JPS61102626A - ネガ・ポジ変換装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビ、写真等の画像を陽画から陰画に、陰画
から陽画に反転するためのネガ・ポジ変換装置に関する
。

従来の技術 テレビの画像をスクリーンに映し出すようにしたカラー
画像プロジェクタは、夫々Ｒ，Ｇ、Ｂの画像を映し出す
３個の陰極線管を用い、各陰極線管の画像をスクリーン
上に投写って合成することによりカラー画像を得るよう
にしている。

発明が解決しようとする問題点 本出願人は本願と同日出願した発明により、液晶マトリ
クスを用いたカラー画像プロジェクタを提案した。この
発明の実施例においては、白色光からグイクロイックミ
ラー、偏光フィルタ等を介して夫々偏光軸の揃えられた
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色光を分離し、各色光を夫々Ｒ，Ｇ、Ｂ
信号に応じて偏光変調がかけられるにように成された液
晶７トリクスに構成された３個の透過型液晶に透過させ
、各液晶からの透過光を合成して、レンズを通じてスク
リーン上に投写するようにしている。本発明は１．上記
のように液晶マトリクスを用いた画像表示装置において
、陽画を陰画にあるいは陰画を陽画に反転させる場合に
適用して特に仔効なネガ・ポジ変換装置を提供するもの
である。

問題点を解決するための手段 本発明の実施例においては、光路中に偏光軸を切換える
ための透明電極を設けた透過型液晶等の手段を配してい
る。

作用 上記液晶の透明電極に加える電圧をＯＮ・ＯＦＦするこ
とにより、容易にネガ・ポジ変換を行うことができる。

実施例 先ず、本発明を適用し得る前述した液晶マトリクスを用
いたカラー画像プロジェクタの実施例について説明する
。

第１図において、光源１は、例えば１５０Ｗ程度のキセ
ノンランプ、螢光灯、ハロゲンランプ等が用いられる。

尚、光源１に太陽光を用いることも可能である。この光
源１は駆動源２で駆動されて白色光を発光する。また光
源１は内面が曲面の反射鏡に形成されたコールドミラー
から成る容器３に収納されている。光源ｌからの光線は
、容器３のコールドミラーで反射されることにより、熱
線が除去されると共に、可視光が集中化される。集中化
された可視光は、容器３の開口から外部に放射される。

次にご」−ルドフィルタ４を通ることにより、再び熱線
が除去された後、平行化レンズ５により平行光線に直さ
れる。この平行光線はコールドミラー６に入射されて残
存する熱線が透過されると共に、可視光のみが反射され
る。上記コールドミラー６を透過した上記熱線は、後述
ず゛るように画面の輝度むら補正に用いられる。

コールドミラー６で反射された平行光線の可視光は、次
に偏向ビームスプリッタ７を透過することにより、偏光
軸が例えばＹ軸に揃えられる。偏光ビームスプリッタ７
で反射された偏光軸がＹ軸の可視光は、後述する偏光軸
変換装置８により。

偏光軸がＹ軸に変換される。

偏光ビームスプリフタ７を透過したＹ軸の可視光は、次
にダイクロイックミラー９に加えられる。

尚、後述するように上記偏光軸変換装置８により変換さ
れたＹ軸の可視光を、上記偏光ビームスプリッタ７を透
過したＹ軸の可視光と共に、タイクロイックミラー９に
加えるように成すことにより、光のエネルギーを略１０
０％利用することができる。

上記ダイクロイックミラー９は、青色光を反射させると
共に、黄色光を透過させる特性を持つものが用いられて
いる。このダイクロイックミラー９で反射されたＹ軸の
青色光は、ミラー１０で反射された後、後述する制御回
路２５から加えられるＢ信号により制御される液晶１１
を透過することにより、偏光変調がかけられる。この液
晶１１は例えば３００Ｘ２５０個の画素に対応して、夫
夫偏光軸を制御するための透明電極及びこの透明電極を
駆動するマトリックス構成された駆動回路が設けられて
成る公知のＴＦＴ型液晶が用いられている。従って、各
画素の透明電極にＢ信号に応じた電圧を加えることによ
り、入射光の偏光軸が制御される。この場合、透明電極
に最大電圧が加えられると、入射光がＹ軸の場合は、出
力光もＹ軸となる。また透明電極が無電圧の場合は、入
射光がＹ軸の場合、出力光は、入射光の偏光軸が９０°
スイ・ノチングされてＹ軸に変換される。従って、透明
電極に加える電圧をＢ信号に応して制御することにより
、出力光のＹ軸（又はＹ軸）成分の量を制御することが
でき、Ｂ信号に応じた偏光変調をかけることができる。

この偏光変調がかけられた青色光はダイクロイックミラ
ー１２に入射される。

一方、前記ダイクロイックミラー９を透過した黄色光は
ダイクロイックミラー１３に入射される。

このダイクロイックミラー１３は、緑色光を透過させる
と共に、赤色光を反射させる特性を持つものが用いられ
ている。反射された赤色光はミラー１４で反射されて液
晶１５を透過する。この液晶１５は前記液晶１１と同様
にＴ　Ｆ　Ｔ型に構成され、制御回路２５から加えられ
るＲ信号で制御されることにより入射される赤色光に偏
光変調がかけられる。この偏光変調がかけられた赤色光
はダイクロイックミラー１６に入射される。

一方、上記ダイクロイックミラー１３を透過した緑色光
はミラー１７で反射された後、制御回路２５から加えら
れるＧ信号で制御されるＴ　Ｆ　Ｔ型液晶１８に入射さ
れることにより、偏光変調がかけられる。この偏光変調
がかけられた緑色光は上記ダイクロイックミラー１６に
入射される。このダイクロイックミラー１６は、上記ダ
イクロイ・ツクミラー１３と同じ特性を持つものが用い
られている。従って、液晶１８からの緑色光を透過させ
ると共に、液晶１５からの赤色光を反射させ、その出力
光は黄色光となる。この黄色光は前記ダイ゛　　　クロ
イックミラー１２に入射される。このダイクロイックミ
ラー１２は前記ダイクロイックミラー９と同じ特性を持
つものが用いられている。従って、上記黄色光を透過さ
せると共に、液晶１１からの青色光を反射さす、その出
力光として、夫々偏光変調がかけられた、青色光、赤色
光及び緑色光の合成光が得られる。この合成光は偏光板
１９！、、　　　　を透過することにより・例え＆ｆＸ
軸の合成光力′取り出される。

このＹ軸の合成光はカラー画像を形成している。

即ち、例えば青色光について述べると、液晶１１上のあ
る画素に人口・１されたＹ軸の青色光は、その画素が明
るい場合にＢ信号のレベルか高いとずれば、その全部あ
るいは大部分がこの液晶１１を透過することになる。こ
のＹ軸の青色光がＸ軸先を透過させる偏光板１９を透過
するので、上記画素に対して偏光板１９を透過した青色
光は明るくなる。画素が暗い場合は、Ｂ信号のレベルが
低いので、液晶１１はＹ軸の入射青色光を全部又は大部
分をＹ軸に変換する。このＹ軸の青色光はＹ軸を通す偏
光板」９で阻止されるので、その画素に対して透過した
青色光は暗くなる。赤色光及び緑色についても上記と同
様の作用が行われ、この結果、偏光板１９よりカラー画
像が得られる。このカラー画像はズームレンズ２０を通
じてスクリーン２１上に投写される。従って、ズームレ
ンズ２０のフォーカス調整リング２２ζより、フォーカ
ス調整を行うことができると共に、ズーム調整リン　　
　　　　　　礒グ２３により、スクリーン２１上の画像
サイズを　　　　　　　　１容易に任意の大きさに変更
することができる。

次に制御回路２５の構成及び動作につい°ζ説明する。

入力端子２６にはコンポジットビデオ信号が入力される
。このコンポジットビデオ信号はＹ／Ｃ処理回路２７に
加えられて、Ｒ，Ｇ、Ｂの色信号か得られると共に、同
期分離回路２８に加えられて、水平及び垂直同期信号■
］、■が得られる。この同期信号Ｈ，Ｖはクロック発生
器２９を駆動する。このクロック発生器２９は所定のタ
イミングパルスｐを出力して、所定の回路に供給する。

上記Ｒ，ＧＳＢの各色信号はＡＣドライブアンプ３０．
３１．３２で増巾された後、サンプルホールド回路３３
．３４．３５により、上記タイミングパルスに基づいて
サンプルホールドされる。

サンプルホールドされたＲＳＧ、Ｂ信号は、タイミング
パルスｐによって制御される液晶１１．１５．１８に加
えられて、各液晶に入射される色光を偏光変調する。

上記サンプルホールド及び偏光変調の動作は例えば次の
ようにして行われる。

３００Ｘ２５０個の画素が配列された画面に対して、１
本の走査線を１２個づつ２５のグル−プに分割し、■グ
ループづつ順次に色信号をサンプリングしてラッチし、
このサンプリングされた色信号を、液晶上の各画素の透
明電極に加える。これを２５回行うと１本の走査線が完
成する。同様　・の動作を垂直方向のタイミングパルス
に基づいて、全ての走査線について順次に行うことによ
り、ｌフィールドの画面が完成する。尚、液晶ｌ］、１
５．１８はＡＣドライブアンプ３０．３１．３２により
公知のように交流駆動される。また青、赤、緑の各色光
のダイクロイ・ツクミラー９から偏光板１９までの光路
長は等しく形成されている９上記のように構成された画
像プロジェクタによれば、画像歪みや色ずれ等の無い且
つ画面サイズの調整可能な小型カラープロジェクタを得
ることができる。

次に輝度むら袖正について説明する。

前述したように、光源ｌはコールドミラーから成る容器
３に収納されているが、この容器の鏡面にむらがあると
、平行化レンズ５で平行化された可視光にむらが生じ、
これが画面の輝度むらとなって現れる。

この輝度むらを補正するために本実施例においては、コ
ールドフィルタ６を透過した平行光線の熱線を利用して
いる。この熱線は輝度むら検出器３６に入射される。こ
の検出器３６は画像の画素と対応して、複数個の光電素
子が配列され、これらめ光電素子を画面の走査に応じて
クロックパルスにより走査するように構成されたものが
用いられている。光電素子としては、フォトトランジス
タやＣＣＤ等の固体描像素子等公知のものが用いられる
。光電素子は画面の全ての画素と対応して画素と同数設
けてもよいし、あるいは画面上を枡目に分割して、各枡
目に１個づつ配するようにしてもよい。

これらの光電素子から画面の走査に応して順次に取り出
される輝度むらに応じた輝度信号は、アンプ３７を通じ
てＡＣドライブアンプ３０．３１．３２の利得を制御す
る。これによって画面の輝度むらが補正される。

次にホワイトバランス調整回路３８について説明する。

光源１としては、前述のようにハロゲンランプ、キセノ
ンランプ、螢光灯、太陽光等が用いられるが、それらは
スペクトラムも異なり、また駆動電圧や駆動電流によっ
てスペクトラムが変化するので、画面のホワイトバラン
スが崩れることになる。

ホワイトバランスを自動的に調整するこめに、本実施例
においては、各液晶１１．１５．１８に近接して、光電
素子から成る検出素子３９．４（）、４１を設け、これ
らの検出素子３９．４０、＝１１によって、液晶１１１
５、Ｉ８を透過した色光を検出し、その検出信号をホワ
イトバランスの調整回路３８に加えるようにしている。

　、　　。

上記検出素子３９．４０．４１ば、各液晶１１．１５．
１８の有効画面領域の外の領域を透過する色光を検出す
るように配されている。第２図は液晶１１を例とする検
出素子３９の配置例を示すもので、検出素子３９は、液
晶ｌｌ上の有効画面領域１１ａの外側の領域と対向する
位置に配さ眉、ている。

第３図はホワイトバランス調整回路３・８の第１の実施
例を示す。

この回路は緑色光を基準として、他の青色光、赤色光を
調整するようにし・たものである。このために、緑色光
検出素子４１から得られる検出信号を比較器４２．４３
に加えて、検出素子３９．４０からの検出信号と比較す
るようにしている。

比較器４２から得られる比較出力により、交流ドライブ
アンプ３０が制御され、比較器４３から得られる比較出
力により、交流ドライブアンプ３１が制御されることに
より、ホワイトバランスが自動調整される。

第４図はホワイトバランス調整回路の第２の実施例を示
す。

ＡＣドライブアンプ３２から得られるＢ信号の・ペデス
タルレベルをベデスタルレベ／Ｌ／８１出回路４４で検
出し、この検出電圧を液晶１１の画面領域外に設けた検
出用透明電極４５．４６間に加えて、Ｘ軸の青色光に偏
光゛変調をかける。この偏光変調がかけられた青色光を
Ｘ軸を通ず偏光板４７に通じ、このＸ軸の青色光、即ち
Ｂ信号のペデスタルレベルに応じた青色光を検出素子３
９に加える。検出素子３９の検出信号を比較器４８に加
える。

一方、ＡＣドライブアンプ３０から得られるＧ信号のペ
デスタルレベルをペデスタルレベル検出回路４９で検出
し、この検出電圧を液晶１８の画面領域外に設けた検出
用透明電極５０．５１間に加えて、Ｘ軸の緑色光に偏光
変調をかける。この偏光変調がかけられた緑色光をＸ軸
を通す偏光板５２に通じ、このＸ軸の緑色光、即ちＧ信
号のペデスタルレベルに応じた緑色光を検出素子４１に
加える。検出素子４１の検出信号を比較器４８に加え、
上記検出素子３９の検出信号と比較する。

その比較出力によりＡＣドライブアンプ３２を制御する
。また図示せずもＲ信号についても、そのペデスタルレ
ベルを検出し、この検出レベルを液晶１５の検出用透明
電極に加えて赤色光に偏光変調をかける。さらに偏光板
に通じてＸ軸の赤色を得て、これを検出素子４０で検出
する。この検出（３号と検出素子４１の検出信号とを、
別に設けた比較器で比較し、その比較出力でＡＣドライ
ブアンプ３１を制御する。以上によれば、Ｂ信号及びＲ
信号のベデスクルレベルが、Ｇ信号のベデスクルレベル
を基準として制御されることにより、ホワイトバランス
調整が成される。

次に前記偏光軸変換装置８について説明する。

第１図において、偏光軸変換装置８は、ミラー５５とＴ
ＦＴ型液晶５６とにより構成されている。

ミラー５５は、偏光ビームスプリッタ７で反射されたＹ
軸の平行可視光を反射させて、上記液晶５６に入射させ
るように配されている。従って、このＹ軸の入射可視光
はこの液晶５６を透過することにより、Ｙ軸に変換され
る。このＹ軸の可視光を、前述したように偏光ビームス
プリッタ７を透過したＹ軸の可視光と共にダイクロイッ
クミラー１・　　　　−９に加えるように成せば、光の
エネルギーを略１００％利用することができ、画面を明
るくすることができる。

尚、池の実施例として、ミラー５５で反射されたＹ軸の
ｉｊＪ視光をそのままダイク〔ｌイックミラー９に加え
ると共に、偏光ビーノ、スプリッタ７を透過したＹ軸の
可視光を液晶を透過させてＹ軸に変換してダイクロイン
クミラー９に加えるよ・うシごＬ７てもよい。その場合
は偏光板１つとして、Ｙ軸の可視光を透過させるものが
用いられる。

次に上゛２偏光軸変換装置８及び偏光ビームスブリ、り
７を利用した本発明によるネガ・・（ミＥ・装膜装置の
実施例について、第５図と共に説明ずろ。

図において、偏光軸変換装置８を構成−づる前記液晶５
５には、その両面にｉ♂明主電極５７５８か設けられて
いる。また偏光ビームスプｌ　’７タ７の透過側には、
液晶５つか設けられ、ごの液晶５０の両面には透明電極
６０．６１が設けられている。

上記二つの液晶５６．５９を透過した光はレンズ６２で
集束てされ、レンズ６３で平行化されて、ダイクロイッ
クミラー９に加えられる。また第５図における長さ１１
、Ｉ１２はｊ！、：Ｎ＝＝１：２に選ばれている。

上記構成において、透明電極５７．５８に電圧を加える
と共に透明電極６０．６１を無電圧に成すと２、液晶５
６に入射するＹ軸の光はそのまま透過し、液晶５９に入
射するＹ軸の光はＹ軸に変換される。従って、グイクロ
イックミラー９にはＹ軸の光が入射されるので、最終的
に偏光板１９から取り出されるカラー画像はネガの画像
となる。

また上記と逆に、透明電極６０．６１に電圧を加えると
共に、透明電極５７．５８を無電圧と成せば、二つの液
晶５６．５９からは共にＹ軸の光が取り出されるので、
最終的にポジ画像が得られる。

以上によれば、２組の透明電極５７．５８と６０．６１
の一方をＯＮ、他方をＯＦＦに制御することにより、容
易にネガ・ポジ変換を行うことができる。

上述したネガ・ポジ変換装置は、第１図のような画像プ
ロジェクタに限らず、他の画像表示装置や撮像装置に適
用ことができる。揚（１装置に適用する場合、被写体か
らの光を上記ネガ・ポジ変換装置を介してフィルム面又
は光電面に加えるように成せばよい。

尚、第１図においてネガ・ポジ変換を行う他の方法とし
て、偏光板１９をＹ軸を通ずものに代えるか、あるいは
偏光ｖｉ１９に代えて透明型１τ１１を設けた液晶を配
するようにしてもよい。

発明の効果 カラー画像プロジェクタで表示される画像や撮像装置で
撮像される画像のネガ・ポジ変換をス・１゜ッチ１つで
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用し得るカラー画（象と示装置の実
施例を示す回路ブロックをかむ模式Ｍ、第２図は液晶の
概略的な平面図、第３図は・１＜・ノ１°ドパランス調
整回路の第１の実施例を示ずブじ１．・り図、第４図は
第２の実施例を示すブロック図、第５図は本発明による
ネガ・ポジ変換装置の実施例を示す概略的な模式図であ
る。 なお図面に用いられた符号において、 ７−−〜−−・・−・・−偏光ビームスプリッタ１１、
＋５．ＩＦＩ　−液晶 ＋９−−−−−−−一偏光板 ２５−−−−−・−・−制御回路 ５６．５９−−−一・・一液晶 ５７．５８，６０．６１ −−−　・・−透明電極 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 偏光軸を一定の方向に揃えられた光線が入射され且つ各
   画素に対してマトリクス構成された駆動回路が設けられ
   この駆動回路をビデオ信号により制御することにより上
   記入射された光線に対して偏光変調をかけるように成さ
   れた透過型液晶と、上記偏光変調がかけられた光線を通
   過させる偏光板と、上記光線の入射側から上記偏光板に
   至る光路中に配されて通過光線の偏光軸を９０°切換え
   る手段とを設けたことを特徴とするネガ・ポジ変換装置
   。