0012】本発明の目的は、スクリーンが置かれた環
境に応じてより見易い表示画像を得ることができる表示
装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a display device capable of obtaining a display image that is easier to see in accordance with the environment where the screen is placed.

【0013】本発明の他の目的は、画像の階調を正確に
再現できる表示装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a display device capable of accurately reproducing the gradation of an image.

【0014】本発明の更に他の目的は、環境温度条件に
よることなく優れた表示画像を得ることができる表示装
置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a display device capable of obtaining an excellent display image regardless of environmental temperature conditions.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明(請求項1)は、
光源と、この光源から出射された光を光変調する変調素
子と、この変調素子を駆動する液晶駆動手段と、前記光
源と前記変調素子との間に配置され、前記光源から変調
素子に入射する光束を制限する、そのサイズが可変の開
口を有する第1の絞り手段と、前記変調素子から出射さ
れた光が投影される表示スクリ−ンと、前記変調素子か
ら出射された光を表示スクリ−ンに投影する投射光学系
と、前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、
前記変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限
する、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、前記表示スクリ−ン上の表示輝度を検出する光セン
サ−と、前記光センサ−からの表示輝度信号に基づい
て、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開
口のサイズを制御する絞り制御手段とを具備する表示装
置を提供する。
The present invention (Claim 1) includes:
A light source, a modulation element for optically modulating the light emitted from the light source, a liquid crystal driving means for driving the modulation element, and a light source and the modulation element are arranged between the light source and the modulation element. A first diaphragm means for limiting the light flux and having an opening whose size is variable, a display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and a display screen for the light emitted from the modulator. A projection optical system for projecting on a projection screen, and arranged between the modulation element and the projection optical system,
Second diaphragm means having an aperture whose size is variable, which limits a light beam entering the projection optical system from the modulator, an optical sensor for detecting display brightness on the display screen, and the light. There is provided a display device comprising: an aperture control means for controlling the size of the opening of at least one of the first and second aperture means based on a display luminance signal from a sensor.

【0016】上記表示装置において、以下の態様が可能
である。
In the above display device, the following modes are possible.

【0017】前記光センサ−は、前記表示スクリ−ン上
のコントラストをも検出し、前記絞り制御手段は、前記
光センサ−からの表示輝度信号及びコントラスト信号に
基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一
方の開口のサイズを制御することを特徴とする表示装
置。
The optical sensor also detects the contrast on the display screen, and the aperture control means, based on the display luminance signal and the contrast signal from the optical sensor, the first and second. 2. A display device, wherein the size of at least one aperture of the diaphragm means is controlled.

【0018】前記光センサは、前記変調素子駆動手段が
変調素子に白画像信号を送ることにより白画像が表示さ
れた前記表示スクリ−ン上の白レベル表示輝度と、前記
変調素子駆動手段が変調素子に黒画像信号を送ることに
より黒画像が表示された前記表示スクリ−ン上の黒レベ
ル表示輝度とを検出し、前記絞り制御手段は、前記光セ
ンサにより検出された前記白レベル表示輝度と黒レベル
表示輝度との比により求められるコントラストに基づい
て、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開
口のサイズを制御することを特徴とする表示装置。
In the optical sensor, the modulation element driving means sends a white image signal to the modulation element, and the white level display brightness on the display screen where a white image is displayed and the modulation element driving means modulate By detecting a black level display brightness on the display screen in which a black image is displayed by sending a black image signal to the element, the aperture control means, the white level display brightness detected by the optical sensor and A display device, wherein the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means is controlled based on the contrast obtained by the ratio with the black level display luminance.

【0019】前記絞り制御手段は、前記コントラストが
最大となるように前記第1及び第2の絞り手段の少なく
とも一方の開口のサイズを制御することを特徴とする表
示装置。
A display device characterized in that the aperture control means controls the size of the aperture of at least one of the first and second aperture means so that the contrast becomes maximum.

【0020】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角を制御することを特徴とする表示装
置。
A display device characterized in that the aperture control means controls the converging angles of the first and second aperture means.

【0021】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角がほぼ等しくなるように前記第1及び
第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを制御
することを特徴とする表示装置。
The aperture control means controls the size of the opening of at least one of the first and second aperture means so that the light-collecting angles of the first and second aperture means become substantially equal. And display device.

【0022】前記光センサは、表示装置が置かれた環境
からの光に基づく前記表示スクリ−ン上の環境輝度を検
出し、この光センサからの環境輝度信号、及び前記表示
輝度信号に基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少
なくとも一方の開口のサイズを制御することを特徴とす
る表示装置。
The optical sensor detects environmental brightness on the display screen based on light from the environment where the display device is placed, and based on the environmental brightness signal from the optical sensor and the display brightness signal. A display device, wherein the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means is controlled.

【0023】前記光源の近傍に配置され、前記光源の位
置に焦点を有する回転楕円型ミラ−と、この回転楕円型
ミラ−により反射された光を前記変調素子に入射させる
コリメ−タ光学系とを更に具備することを特徴とする表
示装置。
A spheroidal mirror arranged near the light source and having a focal point at the position of the light source, and a collimator optical system for making light reflected by the spheroidal mirror incident on the modulator. A display device further comprising:

【0024】前記変調素子は、分散型液晶素子、ディジ
タルミラ−素子、又は斜め電界による液晶回析素子であ
ることを特徴とする表示装置。
A display device characterized in that the modulation element is a dispersion type liquid crystal element, a digital mirror element, or a liquid crystal diffraction element by an oblique electric field.

【0025】また、本発明(請求項2)は、光源と、こ
の光源から出射された光を光変調する変調素子と、この
変調素子を駆動する液晶駆動手段と、前記光源と前記変
調素子との間に配置され、前記光源から変調素子に入射
する光束を制限する、そのサイズが可変の開口を有する
第1の絞り手段と、前記変調素子から出射された光が投
影される表示スクリ−ンと、前記変調素子から出射され
た光を表示スクリ−ンに投影する投射光学系と、前記変
調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記変調素
子から前記投射光学系に入射する光束を制限する、その
サイズが可変の開口を有する第2の絞り手段と、前記表
示スクリ−ン上の表示輝度を検出する光センサ−と、前
記液晶駆動手段から前記変調素子に送られる映像輝度信
号、及び前記光センサ−からの表示輝度信号に基づい
て、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開
口のサイズを制御する絞り制御手段とを具備する表示装
置を提供する。
Further, the present invention (claim 2) includes a light source, a modulator for optically modulating the light emitted from the light source, a liquid crystal driving means for driving the modulator, the light source and the modulator. A first diaphragm unit having a variable size aperture arranged between the light source and the light source to limit the luminous flux entering the modulator, and a display screen on which the light emitted from the modulator is projected. And a projection optical system for projecting light emitted from the modulation element onto a display screen, and a light flux arranged between the modulation element and the projection optical system and incident on the projection optical system from the modulation element. Second aperture means having an aperture whose size is variable, an optical sensor for detecting display brightness on the display screen, and a video brightness signal sent from the liquid crystal drive means to the modulator. , And the optical sensor Sa - based on the display luminance signal from, provides a display device comprising a throttle control means for controlling the size of at least one opening of the first and second diaphragm means.

【0026】上記表示装置において、以下の態様が可能
である。
In the above display device, the following modes are possible.

【0027】前記変調素子駆動手段は輝度信号平滑回路
を具備し、この輝度信号平滑回路は、輝度信号の時間的
平均強度を示す入力輝度信号を発生し、この入力輝度信
号は、前記駆動手段からの駆動電圧を補正するととも
に、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開
口のサイズを制御することを特徴とする表示装置。
The modulation element driving means includes a luminance signal smoothing circuit, which generates an input luminance signal indicating a temporal average intensity of the luminance signal, and the input luminance signal is supplied from the driving means. The display device is characterized in that the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means is controlled while correcting the drive voltage of.

【0028】前記光センサは、前記変調素子駆動手段が
変調素子に白画像信号を送ることにより白画像が表示さ
れた前記表示スクリ−ン上の白レベル表示輝度と、前記
変調素子駆動手段が変調素子に黒画像信号を送ることに
より黒画像が表示された前記表示スクリ−ン上の黒レベ
ル表示輝度とを検出し、前記変調素子駆動手段は、輝度
信号平滑回路を具備し、この輝度信号平滑回路は、輝度
信号の時間的平均強度を示す入力輝度信号を発生し、前
記絞り制御手段は、前記光センサにより検出された前記
白レベル表示輝度と黒レベル表示輝度との比により求め
られるコントラスト、及び前記輝度信号平滑回路からの
入力輝度信号に基づいて、前記第1及び第2の絞り手段
の少なくとも一方の開口のサイズを制御することを特徴
とする表示装置。
In the optical sensor, the modulation element driving means sends a white image signal to the modulation element, and the white level display brightness on the display screen on which a white image is displayed and the modulation element driving means modulate the white image. By detecting a black level display brightness on the display screen on which a black image is displayed by sending a black image signal to the element, the modulation element driving means includes a brightness signal smoothing circuit. The circuit generates an input luminance signal indicating the temporal average intensity of the luminance signal, the aperture control means, the contrast obtained by the ratio of the white level display luminance and the black level display luminance detected by the optical sensor, And a display device for controlling the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means based on an input brightness signal from the brightness signal smoothing circuit.

【0029】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角を制御することを特徴とする表示装
置。
The display device characterized in that the aperture control means controls the converging angles of the first and second aperture means.

【0030】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角がほぼ等しくなるように前記第1及び
第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを制御
することを特徴とする表示装置 前記輝度信号の時間的平均強度を示す入力輝度信号は、
黒レベル信号と輝度信号との差をRC積分回路により平
均化して得られることを特徴とする表示装置。前記光セ
ンサは、表示装置が置かれた環境からの光に基づく前記
表示スクリ−ン上の環境輝度を検出し、この光センサか
らの環境輝度信号、前記表示輝度信号、及び前記映像輝
度信号に基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少な
くとも一方の開口のサイズを制御することを特徴とする
表示装置。
The aperture control means controls the size of the opening of at least one of the first and second aperture means so that the light-collecting angles of the first and second aperture means are substantially equal. Display device to be input luminance signal indicating the temporal average intensity of the luminance signal,
A display device, which is obtained by averaging a difference between a black level signal and a luminance signal by an RC integrating circuit. The optical sensor detects the environmental brightness on the display screen based on light from the environment where the display device is placed, and the environmental brightness signal from the optical sensor, the display brightness signal, and the video brightness signal. The display device is characterized in that the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means is controlled based on the above.

【0031】前記光源の近傍に配置され、前記光源の位
置に焦点を有する回転楕円型ミラ−と、この回転楕円型
ミラ−により反射された光を前記変調素子に入射させる
コリメ−タ光学系とを更に具備することを特徴とする表
示装置。
A spheroidal mirror arranged near the light source and having a focal point at the position of the light source, and a collimator optical system for making light reflected by the spheroidal mirror incident on the modulator. A display device further comprising:

【0032】前記変調素子は、分散型液晶素子、ディジ
タルミラ−素子、又は斜め電界による液晶回析素子であ
ることを特徴とする表示装置。
A display device characterized in that the modulation element is a dispersion type liquid crystal element, a digital mirror element, or a liquid crystal diffraction element by an oblique electric field.

【0033】前記分散型液晶素子は、高分子分散型液晶
素子又は微粒子分散型液晶素子であることを特徴とする
表示装置。
A display device characterized in that the dispersion type liquid crystal element is a polymer dispersion type liquid crystal element or a fine particle dispersion type liquid crystal element.

【0034】更に本発明(請求項3)は、光源と、この
光源から出射された光を光変調する変調素子と、この変
調素子を駆動する液晶駆動手段と、前記光源と前記変調
素子との間に配置され、前記光源から変調素子に入射す
る光束を制限する、そのサイズが可変の開口を有する第
1の絞り手段と、前記変調素子から出射された光が投影
される表示スクリ−ンと、前記変調素子から出射された
光を表示スクリ−ンに投影する投射光学系と、前記変調
素子と前記投射光学系との間に配置され、前記変調素子
から前記投射光学系に入射する光束を制限する、そのサ
イズが可変の開口を有する第2の絞り手段と、前記第1
及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを
制御する絞り制御手段と、前記絞り制御手段により制御
された前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の
開口のサイズに基づき制御された映像信号を前記変調素
子に送る液晶駆動手段とを具備する表示装置を提供す
る。上記表示装置において、以下の態様が可能である。
Further, the present invention (claim 3) comprises a light source, a modulation element for optically modulating the light emitted from the light source, a liquid crystal driving means for driving the modulation element, the light source and the modulation element. A first diaphragm means which is disposed between the first light source and the light source and which limits a light beam incident on the modulation element and has an aperture whose size is variable; and a display screen on which the light emitted from the modulation element is projected. , A projection optical system that projects the light emitted from the modulation element onto a display screen, and a light flux that is disposed between the modulation element and the projection optical system and that enters the projection optical system from the modulation element. A second diaphragm means having an aperture whose size is variable, and said first diaphragm
And an aperture control means for controlling an aperture size of at least one of the second aperture means, and an aperture size of at least one aperture of the first and second aperture means controlled by the aperture control means. Provided is a display device including liquid crystal driving means for sending a video signal to the modulation element. In the above display device, the following modes are possible.

【0035】前記表示スクリ−ン上の表示輝度を検出す
る光センサ−を更に具備し、前記絞り制御手段は、前記
光センサ−からの表示輝度信号に基づいて、前記第1及
び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを制
御することを特徴とする表示装置。
An optical sensor for detecting the display luminance on the display screen is further provided, and the aperture control means is based on the display luminance signal from the optical sensor, and the first and second apertures are provided. A display device characterized by controlling the size of at least one opening of the means.

【0036】前記光センサ−は、前記表示スクリ−ン上
のコントラストをも検出し、前記絞り制御手段は、前記
光センサ−からの表示輝度信号及びコントラスト信号に
基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一
方の開口のサイズを制御することを特徴とする表示装
置。
The optical sensor also detects the contrast on the display screen, and the aperture control means, based on the display luminance signal and the contrast signal from the optical sensor, the first and the second. 2. A display device, wherein the size of at least one aperture of the diaphragm means is controlled.

【0037】前記光センサは、前記変調素子駆動手段が
変調素子に白画像信号を送ることにより白画像が表示さ
れた前記表示スクリ−ン上の白レベル表示輝度と、前記
変調素子駆動手段が変調素子に黒画像信号を送ることに
より黒画像が表示された前記表示スクリ−ン上の黒レベ
ル表示輝度とを検出し、前記絞り制御手段は、前記光セ
ンサにより検出された前記白レベル表示輝度と黒レベル
表示輝度との比により求められるコントラストに基づい
て、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開
口のサイズを制御することを特徴とする表示装置。
In the optical sensor, the modulation element driving means sends a white image signal to the modulation element, and the white level display brightness on the display screen where a white image is displayed and the modulation element driving means modulate By detecting a black level display brightness on the display screen in which a black image is displayed by sending a black image signal to the element, the aperture control means, the white level display brightness detected by the optical sensor and A display device, wherein the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means is controlled based on the contrast obtained by the ratio with the black level display luminance.

【0038】前記絞り制御手段は、前記コントラストが
最大となるように前記第1及び第2の絞り手段の少なく
とも一方の開口のサイズを制御することを特徴とする表
示装置。
The display device characterized in that the aperture control means controls the size of the aperture of at least one of the first and second aperture means so that the contrast becomes maximum.

【0039】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角を制御することを特徴とする表示装
置。
A display device characterized in that the aperture control means controls the converging angles of the first and second aperture means.

【0040】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角がほぼ等しくなるように前記第1及び
第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを制御
することを特徴とする表示装置。
The diaphragm control means controls the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means so that the light collection angles of the first and second diaphragm means are substantially equal. And display device.

【0041】前記光センサは、表示装置が置かれた環境
からの光に基づく前記表示スクリ−ン上の環境輝度を検
出し、この光センサからの環境輝度信号、及び前記表示
輝度信号に基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少
なくとも一方の開口のサイズを制御することを特徴とす
る表示装置。
The optical sensor detects environmental brightness on the display screen based on light from the environment in which the display device is placed, and based on the environmental brightness signal from the optical sensor and the display brightness signal. A display device, wherein the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means is controlled.

【0042】前記光源の近傍に配置され、前記光源の位
置に焦点を有する回転楕円型ミラ−と、この回転楕円型
ミラ−により反射された光を前記変調素子に入射させる
コリメ−タ光学系とを更に具備することを特徴とする表
示装置。
A spheroidal mirror arranged near the light source and having a focal point at the position of the light source, and a collimator optical system for making the light reflected by the spheroidal mirror incident on the modulation element. A display device further comprising:

【0043】前記変調素子は、分散型液晶素子、ディジ
タルミラ−素子、又は斜め電界による液晶回析素子であ
ることを特徴とする表示装置。
A display device characterized in that the modulation element is a dispersion type liquid crystal element, a digital mirror element, or a liquid crystal diffraction element by an oblique electric field.

【0044】前記分散型液晶素子は、高分子分散型液晶
素子又は微粒子分散型液晶素子であることを特徴とする
表示装置。
A display device characterized in that the dispersion type liquid crystal element is a polymer dispersion type liquid crystal element or a fine particle dispersion type liquid crystal element.

【0045】更にまた本発明(請求項4)は、光源と、
この光源から出射された光を光変調する変調素子と、こ
の変調素子を駆動する液晶駆動手段と、前記光源と前記
変調素子との間に配置され、前記光源から変調素子に入
射する光束を制限する、そのサイズが可変の開口を有す
る第1の絞り手段と、前記変調素子から出射された光が
投影される表示スクリ−ンと、前記変調素子から出射さ
れた光を表示スクリ−ンに投影する投射光学系と、前記
変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記変調
素子から前記投射光学系に入射する光束を制限する、そ
のサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段と、前記
変調素子の近傍に配置された温度センサ−と、この温度
センサ−からの温度信号に基づいて、前記駆動手段から
前記変調素子に送られる映像信号を制御する映像信号制
御手段とを具備する表示装置を提供する。
The present invention (claim 4) further comprises a light source,
A modulation element that optically modulates the light emitted from the light source, a liquid crystal driving unit that drives the modulation element, and a light flux that is disposed between the light source and the modulation element and that is incident on the modulation element from the light source are limited. The first diaphragm means having an aperture whose size is variable, the display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and the light emitted from the modulator on the display screen. A second diaphragm means arranged between the projection optical system and the modulation element and the projection optical system and having a variable size aperture for limiting a light beam entering the projection optical system from the modulation element. A temperature sensor disposed in the vicinity of the modulation element, and a video signal control means for controlling a video signal sent from the driving means to the modulation element based on a temperature signal from the temperature sensor. You To provide a display device.

【0046】上記表示装置において、以下の態様が可能
である。
In the above display device, the following modes are possible.

【0047】前記変調素子は、複数の色に対応する個数
配置されていることを特徴とする表示装置。
The display device is characterized in that the modulation elements are arranged in a number corresponding to a plurality of colors.

【0048】前記表示スクリ−ン上の表示輝度を検出す
る光センサ−を更に具備し、前記絞り制御手段は、前記
光センサ−からの表示輝度信号に基づいて、前記第1及
び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを制
御することを特徴とする表示装置。
An optical sensor for detecting the display luminance on the display screen is further provided, and the aperture control means is based on the display luminance signal from the optical sensor, and the first and second apertures are provided. A display device characterized by controlling the size of at least one opening of the means.

【0049】前記光センサ−は、前記表示スクリ−ン上
のコントラストをも検出し、前記絞り制御手段は、前記
光センサ−からの表示輝度信号及びコントラスト信号に
基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一
方の開口のサイズを制御することを特徴とする表示装
置。
The optical sensor also detects the contrast on the display screen, and the aperture control means, based on the display luminance signal and the contrast signal from the optical sensor, the first and second. 2. A display device, wherein the size of at least one aperture of the diaphragm means is controlled.

【0050】前記光センサは、前記変調素子駆動手段が
変調素子に白画像信号を送ることにより白画像が表示さ
れた前記表示スクリ−ン上の白レベル表示輝度と、前記
変調素子駆動手段が変調素子に黒画像信号を送ることに
より黒画像が表示された前記表示スクリ−ン上の黒レベ
ル表示輝度とを検出し、前記絞り制御手段は、前記光セ
ンサにより検出された前記白レベル表示輝度と黒レベル
表示輝度との比により求められるコントラストに基づい
て、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開
口のサイズを制御する表示装置。
In the optical sensor, the modulation element driving means sends a white image signal to the modulation element, and the white level display brightness on the display screen where a white image is displayed and the modulation element driving means modulate By detecting a black level display brightness on the display screen in which a black image is displayed by sending a black image signal to the element, the aperture control means, the white level display brightness detected by the optical sensor and A display device for controlling the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means based on the contrast obtained by the ratio with the black level display luminance.

【0051】前記絞り制御手段は、前記コントラストが
最大となるように前記第1及び第2の絞り手段の少なく
とも一方の開口のサイズを制御することを特徴とする表
示装置。
The display device, wherein the aperture control means controls the size of the opening of at least one of the first and second aperture means so that the contrast becomes maximum.

【0052】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角を制御することを特徴とする表示装
置。
The display device characterized in that the aperture control means controls the converging angles of the first and second aperture means.

【0053】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角がほぼ等しくなるように前記第1及び
第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを制御
することを特徴とする表示装置。
The diaphragm control means controls the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means so that the converging angles of the first and second diaphragm means are substantially equal. And display device.

【0054】前記光センサは、表示装置が置かれた環境
からの光に基づく前記表示スクリ−ン上の環境輝度を検
出し、この光センサからの環境輝度信号、及び前記表示
輝度信号に基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少
なくとも一方の開口のサイズを制御することを特徴とす
る表示装置。
The optical sensor detects environmental brightness on the display screen based on light from the environment where the display device is placed, and based on the environmental brightness signal from the optical sensor and the display brightness signal. A display device, wherein the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means is controlled.

【0055】前記光源の近傍に配置され、前記光源の位
置に焦点を有する回転楕円型ミラ−と、この回転楕円型
ミラ−により反射された光を前記変調素子に入射させる
コリメ−タ光学系とを更に具備することを特徴とする表
示装置。
A spheroidal mirror arranged near the light source and having a focal point at the position of the light source, and a collimator optical system for making light reflected by the spheroidal mirror incident on the modulator. A display device further comprising:

【0056】前記変調素子は、分散型液晶素子、ディジ
タルミラ−素子、又は斜め電界による液晶回析素子であ
ることを特徴とする表示装置。
The display device characterized in that the modulation element is a dispersion type liquid crystal element, a digital mirror element, or a liquid crystal diffraction element by an oblique electric field.

【0057】前記分散型液晶素子は、高分子分散型液晶
素子又は微粒子分散型液晶素子であることを特徴とする
表示装置。
A display device characterized in that the dispersion type liquid crystal element is a polymer dispersion type liquid crystal element or a fine particle dispersion type liquid crystal element.

【0058】前記変調素子を冷却する冷却ファンを更に
具備し、この冷却ファンの回転数は、前記温度センサ−
によりモニタ−された変調素子の温度に応じて制御され
ることを特徴とする表示装置。
A cooling fan for cooling the modulation element is further provided, and the rotation speed of the cooling fan depends on the temperature sensor.
A display device which is controlled according to the temperature of the modulation element monitored by the display device.

【0059】更にまた本発明(請求項5)は、光源と、
この光源から出射された光を光変調する変調素子と、こ
の変調素子を駆動する液晶駆動手段と、前記光源と前記
変調素子との間に配置され、前記光源から変調素子に入
射する光束を制限する、そのサイズが可変の開口を有す
る第1の絞り手段と、前記変調素子から出射された光が
投影される表示スクリ−ンと、前記変調素子から出射さ
れた光を表示スクリ−ンに投影する投射光学系と、前記
変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記変調
素子から前記投射光学系に入射する光束を制限する、そ
のサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段と、前記
第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイ
ズを制御する絞り制御手段と、前記絞り制御手段により
制御された前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一
方の開口のサイズに対応して生じた、前記変調素子の駆
動電圧−変調光強度特性の変化を補償する補償手段を具
備する表示装置を提供する。
Furthermore, the present invention (Claim 5) includes a light source,
A modulation element that optically modulates the light emitted from the light source, a liquid crystal driving unit that drives the modulation element, and a light flux that is disposed between the light source and the modulation element and that is incident on the modulation element from the light source are limited. The first diaphragm means having an aperture whose size is variable, the display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and the light emitted from the modulator on the display screen. A second diaphragm means arranged between the projection optical system and the modulation element and the projection optical system and having a variable size aperture for limiting a light beam entering the projection optical system from the modulation element. An aperture control means for controlling the size of the aperture of at least one of the first and second aperture means, and an aperture size of at least one of the first and second aperture means controlled by the aperture control means. Generated correspondingly the driving voltage of the modulator element - to provide a display device including a compensating means for compensating for changes in the modulated light intensity characteristic.

【0060】上記表示装置において、以下の態様が可能
である。
In the above display device, the following modes are possible.

【0061】前記補償手段は、前記第1及び第2の絞り
手段の少なくとも一方の開口のサイズに対応して、前記
変調素子駆動手段により前記変調素子に送られる映像信
号を補正する駆動電圧補正手段を含むことを特徴とする
表示装置。
The compensation means corrects the video signal sent to the modulation element by the modulation element drive means in accordance with the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means. A display device comprising:

【0062】前記駆動電圧補正手段は、前記第1及び第
2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズの減少及
び増大に伴って前記映像信号をそれぞれ増大及び減少さ
せることを特徴とする表示装置。
A display device characterized in that the drive voltage correction means increases and decreases the video signal in accordance with the decrease and increase in the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means, respectively.

【0063】前記変調素子は、複数の色に対応する個数
配置されていることを特徴とする表示装置。
The display device is characterized in that the modulation elements are arranged in a number corresponding to a plurality of colors.

【0064】前記表示スクリ−ン上の表示輝度を検出す
る光センサ−を更に具備し、前記絞り制御手段は、前記
光センサ−からの表示輝度信号に基づいて、前記第1及
び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを制
御することを特徴とする表示装置。
An optical sensor for detecting the display brightness on the display screen is further provided, and the aperture control means is based on the display brightness signal from the optical sensor, and the first and second apertures are provided. A display device characterized by controlling the size of at least one opening of the means.

【0065】前記光センサ−は、前記表示スクリ−ン上
のコントラストをも検出し、前記絞り制御手段は、前記
光センサ−からの表示輝度信号及びコントラスト信号に
基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一
方の開口のサイズを制御することを特徴とする表示装
置。
The optical sensor also detects the contrast on the display screen, and the aperture control means, based on the display luminance signal and the contrast signal from the optical sensor, the first and the second. 2. A display device, wherein the size of at least one aperture of the diaphragm means is controlled.

【0066】前記光センサは、前記変調素子駆動手段が
変調素子に白画像信号を送ることにより白画像が表示さ
れた前記表示スクリ−ン上の白レベル表示輝度と、前記
変調素子駆動手段が変調素子に黒画像信号を送ることに
より黒画像が表示された前記表示スクリ−ン上の黒レベ
ル表示輝度とを検出し、前記絞り制御手段は、前記光セ
ンサにより検出された前記白レベル表示輝度と黒レベル
表示輝度との比により求められるコントラストに基づい
て、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開
口のサイズを制御することを特徴とする表示装置。
In the photosensor, the modulation element driving means sends a white image signal to the modulation element to modulate the white level display brightness on the display screen where a white image is displayed and the modulation element driving means. By detecting a black level display brightness on the display screen in which a black image is displayed by sending a black image signal to the element, the aperture control means, the white level display brightness detected by the optical sensor and A display device, wherein the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means is controlled based on the contrast obtained by the ratio with the black level display luminance.

【0067】前記絞り制御手段は、前記コントラストが
最大となるように前記第1及び第2の絞り手段の少なく
とも一方の開口のサイズを制御することを特徴とする表
示装置。
The display device characterized in that the aperture control means controls the size of the opening of at least one of the first and second aperture means so that the contrast becomes maximum.

【0068】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角を制御することを特徴とする表示装
置。
The display device characterized in that the aperture control means controls the light collection angles of the first and second aperture means.

【0069】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角がほぼ等しくなるように前記第1及び
第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを制御
することを特徴とする表示装置。
The diaphragm control means controls the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means so that the converging angles of the first and second diaphragm means become substantially equal. And display device.

【0070】前記光センサは、表示装置が置かれた環境
からの光に基づく前記表示スクリ−ン上の環境輝度を検
出し、この光センサからの環境輝度信号、及び前記表示
輝度信号に基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少
なくとも一方の開口のサイズを制御することを特徴とす
る表示装置。
The optical sensor detects environmental brightness on the display screen based on light from the environment in which the display device is placed, and based on the environmental brightness signal from the optical sensor and the display brightness signal. A display device, wherein the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means is controlled.

【0071】前記光源の近傍に配置され、前記光源の位
置に焦点を有する回転楕円型ミラ−と、この回転楕円型
ミラ−により反射された光を前記変調素子に入射させる
コリメ−タ光学系とを更に具備することを特徴とする表
示装置。
A spheroidal mirror arranged near the light source and having a focus at the position of the light source, and a collimator optical system for making the light reflected by the spheroidal mirror incident on the modulator. A display device further comprising:

【0072】前記変調素子は、分散型液晶素子、ディジ
タルミラ−素子、又は斜め電界による液晶回析素子であ
ることを特徴とする表示装置。
A display device characterized in that the modulation element is a dispersion type liquid crystal element, a digital mirror element, or a liquid crystal diffraction element by an oblique electric field.

【0073】前記分散型液晶素子は、高分子分散型液晶
素子又は微粒子分散型液晶素子であることを特徴とする
表示装置。
A display device characterized in that the dispersion type liquid crystal element is a polymer dispersion type liquid crystal element or a fine particle dispersion type liquid crystal element.

【0074】更にまた本発明(請求項6)は、光源と、
この光源から出射された光を光変調する変調素子と、こ
の変調素子を駆動する液晶駆動手段と、前記光源と前記
変調素子との間に配置され、前記光源から変調素子に入
射する光束を制限する、そのサイズが可変の開口を有す
る第1の絞り手段と、前記変調素子から出射された光が
投影される表示スクリ−ンと、前記変調素子から出射さ
れた光を表示スクリ−ンに投影する投射光学系と、前記
変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記変調
素子から前記投射光学系に入射する光束を制限する、そ
のサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段と、前記
第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイ
ズを制御する絞り制御手段と、少なくとも2つの光強度
Iを設定する光強度設定手段と、これら光強度Iに対応
する前記スクリ−ン上の表示輝度Lを検出する光センサ
−と、前記光強度I及び検出された表示輝度Lを式L=
qI+L0 (L0 は表示装置が置かれた環境からの光に
基づく前記表示スクリ−ン上に発生する輝度=環境輝
度)に代入することにより投射係数q及び環境輝度L0
を求める環境解析手段と、前記求められた投射係数q及
び環境輝度L0 についての前記式から、表示スクリ−ン
上のコントラストを求め、このコントラストが最大とな
る前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口
のサイズを示すデ−タを格納する手段と、前記デ−タ格
納手段における前記コントラストを最大とする前記第1
及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを
特定し、このサイズを最適値として決定する処理手段と
を具備する表示装置を提供する。上記表示装置におい
て、以下の態様が可能である。
The present invention (claim 6) further comprises a light source,
A modulation element that optically modulates the light emitted from the light source, a liquid crystal drive unit that drives the modulation element, and a light flux that is disposed between the light source and the modulation element and that limits the light flux that enters the modulation element from the light source. The first diaphragm means having an aperture whose size is variable, the display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and the light emitted from the modulator on the display screen. A second diaphragm means arranged between the projection optical system and the modulation element and the projection optical system and having a variable size aperture for limiting a light beam entering the projection optical system from the modulation element. A diaphragm control means for controlling the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means, a light intensity setting means for setting at least two light intensities I, and the screen corresponding to these light intensities I. − An optical sensor for detecting the display luminance L of the upper - and wherein the light intensity I and the detected display luminance L L =
qI + L 0 (L 0 is the brightness generated on the display screen based on the light from the environment in which the display device is placed = environmental brightness) to obtain the projection coefficient q and the environmental brightness L 0.
The contrast on the display screen is obtained from the environment analysis means for obtaining the above and the above equations for the obtained projection coefficient q and the environment luminance L 0 , and the first and second aperture means for maximizing the contrast are obtained. Means for storing data indicating the size of at least one of the openings, and the first means for maximizing the contrast in the data storage means.
And a processing unit that specifies the size of at least one opening of the second diaphragm unit and determines this size as an optimum value. In the above display device, the following modes are possible.

【0075】前記光強度設定手段は、前記変調素子駆動
手段が変調素子に白画像信号を送ることによりスクリー
ンに白画像が表示された場合の変調光の光強度と、前記
変調素子駆動手段が変調素子に黒画像信号を送ることに
よりスクリーンに黒画像が表示された場合の変調光の光
強度を設定することを特徴とする表示装置。
The light intensity setting means modulates the light intensity of the modulated light when a white image is displayed on the screen by the modulation element driving means sending a white image signal to the modulation element and the modulation element driving means. A display device characterized by setting the light intensity of modulated light when a black image is displayed on a screen by sending a black image signal to the element.

【0076】前記環境解析手段は、前記スクリーンに白
画像が表示された状態で前記第1及び第2の絞り手段の
少なくとも一方の開口のサイズを一定の割合で変化さ
せ、変化した開口のサイズごとに測定された前記スクリ
−ン上の表示輝度LONと、前記スクリーンに黒画像が表
示された状態で前記第1及び第2の絞り手段の少なくと
も一方の開口のサイズを一定の割合で変化させ、変化し
た開口のサイズごとに測定された前記スクリ−ン上の表
示輝度LOFF とから、種々の開口のサイズについて得ら
れたLONとLOFF の比をコントラストとして求め、この
コントラストが最大となる開口のサイズを最適値として
決定する処理手段を含むことを特徴とする表示装置。
The environment analyzing means changes the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means at a constant ratio while the white image is displayed on the screen, and changes the size of each of the changed openings. The display brightness L ON measured on the screen and the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means are changed at a constant rate while the black image is displayed on the screen. From the display brightness L OFF on the screen measured for each changed aperture size, the ratio of L ON and L OFF obtained for various aperture sizes is obtained as the contrast, and this contrast is the maximum. A display device comprising a processing means for determining the size of the aperture as an optimum value.

【0077】前記変調素子は、複数の色に対応する個数
配置されていることを特徴とする表示装置。
A display device characterized in that the modulation elements are arranged in a number corresponding to a plurality of colors.

【0078】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角を制御することを特徴とする表示装
置。
The display device characterized in that the aperture control means controls the light collection angles of the first and second aperture means.

【0079】前記絞り制御手段は、前記第1及び第2の
絞り手段の集光角がほぼ等しくなるように前記第1及び
第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズを制御
することを特徴とする表示装置。
The diaphragm control means controls the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means so that the converging angles of the first and second diaphragm means are substantially equal. And display device.

【0080】前記光源の近傍に配置され、前記光源の位
置に焦点を有する回転楕円型ミラ−と、この回転楕円型
ミラ−により反射された光を前記変調素子に入射させる
コリメ−タ光学系とを更に具備することを特徴とする表
示装置。
A spheroidal mirror arranged near the light source and having a focus at the position of the light source, and a collimator optical system for making the light reflected by the spheroidal mirror incident on the modulator. A display device further comprising:

【0081】前記変調素子は、分散型液晶素子、ディジ
タルミラ−素子、又は斜め電界による液晶回析素子であ
ることを特徴とする表示装置。
A display device characterized in that the modulation element is a dispersion type liquid crystal element, a digital mirror element, or a liquid crystal diffraction element by an oblique electric field.

【0082】前記分散型液晶素子は、高分子分散型液晶
素子又は微粒子分散型液晶素子であることを特徴とする
記載の表示装置。
The display device as described above, wherein the dispersion type liquid crystal element is a polymer dispersion type liquid crystal element or a fine particle dispersion type liquid crystal element.

【0083】更にまた本発明(請求項7)は、光源と、
この光源から出射された光を光変調する変調素子と、こ
の変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、前記光源と
前記変調素子との間に配置され、前記光源から変調素子
に入射する光束を制限する、そのサイズが可変の開口を
有する第1の絞り手段と、前記変調素子から出射された
光が投影される表示スクリ−ンと、前記変調素子から出
射された光を表示スクリ−ンに投影する投射光学系と、
前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、前記変調素子から出射された光を遮断する光路遮断
手段と、前記変調素子から出射された光がこの光路遮断
手段により遮断された状態における前記スクリ−ン上の
表示輝度を検出する光センサ−と、前記光センサ−から
の表示輝度信号に基づいて、前記第1及び第2の絞り手
段の少なくとも一方の開口のサイズを制御する絞り制御
手段とを具備する表示装置を提供する。
The present invention (claim 7) further comprises a light source,
A modulation element that optically modulates the light emitted from the light source, a modulation element driving unit that drives the modulation element, and a light flux that is disposed between the light source and the modulation element and that is incident on the modulation element from the light source. A first diaphragm means having an aperture whose size is variable, a display screen onto which light emitted from the modulation element is projected, and light emitted from the modulation element to a display screen. A projection optical system for projecting,
A second diaphragm unit that is arranged between the modulation element and the projection optical system and that limits a light beam that enters the projection optical system from the modulation element and that has an aperture whose size is variable; An optical path blocking means for blocking the emitted light, an optical sensor for detecting display brightness on the screen in a state where the light emitted from the modulator is blocked by the optical path blocking means, and the optical sensor And a diaphragm control means for controlling the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm means based on the display luminance signal from the display device.

【0084】更にまた本発明(請求項8)は、光源と、
この光源から出射された光を光変調する変調素子と、こ
の変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、前記光源と
前記変調素子との間に配置され、前記光源から変調素子
に入射する光束を制限する、そのサイズが可変の開口を
有する第1の絞り手段と、前記変調素子から出射された
光が投影される表示スクリ−ンと、前記変調素子から出
射された光を表示スクリ−ンに投影する投射光学系と、
前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、前記投射光学系の投射レンズの焦点距離を検出する
ことにより前記表示スクリ−ンのサイズを決定し、それ
によって投射係数を求める手段と、前記変調素子から出
射された光を遮断する光路遮断手段と、前記変調素子か
ら出射された光がこの光路遮断手段により遮断された状
態における前記スクリ−ン上の表示輝度を検出する光セ
ンサ−と、前記投射係数及びスクリ−ン上の表示輝度に
基づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一
方の開口のサイズを制御する絞り制御手段とを具備する
表示装置を提供する。
The present invention (claim 8) further comprises a light source,
A modulation element that optically modulates the light emitted from the light source, a modulation element driving unit that drives the modulation element, and a light flux that is disposed between the light source and the modulation element and that is incident on the modulation element from the light source. A first diaphragm means having an aperture whose size is variable, a display screen onto which light emitted from the modulation element is projected, and light emitted from the modulation element to a display screen. A projection optical system for projecting,
A second diaphragm unit that is disposed between the modulation element and the projection optical system and has a variable size aperture that limits a light beam that enters the projection optical system from the modulation element, and the projection optical system. Means for determining the size of the display screen by detecting the focal length of the projection lens, and obtaining the projection coefficient thereby, an optical path blocking means for blocking the light emitted from the modulator, and the modulator. An optical sensor for detecting the display brightness on the screen in a state where the light emitted from the optical path is blocked by the optical path blocking means, and the first coefficient based on the projection coefficient and the display brightness on the screen. And a diaphragm control means for controlling the size of the opening of at least one of the second diaphragm means.

【0085】[0085]

【作用】以下、本発明の種々の態様について、図面を参
照して説明する。
Now, various aspects of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0086】本発明の第1の態様に係る表示装置では、
制御手段は絞り調整モードにおいて変調素子に所定条件
で変調光を生成させ、この変調光がスクリーンに投射さ
れた状態におけるスクリーン上の明るさを検出し、この
検出された明るさに応じて、表示画像のコントラスト及
び明るさが最適値となるように、第1および第2絞り手
段のうちの少なくとも一方の集光角、すなわち開口寸法
を調整する。このような開口寸法の制御は、表示画像の
明るさとコントラストとが、変調素子に入射する光束の
角度分布に大きく依存するという本発明者が見い出した
知見に基づいている。
In the display device according to the first aspect of the present invention,
The control means causes the modulator to generate modulated light under a predetermined condition in the aperture adjustment mode, detects the brightness on the screen when the modulated light is projected on the screen, and displays the brightness according to the detected brightness. The converging angle of at least one of the first and second diaphragm means, that is, the aperture size is adjusted so that the contrast and brightness of the image have optimum values. Such control of the aperture size is based on the finding found by the present inventor that the brightness and contrast of the display image largely depend on the angular distribution of the light beam incident on the modulation element.

【0087】このように、変調素子に入射する光束の角
度分布を反映したスクリーン上の明るさを、集光角の最
適値の決定のための因子として用いることにより、スク
リーンが置かれた環境の下でより見やすい表示画像を得
ることができる。また、部屋の明るさが変化した場合で
も、絞り調整モードにおいて集光角を自動的に最適値に
修正できる。
As described above, by using the brightness on the screen, which reflects the angular distribution of the light beam incident on the modulation element, as a factor for determining the optimum value of the collection angle, the environment of the screen is set. It is possible to obtain a display image that is easier to see below. Further, even when the brightness of the room changes, the light collection angle can be automatically corrected to the optimum value in the aperture adjustment mode.

【0088】ここで、本発明の理解をより容易にするた
め、スクリーンに表示される画像の明るさとコントラス
トとの関係について説明する。
Here, in order to facilitate the understanding of the present invention, the relationship between the brightness and the contrast of the image displayed on the screen will be described.

【0089】図2は、ランプから平行光線を得るコリメ
ータ光源の一例を示す。このコリメータ光源は、光軸に
沿って並べられたランプ50、集束レンズ系51、絞り
52、およびコンデンサレンズ53により構成される。
FIG. 2 shows an example of a collimator light source for obtaining parallel rays from a lamp. The collimator light source is composed of a lamp 50, a focusing lens system 51, a diaphragm 52, and a condenser lens 53 arranged along the optical axis.

【0090】実在するランプ50の特徴の一つは、光を
一点から放つ点発光体ではないことにある。集束レンズ
系51は、一定の面積を持ったランプ50の表面から放
たれる光を半径Rの円形ランプ像60として絞り52に
おいて集束させる。絞り52は光軸に垂直な平面におい
てランプ像60の光束面積を制限する。従って、ランプ
像60は絞り52の半径rによって決まる面積の面発光
体62と考えられる。この面発光体62からの光束はコ
ンデンサレンズ53を介して散乱型変調素子54に入射
する。しかし、発光体62の平面的な広がりはこの変調
素子54に入射する光線に角度分布をもたらす原因とな
る。
One of the characteristics of the existing lamp 50 is that it is not a point light emitter that emits light from one point. The focusing lens system 51 focuses the light emitted from the surface of the lamp 50 having a constant area as a circular lamp image 60 having a radius R at the diaphragm 52. The diaphragm 52 limits the luminous flux area of the lamp image 60 in a plane perpendicular to the optical axis. Therefore, the lamp image 60 is considered to be a surface light emitter 62 having an area determined by the radius r of the diaphragm 52. The light flux from this surface light emitter 62 enters the scattering type modulation element 54 via the condenser lens 53. However, the planar spread of the light emitting body 62 causes an angular distribution in the light beam incident on the modulation element 54.

【0091】図3はコンデンサレンズ53の入射光線を
示す。このコンデンサレンズ53は面発光体62の中心
に焦点を持つ充分収差の小さい凸レンズであり、この面
発光体62から放射される光線を互いに平行にするため
に用いられる。ここで、面発光体62の中心をa点と
し、面発光体62の端部をb点とすると、a点からコン
デンサレンズ53に向かう同族光線は、コンデンサレン
ズ53の透過後いずれも光軸と平行となる。しかし、b
点からコンデンサレンズ53に向かう同族光線は、コン
デンサレンズ53の透過後いずれも光軸と一定の角度θ
をなす。この角度θはランプ像62のa点とb点の距
離、すなわち半径rに比例する。コンデンサレンズ53
は発光体62全体に対応して±θの角度で分布する光束
を変調素子に向けて出射する。θがあまり大きくない範
囲にあるとすれば、変調素子に入射した入射光束の角度
分布Ωi は、立体角として次式(1)のように表すこと
ができる。
FIG. 3 shows an incident ray of light on the condenser lens 53. The condenser lens 53 is a convex lens having a focal point at the center of the surface light emitter 62 and a sufficiently small aberration, and is used for making light rays emitted from the surface light emitter 62 parallel to each other. Here, assuming that the center of the surface light-emitting body 62 is the point a and the end of the surface light-emitting body 62 is the point b, the homologous rays traveling from the point a to the condenser lens 53 are both on the optical axis after passing through the condenser lens 53. It will be parallel. But b
After passing through the condenser lens 53, the homologous rays traveling from the point to the condenser lens 53 are all at a constant angle θ with the optical axis.
Make This angle θ is proportional to the distance between the points a and b of the lamp image 62, that is, the radius r. Condenser lens 53
Emits a luminous flux distributed at an angle of ± θ corresponding to the entire light emitting body 62 toward the modulation element. If θ is in a range that is not too large, the angular distribution Ω i of the incident light flux that has entered the modulation element can be expressed as the solid angle by the following equation (1).

【0092】[0092]

【数1】 上述のように、角度θはランプ像の半径rに比例するの
で、入射光束の角度分布Ωi とランプ像62の面積とは
比例関係にある。このため、絞り52を通過して変調素
子に入射する光束強度をIi で表すと、角度分布Ωi
よび光束強度Ii はr<Rの範囲において絞り52の半
径rの増大に対応して単調増加傾向を示すことが分か
る。
[Equation 1] As described above, since the angle θ is proportional to the radius r of the lamp image, the angular distribution Ω i of the incident light flux is proportional to the area of the lamp image 62. Therefore, when the intensity of the light flux that passes through the diaphragm 52 and enters the modulator is represented by I i , the angular distribution Ω i and the light intensity I i correspond to the increase of the radius r of the diaphragm 52 in the range of r <R. It can be seen that it shows a monotonically increasing tendency.

【0093】次に、強度Ii の光束が入射する散乱型変
調素子の表示特性について説明する。図4は、変調素子
への入射光束の角度分布Ωi と変調素子からの出射光束
の角度分布Ωo との関係を示す。単純化するため、入射
光束は角度分布Ωi の範囲で一様でありこの範囲外に存
在しないものとする。また、変調素子は散乱状態におい
て入射光束を一様に散乱させる。この散乱能力は、角度
分布を持たない入射光束に対応して得られる出射光束の
角度分布Ωo をΩp として表される。
Next, the display characteristics of the scattering type modulation element on which the luminous flux of the intensity I i enters will be described. FIG. 4 shows the relationship between the angular distribution Ω i of the light flux incident on the modulator and the angular distribution Ω o of the light flux emitted from the modulator. For simplicity, it is assumed that the incident light flux is uniform in the range of the angular distribution Ωi and does not exist outside this range. Further, the modulation element uniformly scatters the incident light flux in the scattering state. This scattering capability is represented by Ω p , which is the angular distribution Ω o of the outgoing light flux obtained corresponding to the incident light flux having no angular distribution.

【0094】この角度分布Ωp が入射光束の角度分布Ω
i よりも充分に大きいとすれば、変調素子の表示特性は
光源側および投射側絞りと以下のような関係となる。
This angular distribution Ω p is the angular distribution Ω of the incident light beam.
If it is sufficiently larger than i , the display characteristics of the modulator have the following relationship with the light source side and projection side diaphragms.

【0095】入射光束の角度分布Ωi は光源側絞りの状
態を示し、その絞りの集光角ΩA1に対して次式(2)の
ようになる。
The angular distribution Ω i of the incident light beam shows the state of the diaphragm on the light source side, and is expressed by the following equation (2) with respect to the converging angle Ω A1 of the diaphragm.

【0096】[0096]

【数2】 無散乱状態にある変調素子から得られる出射光束の角度
分布Ωo をΩoON で表すと、この角度分布ΩoON は次式
(3)に示すように入射光束の角度分布Ωi をそのまま
反映する。
[Equation 2] When the angular distribution Ω o of the outgoing light flux obtained from the modulator in the non-scattering state is represented by Ω oON , this angular distribution Ω oON directly reflects the angular distribution Ω i of the incident light flux as shown in the following equation (3). .

【0097】 Ωo =ΩoON =Ωi ‥‥‥(3) 散乱状態にある変調素子から得られる出射光束の角度分
布Ωo をΩoOFFで表すと、この角度分布ΩoOFFは図4に
示されるように変調素子の散乱能力を示す角度分布Ωp
に入射光束の角度分布Ωi を重畳した形になるが、Ωi
<Ωp という関係から次式(4)に示すように近似的に
Ωp とすることができる。
Ω o = Ω oON = Ω i (3) When the angular distribution Ω o of the outgoing light beam obtained from the modulator in the scattering state is represented by Ω oOFF , this angular distribution Ω oOFF is shown in FIG. Angle distribution Ω p
It becomes a shape obtained by superimposing the angular distribution Omega i of the incident light beam to, Omega i
From the relationship of <Ω p, it can be approximately set to Ω p as shown in the following equation (4).

【0098】[0098]

【数3】 上述した出射光束は、その角度分布Ωo の範囲内で一様
であり、投射側の絞りにより決まる一定の集光角ΩA2
範囲のみ取り出され表示される。次式(5)および
(6)は入射光束強度Ii に対する出射光束の強度Io
の関係を示す。
(Equation 3) The emitted light flux described above is uniform within the range of its angular distribution Ω o , and only the range of a fixed converging angle Ω A2 determined by the diaphragm on the projection side is extracted and displayed. The following equations (5) and (6) represent the intensity I o of the outgoing light flux with respect to the intensity I i of the incoming light flux.
Shows the relationship.

【0099】 Io =(ΩA2/Ωo )・Ii (ΩA2<Ωo の場合)‥(5) この場合、出射光束の強度Io はΩo とΩA2の比で決ま
る。
I o = (Ω A2 / Ω o ) · I i (when Ω A2o ) (5) In this case, the intensity I o of the outgoing luminous flux is determined by the ratio of Ω o and Ω A2 .

【0100】 Io =Ii (ΩA2≧Ωo の場合)‥(6) コントラストCRは、変調素子が散乱状態にある場合の
出射光束強度IONと無散乱状態にある場合の出射光束強
度IOFF の比として得られる。一般的にΩA2<Ωp であ
ることから、ΩA2とΩA1の大小関係について場合分けす
ると、コントラストCRは次式(7)および(8)に示
すようになる。
I o = I i (in the case of Ω A2 ≧ Ω o ) (6) Contrast CR is the output light beam intensity I ON when the modulator is in the scattering state and the output light beam intensity when it is in the non-scattering state. Obtained as the ratio of I OFF . Generally, since Ω A2p , the contrast CR becomes as shown in the following equations (7) and (8) when the magnitude relation between Ω A2 and Ω A1 is classified.

【0101】ΩA2≦ΩA1<Ωp の場合 CR=ION/IOFF =(Ii ΩA2/ΩA1)/(Ii ΩA2/Ωp ) =Ωp /ΩA1 ‥‥‥(7) ΩA1≦ΩA2<Ωp の場合 CR=ION/IOFF =Ii /(Ii ΩA2/Ωp ) =Ωp /ΩA2 ‥‥‥(8) すなわち、光源側絞りの集光角ΩA1および投射側絞りの
集光角ΩA2のうちの大きい方の集光角をΩA で表すと、
コントラストCRは次式(9)に示すように集光角ΩA
と散乱能力を示す角度分布Ωp の比となる。
When Ω A2 ≤ Ω A1p CR = I ON / I OFF = (I i Ω A2 / Ω A1 ) / (I i Ω A2 / Ω p ) = Ω p / Ω A1 ... ( 7) When Ω A1 ≤ Ω A2p CR = I ON / I OFF = I i / (I i Ω A2 / Ω p ) = Ω p / Ω A2 (8) That is, If the larger condensing angle of the converging angle Ω A1 and the converging angle Ω A2 of the projection side diaphragm is represented by Ω A ,
Contrast CR is a converging angle Ω A as shown in the following equation (9).
And the angular distribution Ω p , which indicates the scattering ability.

【0102】 CR=Ωp /ΩA ‥‥‥(9) ここで、表示画像のコントラストおよび明るさ、すなわ
ち出射光束強度IONを決定する集光角ΩA1とΩA2の大き
さの関係を考える。ΩA1≦ΩA2の場合、白表示の出射光
束強度IONは式(6)よりΩA2に依存せず一定であり、
式(9)よりコントラストが最大になる条件はΩA1=Ω
A2である。ΩA1≧ΩA2の場合、式(7)よりコントラス
トはCR=Ωp /ΩA1であり、式(5)よりION=Ii
ΩA2/ΩA1である。従って、ΩA2=ΩA1(=Ωi )の時
に出射光束強度IONが最大となる。この両者より、任意
のコントラストに対して最も出射光束強度が強くなる条
件、および任意の明るさにおいて最もコントラストが良
くなる条件はΩA1=ΩA2である。以上のように、光源側
絞りの集光角ΩA1と投射側絞りの集光角ΩA2が一致する
ことが最も表示特性をよくする条件となる。
CR = Ω p / Ω A ··························································································· (9) Here, consider the relationship between the size of the converging angle Ω A1 and Ω A2 that determines the outgoing light flux intensity ION. . When Ω A1 ≤ Ω A2 , the output luminous flux intensity I ON for white display is constant and does not depend on Ω A2 from Equation (6),
From equation (9), the condition that maximizes the contrast is Ω A1 = Ω
It is A2 . When Ω A1 ≧ Ω A2, the contrast is CR = Ω p / Ω A1 from the formula (7), and I ON = I i from the formula (5).
Ω A2 / Ω A1 . Therefore, when Ω A2 = Ω A1 (= Ω i ), the output luminous flux intensity I ON becomes maximum. From both of them, the condition that the intensity of the emitted light beam is strongest with respect to an arbitrary contrast and the condition that the contrast is highest with respect to an arbitrary brightness is Ω A1 = Ω A2 . As described above, the condition that it is to improve the most display characteristics converging angle Omega A2 with converging angle Omega A1 of the light source side throttle projection side throttle match.

【0103】以上の最適条件下で考えた場合でも、表示
画像の明るさ、すなわち出射光束強度ION(=Ii )は
絞りの半径rの増大に伴って向上するが、表示画像のコ
ントラストCRはこれに伴って逆に低下することが分か
る。すなわち、絞りの大きさを調整することによりION
およびCRを変化させても、これらを共に向上させ得な
いことが分かる。
Even when considered under the above optimum conditions, the brightness of the display image, that is, the output luminous flux intensity I ON (= I i ) improves with an increase in the radius r of the diaphragm, but the contrast CR of the display image. It can be seen that, along with this, decreases. That is, by adjusting the size of the diaphragm, I ON
It can be seen that changing CR and CR cannot both improve them.

【0104】以上は定性的な考察であり、より詳細な考
察は光学系の方式、ランプの特性等により個々に行なう
必要があるが、表示画像の明るさとコントラストがトレ
ードオフしてしまうという基本的な振る舞いは、高分子
分散型、微粒子分散型、斜め電界による液晶回析格子
(特願平6−298496号、特願平6−172935
号)、あるいはDMD等の光の空間的な伝搬方向を変調
する変調素子を使用した場合において共通である。
The above is a qualitative consideration, and more detailed consideration needs to be made individually depending on the optical system method, lamp characteristics, etc., but the basic idea is that the brightness and contrast of the displayed image are traded off. The behavior is as follows: polymer dispersion type, fine particle dispersion type, liquid crystal diffraction grating by oblique electric field (Japanese Patent Application No. 6-298496, Japanese Patent Application No. 6-172935).
No.), or a modulation element such as DMD that modulates the spatial propagation direction of light.

【0105】ここで、高分子分散型液晶を散乱型変調素
子として用いた投射型表示装置の動作によりスクリーン
に表示される画像のコントラストについて考察する。こ
の表示画像のコントラストはスクリーンを取り巻く環境
に影響される。このため、照明された部屋におかれたス
クリーン上に画像を表示させ、変調素子からの出射光束
の強度および画像のコントラストを絞りの集光角に対応
して測定した。図5は集光角に対応して測定された変調
素子からの出射光束の強度および画像のコントラストを
示す。この関係から最大コントラストをもたらす最適値
が集光角の調整範囲内に存在することがわかる。
Here, the contrast of the image displayed on the screen by the operation of the projection type display device using the polymer dispersed liquid crystal as the scattering type modulation element will be considered. The contrast of the displayed image is affected by the environment surrounding the screen. Therefore, an image was displayed on a screen placed in an illuminated room, and the intensity of the luminous flux emitted from the modulation element and the contrast of the image were measured corresponding to the converging angle of the diaphragm. FIG. 5 shows the intensity of the light beam emitted from the modulation element and the contrast of the image, which are measured in accordance with the light collection angle. From this relationship, it can be seen that the optimum value that produces the maximum contrast exists within the adjustment range of the collection angle.

【0106】表示装置の動作により画像がスクリーンに
表示されるとき、このスクリーンの明るさLは表示画像
の明るさLON又はLOFF とスクリーンが置かれた環境に
依存する背景の明るさL0 との和になる。従って、実際
のコントラストCRroomは明るさLONおよびLOFF を用
いて次式(10)のように表される。
When an image is displayed on the screen by the operation of the display device, the brightness L of the screen depends on the brightness L ON or L OFF of the display image and the background brightness L 0 depending on the environment in which the screen is placed. Will be the sum of Therefore, the actual contrast CR room is represented by the following expression (10) using the brightnesses L ON and L OFF .

【0107】 CRroom=(LON+L0 )/(LOFF +L0 ) ‥‥‥(10) 背景の明るさL0 は、スクリーンが置かれた部屋の照明
光および窓から採光される外光等の強さにこのスクリー
ンの表示形式(光透過型、光反射型)で決まる光透過率
および光反射率の一方を乗じた値である。このL0 は、
式(9)で得られる本来のコントラストCRを著しく低
下させる影響力を持つため無視することはできない。
CR room = (L ON + L 0 ) / (L OFF + L 0 ) ..... (10) The background brightness L 0 is the illumination light of the room where the screen is placed and the external light taken from the window. Is a value obtained by multiplying the strength of the like by one of the light transmittance and the light reflectance determined by the display format (light transmission type, light reflection type) of this screen. This L 0 is
It cannot be ignored because it has the effect of significantly lowering the original contrast CR obtained from equation (9).

【0108】L0 の値が充分小さい場合、コントラスト
は1/ΩA という本来の傾きに近い依存性を示し、集光
角ΩA が小さいほどコントラストが良くなる。逆にL0
の値が充分大きい場合には、最大となる明るさがコント
トラスト比に関して支配的になり、この集光角ΩA が大
きいほどコントラストが大きくなる傾向になる。
When the value of L 0 is sufficiently small, the contrast exhibits a dependency of 1 / Ω A, which is close to the original inclination, and the smaller the collection angle Ω A, the better the contrast. Conversely, L 0
When the value of is sufficiently large, the maximum brightness is dominant in the contrast ratio, and the larger the collection angle Ω A , the larger the contrast.

【0109】そこで、L0 が中間的な値である場合に絞
り集光角ΩA に対応して得られるコントラストCRroom
を考察する。絞りの集光角ΩA 、表示装置からの投射光
の強度I、およびスクリーンの明るさLの関係は、正の
比例係数kおよびqを用いることにより次式(11)の
ように示すことができる。
Therefore, when L 0 is an intermediate value, the contrast CR room obtained corresponding to the diaphragm focusing angle Ω A
Consider. The relationship between the converging angle Ω A of the diaphragm, the intensity I of the light projected from the display device, and the brightness L of the screen can be expressed by the following equation (11) by using the positive proportional coefficients k and q. it can.

【0110】 L=kΩA =qI ‥‥‥(11) 次式(12)は、背景の明るさL0 を考慮した実際のコ
ントラストCRroomを示す。
L = kΩ A = qI (11) The following equation (12) shows the actual contrast CR room in consideration of the background brightness L 0 .

【0111】 CRroom=(LON+L0 )/(LOFF +L0 ) =(ΩA +L0 /k)/(ΩA2/ΩP +L0 /k)‥(12) L0 =0の場合、前述したように集光角ΩA が小さいほ
どコントラストが良くなる。次式(13)はL0 が0よ
り大きい有限値である場合にコントラストを最大にする
ための必要条件を示す。
CR room = (L ON + L 0 ) / (L OFF + L 0 ) = (Ω A + L 0 / k) / (Ω A 2 / Ω P + L 0 / k) (12) When L 0 = 0 As mentioned above, the smaller the collection angle Ω A, the better the contrast. The following expression (13) shows a necessary condition for maximizing the contrast when L 0 is a finite value larger than 0.

【0112】[0112]

【数4】 コントラストが最大となる点が存在する場合、それは背
景の明るさL0 および絞りの集光角ΩA に依存した形に
なる。式(13)において集光角ΩA が実現可能な解を
持つ場合、この解はコントラストCRroomを最大にする
最適値となる。しかし、絞りの集光角ΩA は、実際の光
源の大きさによってその上限が実質的に決まってしま
う。すなわち、調整可能範囲の上限値が存在する。従っ
て、L0 がある一定値を越えてしまった場合には、コン
トラストが調整範囲内で最大となるように、調整範囲内
でΩA を最大とする設定が最適値となる。
[Equation 4] If there is a point of maximum contrast, it will be shaped depending on the background brightness L 0 and the collection angle Ω A of the diaphragm. When the converging angle Ω A has a feasible solution in Expression (13), this solution has an optimum value that maximizes the contrast CR room . However, the upper limit of the focusing angle Ω A of the diaphragm is substantially determined by the size of the actual light source. That is, there is an upper limit value of the adjustable range. Therefore, when L 0 exceeds a certain fixed value, the setting that maximizes Ω A within the adjustment range is the optimum value so that the contrast becomes maximum within the adjustment range.

【0113】また、L0 がほぼ0の値である場合、集光
角ΩA が小さいほどコントラストが良くなる。しかし、
実際に集光角ΩA を小さくしすぎると、表示画像が暗く
なって見づらくなる。このような場合、集光角ΩA は表
示画像が見やすい範囲で最小とされる。
When L 0 has a value of almost 0, the smaller the collection angle Ω A, the better the contrast. But,
If the converging angle Ω A is actually made too small, the displayed image becomes dark and difficult to see. In such a case, the light collection angle Ω A is minimized within a range where the displayed image is easy to see.

【0114】[0114]

【実施例】以下、本発明の種々の態様に係る投射型表示
装置について説明するが、その説明の前に、本発明の基
本概念について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The projection type display device according to various aspects of the present invention will be described below, but before the description, the basic concept of the present invention will be described.

【0115】図6は、本発明の基本概念を説明するため
の投射型表示装置の構成を示す。光学系に関し、投射型
表示装置は、回転楕円型のミラー101、光源ランプ1
02、コンデンサレンズ103、電動絞り104、散乱
型変調素子108、フィールドレンズ109、投射レン
ズ110、および電動絞り111を有する。ランプ10
2から得られた光は直接およびミラー101で反射して
コンデンサレンズ103に入射する。コンデンサレンズ
103はこの入射光を平行光線として散乱型変調素子1
08に入射させる。散乱型変調素子108は、高分子樹
脂中に液晶材料が分散されて成る高分子分散型液晶層を
光変調層として一対の透明電極基板間に備え、この光変
調層により光の空間的な伝搬方向を映像信号に応じて変
調する変調素子として駆動回路107により駆動され
る。散乱型変調素子108からの変調光はフィールドレ
ンズ109を介して投射レンズ110に入射する。投射
レンズ110は入射光を反射型スクリーンSCに投射す
る。すなわち、この投射型表示装置の基本的な表示原理
は従来と同様である。
FIG. 6 shows the structure of a projection type display device for explaining the basic concept of the present invention. Regarding the optical system, the projection display device includes a spheroidal mirror 101 and a light source lamp 1.
02, a condenser lens 103, an electric diaphragm 104, a scattering type modulation element 108, a field lens 109, a projection lens 110, and an electric diaphragm 111. Lamp 10
The light obtained from 2 is reflected by the mirror 101 directly and enters the condenser lens 103. The condenser lens 103 converts the incident light into parallel rays and scatter-type modulator 1
08. The scattering type modulation element 108 includes a polymer dispersion type liquid crystal layer in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer resin as a light modulation layer between a pair of transparent electrode substrates, and the light modulation layer spatially propagates light. It is driven by the drive circuit 107 as a modulation element that modulates the direction according to the video signal. The modulated light from the scattering type modulation element 108 enters the projection lens 110 via the field lens 109. The projection lens 110 projects the incident light on the reflective screen SC. That is, the basic display principle of this projection type display device is the same as the conventional one.

【0116】この表示装置の特徴は、二つの電動絞り1
04および111を持つことにある。絞り104はコン
デンサレンズ103に入射する光線の光束を絞るために
設けられ、電動絞り111は投射レンズ110から投射
される光線の光束を絞るために設けられる。各電動絞り
は制御回路120により制御される内蔵サーボモータを
有し、このサーボモータの動作により絞りサイズ、すな
わち開口部の形状が調整される。この制御回路120は
輝度信号平滑回路140からの入力信号Aおよびデコー
ダ121からの入力信号Bに基づいて絞り104および
111を動作させ、散乱型変調素子108に入射する光
束分布および表示に寄与する出射光束角度範囲を制御す
る。デコーダ121は外部の赤外線リモコンから送信さ
れる制御信号を受信しこれをデコードすることにより信
号Bを得る。
The feature of this display device is that it has two electric diaphragms 1.
04 and 111. The diaphragm 104 is provided for narrowing the luminous flux of the light rays incident on the condenser lens 103, and the electric diaphragm 111 is provided for narrowing the luminous flux of the light rays projected from the projection lens 110. Each electric diaphragm has a built-in servomotor controlled by the control circuit 120, and the operation of this servomotor adjusts the diaphragm size, that is, the shape of the opening. The control circuit 120 operates the diaphragms 104 and 111 on the basis of the input signal A from the luminance signal smoothing circuit 140 and the input signal B from the decoder 121, and the luminous flux distribution incident on the scattering type modulation element 108 and the emission which contributes to the display. Controls the luminous flux angle range. The decoder 121 receives the control signal transmitted from the external infrared remote controller and decodes it to obtain the signal B.

【0117】図13は制御回路120の入力信号Aおよ
びBと絞りの集光角との関係を示す。絞りの状態は散乱
型変調素子108の出射光束の中で絞りを通過する角
度、すなわち集光角として示される。絞り111の集光
角は、8.6×10-3srから1.1×10-3srの範
囲で可変されるように設定される。また、絞り104も
同じ角度範囲の光束を散乱型変調素子108に入射させ
るように制御される。
FIG. 13 shows the relationship between the input signals A and B of the control circuit 120 and the converging angle of the diaphragm. The state of the diaphragm is shown as an angle at which the light flux emitted from the scattering modulator 108 passes through the diaphragm, that is, as a converging angle. The converging angle of the diaphragm 111 is set so as to be variable in the range of 8.6 × 10 −3 sr to 1.1 × 10 −3 sr. The diaphragm 104 is also controlled so that the light flux in the same angle range is incident on the scattering type modulation element 108.

【0118】制御回路120の入力信号Aは、映像信号
に含まれる輝度信号の時間的平均強度であり、輝度信号
平滑回路140により発生される。この輝度信号平滑回
路140は図1に示されるように輝度信号のブランキン
グレベル(黒レベル)検出回路140AおよびRC積分
回路140Bにより構成される。積分回路140Bの時
定数RCは、抵抗Rを調整することにより変更できる。
制御回路120の入力信号Aはブランキングレベル(黒
レベル)検出回路140Aの出力(黒レベル)と輝度信
号の差をRC積分回路140Bにより平均化することに
より得られる。制御回路120の入力信号Bは、赤外線
リモコンからの制御信号をデコーダ121によりデコー
ドすることにより得られる信号であり、この信号は赤外
線リモコンにより任意の値に設定することができる。こ
の信号は、図18に示すように、入力信号Aの絞りに対
する影響の強さを変化させるものであり。入力信号Bの
値が充分小さくされると、絞りは集光角が最小の状態で
入力信号Aによらず一定となる。逆に、入力信号Bの値
が充分大きくされると、絞りは集光角が最大の状態で入
力信号Aによらず一定となる。また、集光角を特定の値
で固定する場合には、制御回路120に設けられる図示
しない切り替えスイッチで入力信号Aが図18に示す中
間の信号固定値で一定となるように設定される。
The input signal A of the control circuit 120 is the temporal average intensity of the luminance signal included in the video signal and is generated by the luminance signal smoothing circuit 140. The luminance signal smoothing circuit 140 is composed of a luminance signal blanking level (black level) detection circuit 140A and an RC integration circuit 140B as shown in FIG. The time constant RC of the integrating circuit 140B can be changed by adjusting the resistance R.
The input signal A of the control circuit 120 is obtained by averaging the difference between the output (black level) of the blanking level (black level) detection circuit 140A and the luminance signal by the RC integration circuit 140B. The input signal B of the control circuit 120 is a signal obtained by decoding the control signal from the infrared remote controller by the decoder 121, and this signal can be set to an arbitrary value by the infrared remote controller. This signal changes the strength of the influence of the input signal A on the diaphragm, as shown in FIG. When the value of the input signal B is made sufficiently small, the diaphragm becomes constant regardless of the input signal A in the state where the converging angle is minimum. On the contrary, when the value of the input signal B is made sufficiently large, the diaphragm becomes constant regardless of the input signal A in the state where the converging angle is maximum. When the light collection angle is fixed at a specific value, the changeover switch (not shown) provided in the control circuit 120 sets the input signal A to be constant at an intermediate signal fixed value shown in FIG.

【0119】また、駆動回路107の特徴は、平滑回路
140Bの出力信号を入力の一つとして、散乱型液晶パ
ネルを駆動する電圧に補正をかけることである。この補
正では、デコーダ121からのデコード信号から制御回
路120の動作状態が検出され、この制御回路に同期し
て駆動信号の平均強度の変化が小さくなる方向に補正さ
れる。従って、集光角が小さくなることで本来暗い投射
映像がさらに暗なる場合に、散乱型液晶パネルの明るさ
が逆に増大する方向に修正され、最終的に得られる投射
映像において明るさの変動が緩和される。
The drive circuit 107 is characterized in that the output signal of the smoothing circuit 140B is used as one of the inputs to correct the voltage for driving the scattering type liquid crystal panel. In this correction, the operating state of the control circuit 120 is detected from the decoded signal from the decoder 121, and the change in the average intensity of the drive signal is corrected in synchronization with the control circuit so as to decrease. Therefore, when the originally dark projected image becomes darker due to the smaller converging angle, the brightness of the scattering type liquid crystal panel is corrected to the opposite direction, and the fluctuation of the brightness in the finally obtained projected image is corrected. Is alleviated.

【0120】上述した構成の表示装置を暗室で表示動作
させたところ、高分子分散液晶の特性が不十分なために
コントラスト比が集光角1.1×10-3srの場合で7
0:1、8.6×10-3srの場合に18:1のコント
ラスト比となった。また、白表示時の光量は、集光角
1.1×10-3srの場合に18lmであり、8.6×
10-3srの場合に75lmの表示であった。絞りが固
定の場合には、充分なコントラスト比を得るために、集
光角が最小となる1.1×10-3srの状態で絞りを使
用する必要がある。これに対して、実施例のように可変
である場合には、明るい場面で全体の明るさを上げられ
るので、表示の印象は劇的に改善された。特に、星座や
月世界の映像を収録したビデオソフトを使用して表示動
作を行った場合、星座の場面で背景の黒が引き締まり、
絞りを固定している場合とはまったく異なる非常に良好
な表示となる。また、平均的な明るさの変化と絞りの調
整速度の関係に関し、絞り調整の時定数を0.5秒から
1秒程度に設定したところ、不自然さをあまり感じさせ
ることなく表示特性を改善できた。
When the display device having the above-described structure was operated for display in a dark room, it was observed that when the contrast ratio was 1.1 × 10 −3 sr due to insufficient characteristics of the polymer dispersed liquid crystal,
In the case of 0: 1 and 8.6 × 10 −3 sr, the contrast ratio was 18: 1. Also, the amount of light during white display is 18 lm when the collection angle is 1.1 × 10 −3 sr, which is 8.6 ×
The display was 75 lm at 10 -3 sr. When the diaphragm is fixed, in order to obtain a sufficient contrast ratio, it is necessary to use the diaphragm in the condition of 1.1 × 10 −3 sr where the light collection angle becomes the minimum. On the other hand, in the case of being variable as in the embodiment, the overall brightness can be increased in a bright scene, and thus the display impression is dramatically improved. In particular, when the display operation is performed using video software that records images of constellations and the world of the moon, the background black is tightened in the constellation scene,
The display is very good, which is completely different from when the aperture is fixed. Regarding the relationship between the average brightness change and the aperture adjustment speed, the aperture adjustment time constant was set from 0.5 seconds to 1 second, and the display characteristics were improved without feeling any unnaturalness. did it.

【0121】次に、500luxの室内にて反射ゲイン
13倍のスクリーンを用いて表示を行ったところ、室内
光によるスクリーンの明るさがかなり気になる状態であ
り、集光角をほぼ最大の状態に設定したときに最も良い
印象がえられた。この設定は、室内が充分暗い場合には
かえってコントラスト不足が気になってしまい、より集
光角を小さくした場合に比べて悪い設定である。この実
施例の表示装置を使用した場合、その使用環境の明るさ
が異なっても、表示特性を最適化して表示動作を行なえ
ることが確認できた。
Next, when a screen having a reflection gain of 13 times was used for display in a room of 500 lux, the brightness of the screen due to the room light was considerably annoying, and the converging angle was almost maximum. The best impression was obtained when set to. This setting is a bad setting compared to the case where the converging angle is made smaller, because the lack of contrast becomes more of a concern when the room is sufficiently dark. It was confirmed that when the display device of this example was used, the display operation could be performed by optimizing the display characteristics even if the brightness of the usage environment was different.

【0122】人間の感覚は、明るい環境では、その明る
さに対して暗い部分を黒として認識するので、明るい場
面では黒表示に対する要求はあまり厳しくない。この場
合は、コントラスト比よりもむしろ白部分が充分明るい
ことが重要である。
In a bright environment, the human sense recognizes a dark portion as black for its brightness, and therefore, in a bright scene, the requirement for black display is not so strict. In this case, it is important that the white part is sufficiently bright rather than the contrast ratio.

【0123】逆に、暗い場面では、明るい黒と暗い黒と
の区別が明確になるよう暗さに対して感覚が敏感にな
る。白部分については、その周辺の黒部分との対比によ
りその明るさが強調されて見えるので、白部分の絶対的
な明るさはあまり重要でない。この場合、コントラスト
比が良く、黒が充分暗く表示されることが要求される。
On the contrary, in a dark scene, the sense is sensitive to darkness so that the distinction between light black and dark black becomes clear. The brightness of the white part is emphasized by comparison with the surrounding black part, so the absolute brightness of the white part is not so important. In this case, it is required that the contrast ratio be good and that black be displayed sufficiently dark.

【0124】この投射型表示装置は、人間の感覚を満足
するよう表示特性を変更することが可能であり、かつ従
来では得られなかったような表示特性も得ることができ
る。すなわち、充分なコントラスト比の下で実質的な明
るさを向上させることができる。
This projection type display device can change the display characteristic so as to satisfy the human sense, and can also obtain the display characteristic which has not been obtained in the past. That is, the substantial brightness can be improved under a sufficient contrast ratio.

【0125】この投射型表示装置は時間帯あるいは場所
等に依存した様々な環境で実際に使用されることにな
る。特に外光(室内の照明、窓の採光部)がスクリーン
に作用してその明るさを決めるため、黒の映像部分は非
常に影響を受け易い。すなわち、スクリーン周辺が明る
過ぎると、表示装置からの出力光が良好なコントラスト
比であっても、スクリーンに表示された映像のコントラ
ストは低下する。従って、このような状態ではコントラ
スト比よりも明るさを優先した表示が行われる。また、
充分暗い部屋等では、白表示が少々暗くてもしっかりと
黒が沈んで見えるように表示が行われる。
This projection type display device is actually used in various environments depending on the time zone or place. In particular, since the outside light (indoor lighting, the lighting portion of the window) acts on the screen to determine its brightness, the black image portion is very susceptible. That is, if the periphery of the screen is too bright, the contrast of the image displayed on the screen is lowered even if the output light from the display device has a good contrast ratio. Therefore, in such a state, the display in which the brightness is prioritized over the contrast ratio is performed. Also,
In a sufficiently dark room or the like, even if the white display is a little dark, the display is made so that the black looks solid.

【0126】この投射型表示装置は、周囲環境の諸条件
により黒表示と白表示とのどちらを優先するかを任意に
選択可能である。さらに、この表示装置は上述した良好
な表示性能を有するにもかかわらず低消費電力である。
In this projection type display device, it is possible to arbitrarily select whether to give priority to black display or white display depending on various conditions of the surrounding environment. Further, this display device has low power consumption despite having the above-mentioned good display performance.

【0127】尚、上述した例では、反射型のスクリーン
SCがフロント側で表示画像を見るために用いられた
が、透過型のスクリーンがリア側で表示画像を見るため
に用いられてもよい。
In the above example, the reflective screen SC is used for viewing the display image on the front side, but the transmissive screen may be used for viewing the display image on the rear side.

【0128】さらに、この例では、表示装置が変調素子
として設けられる散乱型液晶パネルの透過光を利用する
ように構成されたが、散乱型液晶パネルの反射光を利用
するように構成されてもよい。この散乱型液晶パネルは
高分子分散型液晶層の代わりに例えば微粒子分散型液晶
層を光変調層として有するものでもよい。また、散乱型
液晶パネルはDMD、TN型液晶や斜め電界による液晶
回析格子等の変調素子に変更してもよい。
Further, in this example, the display device is configured to utilize the transmitted light of the scattering type liquid crystal panel provided as the modulation element, but it may be configured to utilize the reflected light of the scattering type liquid crystal panel. Good. This scattering type liquid crystal panel may have, for example, a fine particle dispersion type liquid crystal layer as a light modulation layer instead of the polymer dispersion type liquid crystal layer. Further, the scattering type liquid crystal panel may be changed to a DMD, a TN type liquid crystal or a modulation element such as a liquid crystal diffraction grating by an oblique electric field.

【0129】以下、本発明の第1の態様に係る投射型表
示装置について、図7を参照して説明する。
The projection type display device according to the first aspect of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0130】図7において、投射型表示装置は、回転楕
円型のミラー101、光源ランプ102、電動絞り10
4、コンデンサレンズ103、散乱型変調素子108、
フィールドレンズ109、投射レンズ群110、および
電動絞り111が光軸上に配置してなる光学系を具備し
ている。ランプ102から得られた光は、直接およびミ
ラー101で反射してコンデンサレンズ103に入射す
る。コンデンサレンズ103はこの入射光を互いに平行
な光線として変調素子108に入射させる。この変調素
子108は入射光の空間的な伝搬方向を2次元領域で変
調するもので、変調素子駆動回路107により駆動され
る。この変調素子108は液晶材料が高分子樹脂中に分
散された液晶層を一対の透明電極基板間に備えた液晶パ
ネルである。フィールドレンズ109は変調素子108
からの変調光を投射レンズ群110に導き、投射レンズ
群110はこの変調光を反射型スクリーンSCに投射す
る。すなわち、この投射型表示装置の基本的な表示原理
は従来と同様である。
In FIG. 7, the projection type display device includes a spheroidal mirror 101, a light source lamp 102, and an electric diaphragm 10.
4, condenser lens 103, scattering type modulation element 108,
The optical system includes a field lens 109, a projection lens group 110, and an electric diaphragm 111 arranged on the optical axis. The light obtained from the lamp 102 is reflected by the mirror 101 directly and enters the condenser lens 103. The condenser lens 103 makes this incident light incident on the modulation element 108 as parallel light rays. The modulator 108 modulates the spatial propagation direction of incident light in a two-dimensional area and is driven by the modulator driver circuit 107. The modulation element 108 is a liquid crystal panel having a liquid crystal layer in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer resin, between a pair of transparent electrode substrates. The field lens 109 is the modulation element 108
The modulated light from is guided to the projection lens group 110, and the projection lens group 110 projects this modulated light on the reflection type screen SC. That is, the basic display principle of this projection type display device is the same as the conventional one.

【0131】この表示装置では、電動絞り104が光源
ランプ102およびコンデンサレンズ103間に配置さ
れ、電動絞り111が投射レンズ群110内に配置され
る。電動絞り104は変調素子108に入射される光線
の角度範囲を制御するため光源ランプ102からの光源
光の光束を絞り、電動絞り111はスクリーンSCに投
射される光線の角度範囲を制御するため変調素子108
からの変調光の光束を絞る。
In this display device, the electric diaphragm 104 is arranged between the light source lamp 102 and the condenser lens 103, and the electric diaphragm 111 is arranged in the projection lens group 110. The motorized diaphragm 104 restricts the luminous flux of the light source light from the light source lamp 102 in order to control the angular range of the light rays incident on the modulation element 108, and the motorized diaphragm 111 modulates to control the angular range of the light rays projected on the screen SC. Element 108
The modulated light flux from is narrowed.

【0132】電動絞り104および111は、絞り駆動
回路123により制御される内蔵サーボモータMを有
し、このサーボモータの動作により絞りサイズ、すなわ
ち開口部の形状、サイズが調整される。この開口部の形
状は四角形あるいは円形等であってよく、特に好ましく
は、図8(a)に示すように円形とし、サーボモータに
よってその半径rを変化させる構造であるとよい。ま
た、図8(b)に示すようにサーボモータによって開口
部の上下及び/又は左右が遮光される構造でもよい。な
お、上下/左右を遮光して四角形の開口とすると、より
好ましい。
The electric diaphragms 104 and 111 have a built-in servomotor M controlled by the diaphragm drive circuit 123, and the diaphragm size, that is, the shape and size of the opening is adjusted by the operation of this servomotor. The shape of the opening may be a quadrangle, a circle, or the like, and particularly preferably a circle as shown in FIG. 8A and a structure in which the radius r is changed by a servo motor. Further, as shown in FIG. 8B, a structure may be employed in which the upper and lower sides and / or the left and right sides of the opening are shielded by a servo motor. It is more preferable to shield the top / bottom / left / right to form a square opening.

【0133】特に好ましくは、電動絞り104および1
11は、図8(c)〜(e)に示すように、カメラでよ
く使用されている絞りと同様の構成とするのがよい。図
8(c)は、開口径が小の場合、図8(d)は、開口径
が中間の場合、図8(e)は、開口径が大の場合をそれ
ぞれ示す。
Particularly preferably, the motorized diaphragms 104 and 1
As shown in FIGS. 8 (c) to 8 (e), it is preferable that 11 has the same configuration as an aperture often used in cameras. 8C shows the case where the opening diameter is small, FIG. 8D shows the case where the opening diameter is intermediate, and FIG. 8E shows the case where the opening diameter is large.

【0134】図7に示す例では、電動絞り104および
111の各々は耐熱性に優れた5枚のセラミックブレー
ドCBにより構成されている。これらセラミックブレー
ドCBの組み合わせにより構成される円形の開口の寸
法、すなわち半径rをサーボモータMで変化させること
により、電動絞り104および111は、集光角が変化
する円形の可変絞りとして機能する。
In the example shown in FIG. 7, each of the electric diaphragms 104 and 111 is composed of five ceramic blades CB having excellent heat resistance. By changing the size of the circular opening formed by the combination of these ceramic blades CB, that is, the radius r by the servomotor M, the electric diaphragms 104 and 111 function as a circular variable diaphragm whose converging angle changes.

【0135】さらに、この表示装置は、表示動作全体を
制御する表示制御回路121、この表示制御回路121
によって指定される輝度レベルに設定されたラスター信
号を発生するラスター信号発生回路122、表示制御回
路121によって指定される集光角、すなわち開口半径
rを持つよう電動絞り104および111絞りの各々を
駆動する絞り駆動回路123、スクリーンSCの明るさ
を検出しこの明るさに応じたアナログ電圧信号を発生す
る光センサ128、および光センサ128からの電圧信
号をデジタル信号に変換して表示制御回路121に入力
するための光センサインターフェース回路124を有す
る。
Further, this display device has a display control circuit 121 for controlling the entire display operation, and this display control circuit 121.
Each of the motorized diaphragms 104 and 111 is driven so as to have a raster signal generation circuit 122 for generating a raster signal set to a brightness level specified by the display control circuit 121 and a converging angle specified by the display control circuit 121, that is, an aperture radius r. The aperture drive circuit 123, the optical sensor 128 that detects the brightness of the screen SC and generates an analog voltage signal according to the brightness, and the voltage signal from the optical sensor 128 is converted into a digital signal and displayed in the display control circuit 121. It has an optical sensor interface circuit 124 for input.

【0136】表示制御回路121は、データバス125
を介してラスター信号発生回路122、絞り駆動回路1
23、および光センサインターフェース回路124に接
続され、光センサ128は光センサインターフェース回
路124に接続され、絞り駆動回路123は電動絞り1
04および111絞りに接続され、変調素子駆動回路1
07は変調素子108に接続される。
The display control circuit 121 has a data bus 125.
Raster signal generation circuit 122 and diaphragm drive circuit 1 via
23 and the optical sensor interface circuit 124, the optical sensor 128 is connected to the optical sensor interface circuit 124, and the diaphragm drive circuit 123 is connected to the electric diaphragm 1.
The modulator driving circuit 1 is connected to the 04 and 111 diaphragms.
07 is connected to the modulation element 108.

【0137】この表示装置は、ラスター信号発生回路1
22の状態によって制御される切替スイッチSW1およ
びSW3と、絞り調整を命じるプッシュスイッチSW2
とを有する。スイッチSW1は映像信号が供給されるビ
デオ入力端131に接続される第1接点、ラスター信号
発生回路122のラスター信号出力端に接続される第2
接点、変調素子駆動回路107に接続される共通接点、
およびラスター信号発生回路122のステータス出力端
子に接続される制御端子を有する。
This display device has a raster signal generating circuit 1
Changeover switches SW1 and SW3 controlled by the state of No. 22, and a push switch SW2 for commanding aperture adjustment.
Have and. The switch SW1 is a first contact point connected to the video input terminal 131 to which the video signal is supplied, and a second contact point connected to the raster signal output terminal of the raster signal generating circuit 122.
A contact, a common contact connected to the modulation element drive circuit 107,
And a control terminal connected to the status output terminal of the raster signal generation circuit 122.

【0138】スイッチSW2は、表示制御回路121の
一対のスイッチ接続端子間に接続される。スイッチSW
3は、可変抵抗127の一端に接続される第1接点、固
定抵抗126の一端に接続される第2接点、絞り駆動回
路123の抵抗接続端子の一方に接続される共通接点、
およびラスター信号発生回路122のステータス出力端
子に接続される制御端子を有する。固定抵抗126およ
び可変抵抗127の他端は絞り駆動回路123の抵抗接
続端子の他方に接続される。
The switch SW2 is connected between a pair of switch connection terminals of the display control circuit 121. Switch SW
3 is a first contact connected to one end of the variable resistance 127, a second contact connected to one end of the fixed resistance 126, a common contact connected to one of the resistance connection terminals of the diaphragm drive circuit 123,
And a control terminal connected to the status output terminal of the raster signal generation circuit 122. The other ends of the fixed resistance 126 and the variable resistance 127 are connected to the other of the resistance connection terminals of the diaphragm drive circuit 123.

【0139】表示制御回路121は、スイッチSW2が
押されたことを検出して絞り調整モードを設定する。ラ
スター信号発生回路122は通常は停止状態に維持され
ており、この絞り調整モードにおいて作動状態にされ
る。スイッチSW1は、ラスター信号発生回路122が
停止状態にあるときに供給されるステータス信号の下で
共通接点を第1接点に接続させ、ラスター信号発生回路
122が作動状態にあるときに供給されるステータス信
号の下で共通接点を第2接点に接続させる。
The display control circuit 121 detects that the switch SW2 has been pressed and sets the aperture adjustment mode. The raster signal generating circuit 122 is normally maintained in a stopped state and is activated in this diaphragm adjustment mode. The switch SW1 connects the common contact to the first contact under the status signal supplied when the raster signal generating circuit 122 is in the stopped state, and the status supplied when the raster signal generating circuit 122 is in the operating state. The common contact is connected to the second contact under the signal.

【0140】すなわち、通常、スイッチSW1は映像信
号を変調素子駆動回路107に供給し、スイッチSW3
は可変抵抗127を絞り駆動回路123に接続する。ラ
スター信号発生回路122が絞り調整モードの設定によ
り作動状態になった場合、スイッチSW1はラスター信
号を変調素子駆動回路107に供給し、スイッチSW2
は固定抵抗126を絞り駆動回路123に接続する。
That is, normally, the switch SW1 supplies the video signal to the modulation element drive circuit 107, and the switch SW3.
Connects the variable resistor 127 to the diaphragm drive circuit 123. When the raster signal generation circuit 122 is activated due to the aperture adjustment mode setting, the switch SW1 supplies the raster signal to the modulation element drive circuit 107, and the switch SW2.
Connects the fixed resistor 126 to the diaphragm drive circuit 123.

【0141】絞り駆動回路123は、固定抵抗126に
接続された状態において電動絞り104および111を
表示制御回路121によって指定される電動絞りの集光
角、すなわち開口半径に調整する。可変抵抗器127は
こうして設定された集光角をさらに修正するために設け
られたもので、手動で操作される。絞り駆動回路123
は可変抵抗127に接続された状態において可変抵抗1
27が操作されたとき、集光角の値を可変抵抗127の
抵抗値に応じて正および負の方向に修正する。光センサ
128は、例えばフォトダイオードと集光レンズで構成
され、スクリーンSCの明るさは光センサ128から光
センサインターフェース124を介して表示制御回路1
21に供給される信号に基づいて測定される。
The diaphragm driving circuit 123 adjusts the electric diaphragms 104 and 111 to the converging angle of the electric diaphragm, that is, the opening radius designated by the display control circuit 121, in a state of being connected to the fixed resistor 126. The variable resistor 127 is provided to further correct the light collection angle thus set, and is manually operated. Aperture drive circuit 123
Is the variable resistor 1 when connected to the variable resistor 127.
When 27 is operated, the value of the light collection angle is corrected in the positive and negative directions according to the resistance value of the variable resistor 127. The light sensor 128 is composed of, for example, a photodiode and a condenser lens, and the brightness of the screen SC is controlled by the display control circuit 1 from the light sensor 128 via the light sensor interface 124.
It is measured based on the signal supplied to 21.

【0142】表示制御回路121は、様々なデータ処理
を行なうマイクロプロセッサMPおよびこのマイクロプ
ロセッサMPの制御プログラムおよび様々なデータを格
納するメモリSMを有する。制御プログラムは絞り制御
モードで最適な集光角を決定するための処理ルーチンを
含む。
The display control circuit 121 has a microprocessor MP for performing various data processing, and a memory SM for storing a control program for the microprocessor MP and various data. The control program includes a processing routine for determining the optimum light collection angle in the aperture control mode.

【0143】次に、この表示装置の動作を図9および図
10に示すフロ−チャ−トを参照して説明する。
Next, the operation of this display device will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

【0144】図9において、表示制御回路121は電源
投入に伴って制御プログラムを実行することにより表示
制御処理を行なう。この表示制御処理が開始されると、
ステップS201でプッシュスイッチSW2が押された
かどうかがチェックされる。プッシュスイッチSW2が
押されたことが検出されると、表示制御回路121はス
テップS202でラスター信号発生装置122を作動状
態にするため、絞り調整モードを設定し、ラスター信号
の輝度レベルを最高にするようラスター信号発生装置1
22に指定する。
In FIG. 9, the display control circuit 121 performs a display control process by executing a control program when the power is turned on. When this display control process is started,
In step S201, it is checked whether the push switch SW2 has been pressed. When it is detected that the push switch SW2 has been pressed, the display control circuit 121 sets the aperture adjustment mode and sets the brightness level of the raster signal to the maximum in order to activate the raster signal generator 122 in step S202. Raster signal generator 1
Specify 22.

【0145】スイッチSW1はラスター信号発生装置1
22から発生されたラスター信号を変調素子駆動回路1
07に供給し、スイッチSW3は固定抵抗126を絞り
駆動回路123に接続する。このとき、変調素子駆動回
路107はラスター信号に対応して光透過率(変調度)
が最大となるよう変調素子108を駆動し、スクリーン
SC全体に白画像を表示させる最も明るい変調光を出射
させる。その後、表示制御回路121は、ステップS2
03で様々な絞りの集光角に対するスクリーンSCの明
るさを求める測定処理を行なう。
The switch SW1 is the raster signal generator 1
The raster signal generated from the modulator 22 is applied to the modulator driving circuit 1
07, and the switch SW3 connects the fixed resistor 126 to the diaphragm drive circuit 123. At this time, the modulation element drive circuit 107 responds to the raster signal by the light transmittance (modulation degree).
The modulation element 108 is driven so as to maximize the light emission, and the brightest modulated light for displaying a white image on the entire screen SC is emitted. After that, the display control circuit 121 determines in step S2.
At 03, a measurement process for obtaining the brightness of the screen SC for various converging angles of the diaphragm is performed.

【0146】図10はこの測定処理をさらに詳細に示
す。表示制御回路121は変調素子108を実際に駆動
するために要する応答時間を考慮して決定される0.5
秒程度の所定時間が経過するのをステップS251で待
ち、ステップS252で各絞りを最も絞った状態に設定
するために集光角1.0×10-3sradを絞り駆動回路1
23に指定する。表示制御回路121は各絞りが最も絞
られた状態で光センサ128により検出されたスクリー
ンの明るさをステップS254で測定する。この後、表
示制御回路121はステップS253で集光角を0.5
×10-3sradの割合で増加させ、集光角が増大される毎
に光センサ128により検出されたスクリーンの明るさ
をステップS254で測定する。ステップS255で集
光角が9.5×10-3sradという絞りを最も開いた状態
にする値に達したことが検出されると、白画像を表示し
た場合の測定処理が終了し、図9に示すステップS20
4が実行される。
FIG. 10 shows this measurement process in more detail. The display control circuit 121 is determined in consideration of the response time required to actually drive the modulator 108.
Waiting for a predetermined time of about 2 seconds to elapse in step S251, and in step S252, the converging angle of 1.0 × 10 −3 srad is set in order to set each diaphragm to the most narrowed state.
Specify 23. The display control circuit 121 measures the screen brightness detected by the optical sensor 128 in a state in which each diaphragm is most narrowed in step S254. After that, the display control circuit 121 sets the converging angle to 0.5 in step S253.
The brightness of the screen detected by the optical sensor 128 is measured at step S254 every time the converging angle is increased by increasing at a rate of × 10 -3 srad. When it is detected in step S255 that the converging angle reaches 9.5 × 10 −3 srad, which is the value for opening the diaphragm to the maximum open state, the measurement process for displaying a white image ends, and Step S20 shown in
4 is executed.

【0147】このステップS204では、表示制御回路
121はステップS202でラスター信号の輝度レベル
を最低にするようラスター信号発生装置122に指定す
る。スイッチSW1およびSW2はステップS202の
ときと同様に機能する。このとき、変調素子駆動回路1
07はラスター信号に対応して光透過率(変調度)が最
小となるよう変調素子108を駆動し、スクリーンSC
全体に黒画像を表示させる最も暗い変調光を出射させ
る。この後、表示制御回路121は、ステップS205
で再び図10に示す測定処理を行なう。黒画像を表示し
た場合の測定処理が終了すると、ステップS206が実
行される。
In step S204, the display control circuit 121 instructs the raster signal generator 122 to minimize the luminance level of the raster signal in step S202. The switches SW1 and SW2 function as in step S202. At this time, the modulation element drive circuit 1
Reference numeral 07 drives the modulation element 108 so as to minimize the light transmittance (modulation degree) corresponding to the raster signal, and the screen SC
The darkest modulated light for displaying a black image on the whole is emitted. After that, the display control circuit 121 determines in step S205.
Then, the measurement process shown in FIG. 10 is performed again. When the measurement process for displaying the black image is completed, step S206 is executed.

【0148】このステップS206では、表示制御回路
121が集光角とコントラストとの関係を示すデータテ
ーブルを作成する。このデータテーブルは、同一集光角
に対してステップS203で得られた明るさの測定値と
ステップS205で得られた明るさの測定値との比をコ
ントラストとして求めることにより作成される。表示制
御回路121はステップS207でコントラストが最大
となる最適な集光角をこのデータテーブルから探し出
し、この最適な集光角を絞り駆動回路123に指定す
る。絞り駆動回路123がこの最適な集光角を持つよう
電動絞り104および111の各々を駆動すると、表示
制御回路121はラスター信号発生装置122を停止状
態にするため絞り調整モードを解除し、再びステップS
201を実行する。絞り調整モードの解除後、スイッチ
SW1はビデオ入力端に入力される映像信号を変調素子
駆動回路107に供給し、スイッチSW3は可変抵抗1
27を絞り駆動回路123に接続する。
In step S206, the display control circuit 121 creates a data table showing the relationship between the light collection angle and the contrast. This data table is created by obtaining as a contrast the ratio of the brightness measurement value obtained in step S203 and the brightness measurement value obtained in step S205 for the same converging angle. In step S207, the display control circuit 121 searches the data table for the optimum converging angle that maximizes the contrast, and specifies the optimum converging angle to the diaphragm drive circuit 123. When the diaphragm drive circuit 123 drives each of the motorized diaphragms 104 and 111 so as to have the optimum converging angle, the display control circuit 121 releases the diaphragm adjustment mode in order to bring the raster signal generator 122 into the stopped state, and the step is restarted. S
Execute 201. After canceling the aperture adjustment mode, the switch SW1 supplies the video signal input to the video input terminal to the modulation element drive circuit 107, and the switch SW3 sets the variable resistor 1
27 is connected to the diaphragm drive circuit 123.

【0149】上述した実施例では、スイッチSW2を押
すことにより、コントラストが最大となる絞りの最適集
光角が求められ、絞りがこの最適集光角を持つように自
動的に調整される。可変抵抗器127はこの調整後利用
可能になるので、最適集光角の下で得られる表示画像の
明るさをさらに好みに応じて明るくまたは暗くなる方向
に変更することができる。
In the above-described embodiment, by pressing the switch SW2, the optimum converging angle of the diaphragm that maximizes the contrast is obtained, and the diaphragm is automatically adjusted to have this optimum converging angle. Since the variable resistor 127 becomes available after this adjustment, the brightness of the display image obtained under the optimum collection angle can be changed to be brighter or darker according to preference.

【0150】ここで、高分子分散型液晶を用いた変調素
子で得られた表示実験の結果を示す。コントラストは集
光角1.0×10-3sradの場合で70:1、集光角9.
5×10-3sradの場合で18:1となった。また、白画
像表示時の光量は、集光角1.0×10-3sradの場合で
18lmで、集光角9.5×10-3sradの場合で75l
mの表示であった。また、部屋の明るさを変えて表示実
験を行ってみたが、その都度スイッチSW2を押すこと
で電動絞り104および111の集光角がコントラスト
を最大とする最適値に速やかに調整されるため、こうし
た使用環境の変化に対して容易に対処できる。
Here, the result of the display experiment obtained with the modulator using the polymer-dispersed liquid crystal will be shown. The contrast is 70: 1 when the collection angle is 1.0 × 10 −3 srad, and the collection angle is 9.
In the case of 5 × 10 −3 srad, the ratio was 18: 1. The amount of light when displaying a white image is 18 lm when the collection angle is 1.0 × 10 -3 srad, and 75 l when the collection angle is 9.5 × 10 -3 srad.
The display was m. In addition, the display experiment was performed while changing the brightness of the room. Since the switch SW2 is pressed each time, the converging angles of the electric diaphragms 104 and 111 are quickly adjusted to the optimum value that maximizes the contrast. It is possible to easily deal with such changes in the usage environment.

【0151】次に、本発明の第1の態様に係る他の投射
型表示装置の例について図11を参照して説明する。
Next, an example of another projection type display device according to the first aspect of the present invention will be described with reference to FIG.

【0152】この表示装置は表示制御回路121に設け
られたメモリSMの内容を除いて第7図に示す装置と全
く同様のハードウエアで構成される。このため、同様部
分を同一参照符号で示し、ハードウエア部分の説明を省
略する。この実施例では、電動絞り104および111
に共通な可変範囲にある様々な集光角と、これら集光角
の下で白画像および黒画像をそれぞれ表示するために変
調素子から出射される変調光強度との標準的な関係を示
すデータテーブルが予めメモリSMに格納され、制御プ
ログラムがこのテーブルを使用するために修正される。
This display device is composed of exactly the same hardware as the device shown in FIG. 7 except the contents of the memory SM provided in the display control circuit 121. Therefore, the same parts are designated by the same reference numerals, and the description of the hardware parts is omitted. In this embodiment, the motorized diaphragms 104 and 111
Data showing a standard relationship between various converging angles in a variable range common to all, and the modulated light intensity emitted from the modulator for displaying a white image and a black image under these converging angles, respectively. The table is stored beforehand in the memory SM and the control program is modified to use this table.

【0153】すなわち、表示制御回路121は、電源投
入に伴って制御プログラムを実行することにより、図1
1に示す表示制御処理を行なう。この表示制御処理が開
始されると、まずステップS301でプッシュスイッチ
SW2が押されたかどうかがチェックされる。プッシュ
スイッチSW2が押されたことが検出されると、表示制
御回路121はステップS302でラスター信号発生装
置122を作動状態にするため絞り調整モードを設定
し、2.1×10-3sradという標準的な絞りの集光角を
絞り駆動回路123に指定し、さらにステップS303
でラスター信号の輝度レベルを最高にするようラスター
信号発生装置122に指定する。
That is, the display control circuit 121 executes the control program when the power is turned on, and
The display control process shown in 1 is performed. When this display control process is started, it is first checked in step S301 whether the push switch SW2 has been pressed. When it is detected that the push switch SW2 is pressed, the display control circuit 121 sets the aperture adjustment mode to activate the raster signal generator 122 in step S302, and the standard of 2.1 × 10 −3 srad is set. The converging angle of the stop is designated to the stop drive circuit 123, and step S303 is performed.
The raster signal generator 122 is designated to maximize the brightness level of the raster signal.

【0154】スイッチSW1は、ラスター信号発生装置
122から発生されたラスター信号を変調素子駆動回路
107に供給し、スイッチSW3は、固定抵抗126を
絞り駆動回路123に接続する。このとき、変調素子駆
動回路107はラスター信号に対応して光透過率(変調
度)が最大となるよう変調素子108を駆動し、スクリ
ーンSC全体に白画像を表示させる最も明るい変調光を
出射させる。その後、表示制御回路121は、変調素子
108を実際に駆動するために要する応答時間を考慮し
て決定される0.5秒程度の所定時間が経過するのをス
テップS304で待ち、絞りの集光角が2.1×10-3
sradに設定された状態で光センサ128により検出され
た明るさをステップS305で測定する。
The switch SW1 supplies the raster signal generated from the raster signal generator 122 to the modulation element drive circuit 107, and the switch SW3 connects the fixed resistor 126 to the diaphragm drive circuit 123. At this time, the modulation element drive circuit 107 drives the modulation element 108 so as to maximize the light transmittance (modulation degree) corresponding to the raster signal, and emits the brightest modulated light for displaying a white image on the entire screen SC. . After that, the display control circuit 121 waits in step S304 until a predetermined time of about 0.5 seconds, which is determined in consideration of the response time required to actually drive the modulation element 108, elapses, and then the light is condensed by the diaphragm. The corner is 2.1 × 10 -3
The brightness detected by the optical sensor 128 in the state of being set to srad is measured in step S305.

【0155】さらに、表示制御回路121は、ステップ
S306でラスター信号の輝度レベルを最低にするよう
ラスター信号発生装置122に指定する。スイッチSW
1およびSW3はステップS303のときと同様に機能
する。このとき、変調素子駆動回路107はラスター信
号に対応して光透過率(変調度)が最小となるよう変調
素子108を駆動し、スクリーンSC全体に黒画像を表
示させる最も暗い変調光を出射させる。
Further, the display control circuit 121 instructs the raster signal generator 122 to minimize the luminance level of the raster signal in step S306. Switch SW
1 and SW3 function as in step S303. At this time, the modulation element drive circuit 107 drives the modulation element 108 so as to minimize the light transmittance (modulation degree) in response to the raster signal, and emits the darkest modulated light for displaying a black image on the entire screen SC. .

【0156】その後、表示制御回路121は、変調素子
108を実際に駆動するために要する応答時間を考慮し
て決定される0.5秒程度の所定時間が経過するのをス
テップS307で待ち、絞りの開口角が2.1×10-3
sradに設定された状態で光センサ128により検出され
た明るさをステップS308で測定する。
After that, the display control circuit 121 waits for a predetermined time of about 0.5 seconds, which is determined in consideration of the response time required to actually drive the modulation element 108, in step S307, and then the aperture is stopped. Opening angle is 2.1 × 10 -3
The brightness detected by the optical sensor 128 in the state of being set to srad is measured in step S308.

【0157】表示制御回路121は、ステップS309
で、白画像をスクリーンに表示した状態において得られ
る明るさLONと、変調素子108から出射される変調光
の強度IONと、背景の明るさL0 との関係を表す式LON
=qION+L0 、並びに黒画像がスクリーンに表示され
た状態において得られる明るさLOFF と、変調素子10
8から出射される変調光の強度IOFF と、背景の明るさ
0 との関係を表す式LOFF =qIOFF +L0 に含まれ
る投射係数qおよび背景の明るさL0 を求める。すなわ
ち、ステップS305およびS308で得られたLON
よびLOFF の測定値が変調光の強度IONおよびIOFF
共にこれらの式に代入される。ここでqは正の定数であ
り、IONおよびIOFF はメモリSMに格納されたデータ
テーブルから得られる値である。
The display control circuit 121 determines in step S309.
Then, an expression L ON that represents the relationship between the brightness L ON obtained when a white image is displayed on the screen, the intensity I ON of the modulated light emitted from the modulation element 108, and the background brightness L 0.
= QI ON + L 0 , and the brightness L OFF obtained when a black image is displayed on the screen, and the modulation element 10
8 and the intensity I OFF of the modulated light emitted from the obtained equation L OFF = qI OFF + L lightness L 0 of the projection coefficients q and background is included in 0 representing the relationship between the brightness L 0 of the background. That is, the measured values of L ON and L OFF obtained in steps S305 and S308 are substituted into these equations together with the intensities I ON and I OFF of the modulated light. Here, q is a positive constant, and I ON and I OFF are values obtained from the data table stored in the memory SM.

【0158】その後、ステップS310で、表示制御回
路121は、ステップS309で既知となったqおよび
0 をステップS309で示したLON=qION+L0
よびLOFF =qIOFF +L0 という2つの式に代入し、
さらに絞りに共通な可変範囲において集光角を変化させ
たとしてデータテーブルから得られる変調光の強度ION
およびIOFF をこられの式に代入することによりコント
ラストLON/LOFF が最大となる集光角を求め、ステッ
プS311でこの集光角を絞り駆動回路123に指定す
る。
After that, in step S310, the display control circuit 121 sets q and L 0, which have become known in step S309, to two values L ON = qI ON + L 0 and L OFF = qI OFF + L 0 shown in step S309. Substituting into the expression,
Further, the intensity I ON of the modulated light obtained from the data table assuming that the converging angle is changed in the variable range common to the diaphragm.
By substituting I OFF and I OFF into these equations, a converging angle that maximizes the contrast L ON / L OFF is obtained, and this converging angle is designated to the diaphragm drive circuit 123 in step S311.

【0159】絞り駆動回路123がこの集光角を持つよ
う電動絞り104および111の各々を駆動すると、表
示制御回路121はステップS312でラスター信号発
生装置122を停止状態にするため絞り調整モードを解
除し、再びステップS301を実行する。絞り調整モー
ドの解除後、スイッチSW1はビデオ入力端に入力され
る映像信号を変調素子駆動回路107に供給し、スイッ
チSW3は可変抵抗127を絞り駆動回路123に接続
する。
When the diaphragm driving circuit 123 drives each of the motorized diaphragms 104 and 111 so as to have this converging angle, the display control circuit 121 releases the diaphragm adjustment mode in order to stop the raster signal generator 122 in step S312. Then, step S301 is executed again. After canceling the aperture adjustment mode, the switch SW1 supplies the video signal input to the video input terminal to the modulation element drive circuit 107, and the switch SW3 connects the variable resistor 127 to the aperture drive circuit 123.

【0160】この第2の実施例では、第1の実施例と同
様にスイッチSW2を押すことにより、コントラストが
最大となる絞りの最適な集光角が求められ、絞りがこの
最適集光角を持つよう自動的に調整される。可変抵抗器
127はこの調整後利用可能になるので、最適集光角の
下で得られる表示画像の明るさをさらに好みに応じて明
るくまたは暗くなる方向に変更することができる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, by pressing the switch SW2, the optimum converging angle of the diaphragm that maximizes the contrast is obtained, and the diaphragm determines this optimum converging angle. Automatically adjusted to have. Since the variable resistor 127 becomes available after this adjustment, the brightness of the display image obtained under the optimum collection angle can be changed to be brighter or darker according to preference.

【0161】さらにこの実施例では、絞りの集光角を短
時間で最適化することができる。すなわち、第1の実施
例では、白画像および黒画像をスクリーンに表示させた
状態で、可変範囲において0.5×10-3sradの割合で
絞りの集光角を変化させ、その度にスクリーンの明るさ
を測定しなくてはならない。これに対し、第2実施例で
は、スクリーンの明るさを測定する回数がメモリSMに
予め用意されたデータテーブルを利用することによりを
2回に低減でき、その結果絞りの集光角を最適化するた
めに必要とされる時間を5秒以下にすることが可能にな
る。
Further, in this embodiment, the light collecting angle of the diaphragm can be optimized in a short time. That is, in the first embodiment, with the white image and the black image displayed on the screen, the converging angle of the diaphragm is changed at a rate of 0.5 × 10 −3 srad in the variable range, and the screen is changed each time. You have to measure the brightness of. On the other hand, in the second embodiment, the number of times the brightness of the screen is measured can be reduced to two times by using the data table prepared in the memory SM, and as a result, the converging angle of the diaphragm is optimized. It is possible to reduce the time required to do so to 5 seconds or less.

【0162】また、この第2の実施例においては、式L
=q I+L0 におけるq およびL0を推定するために、
標準的な集光角において得られる最も明るい光強度ION
の変調光および最も暗い光強度IOFF の変調光の2つを
各々出射光として用いて明るさLを測定したが、それ以
外の変調状態を用いても本発明の主旨を損なうものでは
ない。
Further, in this second embodiment, the expression L
To estimate the q and L 0 in = q I + L 0,
Brightest light intensity I ON obtained at a standard collection angle
The brightness L was measured by using the modulated light of No. 1 and the modulated light of the darkest light intensity I OFF as the emitted lights, respectively, but the use of other modulation states does not impair the gist of the present invention.

【0163】例えば、所定の中間調レベルに設定された
変調素子の変調度において集光角を最大としたときに得
られる変調光の光強度IAMAXおよび集光角を最小にした
ときに得られる変調光の光強度IAMINと、これら変調光
をそれぞれ出射光として用いて測定された明るさLAMAX
およびLAMINとを次式に代入することによりq およびL
0 を求めてもよい。
For example, the light intensity I AMAX of the modulated light obtained when the converging angle is maximized and the converging angle is minimized at the modulation degree of the modulation element set to a predetermined halftone level. The light intensity I AMIN of the modulated light and the brightness L AMAX measured by using these modulated lights as emitted light, respectively.
And L AMIN by substituting
You may ask for 0 .

【0164】LAMAX = qIAMAX + L0 AMIN = qIAMIN + L0 要点は、q およびL0 を求めるために少なくとも2つの
異なる光強度の変調光をスクリーンSCに投射し、この
ときに得られるスクリーンSCの明るさを測定すること
にある。ただし、q およびL0 の精度はこれら変調光の
強度差が大きいほどが向上することから、一方の変調光
の強度を最大に設定し他方の変調光の強度を最小にする
ことが好ましい。
L AMAX = qI AMAX + L 0 L AMIN = qI AMIN + L 0 The point is that at least two modulated lights of different light intensities are projected onto the screen SC in order to obtain q and L 0 , and at this time, The purpose is to measure the brightness of the screen SC. However, the accuracy of q and L 0 improves as the intensity difference between these modulated lights increases, so it is preferable to set the intensity of one modulated light to the maximum and minimize the intensity of the other modulated light.

【0165】また、2つの異なる強度の変調光を投射す
る代わりに例えば3つ以上n個の異なる変調光を投射こ
ともできる。これら変調光の投射により得られる明るさ
は、次式によって表される。
Further, instead of projecting two modulated lights of different intensities, for example, three or more n different modulated lights can be projected. The brightness obtained by projecting these modulated lights is expressed by the following equation.

【0166】 Li = q Ii + L0 (i = 1,2,… n) この場合、q およびL0 を最小自乗法等の手法を用いて
求めてもよい。これらq およびL0 が求められれば、様
々な比q /L0 に対する最適な絞り状態の関係を示す一
次元のデータテーブルから、求めたq およびL0 の比に
対応する最適な絞りの状態を決定することができる。
L i = q I i + L 0 (i = 1,2, ... N) In this case, q and L 0 may be obtained using a method such as the least square method. If these q and L 0 are obtained, the optimal aperture state corresponding to the obtained ratio of q and L 0 is determined from the one-dimensional data table showing the relation of the optimal aperture state with respect to various ratios q / L 0 . You can decide.

【0167】尚、上述した各実施例では、反射型のスク
リーンSCがフロント側で表示画像を見るために用いら
れたが、透過型のスクリーンがリア側で表示画像を見る
ために用いられてもよい。
In each of the above-described embodiments, the reflective screen SC is used to see the display image on the front side, but the transmissive screen may be used to see the display image on the rear side. Good.

【0168】さらに、各実施例では、表示装置が変調素
子の透過光を変調光として利用するように構成された
が、変調素子の反射光を利用するように構成されてもよ
い。また、変調素子は高分子分散型液晶の代わりに例え
ば微粒子分散型液晶あるいはDMD、斜め電界による液
晶回析格子等を利用するものでもよい。
Further, in each of the embodiments, the display device is configured to use the transmitted light of the modulator as the modulated light, but it may be configured to utilize the reflected light of the modulator. Further, the modulation element may use, for example, a fine particle dispersion type liquid crystal or DMD, a liquid crystal diffraction grating by an oblique electric field, etc. instead of the polymer dispersion type liquid crystal.

【0169】以上説明したように、本発明の第1の態様
によれば、変調素子に入射する光束の角度分布を反映す
るスクリーンの明るさを検出し、この値が表示画像のコ
ントラストを最大とする絞り調整に利用されるため、ス
クリーンが置かれた環境の下でより見易い表示画像を得
ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the brightness of the screen reflecting the angular distribution of the light beam incident on the modulation element is detected, and this value maximizes the contrast of the displayed image. Since it is used for adjusting the aperture, it is possible to obtain a display image that is easier to see under the environment where the screen is placed.

【0170】次に、本発明の第2の態様に係る投射型表
示装置について説明する。
Next, a projection type display device according to the second aspect of the present invention will be described.

【0171】図12はこの投射型表示装置の構成を示
す。光学系に関し、投射型表示装置は、回転楕円型のミ
ラー101、光源ランプ102、コンデンサレンズ10
3、電動絞り104、変調素子108、フィールドレン
ズ109、投射レンズ110、および電動絞り111を
有する。ランプ102から得られた光は直接およびミラ
ー101で反射してコンデンサレンズ103に入射す
る。コンデンサレンズ103はこの入射光を平行光線と
して変調素子108に入射させる。変調素子108は、
高分子樹脂中に液晶材料が分散されて成る高分子分散型
液晶層を光変調層として一対の透明電極基板間に備え、
この光変調層により光の空間的な伝搬方向を映像信号に
応じて変調する変調素子として駆動回路107により駆
動される。変調素子108からの変調光はフィールドレ
ンズ109を介して投射レンズ110に入射する。投射
レンズ110は入射光を反射型スクリーンSCに投射す
る。すなわち、この投射型表示装置の基本的な構成は、
図7に示す投射型表示装置と同様である。
FIG. 12 shows the structure of this projection type display device. Regarding the optical system, the projection display device includes a spheroidal mirror 101, a light source lamp 102, and a condenser lens 10.
3, an electric diaphragm 104, a modulator 108, a field lens 109, a projection lens 110, and an electric diaphragm 111. The light obtained from the lamp 102 is reflected by the mirror 101 directly and enters the condenser lens 103. The condenser lens 103 causes the incident light to enter the modulation element 108 as parallel rays. The modulation element 108 is
A polymer-dispersed liquid crystal layer formed by dispersing a liquid crystal material in a polymer resin is provided between a pair of transparent electrode substrates as a light modulation layer,
The light modulation layer drives the driving circuit 107 as a modulation element that modulates the spatial propagation direction of light according to a video signal. The modulated light from the modulation element 108 enters the projection lens 110 via the field lens 109. The projection lens 110 projects the incident light on the reflective screen SC. That is, the basic configuration of this projection display device is
This is the same as the projection type display device shown in FIG. 7.

【0172】この表示装置は、図7に示す装置と同様、
二つの電動絞り104および111を具備している。絞
り104はコンデンサレンズ103に入射する光線の光
束を絞るために設けられ、電動絞り111は投射レンズ
110から投射される光線の光束を絞るために設けられ
る。各電動絞りの制御回路120は、輝度信号平滑回路
140からの入力信号A、デコーダ129からの入力信
号B、及び光センサインタ−フェ−ス回路124からの
信号Cに基づいて絞り104および111を動作させ、
変調素子108に入射する光束分布および表示に寄与す
る出射光束角度範囲を制御する。デコーダ129は、外
部の赤外線リモコンから送信される制御信号を受信し、
これをデコードすることにより信号Bを得る。
This display device is similar to the device shown in FIG.
It has two motorized apertures 104 and 111. The diaphragm 104 is provided for narrowing the luminous flux of the light rays incident on the condenser lens 103, and the electric diaphragm 111 is provided for narrowing the luminous flux of the light rays projected from the projection lens 110. The control circuit 120 for each motorized diaphragm controls the diaphragms 104 and 111 based on the input signal A from the luminance signal smoothing circuit 140, the input signal B from the decoder 129, and the signal C from the photosensor interface circuit 124. Let it work,
It controls the distribution of the luminous flux that enters the modulator 108 and the angular range of the outgoing luminous flux that contributes to the display. The decoder 129 receives a control signal transmitted from an external infrared remote controller,
A signal B is obtained by decoding this.

【0173】図13は制御回路120の入力信号Aおよ
びBと絞りの集光角との関係を示す。絞りの状態は変調
素子108の出射光束の中で絞りを通過する角度、すな
わち集光角として示される。絞り111の集光角は、
8.6×10-3srから1.1×10-3srの範囲で可
変されるように設定される。また、絞り104も同じ角
度範囲の光束を変調素子108に入射させるように制御
される。
FIG. 13 shows the relationship between the input signals A and B of the control circuit 120 and the converging angle of the diaphragm. The state of the diaphragm is shown as an angle at which the light flux emitted from the modulation element 108 passes through the diaphragm, that is, a converging angle. The converging angle of the diaphragm 111 is
It is set so as to be variable in the range of 8.6 × 10 −3 sr to 1.1 × 10 −3 sr. Further, the diaphragm 104 is also controlled so that the light flux in the same angle range is incident on the modulation element 108.

【0174】制御回路120の入力信号Aは、映像信号
に含まれる輝度信号の時間的平均強度であり、輝度信号
平滑回路140により発生される。この輝度信号平滑回
路140は、図10に示されるように、輝度信号のブラ
ンキングレベル(黒レベル)検出回路140AおよびR
C積分回路140Bにより構成される。積分回路140
Bの時定数RCは、抵抗Rを調整することにより変更で
きる。制御回路120の入力信号Aはブランキングレベ
ル(黒レベル)検出回路140Aの出力(黒レベル)と
輝度信号の差をRC積分回路140Bにより平均化する
ことにより得られる。
The input signal A of the control circuit 120 is the temporal average intensity of the luminance signal included in the video signal, and is generated by the luminance signal smoothing circuit 140. As shown in FIG. 10, the brightness signal smoothing circuit 140 includes brightness signal blanking level (black level) detection circuits 140A and R.
It is composed of a C integration circuit 140B. Integrating circuit 140
The time constant RC of B can be changed by adjusting the resistance R. The input signal A of the control circuit 120 is obtained by averaging the difference between the output (black level) of the blanking level (black level) detection circuit 140A and the luminance signal by the RC integration circuit 140B.

【0175】制御回路120の入力信号Bは、赤外線リ
モコンからの制御信号をデコーダ129によりデコード
することにより得られる信号であり、この信号は赤外線
リモコンにより任意の値に設定することができる。この
信号は、図12に示すように、入力信号Aの絞りに対す
る影響の強さを変化させるものであり、入力信号Bの値
が充分小さくされると、絞りは集光角が最小の状態で入
力信号Aによらず一定となる。逆に、入力信号Bの値が
充分大きくされると、絞りは集光角が最大の状態で入力
信号Aによらず一定となる。また、集光角を特定の値で
固定する場合には、制御回路120に設けられる図示し
ない切り替えスイッチで入力信号Aが図12に示す中間
の信号固定値で一定となるように設定される。
The input signal B of the control circuit 120 is a signal obtained by decoding the control signal from the infrared remote controller by the decoder 129, and this signal can be set to an arbitrary value by the infrared remote controller. As shown in FIG. 12, this signal changes the strength of the influence of the input signal A on the diaphragm. When the value of the input signal B is made sufficiently small, the diaphragm is in a state where the converging angle is minimum. It is constant regardless of the input signal A. On the contrary, when the value of the input signal B is made sufficiently large, the diaphragm becomes constant regardless of the input signal A in the state where the converging angle is maximum. Further, when the light collection angle is fixed to a specific value, the changeover switch (not shown) provided in the control circuit 120 sets the input signal A to be constant at an intermediate signal fixed value shown in FIG.

【0176】また、駆動回路107の特徴は、平滑回路
140Bの出力信号を入力の一つとして、散乱型液晶パ
ネルを駆動する電圧に補正をかけることである。この補
正では、デコーダ129からのデコード信号から制御回
路120の動作状態が検出され、この制御回路に同期し
て駆動信号の平均強度の変化が小さくなる方向に補正さ
れる。従って、集光角が小さくなることで本来暗い投射
映像がさらに暗くなる場合に、散乱型液晶パネルの明る
さが逆に増大する方向に修正され、最終的に得られる投
射映像において明るさの変動が緩和される。
The driving circuit 107 is characterized in that the output signal of the smoothing circuit 140B is used as one of the inputs to correct the voltage for driving the scattering type liquid crystal panel. In this correction, the operating state of the control circuit 120 is detected from the decoded signal from the decoder 129, and the correction is performed in synchronization with the control circuit so that the change in the average intensity of the drive signal becomes smaller. Therefore, when the originally dark projected image becomes darker due to the smaller converging angle, the brightness of the scattering liquid crystal panel is corrected to the opposite direction, and the brightness of the finally obtained projected image fluctuates. Is alleviated.

【0177】以上のようにして、入力信号Aが図12に
示す中間の信号固定値で一定となるように設定される
と、次に、光センサインタ−フェ−ス回路124からの
信号Cに基づいて絞りが制御される。
As described above, when the input signal A is set to be constant at the intermediate signal fixed value shown in FIG. 12, the signal C from the photosensor interface circuit 124 is next changed. The aperture is controlled based on the above.

【0178】次に、図12に示す表示装置における平均
映像レベル(APL)検出回路140について、図14
〜図17を参照して具体的に説明する。
Next, the average video level (APL) detection circuit 140 in the display device shown in FIG.
~ It demonstrates concretely with reference to FIG.

【0179】図14に示す平均映像レベル(APL)検
出回路140では、入力端子151から正極性の映像信
号が入力され、カップリングコンデンサ−171を介し
てトランジスタ174のコレクタに加えられる。トラン
ジスタ174のコレクタには、電源端子161に供給さ
れる電源電圧VCCを抵抗172,173により分圧した
電圧がバイアスされている。
In the average video level (APL) detection circuit 140 shown in FIG. 14, a positive video signal is input from the input terminal 151 and applied to the collector of the transistor 174 via the coupling capacitor-171. A voltage obtained by dividing the power supply voltage V CC supplied to the power supply terminal 161 by the resistors 172 and 173 is biased to the collector of the transistor 174.

【0180】トランジスタ174のベ−スには、端子1
62から抵抗175を介してゲ−トパルスが加えられ
る。このトランジスタ174において、ゲ−トパルスの
期間、平均映像レベル(APL)が検出される。検出さ
れる期間は、例えば映像信号のブランキング期間であ
る。
The base of the transistor 174 has a terminal 1
A gate pulse is applied from 62 through resistor 175. In the transistor 174, the average video level (APL) is detected during the gate pulse. The detected period is, for example, a blanking period of the video signal.

【0181】次に、検出されたAPLは、バッファトラ
ンジスタ176を介して、整流ダイオ−ド177と抵抗
178とコンデンサ−179とからなる時定数回路でピ
−ク整流され、トランジスタl80と抵抗181とから
なるバッッファアンプと抵抗182を介して、以下のよ
うな信号が得られる。
Next, the detected APL is peak rectified by a time constant circuit composed of a rectifying diode 177, a resistor 178 and a capacitor -179 via a buffer transistor 176, and a transistor 180 and a resistor 181 are connected. The following signals are obtained via the buffer amplifier composed of the following and the resistor 182.

【0182】図15は、APLの低い映像信号の場合、
及びAPLの高い映像信号の場合の、トランジスタ17
4のコレクタ入力、バッファトランジスタ176のエミ
ッタ出力、及びバッファトランジスタl80のエミッタ
出力を示す。図15から、バッファトランジスタl80
のエミッタ出力は、APLが低いときは低く、APLが
高いときは高くなることがわかる。この電圧変化は、抵
抗182を介して得られる。
FIG. 15 shows that in the case of a video signal having a low APL,
And a transistor 17 for a high APL video signal
4 shows the collector input of 4, the emitter output of the buffer transistor 176, and the emitter output of the buffer transistor 180. From FIG. 15, the buffer transistor 180
It can be seen that the emitter output of is low when the APL is low and high when the APL is high. This voltage change is obtained via the resistor 182.

【0183】図16は、APL検出回路の他の例を示す
回路図である。端子151に例えば同期信号の先端がク
ランプされた映像信号を入力するものとする。ここでト
ランジスタ190は抵抗191とコンデンサ192とか
らなる並列回路を介して電源端子161に接続されてお
り、トランジスタ190のエミッタは、抵抗193とツ
ェナダイオ−ド194とを介して基準電位点に接続され
ている。
FIG. 16 is a circuit diagram showing another example of the APL detection circuit. For example, it is assumed that a video signal in which the tip of the sync signal is clamped is input to the terminal 151. Here, the transistor 190 is connected to the power supply terminal 161 via a parallel circuit composed of a resistor 191 and a capacitor 192, and the emitter of the transistor 190 is connected to a reference potential point via a resistor 193 and a Zener diode 194. ing.

【0184】トランジスタ190のコレクタは、PNP
型トランジスタ195のベ−スに接続されており、PN
P型トランジスタ195のエミッタは、抵抗196とコ
ンデンサ197とからなる並列回路を介して電源端子1
62に接続され、かつトランジスタl80のベ−スに接
続されている。トランジスタl80、抵抗182は、図
15に示すものと同様である。
The collector of the transistor 190 is a PNP.
Type transistor 195 connected to the base of
The emitter of the P-type transistor 195 is connected to the power supply terminal 1 via a parallel circuit including a resistor 196 and a capacitor 197.
62 and is also connected to the base of transistor 180. The transistor 180 and the resistor 182 are the same as those shown in FIG.

【0185】図16に示す構成の回路において、トラン
ジスタ190のベ−スに、クランプされた映像信号を入
力すると、トランジスタ190のコレクタからは、ツェ
ナダイオ−ド194で設定されたしきい値以上のレベル
の信号が反復増幅されて出力される。この信号はトラン
ジスタ195のベ−ス・エミッタにより整流され、トラ
ンジスタl80を介して取り出される。
In the circuit of the configuration shown in FIG. 16, when a clamped video signal is input to the base of the transistor 190, the collector of the transistor 190 outputs a level higher than the threshold value set by the Zener diode 194. Signal is repeatedly amplified and output. This signal is rectified by the base emitter of transistor 195 and taken out through transistor 180.

【0186】このトランジスタl80のエミッタ出力に
より、誤差増幅器150の入力端(−)の基準電圧が変
化する。このようにすることにより、トランジスタ19
0のコレクタ入力、バッファトランジスタ195のエミ
ッタ出力は、図17に示すようになる。なお、図17に
おいて、ハッチングが付された部分は、トランジスタ1
95により増幅された部分であり、このしきい値以下の
部分がトランジスタ180のベ−ス・エミッタ間を通し
て整流される。
The reference voltage at the input terminal (-) of the error amplifier 150 changes due to the emitter output of the transistor 180. By doing so, the transistor 19
The collector input of 0 and the emitter output of the buffer transistor 195 are as shown in FIG. Note that, in FIG. 17, the hatched portion indicates the transistor 1
This is the part amplified by 95, and the part below this threshold value is rectified through the base-emitter of the transistor 180.

【0187】上述した図12に示す構成の表示装置を暗
室で表示動作させたところ、高分子分散液晶の特性が不
十分なためにコントラストが集光角1.1×10-3sr
の場合で70:1、8.6×10-3srの場合に18:
1のコントラストとなった。また、白表示時の光量は、
集光角1.1×10-3srの場合に18lmであり、
8.6×10-3srの場合に75lmの表示であった。
絞りが固定の場合には、充分なコントラストを得るため
に、集光角が最小となる1.1×10-3srの状態で絞
りを使用する必要がある。これに対して、実施例のよう
に可変である場合には、明るい場面で全体の明るさを上
げられるので、表示の印象は劇的に改善された。特に、
星座や月世界の映像を収録したビデオソフトを使用して
表示動作を行った場合、星座の場面で背景の黒が引き締
まり、絞りを固定している場合とはまったく異なる非常
に良好な表示となる。また、平均的な明るさの変化と絞
りの調整速度の関係に関し、絞り調整の時定数を0.5
秒から1秒程度に設定したところ、不自然さをあまり感
じさせることなく表示特性を改善できた。
When the display device having the structure shown in FIG. 12 described above is operated for display in a dark room, the contrast is 1.1 × 10 −3 sr due to insufficient characteristics of the polymer dispersed liquid crystal.
70: 1 in the case of, and 18: in the case of 8.6 × 10 −3 sr.
The contrast was 1. The amount of light when displaying white is
18 lm when the collection angle is 1.1 × 10 -3 sr,
In the case of 8.6 × 10 -3 sr, the display was 75 lm.
When the diaphragm is fixed, it is necessary to use the diaphragm in the condition of 1.1 × 10 −3 sr where the converging angle becomes the minimum in order to obtain sufficient contrast. On the other hand, in the case of being variable as in the embodiment, the overall brightness can be increased in a bright scene, and thus the display impression is dramatically improved. In particular,
When the display operation is performed using video software that contains images of constellations and the moon world, the background black is tightened in the constellation scene, and the display is quite different from when the aperture is fixed. . Regarding the relationship between the average change in brightness and the aperture adjustment speed, the aperture adjustment time constant is set to 0.5.
When set to about 1 second to 1 second, the display characteristics could be improved without feeling any unnaturalness.

【0188】次に、500luxの室内にて反射ゲイン
13倍のスクリーンを用いて表示を行ったところ、室内
光によるスクリーンの明るさがかなり気になる状態であ
り、集光角をほぼ最大の状態に設定したときに最も良い
印象がえられた。この設定は、室内が充分暗い場合には
かえってコントラスト不足が気になってしまい、より集
光角を小さくした場合に比べて悪い設定である。この実
施例の表示装置を使用した場合、その使用環境の明るさ
が異なっても、表示特性を最適化して表示動作を行なえ
ることが確認できた。
Next, when a display was performed in a 500 lux room using a screen with a reflection gain of 13 times, the brightness of the screen due to the room light was considerably anxious, and the converging angle was almost maximum. The best impression was obtained when set to. This setting is a bad setting compared to the case where the converging angle is made smaller, because the lack of contrast becomes more of a concern when the room is sufficiently dark. It was confirmed that when the display device of this example was used, the display operation could be performed by optimizing the display characteristics even if the brightness of the usage environment was different.

【0189】人間の感覚は、明るい環境では、その明る
さに対して暗い部分を黒として認識するので、明るい場
面では黒表示に対する要求はあまり厳しくない。この場
合は、コントラストよりもむしろ白部分が充分明るいこ
とが重要である。
In a bright environment, the human sense recognizes a dark portion as black for its brightness, and therefore, in a bright scene, the requirement for black display is not so strict. In this case, it is important that the white part is sufficiently bright rather than the contrast.

【0190】逆に、暗い場面では、明るい黒と暗い黒と
の区別が明確になるよう暗さに対して感覚が敏感にな
る。白部分については、その周辺の黒部分との対比によ
りその明るさが強調されて見えるので、白部分の絶対的
な明るさはあまり重要でない。この場合、コントラスト
が良く、黒が充分暗く表示されることが要求される。こ
の実施例の投射型表示装置は、人間の感覚を満足するよ
う表示特性を変更することが可能であり、かつ従来では
得られなかったような表示特性も得ることができる。す
なわち、充分なコントラストの下で実質的な明るさを向
上させることができる。
On the contrary, in a dark scene, the sense is sensitive to darkness so that the distinction between light black and dark black becomes clear. The brightness of the white part is emphasized by comparison with the surrounding black part, so the absolute brightness of the white part is not so important. In this case, it is required that the contrast is good and black is displayed sufficiently dark. The projection type display device of this embodiment can change the display characteristics so as to satisfy the human sense, and can also obtain the display characteristics which have not been obtained in the past. That is, the substantial brightness can be improved under sufficient contrast.

【0191】この投射型表示装置は時間帯あるいは場所
等に依存した様々な環境で実際に使用されることにな
る。特に外光(室内の照明、窓の採光部)がスクリーン
に作用してその明るさを決めるため、黒の映像部分は非
常に影響を受け易い。すなわち、スクリーン周辺が明る
過ぎると、表示装置からの出力光が良好なコントラスト
であっても、スクリーンに表示された映像のコントラス
トは低下する。従って、このような状態ではコントラス
トよりも明るさを優先した表示が行われる。また、充分
暗い部屋等では、白表示が少々暗くてもしっかりと黒が
沈んで見えるように表示が行われる。
This projection type display device is actually used in various environments depending on the time zone or place. In particular, since the outside light (indoor lighting, the lighting portion of the window) acts on the screen to determine its brightness, the black image portion is very susceptible. That is, if the periphery of the screen is too bright, the contrast of the image displayed on the screen is lowered even if the output light from the display device has a good contrast. Therefore, in such a state, the display in which the brightness is prioritized over the contrast is performed. Further, in a sufficiently dark room or the like, even if the white display is a little dark, the display is made so that the black appears to be solid.

【0192】この実施例の投射型表示装置は、周囲環境
の諸条件により黒表示と白表示とのどちらを優先するか
を任意に選択可能である。さらに、この表示装置は上述
した良好な表示性能を有するにもかかわらず低消費電力
である。
In the projection type display apparatus of this embodiment, it is possible to arbitrarily select whether to give priority to black display or white display depending on various conditions of the surrounding environment. Further, this display device has low power consumption despite having the above-mentioned good display performance.

【0193】尚、上述した実施例では、反射型のスクリ
ーンSCがフロント側で表示画像を見るために用いられ
たが、透過型のスクリーンがリア側で表示画像を見るた
めに用いられてもよい。
Although the reflective screen SC is used for viewing the display image on the front side in the above-described embodiments, the transmissive screen may be used for viewing the display image on the rear side. .

【0194】さらに、この実施例では、表示装置が光変
調素子として設けられる散乱型液晶パネルの透過光を利
用するように構成されたが、散乱型液晶パネルの反射光
を利用するように構成されてもよい。この散乱型液晶パ
ネルは高分子分散型液晶層の代わりに例えば微粒子分散
型液晶層を光変調層として有するものでもよい。また、
散乱型液晶パネルはDMD等の光変調素子に変更しても
よい。
Further, in this embodiment, the display device is configured to utilize the transmitted light of the scattering type liquid crystal panel provided as the light modulation element, but is configured to utilize the reflected light of the scattering type liquid crystal panel. May be. This scattering type liquid crystal panel may have, for example, a fine particle dispersion type liquid crystal layer as a light modulation layer instead of the polymer dispersion type liquid crystal layer. Also,
The scattering type liquid crystal panel may be changed to a light modulation element such as DMD.

【0195】本実施例に係る表示装置では、映像を明る
い場面ではより明るくし暗い場面ではより暗く表示する
ことが可能であり、実効的なコントラストおよび明るさ
が向上する。これは、図18に示すように絞りの状態に
より表示特性が変化するためである。図18において、
絞りの状態は光変調素子の出射光束の中で絞りを通過す
る角度、すなわち集光角の形で示される。集光角が小さ
い場合には、表示が全体的に暗くなるが、特に黒表示の
場合に暗くなるためにコントラストは良くなる。これに
対して、集光角を大きくすると、白表示だけでなく、黒
表示の部分もより明るくなって、コントラストが小さく
なってしまう。これに対して、表示の明るさに対応して
集光角を変えることで最大輝度と最小輝度を表示に利用
できるようになる。
The display device according to the present embodiment can display an image brighter in a bright scene and darker in a dark scene, and the effective contrast and brightness are improved. This is because the display characteristics change depending on the state of the diaphragm as shown in FIG. In FIG.
The state of the diaphragm is shown in the form of an angle at which the light flux emitted from the light modulation element passes through the diaphragm, that is, a converging angle. When the converging angle is small, the display is dark as a whole, but especially in the case of black display, the display is dark and the contrast is good. On the other hand, if the converging angle is increased, not only the white display but also the black display becomes brighter and the contrast becomes smaller. On the other hand, the maximum brightness and the minimum brightness can be used for display by changing the converging angle according to the brightness of the display.

【0196】また、明るい環境では、明るさを重視した
表示特性を得るとことができ、暗い環境では黒レベルを
重視した高コントラストの表示特性をすることができ
る。すなわち、図19に示すように、外部の明るさのた
めに、表示スクリーンの明るさが常に一定以上である場
合、黒レベルはそれよりも下がらないので、表示装置の
出力光束が小さくなってもあまり意味を持たなくなる。
従って、この場合には絞りを開けて明るさを重視した表
示を行なうことで、環境も含めた全体の表示特性が良く
なる。
Further, in a bright environment, it is possible to obtain a display characteristic in which brightness is emphasized, and in a dark environment, a high-contrast display characteristic in which a black level is emphasized can be obtained. That is, as shown in FIG. 19, when the brightness of the display screen is constantly above a certain level due to external brightness, the black level does not drop below that level, so that even if the output light flux of the display device decreases. It doesn't make much sense.
Therefore, in this case, by displaying with emphasis on brightness by opening the diaphragm, the overall display characteristics including the environment are improved.

【0197】以上説明したように、第2の態様によれ
ば、スクリーン上に表示される映像のコントラストと明
るさを適切に制御することができる。
As described above, according to the second aspect, it is possible to appropriately control the contrast and brightness of the image displayed on the screen.

【0198】次に、本発明の第3の実施態様について説
明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0199】第1及び第2の態様に係る表示装置におい
て、或いは従来の表示装置において、絞りの集光角が調
整されると、所望の透過光強度が、輝度信号電圧に対応
して生成される駆動電圧の下で得られなくなってしま
う。すなわち、表示画像の階調が正確に再現されなくな
る。さらに変調素子が赤、緑、および青の色成分で構成
されるカラー画像を表示する場合、これら色成分相互の
階調バランスが集光角の変化に伴い変化し、表示画像の
色調を変化させる結果となる。
In the display device according to the first and second aspects, or in the conventional display device, when the converging angle of the diaphragm is adjusted, a desired transmitted light intensity is generated corresponding to the luminance signal voltage. It becomes impossible to obtain it under the driving voltage. That is, the gradation of the display image cannot be accurately reproduced. Further, when the modulator displays a color image composed of red, green, and blue color components, the gradation balance between these color components changes with a change in the converging angle, thereby changing the color tone of the display image. Will result.

【0200】また、上述の投射型表示装置にあっては、
種々の環境下で表示状態の最適化を図ることができるも
のの、明るさ優先の表示を行う際と、コントラスト優先
の表示を行う際とで、液晶パネルへ入射される光線の角
度分布が異なることに起因したコントラストの低下や表
示品位劣化がある。そして、このような表示品位の劣化
は、液晶パネルへ入射される光束の変化に起因した液晶
パネルの画素スイッチ素子の光リーク電流の変動によっ
て生ずる。
In the above-mentioned projection type display device,
Although it is possible to optimize the display state under various environments, the angular distribution of the light rays incident on the liquid crystal panel is different between when the brightness priority display is performed and when the contrast priority display is performed. There is a decrease in contrast and deterioration in display quality due to. The deterioration of the display quality is caused by the fluctuation of the light leak current of the pixel switch element of the liquid crystal panel due to the change of the luminous flux incident on the liquid crystal panel.

【0201】本発明の第3の態様は、上述した技術課題
に鑑みなされたものであって、画像の階調を正確に再現
するものであるとともに、各種環境下で良好な表示画像
が得られ、特に明るい環境下の使用であっても、表示品
位の優れた投射型表示装置を提供する。
The third aspect of the present invention has been made in view of the above-mentioned technical problems, and is to accurately reproduce the gradation of an image and to obtain a good display image in various environments. Provided is a projection display device having excellent display quality even when used in a particularly bright environment.

【0202】まず、液晶パネルの光リ−クのない場合に
おいての変調素子の駆動電圧−変調光強度特性の集光角
制御依存性について、発明者らの考察によれば、変調素
子の駆動電圧−変調光強度特性は図20のようになる。
図20において、特性曲線Y1は、標準的な5度の集光
角において得られる変調素子の駆動電圧と透過光(変調
光)強度との相対的な関係を表す。この特性曲線Y1
は、絞りを開いたときに曲線Y2で示すようにシフト
し、絞りを絞ったときに曲線Y3で示すようにシフトす
る。これは、同一駆動電圧に対する透過光強度を変化さ
せることになる。例えば変調素子の特性曲線Y1が曲線
Y2にシフトした場合、変調素子の透過率は、図21に
示すように、0.6Vの輝度信号電圧に対して設定され
るべき値である0.6よりも高い値に設定される。
First, according to the inventors' consideration of the converging angle control dependency of the drive voltage-modulated light intensity characteristic of the modulation element in the case where the liquid crystal panel has no light leak, the drive voltage of the modulation element is examined. The modulated light intensity characteristic is as shown in FIG.
In FIG. 20, a characteristic curve Y1 represents a relative relationship between the drive voltage of the modulation element and the transmitted light (modulated light) intensity obtained at a standard converging angle of 5 degrees. This characteristic curve Y1
Shifts as shown by a curve Y2 when the diaphragm is opened, and shifts as shown by a curve Y3 when the diaphragm is narrowed. This changes the transmitted light intensity for the same drive voltage. For example, when the characteristic curve Y1 of the modulator is shifted to the curve Y2, the transmittance of the modulator is, as shown in FIG. 21, less than 0.6 which is a value to be set for the luminance signal voltage of 0.6V. Is also set to a high value.

【0203】このような駆動電圧−変調光強度特性の絞
りに対する依存性は、以下に説明する原因によるものと
考えられる。即ち、変調素子に対する入射光束の分布
は、図22に示すように、絞りの集光角によって決まる
出射光束の分布に等しい。変調素子は、図23に示すよ
うに、光を散乱させる散乱性を持ち、絞りの集光角が図
22においてA,B,およびCで示すように変化する場
合、出射光束は、これら集光角A,B,およびCについ
てそれぞれ図24A,図24B,および図24Cに示す
ように分布する。
The dependency of the driving voltage-modulated light intensity characteristic on the diaphragm is considered to be due to the reason described below. That is, the distribution of the incident light flux with respect to the modulator is equal to the distribution of the outgoing light flux determined by the focusing angle of the diaphragm, as shown in FIG. As shown in FIG. 23, the modulation element has a scattering property to scatter light, and when the converging angle of the diaphragm changes as indicated by A, B, and C in FIG. The angles A, B, and C are distributed as shown in FIGS. 24A, 24B, and 24C, respectively.

【0204】しかし、これら出射光束は、例えば出射側
の絞りにより、入射光束の分布と同じ一定角度範囲の部
分を除いて遮られてしまうため、これらの図においてハ
ッチングで示す部分だけが表示に関与する出射光束とし
て有効なものとなる。この遮光部分に対する有効部分の
比率は、これらの図から明らかなように、集光角が広い
ほど大きくなる。
However, these emitted light fluxes are blocked by, for example, a diaphragm on the emission side except for a portion in the same constant angle range as the distribution of the incident light flux, so that only the hatched portions in these figures are involved in the display. Is effective as an outgoing light flux. As is clear from these figures, the ratio of the effective portion to the light-shielding portion becomes larger as the converging angle becomes wider.

【0205】変調素子の相対透過率は、入射光束の全て
が変調素子で散乱されず出射側の絞りを通過する出射光
束の光束量と、変調素子の散乱性により散乱された時に
出射側の絞りを透過する出射光束の光束量との比であ
る。変調素子が図23のような散乱性を示す場合、図2
2にA,B,Cで示すような入射光束および出射光束と
なる絞り量について、透過率はそれぞれ図24(a),
(b),(c)示す様になる。すなわち、集光角が広い
ほど、入射光束に対する出射側の絞りを透過する出射光
束の割合が大きくなることがわかる。
The relative transmissivity of the modulator is determined by the amount of the luminous flux of the outgoing luminous flux which does not scatter all the incident luminous flux in the modulator and passes through the diaphragm on the outgoing side, and the diaphragm on the outgoing side when scattered by the scattering property of the modulating element. It is the ratio to the luminous flux amount of the outgoing luminous flux that passes through. In the case where the modulator has the scattering property as shown in FIG.
The transmittances of the aperture amounts as shown in A, B, and C in FIG.
As shown in (b) and (c). That is, it can be seen that the wider the converging angle is, the larger the ratio of the outgoing light flux passing through the exit-side diaphragm to the incoming light flux becomes.

【0206】本発明の第3の態様に係る表示装置によれ
ば、補償回路が絞り制御部に連動して変調素子の駆動電
圧−変調光強度特性の変化を補償する。このため、絞り
量を調整して画像の明るさを変化させた場合でも、適切
にガンマ補正を行なうことが可能となる。従って、階調
の潰れおよび不自然な色調の変化等が防止される。
According to the display device of the third aspect of the present invention, the compensating circuit interlocks with the aperture controller to compensate for the change in the drive voltage-modulated light intensity characteristic of the modulator. For this reason, even when the aperture amount is adjusted to change the brightness of the image, it is possible to appropriately perform the gamma correction. Therefore, it is possible to prevent gradation deterioration and unnatural change in color tone.

【0207】以下、本発明の第3の態様に係る投射型表
示装置について、図面を参照して説明する。
A projection type display device according to the third aspect of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0208】図25は、この投射型表示装置の全体構成
を示す。この投射型表示装置は、回転楕円型のミラー1
01、光源ランプ102、電動絞り104、コンデンサ
レンズ103、散乱型変調素子108、フィールドレン
ズ109、投射レンズ群110、および電動絞り111
が光軸上に並べられた光学系を有する。ランプ102か
ら得られた光は直接およびミラー101で反射してコン
デンサレンズ103に入射する。コンデンサレンズ10
3はこの入射光を互いに平行な光線として変調素子10
8に入射させる。この変調素子108は入射光の空間的
な伝搬方向を2次元領域において変調するもので、ガン
マ補正回路210および極性反転/非反転増幅回路21
1で構成される駆動回路により駆動される。
FIG. 25 shows the overall construction of this projection type display device. This projection type display device has a spheroidal mirror 1
01, the light source lamp 102, the electric diaphragm 104, the condenser lens 103, the scattering type modulation element 108, the field lens 109, the projection lens group 110, and the electric diaphragm 111.
Have an optical system arranged on the optical axis. The light obtained from the lamp 102 is reflected by the mirror 101 directly and enters the condenser lens 103. Condenser lens 10
Reference numeral 3 designates a modulation element 10 which makes the incident lights parallel to each other.
8. The modulator 108 modulates the spatial propagation direction of incident light in a two-dimensional area, and includes a gamma correction circuit 210 and a polarity inversion / non-inversion amplifier circuit 21.
It is driven by a drive circuit configured by 1.

【0209】変調素子108は、液晶材料が高分子樹脂
中に分散された液晶層を一対の透明電極基板間に保持す
る高分子分散型液晶パネルであり、複数のカラー画素グ
ループが液晶パネルにおいてマトリクス状に配置され
る。各画素グループは赤、緑、および青の画素で構成さ
れる。フィールドレンズ109は変調素子108からの
変調光を投射レンズ群110に導き、投射レンズ群11
0はこの変調光を反射型スクリーンに投射する。即ち、
この投射型表示装置の基本的な表示原理は従来と同様で
ある。
The modulation element 108 is a polymer dispersion type liquid crystal panel in which a liquid crystal layer in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer resin is held between a pair of transparent electrode substrates, and a plurality of color pixel groups are arranged in a matrix in the liquid crystal panel. Arranged. Each pixel group consists of red, green and blue pixels. The field lens 109 guides the modulated light from the modulation element 108 to the projection lens group 110, and the projection lens group 11
0 projects this modulated light on a reflective screen. That is,
The basic display principle of this projection type display device is the same as the conventional one.

【0210】この表示装置では、電動絞り104が光源
ランプ102およびコンデンサレンズ103間に配置さ
れ、電動絞り111が投射レンズ群110内に配置され
る。電動絞り104は変調素子108に入射される光線
の角度範囲を制御するため光源ランプ102からの光源
光の光束を絞り、電動絞り111はスクリーン109に
投射される光線の角度範囲を制御するため変調素子10
8からの変調光の光束を絞る。電動絞り104および1
11の各々は耐熱性に優れた5枚のセラミックブレード
およびサーボモータを有し、セラミックブレードの組み
合わせにより構成される円形の開口の寸法、すなわち半
径をサーボモータで変化させることにより集光角が変化
する円形の可変絞りとして機能する。
In this display device, the electric diaphragm 104 is arranged between the light source lamp 102 and the condenser lens 103, and the electric diaphragm 111 is arranged in the projection lens group 110. The motorized diaphragm 104 restricts the luminous flux of the light source light from the light source lamp 102 to control the angular range of the light rays incident on the modulation element 108, and the motorized diaphragm 111 modulates to control the angular range of the light rays projected on the screen 109. Element 10
The modulated light flux from 8 is narrowed down. Motorized diaphragms 104 and 1
Each of 11 has five ceramic blades having excellent heat resistance and a servo motor, and the converging angle is changed by changing the size of the circular opening formed by the combination of the ceramic blades, that is, the radius by the servo motor. It functions as a circular variable diaphragm.

【0211】この表示装置には、カラー映像信号を赤,
緑,青の色成分に分解することにより得られる3つの輝
度信号R,G,およびBが供給される。各輝度信号は変
調素子108に設けられた対応色の画素の輝度を1フィ
ールド周期で順次指定する。この表示装置はさらに表示
画像のコントラストおよび明るさを最適化するために電
動絞り104および111の集光角、すなわち開口半径
を輝度信号R,G,およびBに基づいて共通に調整する
絞り制御回路212を有する。
This display device displays a color video signal in red,
Three luminance signals R, G, and B obtained by decomposing into green and blue color components are supplied. Each brightness signal sequentially specifies the brightness of the pixel of the corresponding color provided in the modulation element 108 in one field cycle. The display device further includes a diaphragm control circuit for commonly adjusting the converging angles of the motorized diaphragms 104 and 111, that is, the opening radius based on the luminance signals R, G, and B in order to optimize the contrast and brightness of the displayed image. 212.

【0212】この絞り制御回路212は、調整された絞
りの集光角を表す集光角データDをガンマ補正回路21
0に供給する。ガンマ補正回路210は集光角データD
に基づいて輝度信号R,G,およびBをガンマ補正し、
これを駆動電圧RO,GO,およびBOとして極性反転
/非反転増幅回路211に供給する。極性反転/非反転
増幅回路211は、例えば映像信号の水平走査周期で駆
動電圧RO,GO,およびBOの極性を正極性および負
極性の一方から他方に反転し、変調素子108に供給す
る。
This aperture control circuit 212 uses the gamma correction circuit 21 to obtain the focused-angle data D representing the adjusted focused angle of the aperture.
Supply 0. The gamma correction circuit 210 uses the light collection angle data D
Gamma-corrects the luminance signals R, G, and B based on
This is supplied to the polarity inversion / non-inversion amplifier circuit 211 as the drive voltages RO, GO, and BO. The polarity inversion / non-inversion amplifier circuit 211 inverts the polarities of the drive voltages RO, GO, and BO from one of the positive polarity and the negative polarity to the other in the horizontal scanning cycle of the video signal, and supplies the polarity to the modulation element 108.

【0213】図26は、ガンマ補正回路210の構成を
さらに詳細に示す。ガンマ補正回路210は輝度信号
R,G,およびBについてそれぞれガンマ補正を行なう
ため互いに同様に構成される処理チャネルCH1−CH
3を有する。これら処理チャネルCH1−CH3の各々
は、対応色の輝度信号を画素毎の輝度を表すデジタル形
式の輝度データIに変換するA/D変換器201、この
A/D変換器201からの輝度データIに対応する基準
駆動電圧データVRを発生するガンマ特性変換テーブル
202、絞り制御回路212からの集光角データDに対
応する補正データΔVを発生する補正テーブル203、
補正データΔVを基準電圧データVRに加算する加算器
204、およびこの加算結果をアナログ形式の駆動電圧
信号に変換するD/A変換器205で構成される。
FIG. 26 shows the structure of the gamma correction circuit 210 in more detail. The gamma correction circuit 210 performs the gamma correction on the luminance signals R, G, and B, respectively, and has processing channels CH1-CH configured in the same manner as each other.
3 Each of these processing channels CH1-CH3 has an A / D converter 201 for converting the luminance signal of the corresponding color into luminance data I in digital format representing the luminance of each pixel, and the luminance data I from this A / D converter 201. , A gamma characteristic conversion table 202 for generating reference drive voltage data VR corresponding to, a correction table 203 for generating correction data ΔV corresponding to the condensing angle data D from the aperture control circuit 212,
It is composed of an adder 204 that adds the correction data ΔV to the reference voltage data VR, and a D / A converter 205 that converts the addition result into an analog drive voltage signal.

【0214】特性変換テーブル202は輝度データIに
よって選択される複数の基準駆動電圧データVRを格納
したROMであり、各基準駆動電圧データVRは輝度デ
ータIによって指定される輝度に対して図22に示す特
性曲線Y1によって決まる基準駆動電圧を表す。補正テ
ーブル203は輝度データIによって選択される複数の
補正データΔVを格納したROMであり、各補正データ
ΔVは集光角データDで指定される集光角に対して得ら
れる曲線Y2およびY3のような曲線と特性曲線Y1と
の差を近似した補正電圧を表す。
The characteristic conversion table 202 is a ROM storing a plurality of reference drive voltage data VR selected by the brightness data I, and each reference drive voltage data VR is shown in FIG. 22 for the brightness specified by the brightness data I. The reference drive voltage determined by the characteristic curve Y1 is shown. The correction table 203 is a ROM that stores a plurality of correction data ΔV selected by the brightness data I, and each correction data ΔV is represented by curves Y2 and Y3 obtained with respect to the light collection angle specified by the light collection angle data D. The correction voltage approximates the difference between such a curve and the characteristic curve Y1.

【0215】ここで、各処理チャネルの動作を説明す
る。A/D変換器201は輝度信号を輝度データIに変
換し、これをガンマ特性変換テーブル202に供給す
る。これにより、ガンマ特性変換テーブル202に格納
された基準駆動電圧データVRのうちの1つがこの輝度
データIにより選択され、標準的な5度の集光角で得ら
れる特性曲線Y1に基づくガンマ補正の結果として加算
器204に供給される。他方、補正テーブル203に格
納された補正データΔVのうちの1つが絞り制御回路2
12からの集光角データDにより選択され、集光角デー
タDによって指定された集光角に対して得られる特性曲
線と特性曲線Y1との差を近似した補正電圧として加算
器204に供給される。加算器204は基準駆動電圧デ
ータVRと補正データΔVとを加算する。この加算結果
は現在の集光角に適した駆動電圧を表し、D/A変換器
205により駆動電圧信号に変換される。
The operation of each processing channel will be described. The A / D converter 201 converts the luminance signal into luminance data I and supplies it to the gamma characteristic conversion table 202. As a result, one of the reference drive voltage data VR stored in the gamma characteristic conversion table 202 is selected by the brightness data I, and the gamma correction based on the characteristic curve Y1 obtained at the standard converging angle of 5 degrees is performed. As a result, it is supplied to the adder 204. On the other hand, one of the correction data ΔV stored in the correction table 203 is the aperture control circuit 2
12 is supplied to the adder 204 as a correction voltage that approximates the difference between the characteristic curve Y1 selected by the condensing angle data D and obtained for the converging angle specified by the converging angle data D. It The adder 204 adds the reference drive voltage data VR and the correction data ΔV. The result of this addition represents a drive voltage suitable for the current focusing angle and is converted into a drive voltage signal by the D / A converter 205.

【0216】電動絞り104および111が例えば5度
の標準的な集光角に設定されている場合、補正データΔ
Vはゼロを表すため、加算器204の加算結果は基準駆
動電圧データVRに等しくなる。集光角データDが集光
角の調整により変化すると、補正データΔVもゼロから
正または負の方向に変化する。補正データΔVは絞りの
集光角が5度よりも大きい場合に負となり、絞りの集光
角が5度よりも小さい場合に正となる。高分子分散型液
晶を用いた変調素子108は電圧印加により光散乱性が
低下し変調光強度が増大する素子であるため、駆動電圧
は絞りの集光角が増大するほど小さくなり、絞りの集光
角が減少するほど大きくなるよう補正される。
When the motorized diaphragms 104 and 111 are set to a standard converging angle of, for example, 5 degrees, the correction data Δ
Since V represents zero, the addition result of the adder 204 becomes equal to the reference drive voltage data VR. When the light collection angle data D changes due to the adjustment of the light collection angle, the correction data ΔV also changes from zero to the positive or negative direction. The correction data ΔV becomes negative when the light collecting angle of the diaphragm is larger than 5 degrees, and becomes positive when the light collecting angle of the diaphragm is smaller than 5 degrees. Since the modulator 108 using the polymer-dispersed liquid crystal is an element whose light scattering property is lowered and the modulated light intensity is increased by applying a voltage, the driving voltage becomes smaller as the converging angle of the diaphragm increases, and the driving voltage of the diaphragm becomes smaller. The larger the light angle, the larger the correction.

【0217】この表示装置では、2つの電動絞り104
および111が設けられ、これらの集光角の調整に伴っ
てガンマ補正回路210の実質的な特性が変化する。こ
の結果、駆動電圧が絞りの集光角に対して適切に補正さ
れるため、輝度信号によって指定された輝度を集光角に
依存せずに得ることが可能となる。すなわち、絞りの集
光角が変化したとき、階調の潰れおよび不自然な色調の
変化等が生じない。
In this display device, two electric diaphragms 104 are provided.
And 111 are provided, and the substantial characteristics of the gamma correction circuit 210 change with the adjustment of these light collection angles. As a result, the drive voltage is appropriately corrected with respect to the converging angle of the diaphragm, so that the luminance specified by the luminance signal can be obtained without depending on the converging angle. That is, when the converging angle of the diaphragm changes, the gradation is not collapsed and the unnatural color tone is not changed.

【0218】尚、上述の実施例では電動絞り104およ
び111の集光角が同様に可変されたが、これらの一方
だけが可変されてもよい。また、変調素子108は高分
子分散型液晶の代わりに例えば微粒子分散型液晶あるい
はDMD、斜め電界による液晶回析格子等を利用するも
のでもよい。電圧印加により光散乱性が増大し変調光強
度が低下するような変調素子を用いた場合、絞りの集光
角が増大するほど大きくなり、絞りの集光角が増加する
ほど小さくなるよう駆動電圧を補正するため補正テーブ
ル203の内容が変更される。
In the above-mentioned embodiment, the converging angles of the electric diaphragms 104 and 111 are similarly changed, but only one of them may be changed. Further, the modulation element 108 may use, for example, a fine particle dispersion type liquid crystal or DMD, a liquid crystal diffraction grating by an oblique electric field, instead of the polymer dispersion type liquid crystal. When a modulator that increases the light scattering property and decreases the modulated light intensity when a voltage is applied is used, it increases as the converging angle of the diaphragm increases and decreases as the converging angle of the diaphragm decreases. The contents of the correction table 203 are changed to correct the error.

【0219】また、補正テーブル203は集光角毎に1
個の補正データΔVを保持するが、集光角毎に得られる
曲線Y2およびY3のような曲線と基準特性曲線Y1と
の差の電圧を各輝度について表す複数の補正データΔV
を保持してもよい。この場合、各補正データΔVは輝度
データIおよび集光角データDの組み合わせにより選択
される。このような構成では、補正テーブル203の記
憶容量を増大させなくてはならないが、よりきめ細かな
補正を行なうことが可能となる。
The correction table 203 is set to 1 for each converging angle.
A plurality of pieces of correction data ΔV, each of which holds the correction data ΔV, represents the voltage of the difference between the curves such as the curves Y2 and Y3 obtained for each converging angle and the reference characteristic curve Y1 for each luminance.
May be held. In this case, each correction data ΔV is selected by a combination of the brightness data I and the light collection angle data D. With such a configuration, the storage capacity of the correction table 203 must be increased, but more detailed correction can be performed.

【0220】さらに、上述の実施例のように変調素子1
08の透過光をスクリーン109に導く代わりに、変調
素子108の反射光をスクリーン109に導いてもよ
い。また、スクリーン109はフロント側で表示画像を
見るために用いられる反射型に限られず、リア側で表示
画像を見るために用いられる透過型であってもよい。
Further, as in the above-mentioned embodiment, the modulation element 1
Instead of guiding the transmitted light of 08 to the screen 109, the reflected light of the modulation element 108 may be guided to the screen 109. Further, the screen 109 is not limited to the reflective type used for viewing the display image on the front side, but may be the transmissive type used for viewing the display image on the rear side.

【0221】以上説明したように、本発明の第3の態様
によれば、周辺の環境や表示画像の状態に基づいて絞り
の集光角を最適化する一方で、表示画像の階調を正確に
再現することができる。
As described above, according to the third aspect of the present invention, the converging angle of the diaphragm is optimized based on the surrounding environment and the state of the display image, while the gradation of the display image is accurate. Can be reproduced.

【0222】上記のように、変調素子108のスイッチ
素子の光リ−クがない場合においても、絞りによる集光
角の変化に伴い、駆動電圧−変調光強度特性を制御する
必要があるが、実際の変調素子では、開口率を考慮する
と、十分にスイッチ素子を遮光することが困難であるこ
とに加え、絞り52の開口径制御に伴い、変調素子10
8に入射する光束強度も変化するため、スイッチ素子の
光リ−クを考慮した駆動電圧−変調光強度特性の制御も
必要である。スイッチ素子の光リ−クが生ずると、画素
電位保持特性が劣化し、駆動電圧−変調光強度特性は高
電圧側にシフトする。この光リ−ク電流はスイッチ素子
に入射する光強度に比例するため、絞り52の開口径に
比例して増大する入射光束とともに平行シフト量は増大
し、上記と同様な表示品位劣化が生ずる。このため、ス
イッチ素子の遮光構造の最適化及びスイッチ素子にアモ
ルファスシリコンTFTよりもポリシリコンTFTを用
いることが望ましいが、より望ましくは変調素子の光リ
−ク特性を補正する映像信号制御手段を設けるとよい。
As described above, even when there is no optical leak of the switching element of the modulation element 108, it is necessary to control the drive voltage-modulated light intensity characteristic according to the change of the converging angle by the diaphragm. In an actual modulator, considering the aperture ratio, it is difficult to sufficiently shield the switch element from light, and in addition to the control of the aperture diameter of the diaphragm 52, the modulator 10 has a large aperture.
Since the intensity of the light flux incident on the beam 8 also changes, it is also necessary to control the drive voltage-modulated light intensity characteristic in consideration of the optical leak of the switch element. When the optical leak of the switch element occurs, the pixel potential holding characteristic deteriorates, and the driving voltage-modulated light intensity characteristic shifts to the high voltage side. Since this light leak current is proportional to the intensity of light incident on the switch element, the parallel shift amount increases with the incident light flux increasing in proportion to the aperture diameter of the diaphragm 52, and the same display quality deterioration as described above occurs. For this reason, it is desirable to optimize the light-shielding structure of the switch element and use a polysilicon TFT for the switch element rather than an amorphous silicon TFT, but more desirably, a video signal control means for correcting the light leak characteristic of the modulator element is provided. Good.

【0223】更に、変調素子が赤、青及び緑の色成分で
構成されるカラ−画像を表示する場合、これらの変調素
子に入射する光強度も色により異なること、スイッチ素
子の光リ−ク特性にも波長依存性があることから色成分
相互の階調バランスが集光角の変化に伴い変化し、表示
画像の色調を変化することを抑制することが望ましい。
実際には、各絞り径制御に伴う光リ−クも含んだ変調素
子の駆動電圧−変調光強度の補正を行うことが望まし
い。
Furthermore, when a color image is formed by the modulators composed of red, blue and green color components, the light intensity incident on these modulators also differs depending on the color. Since the characteristics also have wavelength dependence, it is desirable to prevent the gradation balance between the color components from changing with a change in the converging angle and changing the color tone of the display image.
In practice, it is desirable to correct the drive voltage of the modulator-the modulated light intensity, including the optical leak that accompanies each aperture diameter control.

【0224】次に、本発明の第4の態様について説明す
る。
Next, the fourth aspect of the present invention will be described.

【0225】上記のように、変調素子108のスイッチ
素子の光リ−クがない場合においても絞りによる集光角
の変化に伴い駆動電圧−変調光強度特性を制御する必要
があるが、実際の変調素子108では十分にスイッチ素
子を遮光することが開口率を考慮すると困難であること
に加え、絞り52の開口径制御に伴い、変調素子108
に入射する光束強度も変化するため、スイッチ素子の光
リ−クを考慮した駆動電圧−変調光強度特性の制御も必
要である。
As described above, it is necessary to control the drive voltage-modulated light intensity characteristic in accordance with the change of the converging angle by the diaphragm even when there is no light leak of the switching element of the modulation element 108. In addition to it being difficult to sufficiently shield the switch element with the modulation element 108 in consideration of the aperture ratio, the modulation element 108 is controlled by controlling the aperture diameter of the diaphragm 52.
Since the intensity of the light flux incident on the light source also changes, it is necessary to control the drive voltage-modulated light intensity characteristic in consideration of the light leak of the switch element.

【0226】スイッチ素子の光リ−クが生ずると、画素
電位保持特性が劣化し、駆動電圧−変調光強度特性は高
電圧側に平行シフトする。この光リ−ク電流は、スイッ
チ素子に入射する光強度に比例するため、絞り52の開
口径に比例して増大する入射光束とともに平行シフト量
は増大し、上記と同様な表示品位劣化が生じる。このた
め、スイッチ素子の遮光構造の最適化及びスイッチ素子
にアモルファスTFTよりもポリシリコンTFTを用い
ることが望ましいが、より望ましくは変調素子の光リ−
ク特性を補正する映像信号制御手段を設けるとよい。更
に、変調素子が赤、青、及び緑の色成分で構成され、カ
ラ−画像を表示する場合、これらの変調素子に入射する
光強度も色により異なること、スイッチ素子の光リ−ク
特性にも波長依存性があることから、色成分相互の階調
バランスが集光角の変化に伴い変化し、表示画像の色調
の変化を抑制することが望ましい。実際には、各絞り径
制御に伴う光リ−クも含んだ変調素子の駆動電圧−変調
光強度特性の補正を行うことが望ましい。
When the optical leak of the switch element occurs, the pixel potential holding characteristic deteriorates, and the driving voltage-modulated light intensity characteristic shifts in parallel to the high voltage side. Since this light leak current is proportional to the intensity of light incident on the switch element, the parallel shift amount increases with the incident light flux increasing in proportion to the aperture diameter of the diaphragm 52, and the same display quality deterioration as described above occurs. . For this reason, it is desirable to optimize the light-shielding structure of the switch element and use a polysilicon TFT for the switch element rather than an amorphous TFT.
It is preferable to provide a video signal control means for correcting the black characteristic. Furthermore, when the modulation element is composed of red, blue, and green color components and a color image is displayed, the light intensity incident on these modulation elements also differs depending on the color, and the light leak characteristics of the switch element are different. Also, since there is wavelength dependency, it is desirable that the gradation balance between the color components changes with the change of the converging angle, and the change of the color tone of the display image is suppressed. In practice, it is desirable to correct the driving voltage-modulated light intensity characteristic of the modulator, which also includes the optical leak that accompanies each aperture diameter control.

【0227】高分子分散型液晶や微粒子分散型液晶が用
いられる表示装置においては、表示輝度に応じて、また
表示初期から時間が経過するにつれて表示状態が変化し
たり、環境温度により表示品位が変化するという問題が
ある。これは、高分子分散型液晶や微粒子分散型液晶で
は、印加電圧(V)−光透過率(T)特性、ヒステリシ
ス特性あるいは応答速度等が温度変化に伴い変動するた
めであって、しかも、その変動量がツイステッド・ネマ
ティク(TN)型液晶に比べて大きいことがその要因と
考えられる。
In a display device using a polymer-dispersed liquid crystal or a fine-particle-dispersed liquid crystal, the display state changes depending on the display brightness and as time passes from the initial display, and the display quality changes depending on the ambient temperature. There is a problem of doing. This is because the applied voltage (V) -light transmittance (T) characteristic, the hysteresis characteristic, the response speed, and the like of the polymer-dispersed liquid crystal and the fine-particle-dispersed liquid crystal change with temperature change. It is considered that the fluctuation amount is larger than that of the twisted nematic (TN) type liquid crystal.

【0228】また、特に投射型の表示装置にあっては、
光源光学系に配置される絞りの開口径の制御に応じて変
化する光束に起因する温度差により、表示品位が劣化す
るという問題もある。
Further, particularly in the case of the projection type display device,
There is also a problem that the display quality is deteriorated due to the temperature difference caused by the light flux that changes according to the control of the aperture diameter of the diaphragm arranged in the light source optical system.

【0229】本発明の第4の態様は、このような技術課
題に鑑み成されたものであって、光束を制御する絞りの
大きさや光源光の点灯からの経時時間や環境温度条件に
よることなく、あるいは連続表示している際にも優れた
表示画像が得られる表示装置を提供する。
The fourth aspect of the present invention has been made in view of the above technical problem, and does not depend on the size of the diaphragm for controlling the luminous flux, the elapsed time from the lighting of the light source, or the environmental temperature condition. Or a display device that can obtain an excellent display image even during continuous display.

【0230】即ち、液晶材料が高分子樹脂中に含有され
る高分子分散型あるいは微粒子が液晶材料中に含有され
る微粒子分散型等の液晶層を備えた変調素子は、上記し
たように、印加電圧(V)−光透過率(T)特性、ヒス
テリシス特性、応答速度等が温度変化に伴い大きく変動
する。
That is, the modulation element provided with a liquid crystal layer of a polymer dispersion type in which a liquid crystal material is contained in a polymer resin or a fine particle dispersion type in which fine particles are contained in a liquid crystal material is applied as described above. The voltage (V) -light transmittance (T) characteristic, the hysteresis characteristic, the response speed, and the like greatly change with temperature changes.

【0231】図27は、縦軸に光透過率が50%となる
電圧(V50)をとり、横軸に温度(T)をとり、変調素
子の温度依存性を示している。この図から解るように、
温度(T)に依存することなく一定な表示画像を得るた
めには、温度(T)上昇に伴い液晶層に印加される電圧
を大きくする必要がある。
In FIG. 27, the ordinate represents the voltage (V50) at which the light transmittance is 50%, and the abscissa represents the temperature (T), showing the temperature dependence of the modulator. As you can see from this figure,
In order to obtain a constant display image without depending on the temperature (T), it is necessary to increase the voltage applied to the liquid crystal layer as the temperature (T) rises.

【0232】そこで、本発明の第4の態様では、変調素
子の温度変化に応じて映像信号を増減させる映像信号制
御手段を具備している。これにより、温度(T)に依存
することなく一定な表示画像が得られる。
Therefore, in the fourth aspect of the present invention, the video signal control means for increasing / decreasing the video signal according to the temperature change of the modulator is provided. Accordingly, a constant display image can be obtained without depending on the temperature (T).

【0233】図28は、本発明の第4の態様に係る投射
型液晶表示装置を示す図である。
FIG. 28 is a diagram showing a projection type liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention.

【0234】図28に示すように、この投射型液晶表示
装置300は、3板式、即ち赤(R)用、緑(G)用お
よび青(B)用の3枚の変調素子例えば液晶パネル30
1−R,301−G,301−Bを備えている。
As shown in FIG. 28, this projection type liquid crystal display device 300 is a three-plate type, that is, three modulation elements for red (R), green (G) and blue (B), for example, a liquid crystal panel 30.
1-R, 301-G, 301-B.

【0235】この表示装置の光源光学系では、メタルハ
ライドランプが光源311として配置され、この光源3
11からの光源光を、光源311と液晶パネル301−
R,301−G),301−Bとの間の光軸上の点Aに
焦点を持つように集光させる回転楕円型のリフレクタ3
21が設けられている。このリフレクタ321により点
Aに一度集光された光源光は、コールドミラー331を
経た後、コリメータレンズ341により、平行光として
各液晶パネル301−R,301−G,301−Bに導
かれる。また、リフレクタ321の焦点位置である点A
には、略円形の開口を有し、その開口直径D1 がサーボ
モータにより可変可能な第1の絞り手段351が配置さ
れている。
In the light source optical system of this display device, a metal halide lamp is arranged as the light source 311.
Light from the light source 11 is emitted from the light source 311 and the liquid crystal panel 301-
R, 301-G), 301-B, and a spheroidal reflector 3 that focuses the light at a point A on the optical axis.
21 is provided. The light source light once condensed at the point A by the reflector 321 passes through the cold mirror 331 and is then guided by the collimator lens 341 to the liquid crystal panels 301-R, 301-G, and 301-B as parallel light. In addition, the point A, which is the focus position of the reflector 321,
Has a substantially circular opening, and a first diaphragm means 351 whose opening diameter D 1 can be varied by a servomotor is arranged.

【0236】また、この表示装置では、光源311は、
リフレクタ321に対する位置精度の簡素化等から、リ
フレクタ321の中心部分に固定して配置されるため、
光源311からの光源光の中心部分の光束が小さくな
る。このため、この表示装置の光源光学系では、光源3
11と第1の絞り手段351との間に、第1の絞り手段
351側に凸の円錐レンズ361が配置されている。こ
の円錐レンズ361により、発散され有効活用されない
光束を中心部分に導くことで、光源光の中心部分の光束
の低下を防止している。尚、凸の円錐レンズ361の他
にも、発散され有効活用されない光束を中心部分に導く
ものであれば、凹状の円錐レンズであっても、また特開
平6−175129号公報に開示されるような構造のも
のであっても良い。
Also, in this display device, the light source 311 is
Since the position accuracy with respect to the reflector 321 is simplified, the reflector 321 is fixedly arranged at the central portion of the reflector 321.
The luminous flux at the central portion of the light source light from the light source 311 becomes small. Therefore, in the light source optical system of this display device, the light source 3
A convex conical lens 361 is disposed on the first diaphragm means 351 side between the lens 11 and the first diaphragm means 351. The conical lens 361 guides a light beam that is diverged and is not effectively used, to the central portion, thereby preventing a decrease in the light flux in the central portion of the light source light. In addition to the convex conical lens 361, a concave conical lens may be used as long as it guides a light beam that is diverged and is not effectively used, to the central portion, as disclosed in JP-A-6-175129. It may have a different structure.

【0237】投射光学系は、液晶パネル301−R,3
01−G,301−Bにより光変調された変調光を点B
に集光させるための集束レンズ501、点Bにおいて各
液晶パネル301−R,201−G,201−Bからの
散乱光を遮断し、透過光を透過させる開口を有し、その
開口直径D2 がサーボモータにより可変可能な第2の絞
り手段503、第2の絞り手段503を経た後の変調光
を投影するための投射レンズ505とから構成されてい
る。この第2の絞り手段503は、上述したように、各
液晶パネル301−R,301−G,301−Bからの
散乱光は遮断し、透過光を透過させるものであるため、
第2の絞り手段503の開口直径D2 を大きくすること
により、表示輝度を増大させることができる。
The projection optical system includes liquid crystal panels 301-R, 3
01-G, 301-B modulated light is modulated by point B
A converging lens 501 for condensing the light at a point B has an opening that blocks scattered light from each of the liquid crystal panels 301-R, 201-G, and 201-B at point B and allows transmitted light to pass therethrough, and its opening diameter D 2 Is composed of a second diaphragm means 503 which is variable by a servo motor, and a projection lens 505 for projecting the modulated light after passing through the second diaphragm means 503. As described above, the second diaphragm means 503 blocks the scattered light from each of the liquid crystal panels 301-R, 301-G, and 301-B and allows the transmitted light to pass therethrough.
The display brightness can be increased by increasing the opening diameter D 2 of the second diaphragm means 503.

【0238】第1の絞り手段351及び第2の絞り手段
503は、スクリーン上の環境輝度をモニターする光セ
ンサ711からの環境輝度信号ESに基づいて第1の絞
り手段351及び第2の絞り手段503の開口直径
1 ,D2 をそれぞれ制御する絞り制御手段721に電
気的に接続されている。更に詳しくは、第1の絞り手段
351の開口直径D1 及び第2の絞り手段503の開口
直径D2 は、絞り制御手段721により、スクリーン上
の輝度が高くなるにつれて集光角Ω1 ,Ω2 のそれぞれ
が大きくなるよう制御されるものであって、この表示装
置では、集光角Ω1,Ω2 が8.6×10-3srから1.
1×10-3srの範囲で可変されるように第1の絞り手段
351及び第2の絞り手段503の開口直径D1 ,D2
が制御される。
The first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503 use the first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503 based on the environmental brightness signal ES from the optical sensor 711 for monitoring the environmental brightness on the screen. It is electrically connected to the aperture control means 721 for controlling the opening diameters D 1 and D 2 of the aperture 503. More specifically, the aperture diameter D 2 of the opening diameter D 1 and the second throttle means 503 of the first throttle means 351, the aperture control unit 721, converging angle Omega 1 as brightness on the screen is high, Omega 2 are controlled to be large, and in this display device, the collection angles Ω 1 and Ω 2 are from 8.6 × 10 −3 sr to 1.
The opening diameters D 1 and D 2 of the first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503 are variable so as to be variable in the range of 1 × 10 −3 sr.
Is controlled.

【0239】尚、本明細書における第1の絞り手段35
1に基づく集光角Ω1 は、光源光の分布角度を±θとし
た時、[2πsin θ]を0からθまでθについて積分し
た値で表現され、更に、この集光角Ω1 を、コリメータ
レンズ341の焦点距離をf 1 として、第1の絞り手段
351の開口直径D1 の関数で表すと、Ω1 =π(D1
/2f2 2 で表現される。
The first diaphragm means 35 in this specification.
Convergence angle Ω based on 11Is the distribution angle of the light source is ± θ
Then, [2π sin θ] is integrated with respect to θ from 0 to θ.
It is expressed by the value1The collimator
The focal length of the lens 341 is f 1As the first diaphragm means
351 opening diameter D1When expressed as a function of1= Π (D1
/ 2f2)2It is expressed by.

【0240】また、本明細書における第2の絞り手段5
03に基づく集光角Ω2 は、フィールドレンズの焦点距
離をf2 とし、第2の絞り手段503の開口直径D2
関数で表すと、Ω2 =π(D2 ・f2 2 で表現され
る。
Also, the second diaphragm means 5 in the present specification.
When the focal length of the field lens is f 2 and it is expressed as a function of the aperture diameter D 2 of the second diaphragm means 503, the converging angle Ω 2 based on 03 is Ω 2 = π (D 2 · f 2 ) 2 . Expressed.

【0241】これら集光角Ω1 ,Ω2 は、光利用効率等
を考慮すると、ほぼ一致するように連動させて可変する
ことが望ましい。
Considering the light utilization efficiency and the like, it is desirable that the light collection angles Ω 1 and Ω 2 be interlocked and varied so as to substantially match.

【0242】次に、各液晶パネル301−R,301−
G,301−Bの配置について説明する。光源光学系か
らの光源光は、第1ダイクロイックミラー411−Dに
より緑(G)光のみが反射され、第1の全反射ミラー4
11−Aを介して緑(G)光が液晶パネル301−Gに
導かれ、液晶パネル301−G、緑(G)用フィールド
レンズ421−Gを経て出射される。
Next, each liquid crystal panel 301-R, 301-
The arrangement of G and 301-B will be described. As for the light source light from the light source optical system, only the green (G) light is reflected by the first dichroic mirror 411-D, and the first total reflection mirror 4
Green (G) light is guided to the liquid crystal panel 301-G via 11-A, and is emitted through the liquid crystal panel 301-G and the green (G) field lens 421-G.

【0243】第1のダイクロイックミラー411−Dを
透過した光源光は、第2のダイクロイックミラー413
−Dにより赤(R)光のみが反射されて、液晶パネル3
01−Rに導かれる。そして、液晶パネル301−R、
赤(R)用フィールドレンズ421−Rを経た赤(R)
光は、第1の合成ミラー411−Mにより液晶パネル3
01−Gを経た緑(G)光と合成される。
The source light that has passed through the first dichroic mirror 411-D is converted into the second dichroic mirror 413.
Only red (R) light is reflected by -D, and the liquid crystal panel 3
01-R. Then, the liquid crystal panel 301-R,
Red (R) through red (R) field lens 421-R
The light is emitted from the liquid crystal panel 3 by the first synthetic mirror 411-M.
It is combined with green (G) light that has passed through 01-G.

【0244】第2のダイクロイックミラー413−Dを
透過した光源光は、液晶パネル301−Bに導かれ、液
晶パネル301−B、青(B)用フィールドレンズ42
1−Bを経た青(B)光は、第2の全反射ミラー413
−Aを介して第2の合成ミラー413−Mにより液晶パ
ネル301−Gおよび液晶パネル301−Rを透過し合
成された赤(R)光および緑(G)光と合成され、投射
光学系に導かれる。
The light source light transmitted through the second dichroic mirror 413-D is guided to the liquid crystal panel 301-B, and the liquid crystal panel 301-B and the blue (B) field lens 42.
The blue (B) light passing through 1-B is reflected by the second total reflection mirror 413.
The red (R) light and the green (G) light that have been transmitted through the liquid crystal panel 301-G and the liquid crystal panel 301-R by the second combining mirror 413-M via -A and are combined to form a projection optical system. Be guided.

【0245】次に、この液晶パネル301−R,301
−G,301−Bについて説明する。尚、液晶パネル3
01−R,301−G,301−Bの構成は、その駆動
系を除いて差異はないので、緑(G)用の液晶パネル3
01−Gを例にとり説明する。この液晶パネル301−
Gは、100ミクロンピッチの表示画素が横方向に64
0個、縦方向に480個配列されて成っている。
Next, the liquid crystal panels 301-R and 301
-G and 301-B will be described. The liquid crystal panel 3
The configurations of 01-R, 301-G, and 301-B are the same except for the drive system thereof, so that the liquid crystal panel 3 for green (G) is used.
01-G will be described as an example. This liquid crystal panel 301-
G has 100 micron pitch display pixels in the horizontal direction 64
It consists of 0 pieces and 480 pieces arranged in the vertical direction.

【0246】液晶パネル301−Gは、図29及び図3
0に示すように、アレイ基板511と対向基板611と
の間に、高分子樹脂中に正の誘電率異方性を示すネマチ
ック液晶が分散された高分子分散型液晶層401が表面
処理膜591,691を介して保持されている。
The liquid crystal panel 301-G is shown in FIGS.
As shown in FIG. 0, the polymer-dispersed liquid crystal layer 401 in which the nematic liquid crystal exhibiting positive dielectric anisotropy is dispersed in the polymer resin between the array substrate 511 and the counter substrate 611 is the surface treatment film 591. , 691.

【0247】アレイ基板511は、0.7mm厚の透明
なガラス基板510上に、図29に示す如く信号線52
1と走査線531とが略直交するように配置され、信号
線521と走査線531との交点近傍に薄膜トランジス
タ(以下、TFTと略称する。)541が配置されてい
る。このTFT541は、図30に示すように、走査線
531自体をゲート電極とし、走査線531上にゲート
絶縁膜543を介して半導体層として非晶質シリコン薄
膜545、非晶質シリコン薄膜545を保護すると共に
寄生容量を抑えるため走査線531と自己整合されたシ
リコンナイトライドから成る半導体保護膜546、非晶
質シリコン薄膜545と信号線521とをn+ 型非晶質
シリコン薄膜548を介して電気的に接続する信号線5
21から延在されたドレイン電極547、信号線521
と走査線531とによって囲まれる領域に配置されたI
TO(Indium Tin Oxide)から成る画素電極551と非
晶質シリコン薄膜545とをn+ 型非晶質シリコン薄膜
550を介して電気的に接続するソース電極549とを
備えて構成される逆スタガ構造である。また、画素電極
551との間でゲート絶縁膜543を介して補助容量
(Cs)を形成するための補助容量線553が走査線5
31に略平行して配置されている。更に、これらTFT
541や画素電極551上には、保護膜555が配置さ
れてアレイ基板511は構成されている。
The array substrate 511 is a transparent glass substrate 510 having a thickness of 0.7 mm and a signal line 52 as shown in FIG.
1 and the scanning line 531 are arranged so as to be substantially orthogonal to each other, and a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) 541 is arranged near the intersection of the signal line 521 and the scanning line 531. As shown in FIG. 30, this TFT 541 uses the scanning line 531 itself as a gate electrode, and protects the amorphous silicon thin film 545 and the amorphous silicon thin film 545 as a semiconductor layer on the scanning line 531 via the gate insulating film 543. In addition, the semiconductor protective film 546 made of silicon nitride self-aligned with the scanning line 531 to suppress the parasitic capacitance, the amorphous silicon thin film 545, and the signal line 521 are electrically connected via the n + -type amorphous silicon thin film 548. Signal line 5 that is electrically connected
21 drain electrode 547 and signal line 521
I arranged in a region surrounded by the scanning line 531 and the scanning line 531.
Inverted stagger structure including a pixel electrode 551 made of TO (Indium Tin Oxide) and a source electrode 549 electrically connecting an amorphous silicon thin film 545 through an n + -type amorphous silicon thin film 550. Is. Further, the auxiliary capacitance line 553 for forming an auxiliary capacitance (Cs) with the pixel electrode 551 via the gate insulating film 543 is the scanning line 5.
It is arranged substantially parallel to 31. Furthermore, these TFTs
An array substrate 511 is configured by disposing a protective film 555 on the 541 and the pixel electrode 551.

【0248】対向基板311は、0.7mm厚の透明ガ
ラス基板310上に、アレイ基板511のTFT541
および画素電極551周辺部を遮光するためのクロム
(Cr)から成るマトリクス状の遮光層313、遮光層
313上に配置される保護膜317、保護膜317上に
配置されるITOから成る対向電極319とによって構
成されている。尚、以上のようにして構成される液晶パ
ネル301−Gは、40%の開口率を達成している。
The counter substrate 311 is the TFT 541 of the array substrate 511 on the transparent glass substrate 310 having a thickness of 0.7 mm.
And a matrix-shaped light-shielding layer 313 made of chromium (Cr) for shielding the periphery of the pixel electrode 551, a protective film 317 arranged on the light-shielding layer 313, and a counter electrode 319 made of ITO arranged on the protective film 317. It is composed of and. The liquid crystal panel 301-G configured as above achieves an aperture ratio of 40%.

【0249】また、この表示装置では、図31に示すよ
うに、液晶モジュ−ルの入射面の表示部近傍に温度セン
サ800が配置され、このからの温度信号(TS)に基
づいて、駆動電圧供給回路731に入力される輝度信号
(BS)が制御され、極性反転/非反転増幅器741を
介して各液晶パネル301−R,301G,301Bに
各映像信号VSR、VSG、VSBが供給される。
Further, in this display device, as shown in FIG. 31, a temperature sensor 800 is arranged in the vicinity of the display portion on the incident surface of the liquid crystal module, and the drive voltage is supplied based on the temperature signal (TS) from this temperature sensor 800. The brightness signal (BS) input to the supply circuit 731 is controlled, and the video signals V SR , V SG , and VS B are supplied to the liquid crystal panels 301-R, 301G, and 301B via the polarity inversion / non-inversion amplifier 741. To be done.

【0250】温度センサ−としては、例えばμPC39
11(商標、NEC社製)を用いることが出来る。この
ICは、同一チップ内に基準電圧、温度センサ−、位相
補正内臓型オペアンプを集積しているため、外部回路部
品が少なくてすむ。更に、従来のサ−ミスタなどの温度
センサに比較して直線性が非常に優れており、高性能の
温度測定が可能である。具体的な回路を図32に示す。
As the temperature sensor, for example, μPC39
11 (trademark, manufactured by NEC Corporation) can be used. Since this IC integrates a reference voltage, a temperature sensor, and a phase correction built-in operational amplifier in the same chip, it requires few external circuit components. Furthermore, the linearity is very excellent as compared with the conventional temperature sensors such as thermistors, and high-performance temperature measurement is possible. A specific circuit is shown in FIG.

【0251】図28に示すように、この温度センサから
の温度信号(TS)に基づいて、駆動電圧供給回路73
1に入力される輝度信号(BS)が制御され、極性反転
/非反転増幅器751を介して各液晶パネル301−
R,301−G,301−Bに各映像信号(VSR),
(VSG),(VSB)が供給される。
As shown in FIG. 28, the drive voltage supply circuit 73 is based on the temperature signal (TS) from this temperature sensor.
The brightness signal (BS) input to 1 is controlled, and each liquid crystal panel 301-is controlled via the polarity inverting / non-inverting amplifier 751.
R, 301-G, 301-B each video signal (VSR),
(VSG) and (VSB) are supplied.

【0252】駆動電圧供給回路731は、図33に示す
ように、入力される輝度信号(BS)をアナログ・ディ
ジタル変換器733でディジタル信号化し、ディジタル
信号化された輝度信号(BS)をROMで構成されるガ
ンマ補正回路734によりガンマ補正し、ガンマ補正さ
れたディジタル輝度信号は加算器735の一入力端子に
供給する。また、温度光センサからの温度信号(TS)
に基づいてROMで構成される温度補償回路736か
ら、液晶パネル301−Gの光透過率(T)−電圧
(V)特性の温度依存性を補正する補償データが加算器
735の他の入力端子に供給される。加算器735から
はディジタル輝度信号と補償データとの加算出力をディ
ジタル・アナログ変換器737に出力される。そして、
ディジタル・アナログ変換器737からアナログ信号が
極性反転/非反転増幅器731に出力される。
As shown in FIG. 33, the drive voltage supply circuit 731 converts the input brightness signal (BS) into a digital signal by the analog-digital converter 733 and converts the digitalized brightness signal (BS) into ROM. The configured gamma correction circuit 734 performs gamma correction, and the gamma-corrected digital luminance signal is supplied to one input terminal of the adder 735. In addition, the temperature signal (TS) from the temperature light sensor
Based on the temperature compensation circuit 736 composed of the ROM, the compensation data for correcting the temperature dependence of the light transmittance (T) -voltage (V) characteristic of the liquid crystal panel 301-G is supplied to the other input terminal of the adder 735. Is supplied to. The adder 735 outputs the addition output of the digital luminance signal and the compensation data to the digital / analog converter 737. And
An analog signal is output from the digital / analog converter 737 to the polarity inverting / non-inverting amplifier 731.

【0253】極性反転/ 非反転増幅器731では、アナ
ログ信号を液晶パネル301−Gに必要な信号レベルに
増幅すると共に、各フィールド期間毎、走査期間毎等の
所定周波数で基準電位に対して極性反転する映像信号
(VSG)と成して液晶パネル301−Gに供給する。
The polarity inversion / non-inversion amplifier 731 amplifies the analog signal to a signal level required for the liquid crystal panel 301-G, and inverts the polarity with respect to the reference potential at a predetermined frequency for each field period and each scanning period. Image signal (VSG) to be supplied to the liquid crystal panel 301-G.

【0254】また、他の液晶パネル301−R,301
−Bも同様に、液晶パネル301−Gに設けられた温度
センサからの温度信号(TS)に基づいて補正された映
像信号(VSR),(VSB)が液晶パネル301−R,3
01−Bに供給される。
In addition, other liquid crystal panels 301-R, 301
Similarly, in -B, the video signals (VSR) and (VSB) corrected based on the temperature signal (TS) from the temperature sensor provided in the liquid crystal panel 301-G are liquid crystal panels 301-R and 3B.
01-B.

【0255】更に詳細には、このガンマ補正回路734
は、液晶パネル301−G内が40℃の状態における電
圧(V)−光透過率(T)特性に基づいて入力される輝
度信号(BS)がガンマ補正されるよう構成されてい
る。例えば、液晶パネル301−G内の温度として40
℃を基準として、40℃よりも上昇するにつれて温度補
償回路746からの補償データは正側に大きくなり、4
0℃よりも低下するにつれて温度補償回路746からの
補償データは負側に減少する。
More specifically, this gamma correction circuit 734
Is configured so that the brightness signal (BS) input based on the voltage (V) -light transmittance (T) characteristics in the state where the temperature inside the liquid crystal panel 301-G is 40 ° C. is gamma-corrected. For example, the temperature inside the liquid crystal panel 301-G is 40
With reference to ° C, the compensation data from the temperature compensation circuit 746 increases to the positive side as the temperature rises above 40 ° C.
The compensation data from the temperature compensation circuit 746 decreases to the negative side as the temperature drops below 0 ° C.

【0256】上記温度センサ−によりモニタ−されたパ
ネル温度に従ってパネル冷却ファンの回転数を制御し、
パネルの温度制御を行うと、パネルの温度に対応して映
像信号の制御をより精確に行うことが出来る。このた
め、温度センサ−の出力をもとに冷却ファンを制御する
ことが望ましい。また、例えば光源を点灯した直後から
のパネル温度の上昇の際に、冷却ファンの回転をある期
間停止するか、もしくは回転数を低く抑えることによ
り、定常動作時の温度に達するまでの時間を短縮する制
御を行うことが望ましい。
The rotation speed of the panel cooling fan is controlled according to the panel temperature monitored by the temperature sensor,
When the temperature of the panel is controlled, the video signal can be controlled more accurately according to the temperature of the panel. Therefore, it is desirable to control the cooling fan based on the output of the temperature sensor. In addition, for example, when the panel temperature rises immediately after turning on the light source, the rotation of the cooling fan is stopped for a certain period, or the number of rotations is kept low to shorten the time required to reach the temperature during steady operation. It is desirable to control it.

【0257】以上のように、この投射型液晶表示装置3
00によれば、各液晶パネル301−R,301−G,
301−Bの温度変化に応じて表示状態が最適化される
ので、例えば比較的低い室温で投射型液晶表示装置30
0を用い、光源311を点灯して、各液晶パネル301
−R,301−G,301−Bが一定の温度に到達する
までに時間を要する、例えば3〜30分程度の間、各液
晶パネル301−R,301−G,301−Bの温度が
変化し続けるような場合にも、常に適切な駆動が行わ
れ、色むら等が発生することのない、良好な表示画像が
得られる。
As described above, this projection type liquid crystal display device 3
00, each liquid crystal panel 301-R, 301-G,
Since the display state is optimized according to the temperature change of 301-B, the projection type liquid crystal display device 30 is operated at a relatively low room temperature, for example.
0, the light source 311 is turned on, and each liquid crystal panel 301
It takes time for each of -R, 301-G, and 301-B to reach a certain temperature, for example, the temperature of each liquid crystal panel 301-R, 301-G, and 301-B changes for about 3 to 30 minutes. Even in the case of continuing the operation, appropriate driving is always performed, and a good display image can be obtained without causing color unevenness and the like.

【0258】特に、この表示装置によれば、第1の絞り
手段351及び第2の絞り手段503の開口直径D1
2 がスクリーン輝度に応じて可変されるため、各液晶
パネル301−R,301−G,301−Bへ入射する
光の強度が第1の絞り手段351の開口直径D1 に依存
して種々異なるために各液晶パネル301−R,301
−G,301−Bの温度上昇の度合いも変わる。
In particular, according to this display device, the opening diameters D 1 of the first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503,
Since D 2 is variable according to the screen brightness, the intensity of light incident on each liquid crystal panel 301-R, 301-G, 301-B varies depending on the opening diameter D 1 of the first diaphragm means 351. Because of the difference, each liquid crystal panel 301-R, 301
The degree of temperature rise of -G and 301-B also changes.

【0259】即ち、スクリーン輝度が小さい場合は、表
示輝度よりもコントラスト比が高いことが視覚的に良好
な表示画像と認識されるため、第1絞り手段351の開
口直径D1 は絞られる。これに対して、スクリーン輝度
が大きい場合は、表示輝度が重視されるため、第1の絞
り手段351の開口直径D1 は開けられる。従って、ス
クリーン輝度が大きい方が各液晶パネル301−R,3
01−G,301−Bの温度上昇の度合いは高くなる。
例えば、この実施例によれば、実際に液晶パネル301
−R,301−G,301−Bに入射する光源光の集光
角Ω1 が8.6×10-3srから1.1×10-3srに変化
すると、各液晶パネル301−R,301−G,301
−Bの温度は3〜5℃変化する。
That is, when the screen brightness is small, it is recognized that the display image is visually good because the contrast ratio is higher than the display brightness, so that the aperture diameter D 1 of the first diaphragm means 351 is narrowed. On the other hand, when the screen brightness is high, the display brightness is emphasized, so that the opening diameter D 1 of the first diaphragm means 351 can be opened. Therefore, the larger the screen brightness is, the more liquid crystal panels 301-R, 3
The degree of temperature rise of 01-G and 301-B becomes high.
For example, according to this embodiment, the liquid crystal panel 301 is actually used.
When the collection angle Ω 1 of the light source light incident on −R, 301-G, and 301-B changes from 8.6 × 10 −3 sr to 1.1 × 10 −3 sr, each liquid crystal panel 301-R, 301-G, 301
-B temperature varies by 3-5 ° C.

【0260】しかしながら、この実施例によれば、液晶
パネル301−Gに温度センサを配置して随時モニタ
し、各映像信号(VSR),(VSG),(VSB)を最適化
しているため、第1の絞り手段351の開口直径D1
可変され、光源光の集光角Ω1が増減することにより、
各液晶パネル301−R,301−G,301−Bに温
度変化が生じても、良好な表示画像が得られる。
However, according to this embodiment, a temperature sensor is arranged on the liquid crystal panel 301-G and monitored at any time to optimize each video signal (V SR ), (V SG ), (V SB ). Therefore, the opening diameter D 1 of the first diaphragm means 351 is changed, and the condensing angle Ω 1 of the source light is increased or decreased,
Even if the liquid crystal panels 301-R, 301-G, and 301-B change in temperature, a good display image can be obtained.

【0261】尚、この表示装置では、第1の絞り手段3
51及び第2の絞り手段503の開口直径D1 ,D2
環境輝度信号(ES)に応じて第1絞り手段721によ
り制御されるものとしたが、例えば各液晶パネル301
−R,301−G,301−Bに供給される映像信号
(VSR),(VSG),(VSB)に基づいて第1の絞り手
段351及び第2の絞り手段503の開口直径D1 ,D
2 が制御されるものであっても良い。即ち、輝度信号
(BS)の時間的平均強度と輝度信号のブランキングレ
ベル(黒レベル)との差に基づいて、差が小さい場合は
開口直径D1 ,D2を小さくして集光角Ω1 ,Ω2 を小
さく制御し、逆に差が大きい場合は開口直径D1 ,D2
を大きくし、集光角Ω1 ,Ω2 を大きく制御することに
より、良好な表示画像が確保できる。
In this display device, the first diaphragm means 3 is used.
51 and the aperture diameters D 1 and D 2 of the second diaphragm means 503 are controlled by the first diaphragm means 721 according to the environmental brightness signal (ES).
-R, 301-G, 301-B based on the video signals (V SR ), (V SG ), (V SB ), the aperture diameter D of the first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503. 1 , D
2 may be controlled. That is, on the basis of the difference between the temporal average intensity of the brightness signal (BS) and the blanking level (black level) of the brightness signal, if the difference is small, the aperture diameters D 1 and D 2 are reduced to collect light at an angle Ω. 1 and Ω 2 are controlled to be small, and when the difference is large, the opening diameters D 1 and D 2
And a large control of the converging angles Ω 1 and Ω 2 ensure a good display image.

【0262】また、第1の絞り手段351及び第2の絞
り手段503は、環境輝度信号(ES)と輝度信号(B
S)のそれぞれに応じて制御されるものであっても良
い。
Further, the first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503 have the environmental brightness signal (ES) and the brightness signal (B).
It may be controlled according to each of S).

【0263】この表示装置では、高分子分散型液晶層4
01の温度が直接的にモニタできるよう温度センサを配
置したが、高分子分散型液晶層401の温度に相関する
信号を検出し、これに基づいて制御するものであって良
い。
In this display device, the polymer-dispersed liquid crystal layer 4 is used.
Although the temperature sensor is arranged so that the temperature of 01 can be directly monitored, a signal correlating with the temperature of the polymer dispersed liquid crystal layer 401 may be detected and controlled based on this.

【0264】また、この表示装置によれば、液晶パネル
301−Gの温度を随時モニタし、温度信号(TS)に
基づいて表示状態を最適化したが、温度センサ等を配置
するのではなく、予め所定時間毎に各映像信号
(VSR),(VSG),(VSB)が徐々に小さくなるよう
な補償データを設定しておいても良い。
According to this display device, the temperature of the liquid crystal panel 301-G is constantly monitored and the display state is optimized based on the temperature signal (TS). However, instead of disposing a temperature sensor or the like, Compensation data may be set in advance such that the video signals (V SR ), (V SG ), and (V SB ) gradually decrease at predetermined time intervals.

【0265】以上の表示装置では、温度センサは入射側
の表示部の上部に配置したが、その位置は精度よく温度
が測定出来るところであれば、例えば下部若しくは左右
であってもよい。また、温度センサは、液晶モジュ−ル
と密着させても離間させて配置しても、あるいは液晶モ
ジュ−ルの内部に配置してもよい。更には、光の出射側
に配置してもよい。
In the display device described above, the temperature sensor is arranged above the incident side display portion, but the position may be, for example, below or on the left and right as long as the temperature can be measured accurately. Further, the temperature sensor may be arranged in close contact with the liquid crystal module, separated from the liquid crystal module, or arranged inside the liquid crystal module. Further, it may be arranged on the light emission side.

【0266】既に述べたように、光源側の絞りの集光角
と投射側の絞りの集光角とは、一致することが望まし
い。一致しない場合には、以下に示すように性能が低下
してしまう。即ち、光源側の絞りの集光角が投射側の絞
りの集光角のほうが大きい場合には、最大の明るさは一
致している場合と同一であるが、黒表示時の明るさが増
加するため、コントラストが低下する。また、光源側の
絞りの集光角が投射側の絞りの集光角よりも小さい場合
もまた、最大の明るさは一致している場合と同一である
が、黒表示時の明るさが増加するため、コントラストが
低下する。絞りの面積にほぼ比例して黒表示時の明るさ
が増加するので、コントラストも絞りの面積にほぼ比例
して低下するのである。
As described above, it is desirable that the light-collecting-side diaphragm and the projection-side diaphragm have a converging angle. If they do not match, the performance will be degraded as shown below. That is, when the light-collecting angle of the light-source side diaphragm is larger than that of the projecting-side diaphragm, the maximum brightness is the same as when they match, but the brightness during black display increases. Therefore, the contrast is lowered. Also, when the converging angle of the diaphragm on the light source side is smaller than the converging angle of the diaphragm on the projection side, the maximum brightness is the same as when it is the same, but the brightness during black display increases. Therefore, the contrast is lowered. Since the brightness during black display increases almost in proportion to the area of the diaphragm, the contrast also decreases in proportion to the area of the diaphragm.

【0267】光源側の絞りの集光角と投射側の絞りの集
光角とが完全に一致している場合の絞りの面積をS0
集光角が大きい絞りの面積をS0 +ΔSとすると、集光
角が不一致の場合のコントラストr´は、集光角が一致
している場合のコントラストをrとすると、以下の式で
表わされる。
The area of the diaphragm when the converging angle of the diaphragm on the light source side and the converging angle of the diaphragm on the projection side are completely equal to each other is S 0 ,
If the area of the diaphragm with a large light collection angle is S 0 + ΔS, the contrast r ′ when the light collection angles do not match is represented by the following formula, where r is the contrast when the light collection angles match. .

【0268】 r´=r{S0 /(S0 +ΔS)} 本発明者らの実験によると、コントラストの低下が画質
の低下として認識される程度は、コントラストが約2/
3に低下した場合である。以下、この実験の手順を説明
する。
R ′ = r {S 0 / (S 0 + ΔS)} According to the experiments conducted by the present inventors, the degree of contrast is about 2 /
This is the case when it drops to 3. The procedure of this experiment will be described below.

【0269】表示画面のコントラストを一定として10
分間映画フィルムを上映し、その後にコントラスト比を
変化させて5分か上映する。その後、コントラストの変
化が画質の劣化として認識されたかどうかのアンケ−ト
をとり、劣化として認識されるしきい値を求める。
With the contrast of the display screen being constant, 10
The movie film is shown for one minute, and then the contrast ratio is changed, and it is shown for five minutes. Then, an inquiry is made as to whether or not the change in contrast is recognized as the deterioration of the image quality, and the threshold value recognized as the deterioration is obtained.

【0270】図34に示すように、コントラストのしき
い値の初期値を200:1、100:1、50:1、2
0:1として実験したが、100:1以下の実験結果は
すべて初期値の85%程度から画質の劣化として認識さ
れ始め、65%程度ではほぼ全てのサンプルに対して画
質の劣化として認識された。従って、絞りの制御は、同
じ明るさの表示に対して、コントラスト比が4割以下の
低下に抑える精度で制御する必要がある。
As shown in FIG. 34, the initial values of the contrast threshold values are 200: 1, 100: 1, 50: 1, 2
Although the experiment was conducted with 0: 1, all the experiment results of 100: 1 or less started to be recognized as the deterioration of the image quality at about 85% of the initial value, and at about 65%, it was recognized as the deterioration of the image quality for almost all the samples. . Therefore, it is necessary to control the diaphragm with such an accuracy that the contrast ratio is suppressed to 40% or less with respect to the display of the same brightness.

【0271】即ち、立体角を約±30%の範囲に制御す
る必要がある。例えば、又は円形の絞りを用いた場合に
は、円錐状となる光束における円錐の頂角θに対して、
約±0.15θに制御する必要がある。例えば、絞りの
集光角がθ=3〜10度に変化する場合、絞りの集光角
の精度は±0.5〜1.5度以内に制御する必要があ
る。
That is, it is necessary to control the solid angle within a range of about ± 30%. For example, or in the case of using a circular diaphragm, with respect to the apex angle θ of the cone in the conical light flux,
It is necessary to control to about ± 0.15θ. For example, when the converging angle of the diaphragm changes to θ = 3 to 10 degrees, the accuracy of the converging angle of the diaphragm needs to be controlled within ± 0.5 to 1.5 degrees.

【0272】次に、スクリ−ン照度(単位ルックス)に
対するしぼり調整マ−ジンについて説明する。
Next, the squeeze adjustment margin for the screen illuminance (unit looks) will be described.

【0273】外光によるスクリ−ン照度(単位ルック
ス)が高い場合、絞りの角度に対するコントラストの変
化は、外光がない場合に比べ、緩慢になる。従って、要
求される制御精度は、外光が大きいほど低くてもよい。
When the screen illuminance (unit looks) due to external light is high, the change in contrast with respect to the angle of the diaphragm becomes slower than in the case without external light. Therefore, the required control accuracy may be lower as the outside light is larger.

【0274】最適化された場合のコントラストの大きさ
は、図5に示すように、外光の影響がない本来のコント
ラストのほぼ1/2のコントラストとなっている。例え
ば、室内の明るさが0ルックスの場合、100のコント
ラストとなる絞りの状態に対応して、最適値となるコン
トラストは50、同様に30のコントラスト比の絞りに
対応するコントラストは約15である。
The magnitude of the contrast in the optimized case is, as shown in FIG. 5, almost half of the original contrast without the influence of external light. For example, when the brightness of the room is 0 lux, the optimum contrast is 50 corresponding to the state of the diaphragm having the contrast of 100, and the contrast corresponding to the diaphragm having the contrast ratio of 30 is about 15. .

【0275】従って、外光に対して絞りの集光角が最適
化された状態では、本来の黒表示によるスクリ−ンの明
るさと、外光の影響によるスクリ−ンの明るさは、ほぼ
同程度と考えられる。
Therefore, in the state in which the aperture angle of the diaphragm is optimized with respect to the outside light, the brightness of the screen due to the original black display and the brightness of the screen due to the influence of the outside light are almost the same. It is considered to be the degree.

【0276】この時、集光角の制御に誤差が生じて最適
値からずれた場合、コントラストは、 r´=r
{(Sext +S0 )/(Sext 0 +ΔS) =r{S0 /(S0 +ΔS/2)} ただし、Sext は、外光の明るさを、投射型表示装置の
黒表示の絞りの集光角に変換した値であり、投射型表示
装置本来の黒表示と外光の明るさとの影響が同じである
ので、Sext =S0 である。
At this time, if an error occurs in the control of the converging angle and deviates from the optimum value, the contrast is r ′ = r
{(S ext + S 0 ) / (S ext S 0 + ΔS) = r {S 0 / (S 0 + ΔS / 2)} where S ext is the brightness of external light and is the black display of the projection display device. It is a value converted into the converging angle of the diaphragm, and since the original black display of the projection type display device and the brightness of external light have the same influence, S ext = S 0 .

【0277】上式からわかるように、マ−ジンとしては
2倍となる。ただし、先に示した2つの絞りの一致に関
するマ−ジンが存在することを考えると、外部の条件に
対して制御すべき絞りの集光角の誤差は、その1/2と
なる。従って、この場合のマ−ジンも両者の集光角の一
致に関するマ−ジンが必要である。
As can be seen from the above equation, the margin is doubled. However, considering that there is a margin relating to the matching of the two diaphragms shown above, the error of the converging angle of the diaphragm to be controlled with respect to the external condition is 1/2. Therefore, the margin in this case also needs to be related to the coincidence of the light collecting angles of the both.

【0278】次に、本発明の第5の態様について図41
を参照して説明する。なお、この第5の態様に係る表示
装置の基本的構成は、図28に示すものと同様である。
Next, FIG. 41 shows the fifth embodiment of the present invention.
Will be described with reference to. The basic configuration of the display device according to the fifth aspect is the same as that shown in FIG.

【0279】この態様の投射型液晶表示装置100は、
図41に示すように、各液晶パネル201−R,201
−G,201−Bにそれぞれの映像信号(VSR),(V
SG),(VSB)を供給するための駆動電圧供給回路74
1および極性反転/非反転増幅器751を備えている。
The projection type liquid crystal display device 100 of this aspect is
As shown in FIG. 41, each liquid crystal panel 201-R, 201
-G, 201-B respectively video signals (VSR), (V
SG), (VSB) drive voltage supply circuit 74 for supplying
1 and a polarity inverting / non-inverting amplifier 751.

【0280】駆動電圧供給回路731は、図42に示す
ように、入力される輝度信号(BS)をアナログ・ディ
ジタル変換器743でディジタル信号化し、ディジタル
信号化された輝度信号(BS)をROMで構成されるガ
ンマ補正回路744によりガンマ補正し、ガンマ補正さ
れたディジタル輝度信号は加算器745の一方の入力端
子に供給される。また、光センサ711からの環境輝度
信号(ES)に基づいて、ROMで構成される光リーク
補償回路746から液晶パネル201−Gを構成するT
FT241の光リーク電流(Ioff )による電位低下を
補正する補償データが加算器745の他方の入力端子に
供給され、加算器745からはディジタル輝度信号と補
償データとの加算出力をディジタル・アナログ変換器7
47に出力する。そして、ディジタル・アナログ変換器
747からアナログ信号が極性反転/非反転増幅器74
1に出力される。
As shown in FIG. 42, the drive voltage supply circuit 731 converts the input brightness signal (BS) into a digital signal by the analog / digital converter 743, and converts the digitalized brightness signal (BS) into a ROM. The gamma-corrected digital luminance signal that has been gamma-corrected by the configured gamma-correction circuit 744 is supplied to one input terminal of the adder 745. Further, based on the environmental brightness signal (ES) from the optical sensor 711, the T configuring the liquid crystal panel 201-G from the optical leak compensation circuit 746 including the ROM.
Compensation data for correcting the potential drop due to the light leakage current (Ioff) of the FT 241 is supplied to the other input terminal of the adder 745, and the addition output of the digital luminance signal and the compensation data is supplied from the adder 745 to a digital / analog converter. 7
Output to 47. Then, the analog signal from the digital / analog converter 747 is converted to the polarity inverting / non-inverting amplifier 74.
It is output to 1.

【0281】極性反転/ 非反転増幅器741では、アナ
ログ信号を液晶パネル201−Gに必要な信号レベルに
増幅すると共に、各フィールド期間毎、走査期間毎等の
所定周期で基準電位に対して極性反転する映像信号(V
SG)と成して液晶パネル201−Gに供給する。
The polarity inversion / non-inversion amplifier 741 amplifies the analog signal to a signal level required for the liquid crystal panel 201-G, and inverts the polarity with respect to the reference potential at a predetermined cycle such as each field period or each scanning period. Video signal (V
SG) and supplies it to the liquid crystal panel 201-G.

【0282】また、他の液晶パネル201−R,201
−Bも同様に、光センサ711からの環境輝度信号(E
S)に基づいて補正された映像信号(VSR),(VSB)
が液晶パネル201−R,201−Bに供給される。即
ち、この実施例では、スクリーン上の輝度が高くなるに
つれて集光角(Ω1 ),(Ω2 )が大きくなるよう第1
の絞り手段151及び第2の絞り手段503)の開口直
径(D1 ),(D2 )を絞り制御手段721によって制
御されるが、これに伴い各液晶パネル201−R,20
1−G,201−Bに供給される映像信号(VSR),
(VSG),(VSB)も大きくなるよう駆動電圧供給回路
731によって制御される。
Further, other liquid crystal panels 201-R, 201
Similarly, −B also applies to the environmental luminance signal (E
Video signals (VSR), (VSB) corrected based on S)
Are supplied to the liquid crystal panels 201-R and 201-B. That is, in this embodiment, the first is such that the converging angles (Ω 1 ) and (Ω 2 ) increase as the brightness on the screen increases.
The aperture diameters (D 1 ) and (D 2 ) of the diaphragm means 151 and the second diaphragm means 503 are controlled by the diaphragm control means 721, and accordingly, the respective liquid crystal panels 201-R and 20-R.
Video signal (VSR) supplied to 1-G, 201-B,
The drive voltage supply circuit 731 controls so that (VSG) and (VSB) are also increased.

【0283】以上のようにして構成される投射型液晶表
示装置700の動作について簡単に説明する。
The operation of the projection type liquid crystal display device 700 configured as described above will be briefly described.

【0284】まず、スクリーン上の照度(単位:cd/
2 )を光センサ711により検出し、光センサ711
からの環境輝度信号(ES)に基づいて、絞り制御手段
721により第1の絞り手段151及び第2の絞り手段
503の開口直径(D1 ),(D2 )を決定する。即
ち、スクリーン上の輝度が大きくなる程、第1の絞り手
段151及び第2の絞り手段503の開口直径
(D1 ),(D2 )を大きくする。
First, the illuminance on the screen (unit: cd /
m 2 ) is detected by the optical sensor 711,
The aperture diameters (D 1 ) and (D 2 ) of the first diaphragm means 151 and the second diaphragm means 503 are determined by the diaphragm control means 721 on the basis of the environmental brightness signal (ES). That is, as the brightness on the screen increases, the opening diameters (D 1 ) and (D 2 ) of the first diaphragm means 151 and the second diaphragm means 503 are increased.

【0285】駆動電圧供給回路731によって、映像信
号(VSR),(VSG),(VSB)の最適化を行わない場
合、例えば、スクリーン上の照度が30lux といった暗
い場合は、集光角(Ω1 ),(Ω2 )が1.1×10-3
srに設定され、70:1のコントラスト比が達成され
る。逆に、スクリーン上の照度が200lux といった明
るい場合は、集光角(Ω1 ),(Ω2 )が8.6×10
-3srに設定され、集光角(Ω1 ),(Ω2 )が1.1×
10-3srに設定される場合の白表示時のピ−ク光束が1
8lmであるのに対して、75lmと高いピ−ク光束が達成
される。
When the drive voltage supply circuit 731 does not optimize the video signals (VSR), (VSG), (VSB), for example, when the illuminance on the screen is dark such as 30 lux, the light collection angle (Ω 1 ), (Ω 2 ) is 1.1 × 10 -3
set to sr and a contrast ratio of 70: 1 is achieved. Conversely, when the illuminance on the screen is as bright as 200 lux, the converging angles (Ω 1 ) and (Ω 2 ) are 8.6 × 10.
-3 sr, the collection angle (Ω 1 ), (Ω 2 ) 1.1 ×
The peak luminous flux during white display when set to 10 -3 sr is 1
A peak luminous flux as high as 75 lm is achieved as compared with 8 lm.

【0286】更に、この態様では、光センサ711から
の環境輝度信号(ES)に基づいて、スクリーン上の照
度が200lux の場合、スクリーン上の照度が30lux
の場合に比べて10%程度各映像信号(VSR),(VS
G),(VSB)が駆動電圧供給回路741によって増大
される。
Further, in this embodiment, based on the environmental brightness signal (ES) from the optical sensor 711, when the illuminance on the screen is 200 lux, the illuminance on the screen is 30 lux.
About 10% of each video signal (VSR), (VS
G) and (VSB) are increased by the drive voltage supply circuit 741.

【0287】このようにして映像信号(VSR),(VS
G),(VSB)が最適化される場合、映像信号(VS
R),(VSG),(VSB)の調整を行わない場合に比べ
て、スクリーン上の照度が2001xにおいて、コントラ
スト比及び表示輝度ともに、上記した値から更に10%
程度向上させることができた。
In this way, the video signals (VSR), (VS
G) and (VSB) are optimized, the video signal (VS
R), (VSG), and (VSB) are not adjusted, the contrast ratio and the display brightness are further 10% from the above values when the illuminance on the screen is 2001x.
I was able to improve the degree.

【0288】以上のように、この実施例によれば、集光
角(Ω1 )の増大に伴うTFT241の光リーク電流
(Ioff )に基づくコントラスト比並びに表示輝度の劣
化が防止され、より良好な表示品位の確保が可能とな
る。
As described above, according to this embodiment, the deterioration of the contrast ratio and the display brightness due to the light leakage current (I off ) of the TFT 241 due to the increase of the converging angle (Ω 1 ) is prevented, which is more preferable. It is possible to secure excellent display quality.

【0289】この態様では、第2の絞り手段503の開
口直径(D2 )を第1の絞り手段151の開口直径(D
1 )と同一値となるように完全に連動させて可動させた
が、必ずしも一致させなくても良い。
In this embodiment, the opening diameter (D 2 ) of the second diaphragm means 503 is changed to the opening diameter (D 2 ) of the first diaphragm means 151.
Although it was moved so as to have the same value as 1 ), it does not necessarily have to match.

【0290】また、この態様では、各液晶パネル201
−R,201−G,201−B毎に光源光の集光角(Ω
1 )を制御する絞り手段を設け、各色毎に個別に光源光
の集光角(Ω1 )を制御するようにしても良い。また、
この態様では、絞り制御手段721により第1のの絞り
手段351及び第2の絞り手段503の集光角
(Ω1),(Ω2 )が環境輝度信号(ES)に応じて制
御される構成としたが、駆動電圧供給回路741に入力
される輝度信号(BS)に基づいて第1の絞り手段35
1及び第2の絞り手段503が制御されるものであって
も、これらを組み合わせて用いるものであっても良い。
例えば、入力される輝度信号(BS)の時間平均強度と
輝度信号のブランキングレベル(黒レベル)との差に基
づいて、差が小さい場合は集光角(Ω1 ),(Ω2 )を
小さく、差が大きい場合は集光角(Ω1 ),(Ω2 )を
大きく制御することにより、表示画像の表示輝度に依存
せず、良好な表示画像を確保することができる。
Also, in this embodiment, each liquid crystal panel 201 is
-R, 201-G, 201-B for each light source light collection angle (Ω
It is also possible to provide a diaphragm means for controlling 1 ) and individually control the light collection angle (Ω 1 ) of the light source for each color. Also,
In this aspect, the diaphragm control means 721 controls the converging angles (Ω 1 ) and (Ω 2 ) of the first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503 according to the environmental brightness signal (ES). However, based on the brightness signal (BS) input to the drive voltage supply circuit 741, the first diaphragm unit 35
The first and second diaphragm means 503 may be controlled, or a combination of these may be used.
For example, based on the difference between the time average intensity of the input brightness signal (BS) and the blanking level (black level) of the brightness signal, if the difference is small, the converging angles (Ω 1 ) and (Ω 2 ) are set. When the difference is small and the difference is large, by controlling the converging angles (Ω 1 ) and (Ω 2 ) to be large, a good display image can be secured without depending on the display brightness of the display image.

【0291】この態様では、光センサ711はスクリー
ン上の輝度をモニターするものとしたが、環境照度(単
位lux)をモニターするものであっても良い。
In this mode, the optical sensor 711 monitors the brightness on the screen, but may monitor the environmental illuminance (unit lux).

【0292】また、この実施例では、3板式の投射型表
示装置100を例にとり説明したが、液晶パネル自体が
ストライプ状、モザイク状あるいはデルタ配列された少
なくとも3原色の色部から成るカラーフィルタを備え、
単板式で構成される投射型表示装置であっても良いこと
は言うまでもない。
In this embodiment, the projection type display device 100 of the three-plate type has been described as an example. However, the liquid crystal panel itself includes a color filter composed of color portions of at least three primary colors arranged in a stripe shape, a mosaic shape or a delta arrangement. Prepare,
It goes without saying that the projection type display device may be a single plate type.

【0293】ところで、各液晶パネル201−R,20
1−G,201−Bにマイクロレンズアレイ基板411
を組み合わせて用いることにより、各液晶パネル201
−R,201−G,201−Bの実効開口率を高め、明
るい環境での表示の際のスクリーン上の実効のコントラ
スト比、表示輝度の両方を向上させることができる。以
下に、液晶パネル201−Gを例にとり、図43を参照
して説明する。この液晶パネル20−Gは、液晶パネル
201−Gを構成する対向基板311の主表面上にマイ
クロレンズアレイ基板411が接着層410を介して貼
り付けられて構成されている。このマイクロレンズアレ
イ基板411は、各表示画素に対応する集光レンズ41
3群から成り、集光レンズ413の焦点位置はアレイ基
板211を構成するガラス基板210に存在するよう設
定されている。
By the way, each liquid crystal panel 201-R, 20
Microlens array substrate 411 on 1-G and 201-B
By combining and using
By increasing the effective aperture ratios of -R, 201-G, and 201-B, it is possible to improve both the effective contrast ratio on the screen and the display brightness when displaying in a bright environment. The liquid crystal panel 201-G will be described below as an example with reference to FIG. This liquid crystal panel 20-G is configured by adhering a microlens array substrate 411 on the main surface of a counter substrate 311 that constitutes the liquid crystal panel 201-G via an adhesive layer 410. The microlens array substrate 411 includes a condenser lens 41 corresponding to each display pixel.
It is composed of three groups, and the focal position of the condenser lens 413 is set so as to exist on the glass substrate 210 which constitutes the array substrate 211.

【0294】上記した如く各液晶パネル201−R,2
01−G,201−Bを構成すれば、これまで遮光量3
13で遮られて有効に利用されていなかった光も利用で
きるため、各液晶パネル201−R,201−G,20
1−Bの実効開口率を大きくとることができ、集光角
(Ω1 ),(Ω2 )を絞っても十分なピーク光束が得ら
れ、表示輝度の低下が軽減される。
As described above, each liquid crystal panel 201-R, 2
If 01-G and 201-B are configured, the light shielding amount 3
Since light that has been blocked by 13 and not being effectively used can also be used, the liquid crystal panels 201-R, 201-G, and 20 can be used.
The effective aperture ratio of 1-B can be made large, a sufficient peak luminous flux can be obtained even if the converging angles (Ω 1 ) and (Ω 2 ) are narrowed, and the decrease in display brightness is reduced.

【0295】この態様の如く、液晶パネル201−Gの
光入射側にマイクロレンズアレイ基板411を設ける場
合は、第2の絞り手段503の開口直径(D2 )を第1
の絞り手段151の開口直径(D1 )よりも大きい範囲
内で制御する方が好ましい。これは、マイクロレンズで
一度集光された光が、その後で発散されるためである。
When the microlens array substrate 411 is provided on the light incident side of the liquid crystal panel 201-G as in this embodiment, the aperture diameter (D 2 ) of the second diaphragm means 503 is set to the first.
It is preferable to control within a range larger than the opening diameter (D 1 ) of the diaphragm means 151. This is because the light once condensed by the microlens is diverged thereafter.

【0296】即ち、上記した実施例の如く、入射側にの
みマイクロレンズアレイ基板411を配置する場合、マ
イクロレンズアレイ基板411で対向基板311の遮光
層313付近に集束された光は、その後発散するため光
利用効率が低下する恐れがある。このため、マイクロレ
ンズアレイ基板411の使用にあたっては、マイクロレ
ンズアレイ基板411の各集光レンズ413の焦点位置
の選定が重要である。即ち、各集光レンズ413で集束
された後に広がる光源光が投射レンズ505に十分に収
まるよう焦点位置を選定する必要がある。特に、投射レ
ンズ505の小型化を達成するのであれば、マイクロレ
ンズアレイ基板411の各集光レンズ413の焦点位置
は長く、開口数の小さいレンズの方が良い。しかし、各
集光レンズ413の焦点位置が光入射側から遠ざかるに
つれてマイクロレンズアレイ基板411の効果は低下
し、各液晶パネル201−R,201−G,201−B
の実効開口率の増大の度合いは小さくなる。このような
ことから、マイクロレンズアレイ基板411の各集光レ
ンズ413の焦点位置は高分子分散型液晶層401内よ
りむしろ出射側の基板210中もしくは基板210より
もやや外に設定すると良い。
That is, when the microlens array substrate 411 is arranged only on the incident side as in the above-described embodiment, the light focused by the microlens array substrate 411 near the light shielding layer 313 of the counter substrate 311 diverges thereafter. Therefore, the light utilization efficiency may decrease. Therefore, when using the microlens array substrate 411, it is important to select the focal position of each condenser lens 413 of the microlens array substrate 411. That is, it is necessary to select the focal position so that the light source light, which is spread after being converged by each condenser lens 413, is sufficiently contained in the projection lens 505. In particular, if miniaturization of the projection lens 505 is achieved, it is preferable to use a lens having a long focal point of each condenser lens 413 of the microlens array substrate 411 and a small numerical aperture. However, the effect of the microlens array substrate 411 decreases as the focus position of each condenser lens 413 moves away from the light incident side, and each liquid crystal panel 201-R, 201-G, 201-B.
The degree of increase in the effective aperture ratio of is small. Therefore, the focal position of each condenser lens 413 of the microlens array substrate 411 is preferably set inside the polymer-dispersed liquid crystal layer 401 or slightly outside the substrate 210 on the emission side.

【0297】上記した実施例では、図41に示す第1の
絞り手段351、第2の絞り手段503として、サーボ
モータを内蔵し、サーボモータによって円形の開口の開
口直径(D1 ),(D2 )を変化させる構造としたが、
この開口の形状は四角形あるいは楕円形等であっても良
い。また、サーボモータによって開口部の上部および下
部、又は右及び左を遮光する遮光板が可動する構造であ
っても良い。
In the above-described embodiment, a servo motor is built in as the first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503 shown in FIG. 41, and the opening diameters (D 1 ) and (D 1 ) of the circular openings are formed by the servo motor. 2 ) was changed, but
The shape of this opening may be quadrangular or elliptical. Further, the structure may be such that the light shielding plate that shields the upper and lower portions of the opening or the right and left portions is movable by the servo motor.

【0298】更に、この態様では、第1の絞り制御手段
721により第1の絞り手段351及び第2の絞り手段
503の開口直径(D1 ),(D2 )をそれぞれ制御し
て集光角(Ω1 ),(Ω2 )を制御したが、第1の絞り
手段351や第2の絞り手段503を光源311の光軸
に沿って移動させることにより、実効的な開口直径(D
1 ),(D2 )を制御して集光角(Ω1 ),(Ω2 )を
制御しても良い。
Further, in this embodiment, the aperture diameters (D 1 ) and (D 2 ) of the first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503 are controlled by the first diaphragm control means 721, respectively, and the light collection angle is controlled. Although (Ω 1 ) and (Ω 2 ) are controlled, by moving the first diaphragm means 351 and the second diaphragm means 503 along the optical axis of the light source 311, the effective aperture diameter (D
1 ) and (D 2 ) may be controlled to control the converging angles (Ω 1 ) and (Ω 2 ).

【0299】また、上述した態様の液晶パネルとして
は、各表示画素毎にTFTから成るスイッチ素子が設け
られたアクティブマトリクス型液晶パネルを例に取り説
明したが、TFTは多結晶シリコン膜あるいは単結晶シ
リコン膜を主体として構成しても良い。
Further, as the liquid crystal panel of the above-mentioned mode, the active matrix type liquid crystal panel in which the switch element composed of the TFT is provided for each display pixel is described as an example, but the TFT is a polycrystalline silicon film or a single crystal. You may comprise mainly a silicon film.

【0300】次に、本発明の第6の態様について説明す
る。
Next, the sixth aspect of the present invention will be described.

【0301】この態様は、簡易型の投射型表示装置に係
るものであり、操作を簡単にするために、電源入力後、
自動的に周辺照度に対応して絞りの設定を最適化するよ
うになっている。この簡易型の投射型表示装置の一例を
図35に示す。この表示装置では、スクリ−ンの大き
さ、及びゲインをあらかじめ仮定することで、投射光の
ない状態での投射光束を測定することにより、スクリ−
ンの輝度を直接測定し、絞りの最適角を迅速に決定でき
るようにしている。この絞りの集光角の決定は、投射型
表示装置の電源が入ると同時に自動的に行われる。
This mode relates to a simple projection type display device. In order to simplify the operation, after the power is input,
The aperture setting is automatically optimized according to the ambient illuminance. An example of this simple projection type display device is shown in FIG. In this display device, the size of the screen and the gain are assumed in advance, and the projected light flux in the absence of the projected light is measured.
The brightness of the lens is directly measured so that the optimum angle of the diaphragm can be quickly determined. The converging angle of the diaphragm is automatically determined when the power of the projection type display device is turned on.

【0302】この表示装置では、投射型表示装置からの
投射光のない状態でスクリ−ンの輝度を測定するため、
光路遮断装置901を備えている。これは、図35に示
すようにパネルの出射側に配置され、光路遮断装置制御
回路900により制御され、光源からの光を投射レンズ
の入り口で遮断/非遮断を切り替えられるようになって
いる。
In this display device, since the brightness of the screen is measured without the projection light from the projection type display device,
An optical path blocking device 901 is provided. This is arranged on the exit side of the panel as shown in FIG. 35, and is controlled by the optical path blocking device control circuit 900 so that the light from the light source can be switched between blocking and non-blocking at the entrance of the projection lens.

【0303】図36は、図35に示す表示装置におい
て、電源の投入の後に自動的に集光角を決定する処理の
フロ−チャ−トを示す図である。光源であるメタルハラ
イドランプは、完全に点灯するまでに数分の時間がかか
る。図35に示す表示装置では、光路遮断装置により光
路を遮断して、室内の明るさによるスクリ−ンの輝度を
測定するので、ランプの輝度が定常状態に落ち着くまで
待つ必要がない。そこで、まず始めにランプの点灯処理
(高電圧の印加と放電の開始)を行うが、ランプが立ち
上がるのを待たずにスクリ−ンの輝度を測定し、絞りの
集光角の決定を行う。
FIG. 36 is a flowchart showing a process for automatically determining the light collecting angle after the power is turned on in the display device shown in FIG. It takes a few minutes for the metal halide lamp, which is the light source, to completely light up. In the display device shown in FIG. 35, since the optical path is blocked by the optical path blocking device and the screen brightness is measured according to the indoor brightness, it is not necessary to wait until the lamp brightness settles to a steady state. Therefore, first, the lamp lighting process (application of high voltage and start of discharge) is performed, but the brightness of the screen is measured and the converging angle of the diaphragm is determined without waiting for the lamp to rise.

【0304】図37は、簡易型の投射型表示装置の他の
例を示す。この表示装置では、操作を簡単化するため、
投射レンズの焦点位置を検出するために投射レンズにエ
ンコ−ダ910が備えられ、投射距離検出回路920に
よりエンコ−ダ910の出力をCPU側から検出出来る
ようになっている。従って、投射距離検出回路920に
よりスクリ−ンサイズを検出することが出来る。
FIG. 37 shows another example of a simple projection type display device. In this display device, in order to simplify the operation,
The projection lens is provided with an encoder 910 for detecting the focal position of the projection lens, and the output of the encoder 910 can be detected from the CPU side by the projection distance detection circuit 920. Therefore, the projection distance detection circuit 920 can detect the screen size.

【0305】図37に示す表示装置では、スクリ−ンゲ
インを1.5と仮定することにより、下記式における投
射係数qを自動的に算出する。従って、未知であるのは
0のみであり、光路遮断装置によりI=0の状態でス
クリ−ン輝度Lを測定することにより、室内の明るさL
0 を求めることが出来る。
In the display device shown in FIG. 37, the projection coefficient q in the following equation is automatically calculated by assuming the screen gain to be 1.5. Therefore, only L 0 is unknown, and by measuring the screen luminance L in the state of I = 0 by the optical path blocker, the indoor brightness L
You can ask for 0 .

【0306】L=qI+L0 図38は、図37に示す表示装置において、自動的に集
光角を決定する処理のフロ−チャ−トを示す図である。
この表示装置では、投射レンズの焦点位置によりスクリ
−ンサイズを検出するので、投射像の焦点を合わせた後
に、絞りの最適化スイッチを押すことで、絞りの最適化
が実行される。以上、反射型スクリ−ンを用いる前面投
射型の表示装置について説明したが、本発明は、これに
限らず、図39及び図40に示すように、背面投射型の
表示装置に対しても適用可能である。
L = qI + L 0 FIG. 38 is a diagram showing the flow chart of the process for automatically determining the converging angle in the display device shown in FIG.
In this display device, since the screen size is detected by the focal position of the projection lens, the aperture is optimized by pressing the aperture optimization switch after focusing the projected image. Although the front projection type display device using the reflection type screen has been described above, the present invention is not limited to this, and is also applied to a rear projection type display device as shown in FIGS. 39 and 40. It is possible.

【0307】図39及び図40に示す背面投射型の表示
装置では、光学システム950からの投射光は、第1の
ミラ−960及び第2のミラ−970により反射され、
透過型スクリ−ン980に投射される。また、外光によ
るスクリ−ン輝度を測定する光学センサが配置されてい
る。上述した前面投射型の表示装置では、光学センサは
投射レンズの側部に配置され、スクリ−ンの方向に向け
てスクリ−ンの反射光の強度を測定するように配置した
が、背面投射型の表示装置では、図39及び図40に示
すように、スクリ−ンの隅の部分にセンサA、センサB
のように取り付けて、照度を測定することが出来る。背
面投射型の場合には、スクリ−ンの特性があらかじめ決
まっている場合が多いので、照度からスクリ−ン輝度を
推定することが出来る。
In the rear projection type display device shown in FIGS. 39 and 40, the projection light from the optical system 950 is reflected by the first mirror 960 and the second mirror 970,
It is projected on the transmission screen 980. Further, an optical sensor for measuring the screen brightness due to external light is arranged. In the above-mentioned front projection type display device, the optical sensor is arranged on the side portion of the projection lens, and is arranged so as to measure the intensity of the reflected light of the screen in the direction of the screen. In the display device of FIG. 39, as shown in FIGS. 39 and 40, the sensor A and the sensor B are provided at the corners of the screen.
You can attach it like this and measure the illuminance. In the case of the rear projection type, since the screen characteristics are often predetermined, the screen brightness can be estimated from the illuminance.

【0308】また、センサCのように、スクリ−ンの内
側に配置し、スクリ−ンを通した外部光の輝度を測定す
ることも出来る。もちろん、これらのセンサは、純粋な
外部光の影響のみを測定することが出来るように、投射
光学系からの光が入射しないように配置する必要があ
る。
Further, like the sensor C, it can be arranged inside the screen and the brightness of the external light passing through the screen can be measured. Of course, these sensors need to be arranged so that light from the projection optics does not enter so that only the effects of pure external light can be measured.

【0309】また、背面投射型の場合には、上述の式に
おける投射係数qがあらかじめきまっているので、外光
の影響L0 を測定することのみで、最適な絞りの集光角
を決定することが可能である。
Further, in the case of the rear projection type, since the projection coefficient q in the above equation is predetermined, the optimum converging angle of the diaphragm can be determined only by measuring the influence L 0 of external light. Is possible.

【0310】投射型表示装置の表示品位は、投射する場
所或いは時間帯等の種々の環境明るさに依存するスクリ
−ンの黒ラベルの明るさにより変化する。環境明るさに
よる表示品位による補正は、フロント型の投射型表示装
置の場合、投射型表示装置とスクリ−ンとの間にかなり
の距離があることもあり、投射型表示装置の置かれてい
る環境明るさとスクリ−ン周辺の明るさと異なる。ま
た、実際には、略垂直に立てられたスクリ−ン面とスク
リ−ンゲインで決まる照明照度若しくは照明輝度が表示
品位に寄与する。
The display quality of the projection type display device changes depending on the brightness of the screen black label depending on the brightness of various environments such as the place of projection or the time zone. In the case of the front projection type display device, the correction based on the display quality due to the environmental brightness may be a considerable distance between the projection type display device and the screen, so that the projection type display device is installed. The ambient brightness and the brightness around the screen are different. Further, in reality, the illumination illuminance or the illumination brightness determined by the screen surface which is set up substantially vertically and the screen gain contribute to the display quality.

【0311】このため、スクリ−ン周辺の環境照明状況
や部屋の窓等からの外光により表示品位は大きく影響を
受けるため、投射型表示装置の表示品位の制御は、環境
明るさによるスクリン面輝度を直接モニタ−して制御す
ることが重要である。また、会議等での用途では、使用
状況に応じて任意に部屋全体の環境明るさ制御を行った
り、部分的な環境明るさの制御を行ったり、または調整
段階と最終的な動作段階でスクリ−ン周辺の環境明るさ
は変化するため、参集段階でのスクリ−ン面輝度に応じ
て表示品位を調整することが望ましい。
Therefore, since the display quality is greatly affected by the environmental lighting condition around the screen and the external light from the window of the room, the display quality of the projection display device is controlled by the screen surface depending on the environmental brightness. It is important to monitor and control the brightness directly. In meetings, etc., the ambient brightness of the entire room can be arbitrarily controlled according to the usage conditions, the partial ambient brightness can be controlled, or the screen can be adjusted at the adjustment stage and the final operation stage. Since the ambient brightness around the screen changes, it is desirable to adjust the display quality according to the screen surface brightness at the assembly stage.

【0312】このため、スクリ−ン面での表示装置の黒
表示レベル輝度及びコントラストをモニタ−する光セン
サ−を投射型表示装置に装備することにより、より高品
位の映像表示を行うことが重要である。
Therefore, it is important to display an image of higher quality by equipping the projection type display device with an optical sensor for monitoring the black display level brightness and contrast of the display device on the screen surface. Is.

【0313】なお、以上、液晶パネルとして、高分子分
散型や微粒子分散型の分散型液晶表示素子を用いた例に
ついて説明したが、本発明は、分散型液晶表示素子を用
いた場合に、特に好適ではあるものの、それ以外にも、
TN型液晶素子、STN型液晶素子、斜め電界による液
晶回析格子等、種々の液晶素子にも適用可能である。
In the above, an example in which a polymer dispersion type or fine particle dispersion type dispersion type liquid crystal display element is used as a liquid crystal panel has been described, but the present invention is particularly applicable to the case where the dispersion type liquid crystal display element is used. Although suitable, other than that,
It is also applicable to various liquid crystal elements such as a TN type liquid crystal element, an STN type liquid crystal element, and a liquid crystal diffraction grating by an oblique electric field.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 従来の投射型表示装置の構成を概略的に示す
図。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional projection display device.

【図2】 ランプから平行光線を得るコリメータ光源の
一例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a collimator light source that obtains parallel rays from a lamp.

【図3】 図2に示すコンデンサレンズの入射光線を示
す図。
FIG. 3 is a diagram showing an incident light ray of the condenser lens shown in FIG.

【図4】 図2示す変調素子への入射光束の角度分布と
変調素子からの出射光束の角度分布との関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an angular distribution of a light beam incident on the modulation element shown in FIG. 2 and an angular distribution of a light beam emitted from the modulation element.

【図5】 照明された環境下に置かれたスクリ−ン上に
画像を表示させた場合に集光角に対応して測定された変
調素子からの出射光束の強度と画像のコントラストとの
関係を示すグラフ。
FIG. 5 shows the relationship between the intensity of the luminous flux emitted from the modulation element and the contrast of the image measured corresponding to the angle of collection when the image is displayed on a screen placed in an illuminated environment. The graph showing.

【図6】 本発明の基本概念を説明するための投射型表
示装置の構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a projection display device for explaining the basic concept of the present invention.

【図7】 本発明の第1の態様に係る投射型表示装置の
構成を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a projection type display device according to a first aspect of the present invention.

【図8】 絞りの開口の形状、絞りの種々の開口径を示
す図。
FIG. 8 is a diagram showing the shape of the aperture of the diaphragm and various aperture diameters of the diaphragm.

【図9】 図6に示す表示装置の動作を説明するための
フローチャート。
9 is a flowchart for explaining the operation of the display device shown in FIG.

【図10】 図9に示す処理操作をさらに詳細に示すフ
ローチャート。
FIG. 10 is a flowchart showing the processing operation shown in FIG. 9 in more detail.

【図11】 本発明の第1の態様に係る他の例の投射型
表示装置の動作を説明するためのフローチャート。
FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the projection type display device of another example according to the first aspect of the present invention.

【図12】 本発明の第2の態様に係る投射型表示装置
の構成を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a projection type display device according to a second aspect of the present invention.

【図13】 図12に示す制御回路の2つの入力信号と
絞りの集光角との関係を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between two input signals of the control circuit shown in FIG. 12 and a focusing angle of a diaphragm.

【図14】 図12における平均映像レベル(APL)
検出回路を具体的に示す回路図。
FIG. 14 is an average video level (APL) in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram specifically showing a detection circuit.

【図15】 図14の回路のトランジスタのコレクタ入
力。バッファトランジスタのエミッタ出力。及びバッフ
ァトランジスタのエミッタ出力を示す図。
FIG. 15 is the collector input of the transistor of the circuit of FIG. Buffer transistor emitter output. 7A and 7B are diagrams illustrating an emitter output of a buffer transistor.

【図16】 APL検出回路の他の例を示す回路図。FIG. 16 is a circuit diagram showing another example of an APL detection circuit.

【図17】 図16の回路のトランジスタのコレクタ出
力、他のトランジスタのエミッタ出力を示す図。
17 is a diagram showing collector outputs of transistors and emitter outputs of other transistors in the circuit of FIG.

【図18】 集光角と表示特性の関係を示すグラフ。FIG. 18 is a graph showing the relationship between the collection angle and display characteristics.

【図19】 明るい環境での実効的な表示特性を示すグ
ラフ。
FIG. 19 is a graph showing effective display characteristics in a bright environment.

【図20】 本発明の第3の態様に係る表示装置におけ
る変調素子の駆動電圧−透過光強度特性を示すグラフ。
FIG. 20 is a graph showing drive voltage-transmitted light intensity characteristics of a modulator in a display device according to a third aspect of the present invention.

【図21】 本発明の第3の態様に係る表示装置におけ
る変調素子の透過率が絞りの集光角変化により所望値か
らずれることを説明するためのグラフ。
FIG. 21 is a graph for explaining that the transmittance of the modulation element in the display device according to the third aspect of the present invention deviates from a desired value due to a change in the converging angle of the diaphragm.

【図22】 変調素子に対する入射光束の分布と出射光
束の分布とを示す図。
FIG. 22 is a diagram showing a distribution of an incident light beam and a distribution of an outgoing light beam with respect to a modulator.

【図23】 変調素子の光散乱性を示す図。FIG. 23 is a diagram showing a light scattering property of a modulator.

【図24】 図23に示す出射光束のうちで表示に関与
する有効部分が集光角に依存して変化する様子を示す
図。
FIG. 24 is a diagram showing how the effective portion of the emitted light flux shown in FIG. 23, which is involved in display, changes depending on the converging angle.

【図25】 本発明の第3の態様に係る投射型表示装置
の構成を示す図。
FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a projection type display device according to a third aspect of the present invention.

【図26】 図25に示すガンマ補正回路の構成をさら
に詳しく示す図。
FIG. 26 is a diagram showing the configuration of the gamma correction circuit shown in FIG. 25 in more detail.

【図27】 光変調素子の温度依存性を示すグラフ。FIG. 27 is a graph showing the temperature dependence of the light modulation element.

【図28】 本発明の第4の態様に係る投射型液晶表示
装置の構成を示す図。
FIG. 28 is a diagram showing a configuration of a projection type liquid crystal display device according to a fourth aspect of the present invention.

【図29】 図28の表示装置における変調素子の構成
を示す平面図。
29 is a plan view showing the structure of the modulation element in the display device of FIG. 28. FIG.

【図30】 図28の表示装置における変調素子の構成
を示す断面図。
30 is a cross-sectional view showing the structure of the modulation element in the display device of FIG. 28.

【図31】 図28に示す表示装置における温度センサ
の配置を示す図。
FIG. 31 is a diagram showing the arrangement of temperature sensors in the display device shown in FIG. 28.

【図32】 温度センサの具体的な回路を示す図。FIG. 32 is a diagram showing a specific circuit of a temperature sensor.

【図33】 図28に示す表示装置における駆動電圧供
給回路を示す図。
33 is a diagram showing a drive voltage supply circuit in the display device shown in FIG. 28.

【図34】 コントラストの変化率と認知確率との関係
を示すグラフ。
FIG. 34 is a graph showing the relationship between the rate of change in contrast and the recognition probability.

【図35】 本発明の第6の態様に係る簡易型の投射型
表示装置の構成を示す図。
FIG. 35 is a diagram showing a configuration of a simple projection display device according to a sixth aspect of the present invention.

【図36】 図35に示す表示装置において。電源の投
入の後に自動的に集光角を決定する処理のフロ−チャ−
トを示す図。
FIG. 36 shows the display device shown in FIG. 35. Flowchart of processing for automatically determining the collection angle after power is turned on.
FIG.

【図37】 簡易型の投射型表示装置の他の例を示す
図。
FIG. 37 is a diagram showing another example of a simple projection type display device.

【図38】 図36に示す表示装置において、自動的に
集光角を決定する処理のフロ−チャ−トを示す図。
38 is a view showing a flowchart of processing for automatically determining the light collecting angle in the display device shown in FIG.

【図39】 背面投射型の表示装置を示す透視図。FIG. 39 is a perspective view showing a rear projection type display device.

【図40】 背面投射型の表示装置を示す断面図。FIG. 40 is a cross-sectional view showing a rear projection type display device.

【図41】 本発明の第5の態様に係る投射型液晶表示
装置の構成を示す図。
FIG. 41 is a diagram showing a configuration of a projection type liquid crystal display device according to a fifth aspect of the present invention.

【図42】 図41に示す表示装置における駆動電圧供
給回路を示す図。
42 is a diagram showing a drive voltage supply circuit in the display device shown in FIG. 41.

【図43】 図41の表示装置における変調素子の構成
を示す断面図。
43 is a cross-sectional view showing the configuration of the modulation element in the display device of FIG. 41.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…回転楕円型のミラー、…102光源ランプ、1
03…コンデンサレンズ、104…電動絞り、107…
駆動回路、108…散乱型変調素子、109…フィール
ドレンズ、110…投射レンズ、111…電動絞り、1
20…制御回路、121…デコーダ、140…輝度信号
平滑回路、140B…RC積分回路。
101 ... spheroidal mirror ... 102 light source lamp, 1
03 ... Condenser lens, 104 ... Electric diaphragm, 107 ...
Drive circuit, 108 ... Scattering type modulation element, 109 ... Field lens, 110 ... Projection lens, 111 ... Electric diaphragm, 1
20 ... Control circuit, 121 ... Decoder, 140 ... Luminance signal smoothing circuit, 140B ... RC integrating circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−190273 (32)優先日 平6(1994)8月12日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平6−190350 (32)優先日 平6(1994)8月12日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 村上 正治 埼玉県深谷市幡羅町1丁目9番2号 株式 会社東芝深谷工場内 (72)発明者 坂本 務 埼玉県深谷市幡羅町1丁目9番2号 株式 会社東芝深谷工場内 (72)発明者 平 和樹 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 斉藤 裕 埼玉県深谷市幡羅町1丁目9番2号 株式 会社東芝深谷工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-190273 (32) Priority Date Hei 6 (1994) August 12 (33) Country of priority claim Japan (JP) (31) Priority Claim number Japanese patent application No. 6-190350 (32) Priority date Hei 6 (1994) August 12 (33) Priority claiming country Japan (JP) (72) Inventor Shoji Murakami 1-9 Harara-cho, Fukaya-shi, Saitama No. 2 inside the Toshiba Fukaya Plant (72) Inventor Tsutomu Sakamoto 1-9-2 Harara-cho, Fukaya-shi, Saitama Inside the Toshiba Fukaya Plant (72) Inventor Kazuki Hira 33 Isogo-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Address Stock Production Company, Toshiba Industrial Technology Research Institute (72) Inventor Hiroshi Saito 1-9-2, Harara-cho, Fukaya-shi, Saitama Inside Toshiba Corporation Fukaya Plant

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、 この光源から出射された光を光変調する変調素子と、 この変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、 前記光源と前記変調素子との間に配置され、前記光源か
ら変調素子に入射する光束を制限する、そのサイズが可
変の開口を有する第1の絞り手段と、 前記変調素子から出射された光が投影される表示スクリ
−ンと、 前記変調素子から出射された光を表示スクリ−ンに投影
する投射光学系と、 前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、 前記表示スクリ−ン上の表示輝度を検出する光センサ−
と、 前記光センサ−からの表示輝度信号に基づいて、前記第
1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズ
を制御する絞り制御手段とを具備する表示装置。
1. A light source, a modulation element for optically modulating light emitted from the light source, a modulation element driving means for driving the modulation element, and a light source arranged between the light source and the modulation element. From the modulator, a first aperture means having an aperture whose size is variable, which limits the light flux entering the modulator, a display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and a display screen emitted from the modulator. A projection optical system for projecting the reflected light onto a display screen, and a light flux which is arranged between the modulation element and the projection optical system and which limits a light flux incident on the projection optical system from the modulation element, and its size is variable. Second aperture means having an opening, and an optical sensor for detecting display brightness on the display screen.
And a diaphragm control unit that controls the size of the opening of at least one of the first and second diaphragm units based on a display luminance signal from the optical sensor.
【請求項2】 光源と、 この光源から出射された光を光変調する変調素子と、 この変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、 前記光源と前記変調素子との間に配置され、前記光源か
ら変調素子に入射する光束を制限する、そのサイズが可
変の開口を有する第1の絞り手段と、 前記変調素子から出射された光が投影される表示スクリ
−ンと、 前記変調素子から出射された光を表示スクリ−ンに投影
する投射光学系と、 前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、 前記表示スクリ−ン上の表示輝度を検出する光センサ−
と、 前記変調素子駆動手段から前記変調素子に送られる映像
輝度信号、及び前記光センサ−からの表示輝度信号に基
づいて、前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方
の開口のサイズを制御する絞り制御手段とを具備する表
示装置。
2. A light source, a modulation element for optically modulating light emitted from the light source, a modulation element driving means for driving the modulation element, and a light source arranged between the light source and the modulation element. From the modulator, a first aperture means having an aperture whose size is variable, which limits the light flux entering the modulator, a display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and a display screen emitted from the modulator. A projection optical system for projecting the reflected light onto a display screen, and a light flux which is arranged between the modulation element and the projection optical system and which limits a light flux incident on the projection optical system from the modulation element, and its size is variable. Second aperture means having an opening, and an optical sensor for detecting display brightness on the display screen.
And controlling the size of the aperture of at least one of the first and second diaphragm means based on a video luminance signal sent from the modulator driving means to the modulator and a display luminance signal from the optical sensor. A display device comprising:
【請求項3】 光源と、 この光源から出射された光を光変調する変調素子と、 この変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、 前記光源と前記変調素子との間に配置され、前記光源か
ら変調素子に入射する光束を制限する、そのサイズが可
変の開口を有する第1の絞り手段と、 前記変調素子から出射された光が投影される表示スクリ
−ンと、 前記変調素子から出射された光を表示スクリ−ンに投影
する投射光学系と、 前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、 前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口の
サイズを制御する絞り制御手段と、 前記絞り制御手段により制御された前記第1及び第2の
絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズに基づき制御
された映像信号を前記変調素子に送る変調素子駆動手段
と を具備する表示装置。
3. A light source, a modulation element for optically modulating light emitted from the light source, a modulation element driving means for driving the modulation element, and a light source arranged between the light source and the modulation element. From the modulator, a first aperture means having an aperture whose size is variable, which limits the light flux entering the modulator, a display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and a display screen emitted from the modulator. A projection optical system for projecting the reflected light onto a display screen, and a light flux which is arranged between the modulation element and the projection optical system and which limits a light flux incident on the projection optical system from the modulation element, and its size is variable. Second aperture means having an aperture, aperture control means for controlling the size of the aperture of at least one of the first and second aperture means, and the first and second aperture control means controlled by the aperture control means. Aperture means Display device comprising a modulation element drive means for sending a control video signal based on the size of the at least one opening to the modulation element.
【請求項4】 光源と、 この光源から出射された光を光変調する変調素子と、 この変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、 前記光源と前記変調素子との間に配置され、前記光源か
ら変調素子に入射する光束を制限する、そのサイズが可
変の開口を有する第1の絞り手段と、 前記変調素子から出射された光が投影される表示スクリ
−ンと、 前記変調素子から出射された光を表示スクリ−ンに投影
する投射光学系と、 前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、 前記変調素子の近傍に配置された温度センサ−と、 この温度センサ−からの温度信号に基づいて、前記駆動
手段から前記変調素子に送られる映像信号を制御する映
像信号制御手段とを具備する表示装置。
4. A light source, a modulation element for optically modulating the light emitted from the light source, a modulation element driving means for driving the modulation element, and a light source arranged between the light source and the modulation element. From the modulator, a first aperture means having an aperture whose size is variable, which limits the light flux entering the modulator, a display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and a display screen emitted from the modulator. A projection optical system for projecting the reflected light onto a display screen, and a light flux which is arranged between the modulation element and the projection optical system and which limits a light flux incident on the projection optical system from the modulation element, and its size is variable. A second aperture means having an opening, a temperature sensor arranged in the vicinity of the modulation element, and a video signal sent from the driving means to the modulation element based on a temperature signal from the temperature sensor. control Display apparatus comprising a video signal control unit that.
【請求項5】 光源と、 この光源から出射された光を光変調する変調素子と、 この変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、 前記光源と前記変調素子との間に配置され、前記光源か
ら変調素子に入射する光束を制限する、そのサイズが可
変の開口を有する第1の絞り手段と、 前記変調素子から出射された光が投影される表示スクリ
−ンと、 前記変調素子から出射された光を表示スクリ−ンに投影
する投射光学系と、 前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、 前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口の
サイズを制御する絞り制御手段と、 前記絞り制御手段により制御された前記第1及び第2の
絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズに対応して生
じた、前記変調素子の駆動電圧−変調光強度特性の変化
を補償する補償手段を具備する表示装置。
5. A light source, a modulation element for optically modulating the light emitted from the light source, a modulation element driving means for driving the modulation element, and a light source disposed between the light source and the modulation element. From the modulator, a first aperture means having an aperture whose size is variable, which limits the light flux entering the modulator, a display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and a display screen emitted from the modulator. A projection optical system for projecting the reflected light onto a display screen, and a light flux which is arranged between the modulation element and the projection optical system and which limits a light flux incident on the projection optical system from the modulation element, and its size is variable. Second aperture means having an aperture, aperture control means for controlling the size of the aperture of at least one of the first and second aperture means, and the first and second aperture control means controlled by the aperture control means. Aperture means It caused to correspond to the size of at least one opening, the driving voltage of the modulation device - display device including a compensating means for compensating for changes in the modulated light intensity characteristic.
【請求項6】 光源と、 この光源から出射された光を光変調する変調素子と、 この変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、 前記光源と前記変調素子との間に配置され、前記光源か
ら変調素子に入射する光束を制限する、そのサイズが可
変の開口を有する第1の絞り手段と、 前記変調素子から出射された光が投影される表示スクリ
−ンと、 前記変調素子から出射された光を表示スクリ−ンに投影
する投射光学系と、 前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、 前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口の
サイズを制御する絞り制御手段と、 少なくとも2つの光強度Iを設定する光強度設定手段
と、 これら光強度Iに対応する前記スクリ−ン上の表示輝度
Lを検出する光センサ−と、 前記光強度I及び検出された表示輝度Lを式L=qI+
0 (L0 は表示装置が置かれた環境からの光に基づく
前記表示スクリ−ン上の環境輝度)に代入することによ
り投射係数q及び環境輝度L0 を求める環境解析手段
と、 前記求められた投射係数q及び環境輝度L0 についての
前記式から、表示スクリ−ン上のコントラストを求め、
このコントラストが最大となる前記第1及び第2の絞り
手段の少なくとも一方の開口のサイズを示すデ−タを格
納する手段と、 前記デ−タ格納手段における前記コントラストを最大と
する前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開
口のサイズを特定し、このサイズを最適値として決定す
る処理手段とを具備する表示装置。
6. A light source, a modulation element for optically modulating the light emitted from the light source, a modulation element driving means for driving the modulation element, and a light source disposed between the light source and the modulation element. From the modulator, a first aperture means having an aperture whose size is variable, which limits the light flux entering the modulator, a display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and a display screen emitted from the modulator. A projection optical system for projecting the reflected light onto a display screen, and a light flux which is arranged between the modulation element and the projection optical system and which limits a light flux incident on the projection optical system from the modulation element, and its size is variable. Second aperture means having an aperture, aperture control means for controlling the size of the aperture of at least one of the first and second aperture means, and light intensity setting means for setting at least two light intensities I, these An optical sensor for detecting the display brightness L on the screen corresponding to the light intensity I, and the light intensity I and the detected display brightness L are expressed by the formula L = qI +.
L 0 (L 0 is the environmental brightness on the display screen based on the light from the environment in which the display device is placed) and the environmental analysis means for calculating the projection coefficient q and the environmental brightness L 0 ; The contrast on the display screen is calculated from the above equations for the projection coefficient q and the environmental brightness L 0 ,
A means for storing data indicating the size of the aperture of at least one of the first and second diaphragm means that maximizes the contrast, and the first and the first and the maximum storage means for maximizing the contrast. A display device comprising: a processing unit that specifies a size of at least one opening of the second diaphragm unit and determines the size as an optimum value.
【請求項7】 光源と、 この光源から出射された光を光変調する変調素子と、 この変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、 前記光源と前記変調素子との間に配置され、前記光源か
ら変調素子に入射する光束を制限する、そのサイズが可
変の開口を有する第1の絞り手段と、 前記変調素子から出射された光が投影される表示スクリ
−ンと、 前記変調素子から出射された光を表示スクリ−ンに投影
する投射光学系と、 前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、 前記変調素子から出射された光を遮断する光路遮断手段
と、 前記変調素子から出射された光がこの光路遮断手段によ
り遮断された状態における前記スクリ−ン上の表示輝度
を検出する光センサ−と、 前記光センサ−からの表示輝度信号に基づいて、前記第
1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口のサイズ
を制御する絞り制御手段とを具備する表示装置。
7. A light source, a modulation element for optically modulating the light emitted from the light source, a modulation element driving means for driving the modulation element, and a light source disposed between the light source and the modulation element. From the modulator, a first aperture means having an aperture whose size is variable, which limits the light flux entering the modulator, a display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and a display screen emitted from the modulator. A projection optical system for projecting the reflected light onto a display screen, and a light flux which is arranged between the modulation element and the projection optical system and which limits a light flux incident on the projection optical system from the modulation element, and its size is variable. Second aperture means having an opening, an optical path blocking means for blocking the light emitted from the modulation element, and the screen in a state where the light emitted from the modulation element is blocked by the optical path blocking means. An optical sensor for detecting the above display brightness, and an aperture control means for controlling the size of the opening of at least one of the first and second aperture means based on the display luminance signal from the optical sensor. Display device.
【請求項8】 光源と、 この光源から出射された光を光変調する変調素子と、 この変調素子を駆動する変調素子駆動手段と、 前記光源と前記変調素子との間に配置され、前記光源か
ら変調素子に入射する光束を制限する、そのサイズが可
変の開口を有する第1の絞り手段と、 前記変調素子から出射された光が投影される表示スクリ
−ンと、 前記変調素子から出射された光を表示スクリ−ンに投影
する投射光学系と、 前記変調素子と前記投射光学系との間に配置され、前記
変調素子から前記投射光学系に入射する光束を制限す
る、そのサイズが可変の開口を有する第2の絞り手段
と、 前記投射光学系の投射レンズの焦点距離を検出すること
により前記表示スクリ−ンのサイズを決定し、それによ
って投射係数を求める手段と、 前記変調素子から出射された光を遮断する光路遮断手段
と、 前記変調素子から出射された光がこの光路遮断手段によ
り遮断された状態における前記スクリ−ン上の表示輝度
を検出する光センサ−と、 前記投射係数及びスクリ−ン上の表示輝度に基づいて、
前記第1及び第2の絞り手段の少なくとも一方の開口の
サイズを制御する絞り制御手段とを具備する表示装置。
8. A light source, a modulation element for optically modulating the light emitted from the light source, a modulation element driving means for driving the modulation element, and a light source disposed between the light source and the modulation element. From the modulator, a first aperture means having an aperture whose size is variable, which limits the light flux entering the modulator, a display screen on which the light emitted from the modulator is projected, and a display screen emitted from the modulator. A projection optical system for projecting the reflected light onto a display screen, and a light flux which is arranged between the modulation element and the projection optical system and which limits a light flux incident on the projection optical system from the modulation element, and its size is variable. A second aperture means having an opening, a means for determining a size of the display screen by detecting a focal length of a projection lens of the projection optical system, and thereby obtaining a projection coefficient, and the modulation element. An optical path blocking means for blocking light emitted from the light source, an optical sensor for detecting display brightness on the screen in a state where the light emitted from the modulator is blocked by the optical path blocking means, and the projection Based on the coefficient and the display brightness on the screen,
A display device comprising: an aperture control unit that controls the size of the opening of at least one of the first and second aperture units.
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