(57)【要約】【課題】  構成を複雑とすることなく、コントラストを向上することのできる投写型表示装置を実現すること。【解決手段】  直線偏光による表示光を投写する投射型表示装置において、直線偏光の透過量を制御して前記表示光の輝度を変更する偏光制御素子を有する。【選択図】  図１
2005156611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏光による表示光を投写する投射型表示装置において、
直線偏光の透過量を制御して前記表示光の輝度を変更する偏光制御素子を有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の投射型表示装置において、
偏光制御素子が偏光板であり、その偏光軸を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の投射型表示装置において、
偏光制御素子が電気光学効果を生じる素子を含む電気光学変調器であり、前記電気光学効果を生じる素子への印加電圧を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の投射型表示装置において、
偏光制御素子がファラデー効果を生じる素子であり、磁界強度を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の投射型表示装置において、
偏光制御素子が加えられる圧力に応じて複屈折性が現れる光弾性効果を生じる素子であり、加える圧力を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項６】
請求項１記載の投射型表示装置において、
偏光制御素子が一軸異方性を持った光学素子であり、その偏光軸を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の投射型表示装置において、
光源と、
前記光源にて発生した光を直線偏光とする偏光変換素子と、
前記偏光変換素子の出射光を、赤色光、緑色光、青色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系により分離された赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ入射される第１ないし第３の液晶パネルと、
前記第１ないし第３の液晶パネルの出射光を合成して表示光とするクロスダイクロイックプリズムと、
前記クロスダイクロイックプリズムで合成された表示光を投写する投写レンズとを備え、
偏光制御素子は、前記偏光変換素子と色分離光学系との間に設けられていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の投射型表示装置において、
光源と、
前記光源にて発生した光を直線偏光とする偏光変換素子と、
前記偏光変換素子の出射光を、赤色光、緑色光、青色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系により分離された赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ入射される第１ないし第３の液晶パネルと、
前記第１ないし第３の液晶パネルの出射光を合成して表示光とするクロスダイクロイックプリズムと、
前記クロスダイクロイックプリズムで合成された表示光を投写する投写レンズとを備え、
偏光制御素子は、前記第１ないし第３の液晶パネルのそれぞれに対応して３個設けられ、色分離光学系と第１ないし第３の液晶パネルの間に配設されていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の投射型表示装置において、
光源と、
前記光源にて発生した光を直線偏光とする偏光変換素子と、
前記偏光変換素子の出射光を、赤色光、緑色光、青色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系により分離された赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ入射される第１ないし第３の液晶パネルと、
前記第１ないし第３の液晶パネルの出射光を合成して表示光とするクロスダイクロイックプリズムと、
前記クロスダイクロイックプリズムで合成された表示光を投写する投写レンズとを備え、
偏光制御素子は、前記第１ないし第３の液晶パネルのそれぞれに対応して３個設けられ、第１ないし第３の液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムの間に配設されていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の投射型表示装置において、
光源と、
前記光源にて発生した光を直線偏光とする偏光変換素子と、
前記偏光変換素子の出射光を、赤色光、緑色光、青色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系により分離された赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ入射される第１ないし第３の液晶パネルと、
前記第１ないし第３の液晶パネルの出射光を合成して表示光とするクロスダイクロイックプリズムと、
前記クロスダイクロイックプリズムで合成された表示光を投写する投写レンズとを備え、
偏光制御素子は、前記クロスダイクロイックプリズムと投写レンズの間に設けられていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の投射型表示装置において、
連続したフィールド画像である動画像を示す映像信号を入力し、各フィールド画像の輝度を計測する輝度計測回路と、
前記輝度計測回路にて計測された各フィールド毎の輝度を蓄積する輝度メモリ回路と、
前記輝度メモリ回路の蓄積内容から、投写する映像の輝度を、現在のフレームを中心とした所定数分のフレームの輝度の平均を求め、これに応じた輝度となるように偏光制御素子を制御する偏光制御信号を生成する輝度演算回路と、を有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項１２】
請求項８または請求項９記載の投射型表示装置において、
連続したフィールド画像である動画像を示す映像信号を入力し、各フィールド画像の輝度を計測する輝度計測回路と、
前記輝度計測回路にて計測された各フィールド毎の輝度を蓄積する輝度メモリ回路と、
前記輝度メモリ回路の蓄積内容から、投写する映像の輝度を、現在のフレームを中心とした所定数分のフレームの輝度の平均を求め、これに応じた輝度となるように偏光制御素子を制御する偏光制御信号を生成する輝度演算回路と、を有し、
各色光を調整するための輝度調整信号が各偏光制御素子に直接入力されることを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型表示装置に関し、特に、コントラストの高い表示が可能な動画表示に適した投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術について説明する。最初に液晶パネルを用いた投写型表示装置の光学系について、その構成を示す図７を参照して説明する。
【０００３】
図７に示すように、カラー画像を投写スクリーンに投写する投写型表示装置においては、光源１から出射された光束はレフレクタ２で反射され、インテグレータ３１，３２およびフィールドレンズ５により均一な光束とされる。また、光はフィールドレンズ５に入射する前に、偏光変換素子４により偏光分離と偏光変換されていてＳ偏光の光束となっている。
【０００４】
フィールドレンズ５から出射された白の光束は、ダイクロイックミラー５１、６２により構成される色分離光学系により赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）に分離される。まず、ダイクロイックミラー５１で赤色光（Ｒ）が分離され、さらにダイクロイックミラー６２で緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）が分離される。各色光のうち、赤色光（Ｒ）は反射ミラー７１とコンデンサレンズ９Ｒとにより赤色液晶パネル１１Ｒに入射する。緑色光（Ｇ）はコンデンサレンズにより緑色液晶パネル１１Ｇに入射する。青色光（Ｂ）はリレーレンズ８１，８２と反射ミラー７２，７３から構成されるリレー光学系を経て、青色液晶パネル１１Ｂに向けて入射する。
【０００５】
各色液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの入射側には入射側偏光板１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが配置されており、これらの偏光板により各色液晶パネルに入射する偏光はその偏光面が揃ったものとなる。また、各色液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの出側にも出射側偏光板１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが配置され、これらの偏光板により各色液晶パネルで変調された偏光はその偏光面が揃ったものとなる。
【０００６】
なお、入射側偏光板１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと出射側偏光板１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの透過軸は直交するように設定されており、出射側偏光板１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの透過軸に等しい方向の光のみを透過させ、それ以外の偏光方向を持つ光は出射側偏光板１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂで吸収される。各色光は各色液晶パネルにより光変調をうけ、変調された各色光はクロスダイクロイックプリズム１３で色合成され、投写レンズ１４で投写スクリーン（不図示）上に結像される。
【０００７】
次に、投写する画像の見た目のコントラストを高くする技術について述べる。
【０００８】
投写型表示装置において、見た目のコントラストを高くするためには、表示されている画像が暗いときには表示輝度を下げ、明るいときには表示輝度を高くすることが効果的である。
【０００９】
表示輝度を上げ下げするためには、光源ランプの発光輝度を制御する方法と光源の輝度は一定にしてフィルターで減光する方法が考えられる。
【００１０】
特開平０３−１７９８８６号公報（特許文献１）には、平均映像レベルに応じてランプ電圧を変化させ、コントラストを高くする技術が開示されている。
【００１１】
特開平０５−３０３０８５号公報（特許文献２）には、投写光学系と装置内の２次的な光源が形成される部分の２つに光源絞りを設けることにより、コントラストを高くする技術が開示されている。
【００１２】
特開２００１−２２８５６９号公報（特許文献３）には、インテグレータ部内、もしくは、その付近に、ライトバルブ上での光量を調整する光量調整手段を設けることによりコントラストを高くする技術が開示されている。
【００１３】
特開２００３−１３１３２２号公報（特許文献４）では、２枚のフライアイレンズの入射側、もしくは、出射側、またはこれらの間に設置され、外部からの情報に基づいて、場所によって透過率を変化させ得る調光手段とを備えることによりコントラストを高くする技術が開示されている。
【００１４】
特開２００３−１４９７４１号公報（特許文献５）には、透過率分布を有する光学フィルターから構成され、光路へ挿入する部位により光源からの射出光の光量を調節してコントラストを高くする技術が開示されている。
【００１５】
特開２００３−１６２００２号公報（特許文献６）では、外部からの情報に基づいて光源からの射出光の強度を調節する調光用液晶素子により光量を調節することによりコントラストを高くする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０３−１７９８８６号公報
【特許文献２】特開平０５−３０３０８５号公報
【特許文献３】特開２００１−２２８５６９号公報
【特許文献４】特開２００３−１３１３２２号公報
【特許文献５】特開２００３−１４９７４１号公報
【特許文献６】特開２００３−１６２００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
投写型表示装置においては、光源ランプとして高圧水銀灯を用いており、この発光輝度をリアルタイムに変化させることは困難である。上述した従来技術のうち、特許文献１に記載のものは、この点で実用性に問題がある。
【００１７】
特許文献２に記載のものは、光源絞りを設けるものであり、これだけの構成ではコントラストは一定となり、表示画像に応じたコントラスト制御は行われない。また、その光源絞りの通過光量を制御するスライドシャッターを移動させる構成も開示されているが、このような機構は耐久性に問題があるとともにその制御も困難である。
【００１８】
特許文献３には、光量調整手段として、複数のスリットが設けられた２つのスリット板を用い、各スリットの重なり合う状態を制御することにより光量を調整する機構や、２つのフライアイレンズの間隔やこれらの両方を異動させる機構、さらには遮光フィンの開閉状態を変化させる気候などが開示されているが、これらのいずれも特許文献２に記載のものと同様に耐久性に問題があるとともにその制御も困難である。
【００１９】
特許文献４に記載のものは、場所によって透過率を変化させ得る調光手段を設けるものであるが、この調光手段を制御する専用の回路が必要となり、構成が複雑となるとともに製造コストが高くなってしまう。
【００２０】
特許文献５に記載のものは、透過率分布を有する光学フィルターにより光源からの射出光の光量を調節するものであるが、光学フィルターを通過しない光は光学フィルターに吸収されるため、現在用いられている強い光量の光源に対してはその耐久性に問題がある。
【００２１】
特許文献６に記載のものは、外部からの情報に基づいて光源からの射出光の強度を調節する調光用液晶素子を用いるものであるが、やはり、通過する光量を調節する構成であるために熱が発生し、冷却構造が必要となり、構成が複雑となるとともに製造コストが高くなってしまう。
【００２２】
本発明は上述したような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、構成を複雑とすることなく、コントラストを向上することのできる投写型表示装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の投射型表示装置は、直線偏光による表示光を投写する投射型表示装置において、直線偏光の透過量を制御して前記表示光の輝度を変更する偏光制御素子を有することを特徴とする。
【００２４】
この場合、偏光制御素子が偏光板であり、その偏光軸を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることとしてもよい。
【００２５】
また、偏光制御素子が電気光学効果を生じる素子を含む電気光学変調器であり、前記電気光学効果を生じる素子への印加電圧を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることとしてもよい。
【００２６】
また、偏光制御素子がファラデー効果を生じる素子であり、磁界強度を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることとしてもよい。
【００２７】
また、偏光制御素子が加えられる圧力に応じて複屈折性が現れる光弾性効果を生じる素子であり、加える圧力を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることとしてもよい。
【００２８】
また、偏光制御素子が一軸異方性を持った光学素子であり、その偏光軸を変えることにより直線偏光の透過量が制御されることとしてもよい。
【００２９】
また、光源と、
前記光源にて発生した光を直線偏光とする偏光変換素子と、
前記偏光変換素子の出射光を、赤色光、緑色光、青色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系により分離された赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ入射される第１ないし第３の液晶パネルと、
前記第１ないし第３の液晶パネルの出射光を合成して表示光とするクロスダイクロイックプリズムと、
前記クロスダイクロイックプリズムで合成された表示光を投写する投写レンズとを備え、
偏光制御素子は、前記偏光変換素子と色分離光学系との間に設けられていることとしてもよい。
【００３０】
また、光源と、
前記光源にて発生した光を直線偏光とする偏光変換素子と、
前記偏光変換素子の出射光を、赤色光、緑色光、青色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系により分離された赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ入射される第１ないし第３の液晶パネルと、
前記第１ないし第３の液晶パネルの出射光を合成して表示光とするクロスダイクロイックプリズムと、
前記クロスダイクロイックプリズムで合成された表示光を投写する投写レンズとを備え、
偏光制御素子は、前記第１ないし第３の液晶パネルのそれぞれに対応して３個設けられ、色分離光学系と第１ないし第３の液晶パネルの間に配設されていることとしてもよい。
【００３１】
また、光源と、
前記光源にて発生した光を直線偏光とする偏光変換素子と、
前記偏光変換素子の出射光を、赤色光、緑色光、青色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系により分離された赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ入射される第１ないし第３の液晶パネルと、
前記第１ないし第３の液晶パネルの出射光を合成して表示光とするクロスダイクロイックプリズムと、
前記クロスダイクロイックプリズムで合成された表示光を投写する投写レンズとを備え、
偏光制御素子は、前記第１ないし第３の液晶パネルのそれぞれに対応して３個設けられ、第１ないし第３の液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムの間に配設されていることとしてもよい。
【００３２】
また、光源と、
前記光源にて発生した光を直線偏光とする偏光変換素子と、
前記偏光変換素子の出射光を、赤色光、緑色光、青色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系により分離された赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ入射される第１ないし第３の液晶パネルと、
前記第１ないし第３の液晶パネルの出射光を合成して表示光とするクロスダイクロイックプリズムと、
前記クロスダイクロイックプリズムで合成された表示光を投写する投写レンズとを備え、
偏光制御素子は、前記クロスダイクロイックプリズムと投写レンズの間に設けられていることとしてもよい。
【００３３】
また、連続したフィールド画像である動画像を示す映像信号を入力し、各フィールド画像の輝度を計測する輝度計測回路と、
前記輝度計測回路にて計測された各フィールド毎の輝度を蓄積する輝度メモリ回路と、
前記輝度メモリ回路の蓄積内容から、投写する映像の輝度を、現在のフレームを中心とした所定数分のフレームの輝度の平均を求め、これに応じた輝度となるように偏光制御素子を制御する偏光制御信号を生成する輝度演算回路と、を有することとしてもよい。
【００３４】
また、連続したフィールド画像である動画像を示す映像信号を入力し、各フィールド画像の輝度を計測する輝度計測回路と、
前記輝度計測回路にて計測された各フィールド毎の輝度を蓄積する輝度メモリ回路と、
前記輝度メモリ回路の蓄積内容から、投写する映像の輝度を、現在のフレームを中心とした所定数分のフレームの輝度の平均を求め、これに応じた輝度となるように偏光制御素子を制御する偏光制御信号を生成する輝度演算回路と、を有し、
各色光を調整するための輝度調整信号が各偏光制御素子に直接入力されることとしてもよい。
【発明の効果】
【００３５】
上記のように構成される本願発明は、表示光が直線偏光であることに着目し、その透過量を制御する偏光制御素子により輝度を調整するものである。光源の発光量制御や機械的な制御と比較すると、その反応速度で有利であるとともに簡単な構成で実現可能である。このため、構成を複雑とすることなく、コントラストを向上することのできる投写型表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００３７】
図１ないし図４のそれぞれは本発明による投射型表示装置の第１ないし第４の実施例の光学系の要部構成を示すブロック図である。
【００３８】
各実施例は、図７に示した従来例の構成に、照明光の輝度を変化させるために偏光制御素子１００を設けたものである。この他の構成は図７に示した従来例と同じであるため、図７と同じ番号を付して説明は省略する。
【００３９】
上述したように、画像表示素子として液晶パネルを用いている投写型表示装置では、照明光として直線偏光光線を用いている。さらにスクリーンに投写される光線も直線偏光とされている。よって、スクリーンに投写される光の輝度を制御する方法として、直線偏光の性質を利用してその透過量を制御可能な素子を用いることが有効である。そのため偏光制御素子を新たに導入する。偏光制御素子は、偏光面を回転させるものや、もしくは直線偏光を楕円化する素子と、この後に設置される偏光板とが組み合わされたものであり、この構成により入射された直線偏光の透過量を制御して投写画像の輝度を制御する。
【００４０】
偏光制御素子を配置する場所について言うと、図１に示される第１の実施例においては、光源１からの光束が偏光変換素子４を通過した後のフィールドレンズ５とダイクロイックミラー５１の間に偏光制御素子１００が設けられている。図２に示される第２の実施例においては、コンデンサレンズ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂと入射側偏光板１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとの間に偏光制御素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂがそれぞれ設けられている。図３に示される第３の実施例においては、出射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとクロスダイクロイックプリズム１３の間に偏光制御素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂがそれぞれ設けられている。図４に示される第４の実施例においては、クロスダイクロイックプリズム１３と投写レンズ１４との間に偏光制御素子１００が設けられている。
【００４１】
偏光制御素子１００の具体的な構成について詳述する。偏光状態の制御には、偏光板を用いる方法、電界または電気分極による電気光学効果（ＥＯ効果）を利用する方法、磁界または磁化の存在による磁気光学効果（ＭＯ効果）を利用する方法、応力またはひずみによる光弾性効果を利用する方法、複屈折を利用する方法などがある。
【００４２】
偏光板を用いる方法は、偏光板の偏光軸と光の偏光方向とを一致させたときには透過率が最大で、９０°ずれると最低になる性質を利用する。この時の透過光量Ｉは、下記の式（１）で表現できる。
【００４３】
【数１】
2005156611.tif 000003
偏光制御素子１００として偏光板を用いる場合には、この偏光板は、駆動信号に応じた角度に機械的に偏光板を回転させる駆動機構と組み合わされ、駆動信号に応じたその回転角度θによって偏光板（偏光制御素子１００）を透過する光量を制御する。回転角度θと透過光量との関係は、図１に示した第１の実施例のように、偏光板（偏光制御素子１００）が光源１と出射側偏光板１２との間にある場合には、偏光板（偏光制御素子１００）の通過後にもう一度他の偏光板も通過するので式（２）に示すものとなる。図４に示した第４の実施例のように、偏光板（偏光制御素子１００）が出射側偏光板１２より後に配置される場合は、式（１）のままである。
【００４４】
【数２】
2005156611.tif 000004
電界または電気分極による電気光学効果（ＥＯ効果）を利用する方法の１つは、ＫＤＰ（ＫＨ2ＰＯ4）などを電界中に置いて、印加する電界の大きさに応じてＫＤＰを透過する光の遅相量Δψを制御するものである。遅相量Δψは式（３）で表されるように電位差Ｖに比例する。
【００４５】
【数３】
2005156611.tif 000005
ここで、ｎ0は屈折率、Ｖは電位差、ｒ63は電気−光学定数、λ0は波長である。この素子の利点は応答時間がナノ秒オーダと早いことで、欠点は印加電圧が数ｋＶと高いことである。
【００４６】
偏光制御素子１００として電気光学効果を生じる素子を用いる場合には、この電気光学効果を生じる素子は、駆動信号に応じた電圧を該電気光学効果を生じる素子に印加する電圧印加手段および検光子と組み合わされて電気光学変調器を構成するものとされる。
【００４７】
磁界または磁化の存在による磁気光学効果（ＭＯ効果）を利用する場合には、ファラデー効果を用いると効果的である。例えば、ガラスコイルを巻き、電流を通すと磁界はでき、この磁界（電流）の強さとともに偏光面が回転する。よって、偏光板を回転したときと同じ効果が得られる。偏光面の回転角度θFは、式（４）で示される。
【００４８】
【数４】
2005156611.tif 000006
ここで、Ｖはベェルデ定数、Ｌは試料（例えばガラス）の長さ、Ｈは磁界強度である。
【００４９】
偏光制御素子１００としてファラデー効果を生じる素子を用いる場合には、このファラデー効果を生じる素子は、駆動信号に応じた磁界を該ファラデー効果を生じる素子に印加する磁界印加手段および検光子と組み合わされる。
【００５０】
応力またはひずみによる光弾性効果を利用する方法では、石英などの透明媒質に圧力を加えて複屈折を現し、その複屈折性により光学遅延量を得ることが原理である。応力の印可方法はピエゾ素子を用いる方法やモータなどにより外力を加える方法などがある。石英だけでなくポリカーボネートやＰＭＭＡなどの透明樹脂も利用できる。
【００５１】
偏光制御素子１００として光弾性効果を生じる素子を用いる場合には、この光弾性効果を生じる素子は、駆動信号に応じた外力を該光弾性効果を生じる素子に印加する外力印加手段および検光子と組み合わされる。
【００５２】
複屈折を利用する場合には、一軸異方性をもった光学結晶を偏光板を用いた時と同様に機械的に回転できるものとし、挿入位置も同様に配置する。この光学結晶としては、例えば単結晶サファイアや水晶などがある。
【００５３】
偏光制御素子１００として一軸異方性をもった光学結晶素子を用いる場合には、この一軸異方性をもった光学結晶素子は、駆動信号に応じた角度に機械的に一軸異方性をもった光学結晶素子を回転させる駆動機構と組み合わされ、駆動信号に応じたその回転角度θによってその透過する光量を制御する。
【００５４】
次に、上記のような構成とされる偏光制御素子の駆動方法について説明する。
【００５５】
図５は、図１に示した第１の実施例や図４に示した第４の実施例のように、１つの偏光制御素子１００で輝度を変調する場合の回路構成を示すブロック図である。
【００５６】
本実施例は、入力された映像信号Ｓ１に応じて偏光制御素子１００の駆動信号である偏光制御信号Ｓ２を生成して輝度を変調するための輝度計測回路１０１、輝度メモリ１０２および輝度演算回路１０３と、入力された映像信号Ｓ１に応じて各液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれを駆動する液晶パネル駆動信号Ｓ３Ｒ，Ｓ３Ｇ，Ｓ３Ｂを生成する液晶パネル駆動回路１０４から構成されている。
【００５７】
一般的に投写型表示装置においては、動画像を１秒当たり６０フィールドで構成して表示している。これは入力信号の種類（ＲＧＢ、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ）に係わらず同じである。投写画面の輝度を投写される映像データの輝度に合わせて投写する構成とする場合、映像データの輝度を各フィールド毎に測定し、そのたびに投写輝度を変化させることとなる。このような投写映像では６０Ｈｚで輝度が変化することになってしまい、フリッカーを伴った映像になってしまう。
【００５８】
動画像の輝度変化は数秒オーダの変化が主であるため、投写映像の輝度変化もこれに合わせて数秒オーダで行うことが視覚的に望ましい。さらに、過去に投写した映像、現在投射している映像、次に投写しようとしている映像を違和感なく投写するためには、これらの過去から未来の映像の輝度を視覚的に連続に変化させることが重要である。
【００５９】
そこで、本実施例においては、各フィールドの輝度を計測する輝度計測回路１０１、該輝度計測回路１０１にて計測された各フィールド毎の輝度を蓄積する輝度メモリ回路１０２、該輝度メモリ回路１０２の蓄積内容から偏光制御信号Ｓ２を生成する輝度演算回路１０３を設けている。輝度演算回路１０３は、投写する映像の輝度を、現在のフレームを中心とした所定数分のフレームの輝度の平均を求め、これに応じた輝度となるような偏光制御信号Ｓ２を生成する。
【００６０】
上記のような構成とすることにより、各フィールドの輝度に応じて即時に変化することがなく、輝度の変化がなだらかなものとなる。また、輝度演算回路１０３では、所定数分のフレームの輝度の平均を演算することとしたが、過去分のデータの重みを小さくするようにして平均を求め、その輝度で表示するとより効果的である。
【００６１】
図６は、図２に示した第２の実施例や図３に示した第３の実施例のように、３つの偏光制御素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂで輝度を変調する場合の回路の要部構成を示すブロック図である。
【００６２】
本実施例においては、各液晶パネル１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれに偏光制御素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂが設けられていることを利用し、赤色光、緑色光、青色光の明るさを選択的に調整するための輝度調整信号Ｓ４を偏光制御素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂに入力する構成としたものである。偏光制御信号Ｓ２については図５に示した実施例と同様に生成されて各偏光制御素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂに印加される。輝度調整信号Ｓ４は、投射型表示装置に設けられた入力手段（不図示）への入力内容に応じて生成されるもので、投写映像を確認した利用者が各色光を独立に調整するために入力した指示内容を示すものである。図５に示したような輝度を１つの偏光制御素子１００で制御する構成では、輝度調整信号Ｓ４は輝度演算回路３に入力されてその内容を反映させた液晶パネル駆動信号Ｓ３Ｒ，Ｓ３Ｇ，Ｓ３Ｂが生成されるが、本実施例の場合には輝度調整信号Ｓ４をそのまま用いることができるため、装置構成を簡略化し、液晶パネル駆動回路１０４の負荷および製造コストを低減することができる。
【００６３】
なお、以上説明した各実施例においては、光学系は複数の液晶パネルの透過光をクロスダイクロイックプリズムを用いて合成した後に投写連ステップにより投写のものを示したが、本発明は、直線偏光による投射型表示装置であれば適用可能である。例えば、複数の液晶パネルの透過光を出射してスクリーン上にて合成する３管式の投射型表示装置にも当然適用可能であり、開示した実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による投射型表示装置の第１の実施例の光学系の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による投射型表示装置の第２の実施例の光学系の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明による投射型表示装置の第３の実施例の光学系の要部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明による投射型表示装置の第４の実施例の光学系の要部構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示した第１の実施例や図４に示した第４の実施例のように、１つの偏光制御素子１００で輝度を変調する場合の回路構成を示すブロック図である。
【図６】図２に示した第２の実施例や図３に示した第３の実施例のように、３つの偏光制御素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂで輝度を変調する場合の回路の要部構成を示すブロック図である。
【図７】投射型表示装置の従来例の光学系の要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００，１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ    偏光制御素子
１０１    輝度計測回路
１０２    輝度メモリ回路
１０３    輝度演算回路
１０４    液晶パネル駆動回路
Ｓ１    映像信号
Ｓ２    偏光制御信号
Ｓ３Ｒ，Ｓ３Ｇ，Ｓ３Ｂ    液晶パネル駆動信号
Ｓ４    輝度調整信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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