(57)【要約】【課題】外光の輝度と投射光の輝度との双方に応じて画面の輝度を適切に制御することができ、周囲が明るい場合は相対的に高い輝度で投射して画面を明るく見せ、周囲が暗くなるに従って相対的に輝度を抑制して、ＡＰＬが高い信号ではまぶしさを低減させる一方小面積の白のような映像の部分は高い輝度で投射するので、輝き感を低下させることなく表示することができるようにする。【解決手段】  液晶プロジェクションテレビ１００のスクリーン１０２背面側で反射した映像光による迷光とスクリーン１０２を透過して入射する外光による迷光を受光可能な筐体１０１内の所定位置に設けられた光センサ２００を設け、光センサ２００の検出出力に基づいて映像光投射機構１１０から投射される映像光の強度を制御する。【選択図】  図４
2007065177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示用の透過式スクリーンと、前記スクリーンの前面側から観察されるべき映像を表す映像信号に対応する映像光をその背面側に投射する映像光投射機構と、前記スクリーンを支持すると共に前記映像光投射機構を自己の内部に収容する筐体と、を備えた背面投射型表示装置であって、前記映像光投射機構から投射された映像光が前記スクリーンの背面側に到る映像光投射光路近傍にあって当該背面側で反射した映像光による迷光を受光可能であり且つ前記スクリーンを透過して入射してくる外光による迷光を受光可能な前記筐体内の所定位置に設けられた光センサと、前記光センサによる検出出力に基づいて前記映像光投射機構から投射される映像光の強度を制御する投射光強度制御手段と、を備えたことを特徴とする背面投射型映像表示装置。
【請求項２】
映像表示用の透過式スクリーンと、前記スクリーンの前面側から観察されるべき映像を表す映像信号に対応する映像光をその背面側に投射する映像光投射機構と、前記スクリーンを支持すると共に前記映像光投射機構を自己の内部に収容する筐体と、を備えた背面投射型表示装置であって、前記映像光投射機構から投射された映像光が前記スクリーンの背面側に到る映像光投射光路近傍にあって当該背面側で反射した映像光による迷光を受光可能であり且つ前記スクリーンを透過して入射してくる外光による迷光を受光可能な前記筐体内の所定位置に設けられた光センサと、前記光センサによる検出出力を前記映像光による成分と外光による成分とに分離する検出出力分離手段と、前記検出出力分離手段によって分離された前記映像光による成分と前記外光による成分との双方の成分に各所定の関係で依拠することによって前記映像光投射機構から投射される映像光の強度を制御する投射光強度制御手段と、を備えたことを特徴とする背面投射型映像表示装置。
【請求項３】
前記検出出力分離手段は、前記光センサの出力を記憶する記憶手段と、映像信号が全黒状態となったことを検出するように設けられ該検出の時点で前記記憶手段の記憶内容を書き換えるタイミング信号を発する全黒状態検出手段と、前記タイミング信号に同期して書き換えられた前記記憶手段における記憶値を外光による成分値とし且つ前記光センサの出力値と前記記憶手段における記憶値との差分値を前記映像投射光による成分値として夫々得る分離処理手段と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の背面投射型映像表示装置。
【請求項４】
前記検出出力分離手段は、前記光センサの出力を記憶する記憶手段と、映像信号の全黒状態に相応する信号を発生する全黒信号発生手段と、外部操作に応じたタイミングで、前記記憶手段の記憶内容を更新する操作と前記全黒信号発生手段によって発生された全黒状態に相応する信号を前記映像信号に替えて前記映像光投射機構の映像光を生成するための回路に供給する操作とを同時に行う操作手段と、当該更新された前記記憶手段における記憶値を外光による成分値とし且つ前記光センサの出力値と前記記憶手段における記憶値との差分値を前記映像投射光による成分値として夫々得る分離処理手段と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の背面投射型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示用の透過式スクリーンと、前記スクリーンの前面側から観察されるべき映像を表す映像信号に対応する映像光をその背面側に投射する映像光投射機構と、前記スクリーンを支持すると共に前記映像光投射機構を自己の内部に収容する筐体と、を備えた、所謂液晶リアプロジェクションテレビジョン受像機等をその一例とする背面投射型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりブラウン管式のテレビジョン受像機等では、ＡＰＬ（Average Picture Level：平均輝度レベル）による輝度のリミッター制御が行われている。即ち、ブラウン管式の直視テレビやプロジェクターでは、管の保護のために、カソード電流の平均値を検出して、一定値を越えれば映像信号増幅回路のゲインや直流再生レベルに負帰還かける構成を備えている。この構成によれば、同じ白ピークの信号でも、小面積の白窓のようなＡＰＬが低い信号では最大輝度で表示されるが、大面積の全白のようなＡＰＬが高い信号では、輝度を下げて表示されることになり、観察者が眩しさを感じてしまうことを抑制することにもなっている。
【０００３】
一方、従来の一般的なリアプロジェクター（液晶ライトバルブやＬＣＯＳ、ミラーデバイスなどのマイクロディスプレイによるプロジェクター）では、直視の液晶テレビジョン受像機等と同様にＡＰＬによる輝度の制御が行われず、白ピークの信号は表示面積と無関係に常に最大輝度で表示され、大面積では観察者が眩しさを感じてしまうことが避けられなかった。このような問題に対処すべく、ブラウン管式のテレビジョン受像機等におけると同様に、ＡＰＬによる輝度の制御を行いアンプのゲインを調節することは既に提案されている。
【０００４】
例えば、各画素毎の情報を表す画素信号を含む画像信号に基づいて複数の画素を有する表示装置で画像を再生する画像再生方法において、全ての画素信号のレベルの平均を平均信号レベルとして演算した後、画素信号のレベルに対する画素の輝度の変化を表す入力信号−出力輝度特性を、上記平均信号レベルに応じて設定し、次いで、設定された入力信号−出力輝度特性を満たすように画像を再生するという方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この提案では、平均信号レベルに係わらず入力信号−出力輝度特性が一定であるような表示装置（液晶表示装置等）を用いても、平均信号レベルの上昇に応じて入力信号−出力輝度特性を指数関数で近似表現した場合の指数値（ガンマ値）を小さくすることができるので、全体的に暗い画像（平均輝度が低い画像）における暗部の視認性に優れ、かつ、全体的に明るい画像（平均輝度が高い画像）における白つぶれや眩しさを防止して明部の視認性に優れた画像を再生することが可能になるとされている。
【０００６】
また、上記同様、画像を表示するための複数の画素を有する表示部を備え、各画素毎の情報を表す画素信号を含む画像信号が入力される画像表示装置において、全ての画素信号のレベルの平均を平均信号レベルとして演算する平均信号レベル演算部と、画素信号のレベルに対する画素の輝度の変化を表す入力信号−出力輝度特性を、上記平均信号レベルに応じて設定する入力信号−出力輝度特性設定部と、設定された入力信号−出力輝度特性を満たすように画像信号を補正する信号補正部とを備えることを特徴とした画像表示装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
この提案の装置では、平均信号レベルに応じて入力信号−出力輝度特性を変化させることにより、平均信号レベルに係わらず入力信号−出力輝度特性が一定であるような表示部（液晶表示装置等）を用いても、入力信号−出力輝度特性の非線形関数を指数関数で近似表現した場合の指数値（ＣＲＴ表示装置においてはガンマ指数) が平均信号レベルの増加に従って増加するような特性を持つ画像表示装置を実現できる。従って、全体的に暗い画像（平均輝度が低い画像）における暗部の視認性や、全体的に明るい画像（平均輝度が高い画像）における明部の視認性に優れた画像表示装置を提供することができるとされている。
【特許文献１】特開２００１−２９６８３１号公報（段落００２７〜段落００２８、図１）
【特許文献２】特開２００１−２９６８５５号公報（段落００２８〜段落００２９、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来の技術は次に述べるような種々の課題を残している。即ち、上述の何れの文献所載の技術においても、入力信号によって回路の特性を変化させる構成が開示されているが、表示デバイスのガンマ特性を考慮しているために、構成が複雑になることが避けられない。
また、一般に、見やすい画面輝度は周囲の明るさ（外光）により異なり、周囲が明るいほど画面輝度も高く、暗いほど低いことが望ましい。例えば明るい日中であれば最大輝度でもよいが、夜間は輝度を下げなければ眩しさを感じてしまう場合がある。そのため、直視テレビの前面にセンサを設けて周囲の明るさを検出し、明るさに応じて画面輝度を制御することが行われている。特に最近の液晶テレビジョン受像機では、バックライトの明るさを制御することにより画面輝度を調節するように構成して、省エネルギーの観点からも望ましい特性を実現しているが、意匠面からセンサの取付け位置には制約が出てくるために、周囲の明るさを最適に検出することは困難であった。
【０００９】
本発明は、上述したような従来技術における課題に着目してなされたものであり、構成が簡単であり、外光の輝度と投射光の輝度との双方に応じて画面の輝度を適切に制御することができ、周囲が明るい場合は相対的に高い輝度で投射して画面を明るく見せ、周囲が暗くなるに従って相対的に輝度を抑制して、ＡＰＬが高い信号ではまぶしさを低減させる一方小面積の白のような映像の部分は高い輝度で投射するので、輝き感を低下させることなく表示することができる背面投射型映像表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するべく、本願では次に列記するような技術を提案する。
（１）映像表示用の透過式スクリーンと、前記スクリーンの前面側から観察されるべき映像を表す映像信号に対応する映像光をその背面側に投射する映像光投射機構と、前記スクリーンを支持すると共に前記映像光投射機構を自己の内部に収容する筐体と、を備えた背面投射型表示装置であって、前記映像光投射機構から投射された映像光が前記スクリーンの背面側に到る映像光投射光路近傍にあって当該背面側で反射した映像光による迷光を受光可能であり且つ前記スクリーンを透過して入射してくる外光による迷光を受光可能な前記筐体内の所定位置に設けられた光センサと、前記光センサによる検出出力に基づいて前記映像光投射機構から投射される映像光の強度を制御する投射光強度制御手段と、を備えたことを特徴とする背面投射型映像表示装置。
【００１１】
上記（１）の背面投射型映像表示装置によれば、光センサによって、スクリーンの背面で反射される映像光による迷光とスクリーンを透過して入射してくる外光による迷光とを受光して、映像光と外光との双方による光の強度を検出し、該検出された映像光と外光との双方による強度に応じて、投射光強度制御手段によって映像光投射機構から投射される映像光の強度を制御することができるため、映像光の強度が相対的に強いときには該映像光の強度を相対的に抑制する方向に、且つ、外光が相対的に明るいときにはこれに応じて映像光の強度を上げる方向に映像光投射機構から投射される映像光の強度を制御することにより、映像の観察者が眩しさを感じてしまう虞を回避する一方、周囲の明るさにも対応して適切な明るさに調節された映像の表示を行うことができる。
【００１２】
（２）映像表示用の透過式スクリーンと、前記スクリーンの前面側から観察されるべき映像を表す映像信号に対応する映像光をその背面側に投射する映像光投射機構と、前記スクリーンを支持すると共に前記映像光投射機構を自己の内部に収容する筐体と、を備えた背面投射型表示装置であって、前記映像光投射機構から投射された映像光が前記スクリーンの背面側に到る映像光投射光路近傍にあって当該背面側で反射した映像光による迷光を受光可能であり且つ前記スクリーンを透過して入射してくる外光による迷光を受光可能な前記筐体内の所定位置に設けられた光センサと、前記光センサによる検出出力を前記映像光による成分と外光による成分とに分離する検出出力分離手段と、前記検出出力分離手段によって分離された前記映像光による成分と前記外光による成分との双方の成分に各所定の関係で依拠することによって前記映像光投射機構から投射される映像光の強度を制御する投射光強度制御手段と、を備えたことを特徴とする背面投射型映像表示装置。
【００１３】
上記（２）の背面投射型映像表示装置によれば、光センサによって、スクリーンの背面で反射される映像光による迷光とスクリーンを透過して入射してくる外光による迷光とを受光して、映像光と外光との双方による光の強度を夫々検出し、検出出力分離手段によって該検出値から分離された映像光と外光との夫々の強度に各応じて、投射光強度制御手段によって映像光投射機構から投射される映像光の強度を制御することができるため、映像光の強度が相対的に強いときには映像光投射機構から投射される映像光の強度を相対的に抑制するように調節して、映像の観察者が眩しさを感じてしまう虞を回避する一方、外光が相対的に明るいときにはこれに応じて映像光の強度を上げてスクリーンに表示される映像の輝度を高めて明瞭な表示を得るようにして、適切な明るさに調節された映像の表示を行うことができる。
【００１４】
（３）前記検出出力分離手段は、前記光センサの出力を記憶する記憶手段と、映像信号が全黒状態となったことを検出するように設けられ該検出の時点で前記記憶手段の記憶内容を書き換えるタイミング信号を発する全黒状態検出手段と、前記タイミング信号に同期して書き換えられた前記記憶手段における記憶値を外光による成分値とし且つ前記光センサの出力値と前記記憶手段における記憶値との差分値を前記映像投射光による成分値として夫々得る分離処理手段と、を備えたことを特徴とする（２）の背面投射型映像表示装置。
【００１５】
上記（３）の背面投射型映像表示装置によれば、（２）の背面投射型映像表示装置による作用において特に、映像信号が全黒状態となったときに、この状態になったことを検出して全黒状態検出手段が発するタイミング信号に同期して、そのときの光センサの出力を記憶手段に記憶することにより、その記憶値を外光による成分値とする一方、映像信号が全黒状態ではないときの光センサの出力値と当該記憶値との差分として映像投射光による成分値として夫々得るという極めて簡単な構成による分離処理手段によって、映像光と外光との夫々の強度に対応した検出成分の値を得ることができ、これらの値に依拠して、適切な明るさに調節された映像の表示を行うことができる。
【００１６】
（４）前記検出出力分離手段は、前記光センサの出力を記憶する記憶手段と、映像信号の全黒状態に相応する信号を発生する全黒信号発生手段と、外部操作に応じたタイミングで、前記記憶手段の記憶内容を更新する操作と前記全黒信号発生手段によって発生された全黒状態に相応する信号を前記映像信号に替えて前記映像光投射機構の映像光を生成するための回路に供給する操作とを同時に行う操作手段と、当該更新された前記記憶手段における記憶値を外光による成分値とし且つ前記光センサの出力値と前記記憶手段における記憶値との差分値を前記映像投射光による成分値として夫々得る分離処理手段と、を備えたことを特徴とする（２）の背面投射型映像表示装置。
【００１７】
上記（４）の背面投射型映像表示装置によれば、（２）の背面投射型映像表示装置による作用において特に、操作部に対する操作を、例えば、リモートコントローラや本体の該当する操作部位に対する外部操作として、外光が変化したタイミングで行えば、これに同期したタイミングで記憶手段における記憶値である外光による成分値が更新され、該更新によって現在時点の状況に即した値での記憶値を外光による成分値とする一方、光センサの出力値と当該記憶値との差分として映像投射光による成分値として夫々得ることができ、従って、このような外部操作を適宜に行って、映像光と外光との夫々の強度に対応した検出成分の値を得て、その時点での外光および映像光の如何に良く適合した明るさに調節された映像の表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下に参照する図においては、便宜上、説明の主題となる要部は適宜誇張し、要部以外については適宜簡略化し乃至省略されている。
図１は、本発明の実施の形態としての液晶リアプロジェクションテレビジョン受像機（以下、液晶プロジェクションテレビと略記）の光学的構成を表す図である。なお、液晶プロジェクションテレビには、本来、テレビ放送を受信するためのチューナー回路を備えているが、本発明での本質的なところではないため、図示説明は省略している。
【００１９】
図１において、液晶プロジェクションテレビ１００の筐体１０１に映像表示用のスクリーン１０２が図示しない支持機構によって支持され、その内部にはスクリーン１０２の前面側から観察されるべき映像を表す映像信号に対応する映像光を、該スクリーン１０２の背面側に投射する映像光投射機構１１０が収納されている。映像光投射機構１１０の映像光投射エンジン１１１（１１１０）で生成された被表示映像を表す映像光は投射レンズ１１２から射出した映像光を筐体１０１の背面上方の傾斜部内面に沿って配置されたミラー１１３で反射され、スクリーン１０２の背面側に像を結ぶように投射される。
【００２０】
図１中の拡大表示図１−Ａにはスクリーン１０２の水平方向の断面構造が表されている。このスクリーン１０２は、その前面側（最も外側）から順にハードコート層１０２ａ、拡散板１０２ｂ、ブラックストライプ１０２ｃ、および、レンチキュラーレンズ１０２ｄが積層乃至貼り合わされて一体になされ、このように一体に形成された板状体であるレンチキュラーレンズ付拡散板１０２ｅと平行に背面側から対向するようにしてフレネルレンズ１０２ｆが設けられている。
【００２１】
図２は、図１中の拡大表示図１−Ａに表された各要素の配置関係を表す斜視図である。図２において図１と対応する各要素は同一の参照符号を用いて示してあるが、ハードコート層１０２ａについては省略してある。尚、この図２における配置の視点は、図１中の拡大表示図１−Ａにおけるものとは左右が反対になる関係（従って、前後が逆の関係）で表されている。背面側のフレネルレンズ１０２ｆは、スクリーン１０２の四隅の方向へ拡がる光線を中央へ向けるためのもので、視聴者側から見てスクリーン１０２の周辺が暗くなることを防ぐ。
【００２２】
レンチキュラーレンズ１０２ｄは縦方向の凸形状の微小レンズで、光線を水平方向へ広げることにより、水平方向の視野角を広げる。また、拡散板１０２ｂはすりガラス状の板で、投射光がここに結像する。その表面には、レンチキュラーの谷の位置に一致して低反射の黒色材料による複数のブラックストライプ１０２ｃ，１０２ｃが設けられており、投射光は遮らず、外光は吸収することによって、コントラストを低下させないようにしている。
【００２３】
図３は、図１中の映像光投射エンジン１１１０の構成を表す図である。光源であるランプ１１１１から発せられた光は２枚のインテグレータ１１１２ａ，１１１２ｂにより照明範囲内の光量を均一にされ、次いで、偏光変換素子１１１３によりその偏向方向を一方向に揃えられ、コンデンサレンズ１１１４を介して色分解用のＲ反射ダイクロミラー１１１５Ｒに射出される。
【００２４】
Ｒ成分を反射、Ｇ、Ｂ成分を透過するように構成されたＲ反射ダイクロミラー１１１５Ｒによって反射されたＲ成分の光は反射ミラー１１１６ＲおよびＲ用フィールドレンズ１１１７Ｒを介しＲ用透過型液晶パネル１１１８Ｒに照射される。一方、Ｒ反射ダイクロミラー１１１５Ｒによって透過されたＧ、Ｂ成分の光はＧ反射ダイクロミラー１１１５Ｇによって分離され、Ｇ成分の光はＧ用フィールドレンズ１１１７Ｇを介しＧ用透過型液晶パネル１１１８Ｇに照射される。
【００２５】
同様に、Ｒ反射ダイクロミラー１１１５Ｒによって透過されたＢ成分の光はＧ反射ダイクロミラー１１１５Ｇも透過し、リレーレンズ１１１９ａ、反射ミラー１１１６Ｂ−１、リレーレンズ１１１９ｂ、反射ミラー１１１６Ｂ−２、Ｂ用フィールドレンズ１１１７Ｂを介してＢ用透過型液晶パネル１１１８Ｂに照射される。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂ用各透過型液晶パネルの両面には偏光軸を所定の角度とした偏光板が設けられているため、各パネルに照射された光は各パネルを透過後Ｒ，Ｇ，Ｂ各画像を形成しクロスダイクロイックプリズム１１２０によって合成された後、投射レンズ１１２によって投射され、ミラー１１３（図１）を介してスクリーン１０２（図１）上に投影される。
【００２６】
図４は、図１の液晶リアプロジェクションテレビ１００を正面側方より見た透視図である。図４において図１と対応する各要素は同一の参照符号を用いて示してある。また、図４では、投射レンズ１１２によって投射され、ミラー１１３（図１）を介してスクリーン１０２（図１）上に投影される映像光の光路の最も外側の四隅が一点鎖線の矢線で示されている。この実施の形態では、映像光投射機構１１０の投射レンズ１１２から投射された映像光（投射光）がスクリーン１０２の背面側に到る映像光投射光路近傍にあって当該背面側で反射した映像光による迷光を受光可能であり且つスクリーン１０２を透過して入射してくる外光による迷光を受光可能な筐体１０１内の所定位置に光センサ２００が配されている。
【００２７】
この光センサ２００は、特定の指向性を持たないように表面に拡散材料を備えており、投射光の光路から少し外れた位置に設けてある。上記の投射光による迷光と、外光による迷光をこの光センサ２００によって検出することにより、投射光の平均値と外光のそれぞれに比例した検出出力を得ることができる。光センサ２００の配置に関する上述の所定位置は、この実施の形態では、映像光（投射光）と外光との双方の迷光を何れも検出するに適した位置として、図示のように、ミラー１１３の下端縁近傍の左右方向で見た略中央位置に設定してある。
【００２８】
尚、光センサ２００の配置を上述のような位置に設定するに替えて、映像光投射機構１１０の映像光の投射部の背面（映像光投射機構１１０の側周面の適所等）に配置するように構成してもよい。この場合は、光センサ２００の取り付けに際して、その後段の回路と結ぶ長い配線が不要となり、且つ、映像光投射機構１１０単体での組み立て時に取り付けることができるため、装置全体の組み立て作業が簡単になるといった点で有利である。
【００２９】
図５は、図１の映像光投射機構１１０における輝度調整回路の構成を表すブロック図である。入力端５０１から供給された映像信号は、直流再生回路５０２によって、黒レベルが再生される。その後、可変利得増幅回路５０３で増幅され、ガンマ補正回路５０４（Ｒ，Ｇ，Ｂに各応じて５０４Ｒ、５０４Ｇ、５０４Ｂの如く設けられるが、図では各別に描かず、一系統の如くに代表的に表してある）で映像信号にもともとかけられたガンマ（１／２．２）と液晶ライトバルブ５０６（Ｒ，Ｇ，Ｂに各応じて設けられるものを代表的に一つで表す）のガンマが一括して補正され、駆動回路５０５によって液晶ライトバルブを駆動する。
【００３０】
図５では、液晶ライトバルブ（透過型液晶パネル）のＲ，Ｇ，Ｂ各色毎に各１系統の駆動系回路が設けられるところを、代表的に１系統で示しているが、実際には図３のように、Ｒ用透過型液晶パネル１１１８Ｒ、Ｇ用透過型液晶パネル１１１８Ｇ、Ｂ用透過型液晶パネル１１１８Ｂの３枚構成の透過型液晶パネルが適用されているため、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色毎に各１系統の駆動系の回路が夫々に対応して設けられる。
【００３１】
図４を参照して説明した光センサ２００による検出信号はローパスフィルタ２０１により、少なくとも１フレーム（またはフィールド）の期間が平均化されて出力される。このように平均化されて出力されるローパスフィルタ２０１の出力信号は、加算回路２０２の一方の入力端に供給され、また一方、記憶回路２０３にも供給される。
直流再生回路５０２の出力に基づいて入力端５０１に供給される映像信号が全黒状態になったことを検出し該検出状態で検出信号を発する全黒状態検出回路５０７が設けられ、記憶回路２０３は、自己のトリガ端子２０３ａにこの全黒状態検出回路５０７の検出信号に同期したタイミングで上述のように自己に供給されるローパスフィルタ２０１の出力信号を記憶保持する。従って、記憶回路２０３には映像信号が全黒レベルのときの光センサ２００の出力、即ち、検出出力の外光成分に相応するデータが保持される。詳細には、光センサ２００の出力はローパスフィルタ２０１によって遅延されるので、例えば全黒状態検出回路５０７の検出信号が出力されてから、次に全黒状態でなくなって復帰するタイミングで保持するように構成すればよい。
【００３２】
記憶回路２０３に格納された値（外光成分のデータ）は加算回路２０２の他方の入力端（差動入力端）に供給される一方、増幅回路２０４にも供給される。この結果、加算回路２０２の出力端からは光センサ２００の出力から外光成分の値を差し引いた映像光の輝度に相応する成分のデータが得られ、増幅回路２０４は外光成分の値に対し適宜の増幅を施した値Ｓｅを出力する。
【００３３】
加算回路２０２の出力である映像光に相応する成分が反転増幅回路２０５に供給されて増減の変化の方向が反転した信号が形成され、この信号が他方の入力端に信号の直流レベルを適切な値に設定するための定電圧Ｅ１が供給されている加算回路２０６の一方の入力端に供給される。この結果、加算回路２０６の出力端には、映像光の輝度とはその増減の変化の方向が反転し且つ直流レベルが適切に調整された出力ＩＳｖが得られる。
【００３４】
上述の外光成分（その値に対し適宜の増幅を施した）値相応の出力と、映像光の輝度とはその増減の変化の方向が反転し且つ直流レベルが適切に調整された出力とが、加算回路２０７に供給されて、これら両者が加算された出力値（Ｓｅ＋ＩＳｖ）が得られる。このような加算回路２０７の出力値（Ｓｅ＋ＩＳｖ）に対してリミッタ回路２０８によりその上限を一定の値に制限する処理が施された出力信号Ｇｃｓが利得制御信号として可変利得増幅回路５０３の利得制御端子に供給される。
【００３５】
図６は、図４の映像光投射機構１１０の投射レンズ１１２からの投射光の輝度の平均値と図５（および図４）の光センサ２００による検出信号に基づくローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０１の出力の関係を示す図である。外光がない場合は、特性６００１のように投射光の平均値にほぼ比例した出力が得られることになる。外光がある場合には、特性６００２のように、ｂのオフセットが重畳される。なお、投射光の平均値は、増幅回路が最大のゲインで動作している場合にはほぼＡＰＬに比例した出力になっている。
【００３６】
図７は、映像信号が全黒の場合の、外光に対する光センサ２００による検出信号に基づくローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０１の出力の関係を示す図である。外光がａの場合のローパスフィルタ２０１の出力ｂが、図６のオフセットに相当する。従って、外光が明るければ、図６の特性６００２は、よりオフセットが大きくなる傾向を呈する。
【００３７】
図５の回路において、映像信号が全黒の場合に、全黒状態検出回路５０７でこれを検出し、既述のように接続された記憶回路２０３にトリガ信号を送り、ローパスフィルタ２０１の出力値を記憶させる。即ち、プロジェクター（映像光投射機構１１０）に入力信号が入ってない状態や、外部のチューナーの切換え時、コンテンツのシーン切換え時など、全黒または無信号になっているタイミングでローパスフィルタ２０１の出力を記憶させることで、外光による出力成分だけを取出すことができる。外光は、太陽に雲がかかった場合など、それほど大きな変化ではなくとも頻繁に変化することが考えられるが、このような記憶回路２０３を設けたことによって、安定したレベルを得ることができる。
【００３８】
既述のように、加算回路２０２では、ローパスフィルタ２０１の出力から記憶回路２０３の出力を減算するために、外光の影響を除いた、投射光（映像光）の平均値の明るさだけによる特性６００１の出力（図６）を得ることができる。この出力を反転増幅して直流レベルを合わせ（出力ＩＳｖ）、記憶回路の出力を増幅した出力（Ｓｅ）と加算し、リミッタ回路２０８で一定の直流レベルＡで制限をかける。
【００３９】
図８は、リミッタ回路２０８の特性を示す図である。既述のように、リミッタ回路２０８によりその上限を一定の値に制限する処理が施された出力信号Ｇｃｓが利得制御信号として可変利得増幅回路５０３の利得制御端子に供給される。図８にその特性を示す信号Ｇｃｓが自己の利得制御端子に供給された可変利得増幅回路５０３は、ゲインが調整され、信号ＧｃｓがレベルＡのときに最大のゲインとなる。この最大ゲインは、プロジェクター（映像光投射機構１１０）が最大の輝度で動作している状態に相応するように設定してある。
【００４０】
図８において、外光が明るい場合には、特性８００４に示すように、投射光と無関係に動作し、白ピークの輝度は常に最大となる。外光が暗くなり、且つ、漸次、投射光の平均値が明るくなると、特性８００３、８００２、８００１のように可変利得増幅回路５０３のゲインを下げる方向に調節する。このように調節が行われる結果、投射光の平均値が高い場合、即ち、映像信号のＡＰＬが高い場合における眩しさを低減させることができる。実際には、ゲインを下げた場合には投射光の輝度が抑制される結果、光センサ２００の出力も低くなるため、バランスのとれたところで安定する。
【００４１】
以上の構成および作用のうち一局面を本発明思想に即した視座から要約すれば、光センサ２００の出力を記憶する記憶手段（記憶回路２０３）と、映像信号が全黒状態となったことを検出するように設けられ該検出の時点で記憶手段２０３の記憶内容を書き換える（新たな入力によって既存の記憶内容を更新する）タイミング信号を発する全黒状態検出手段（全黒状態検出回路５０７）と、このタイミング信号に同期して書き換えられた記憶手段２０３における記憶値を外光による成分値とし且つ光センサ２００の出力値と記憶手段２０３における記憶値との差分値を映像投射光による成分値として夫々得る分離処理手段（加算回路２０２）と、を備えて検出出力分離手段が構成されているものと見ることができる。
【００４２】
また、この検出出力分離手段によって分離された映像光投射光による成分、即ち、加算回路２０２の出力として得られる成分については、反転増幅回路２０５で極性を反転させ加算回路２０６でレベルＥ１を加算して動作点を調整することによって、極性が反転し且つ反転増幅回路２０５のゲイン相当のウエイトを付けた値ＩＳｖを得、他方、同検出出力分離手段によって分離された外光による成分、即ち、記憶手段２０３における記憶値（その出力）として得られる成分については、増幅回路２０４のゲイン相当のウエイトを付けた値Ｓｅを得て、上述の各ウエイト付けという「各所定の関係」でこれら双方の成分を加算回路２０７で合成した値にリミッタ回路２０８でリミッタ処理を施した値に依拠することによって映像光投射機構１１０から投射される映像光の強度を制御する投射光強度制御手段が構成されているものと見ることができる。
【００４３】
尚、「各所定の関係」は、具体的には、増幅器２０４のゲイン、反転増幅器２０５のゲインおよび加算回路２０６で加算される直流レベルＥ１の程度によって、所望の設計値に設定することができ、或いはまた、デジタル回路での処理のアルゴリズムに依る他の適宜の公知の手法等によって、幅広く、静的で簡易な、或いはまた、動的で適応的な関係を所望に応じて設定可能である。
【００４４】
本実施の形態では、上述のような構成により、画面（スクリーン１０２）の輝度を投射光の平均値と外光に応じて制御することができるので、周囲（外光）が明るい場合は最大輝度で投射して、画面が最も明るい状態で見ることができる。また周囲が暗くなるにしたがって、投射光の平均値に対応して輝度を低下させて投射するので、ＡＰＬが高い信号では眩しさを低減させることができるだけでなく、小面積の白のような信号は高い輝度で投射するので、輝き感を低下させることなく表示することができる。
【００４５】
このような効果を生じるのは、光センサ２００の出力をローパスフィルタ２０１で１フレーム（またはフィールド）期間積分した出力に基づいて制御しているからである。即ち、リミッタ回路２０８の出力（従って、可変利得増幅回路５０３の利得制御端子に供給される利得制御信号）の特性を表す図８において、外光の輝度が低下した場合には８００１のような特性を呈することになるが、小面積の白は、輝度レベルのピーク値は高いがＡＰＬは低い信号であるため、ローパスフィルタ２０１の出力レベルは低く、従って、特性曲線８００１上で左寄りの領域に該当することになり、リミッタ回路２０８の出力は最大値に近くなり、小面積の白の輝度レベルのピーク値に対しては殆ど抑制作用がかからず、その輝度を維持できるからである。
【００４６】
なお、輝度の変化の反応時間（応答特性）については、光センサ２００の出力側のローパスフィルタ２０１の特性を変えることや、遅延回路を直列に追加することによって任意に所望の設定をすることができる。
図９は、他の実施の形態における輝度調整回路の構成を表すブロック図である。図９において、既述の図５との対応部は同一の参照符号を用いて示し、それら各部の説明は省略する。この図９の実施の形態では、直流再生回路５０２と可変利得増幅回路５０３との間に二連型のスイッチ６００を設け、その第１接点６０１によって全黒のレベルＥ２が印加された電極と直流再生回路５０２の出力端とが選択的に可変利得増幅回路５０３の入力端に接続されるように構成されている。また、上述の第１接点６０１に連動する第２接点６０２によって、第１接点６０１によって全黒のレベルＥ２が可変利得増幅回路５０３の入力端に接続されるタイミングに同期して、接地レベルの信号が記憶回路２０３のトリガ端子２０３ａに印加され、記憶動作のトリガがかかるように構成されている。詳細には、光センサ２００の出力はローパスフィルタ２０１によって遅延されるので、例えばスイッチ６００が戻るタイミングで記憶させればよい。
【００４７】
スイッチ６００は、図示しない操作子を、液晶リアプロジェクションテレビ１００の筐体１０１の外部、またはリモコンで操作できるようになっており、これを押すことにより第１接点６０１によって全黒のレベルＥ２が可変利得増幅回路５０３の入力端に接続されると同時に、接地レベルの信号が記憶回路２０３のトリガ端子２０３ａに印加され、その時点での外光に相当するデータを記憶回路２０３に記憶させることができる。
【００４８】
図９の実施の形態の構成および作用のうち一局面を本発明思想に即した視座から要約すれば、光センサ２００の出力を記憶する記憶手段２０３と、映像信号の全黒状態に相応する信号を発生する全黒信号発生手段（Ｅ２）と、外部操作に応じたタイミングで、記憶手段２０３の記憶内容を更新する操作と全黒信号発生手段（Ｅ２）によって発生された全黒状態に相応する信号を映像信号に替えて映像光投射機構１１０の映像光を生成するための回路（可変利得増幅回路５０３）に供給する操作とを同時に行う操作手段（スイッチ６００）と、当該更新された前記記憶手段における記憶値を外光による成分値とし、且つ、光センサ２００出力値と記憶手段２０３における記憶値との差分値を映像投射光による成分値として、夫々得る分離処理手段（加算回路２０２）と、を備えて検出出力分離手段が構成されているものと見ることができる。
【００４９】
尚、この検出出力分離手段によって分離された映像光投射光による成分、即ち、加算回路２０２の出力として得られる成分については、反転増幅回路２０５で極性を反転させ加算回路２０６でレベルＥ１を加算して動作点が調整することによって、極性が反転し且つ反転増幅回路２０５のゲイン相当のウエイトを付けた値ＩＳｖを得、他方、同検出出力分離手段によって分離された外光による成分、即ち、記憶手段２０３における記憶値（その出力）として得られる成分については、増幅回路２０４のゲイン相当のウエイトを付けた値Ｓｅを得て、上述の各ウエイト付けという「各所定の関係」でこれら双方の成分を加算回路２０７で合成した値にリミッタ回路２０８でリミッタ処理を施した値に依拠することによって映像光投射機構１１０から投射される映像光の強度を制御する投射光強度制御手段が構成されているものと見ることができる点、並びに、この「各所定の関係」を種々の方法によって適宜に設定可能である点は、図５の実施の形態と同様である。
【００５０】
図９の実施の形態では、図５の実施の形態による場合と同様の作用効果の他、例えば、部屋の照明光を人為的に変化させた場合や、カーテンを引くなど、外光が比較的大きく急変する場合には、人為的にスイッチ６００を操作することにより、外光が変化した後でも見やすい状態にすることができる。
なお、本実施例では液晶リアプロジェクションテレビについて説明したが、チューナー回路を備えていない、液晶リアプロジェクター（液晶リアモニター）においても、全く同じ効果が得られることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態としての液晶リアプロジェクションテレビジョン受像機の光学的構成を表す図である。
【図２】図１中の拡大表示図１−Ａに表された各要素の配置関係を表す斜視図である。
【図３】図１中の映像光投射エンジンの構成を表す図である。
【図４】図１の液晶リアプロジェクションテレビジョン受像機を正面側方より見た透視図である。
【図５】図１中の光投射機構における輝度調整回路の構成を表すブロック図である。
【図６】図４中の映像光投射機構の投射レンズからの投射光の輝度の平均値と図５の光センサによる検出信号に基づくローパスフィルタの出力の関係を示す図である。
【図７】映像信号が全黒の場合の、外光に対する光センサによる検出信号に基づくローパスフィルタの出力の関係を示す図である。
【図８】図５中のリミッタ回路の特性を示す図である。
【図９】他の実施の形態における輝度調整回路の構成を表すブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００…液晶プロジェクションテレビ  １０１…筐体  １０２…スクリーン  １０２ａ…ハードコート層  １０２ｂ…拡散板  １０２ｃ…ブラックストライプ  １０２ｄ…レンチキュラーレンズ  １０２ｅ…レンチキュラーレンズ付拡散板  １０２ｆ…フレネルレンズ  １１０…映像光投射機構  １１１…映像光投射エンジン  １１２…投射レンズ  １１３…ミラー  ２００…光センサ  ２０１…ローパスフィルタ  ２０２…加算回路  ２０３…記憶回路  ２０３ａ…トリガ端子  ２０４…増幅回路  ２０５…反転増幅回路  ２０６…加算回路  ２０７…加算回路  ２０８…リミッタ回路  ５０１…入力端  ５０２…直流再生回路  ５０３…可変利得増幅回路  ５０４…ガンマ補正回路  ５０５…駆動回路  ５０６…液晶ライトバルブ  ５０７…全黒状態検出回路  ６００…スイッチ  ６０１…第１接点  ６０２…第２接点  １１１０…映像光投射エンジン  １１１１…光源  １１１ａ，１１１２ｂ…インテグレータ  １１１３…偏光変換素子  １１１４…コンデンサレンズ  １１１５Ｒ…Ｒ反射ダイクロミラー  １１１５Ｇ…Ｇ反射ダイクロミラー  １１１６Ｒ…反射ミラー  １１１６Ｂ−１，１１１６Ｂ−２…反射ミラー  １１１７Ｒ…Ｒ用フィールドレンズ  １１１７Ｇ…Ｇ用フィールドレンズ  １１１７Ｂ…Ｂ用フィールドレンズ  １１１８Ｒ…Ｒ用透過型液晶パネル  １１１８Ｇ…Ｇ用透過型液晶パネル  １１１８Ｂ…Ｂ用透過型液晶パネル  １１１９ａ…リレーレンズ  １１２０…クロスダイクロイックプリズム
【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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【図８】
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【図９】
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