(57)【要約】【課題】使用環境、入力映像信号に合わせた、異なる輝度およびコントラストの映像を表示させることができる投射型表示装置を提供する。【解決手段】液晶ライトバルブ１を用いた投射型表示装置において、液晶ライトバルブ１の入射側偏光板２および出射側偏光板３に、異なる偏光度を持つ少なくとも２種類以上の偏光板を隣接させて設置し、光軸に対し垂直な方向に前記偏光板を移動させるアクチュエーター８および９を入射側、出射側にそれぞれ備え、場合に応じて前記入射側、出射側偏光板２、３を同時に切り替えることで、入力映像信号や使用用途、使用環境の光量などに合わせた最適な映像表示を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示手段に入射偏光板を介して光源からの光を照射し、前記液晶表示手段の映像を出射偏光板を介してスクリーン上に映出する投射型表示装置において、
少なくとも２種類以上の異なる偏光度を持つ偏光板をそれぞれ隣接して備えた前記入射偏光板および前記出射偏光板と、
前記入射偏光板および前記出射偏光板それぞれを光軸に対し垂直な方向に移動させる移動手段とを有し、
前記入射偏光板および前記出射偏光板の異なる偏光度の組み合わせを作ることにより、異なる輝度およびコントラストの映像を映出させることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記移動手段は、非線形のネジ溝を有する棒状回転体と、前記棒状回転体を駆動するアクチュエーターと、前記偏光板を保持する保持部品を有し、前記保持部品は前記棒状回転体と係合し、前記回転体の回転に連動して移動することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示手段を用いた投射型表示装置に関するものである。
本発明は投射型表示装置に関し、より詳細には、投射型表示装置の１枚の液晶ライトバルブまたはＲＧＢ用の液晶ライトバルブ（以下、液晶ライトバルブ）を用いた１組の光学エンジンで、使用環境や入力映像信号に合わせた最適な映像を映出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶プロジェクタ装置など、映像をスクリーン上に拡大投影することにより大画面を実現する投射型表示装置が普及している。通常、これら投射型表示装置の使用形態は、屋外や明るい部屋など周辺照度が高い環境、あるいはカーテンや壁などで仕切られた周辺照度が低い環境といった、様々な環境下で使用されている。
【０００３】
また、投射型表示装置に入力される映像信号に関しても、屋外などでの広告表示や、明るい部屋などでのプレゼンテーション資料の表示などは、比較的原色表示が多く、明るい映像である場合が多い。それに対して、暗い室内において映画ソースなどの暗い輝度の映像ソースを投影表示させる場合は、ピーク輝度はあまり必要ではなく、それよりもむしろ黒レベルの低減、低階調映像信号を黒浮き無しに表示させることが重要である。
【０００４】
このような投射型表示装置の様々な使用環境、入力映像信号に対応する従来技術として、例えば（特許文献１）がある。
（特許文献１）では、図４に示すような構成で、光源と液晶ライトバルブ間の照明光学系に機構的な光シャッター（図５参照）を備え、周囲環境の光量に応じて該光シャッターを絞ることで、液晶ライトバルブへの入射角の大きい光から順に遮光していき、液晶ライトバルブに到達する光量を一定の割合で低減させている。これにより、照明を暗くした室内などで使用する場合の黒色の浮きによるコントラストの低下を抑制することを実現している。
【特許文献１】特開２００３−１０７４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記（特許文献１）の構成では、以下のような課題を有していた。例えば、黒の輝度レベルを下げた場合に、同一画面上に表示された白の部分の輝度レベルも追従して下がり、単に全体的に暗くなった画像となり、このためダイナミックレンジは改善されていない。また、液晶ライトバルブに入射される照明光の角度がシャッターを入れることで変化するため、映出画像に色ムラが発生し画像品位が低下する。さらに、遮った照明光がランプ部へ反射光として戻るため、ランプの温度が上昇しランプ寿命に悪影響を与え、かつ機構的な光シャッターもランプからの光で高温にさらされるために信頼性に欠けている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の投射型表示装置は、液晶表示手段に入射偏光板を介して光源からの光を照射し、前記液晶表示手段の映像を出射偏光板を介してスクリーン上に映出する投射型表示装置において、少なくとも２種類以上の異なる偏光度を持つ偏光板をそれぞれ隣接して備えた前記入射偏光板および前記出射偏光板と、前記入射偏光板および前記出射偏光板それぞれを光軸に対し垂直な方向に移動させる移動手段とを有し、前記入射偏光板および前記出射偏光板の異なる偏光度の組み合わせを作ることにより、異なる輝度およびコントラストの映像を映出させることを特徴とするものである。
【０００７】
さらに、前記移動手段は、非線形のネジ溝を有する棒状回転体と、前記棒状回転体を駆動するアクチュエーターと、前記偏光板を保持する保持部品を有し、前記保持部品は前記棒状回転体と係合し、前記回転体の回転に連動して移動することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明の投射型表示装置によれば、投射型表示装置の使用環境の光量や使用用途、および入力映像信号の輝度レベルに合わせた最適な映像を映出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の投射型表示装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図１、図２、および図３を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施例における投射型表示装置の主要部の斜視図を、図２は本発明の実施例における投射型表示装置のブロック構成図を、また図３は本発明の実施例における投射型表示装置の全体構成図を示したものである。
【００１１】
光源ランプ１０と、液晶を用いた画像表示手段である液晶ライトバルブ１との間に、異なる偏光度を持つ少なくとも２種類以上の偏光板を隣接して備えた入射側偏光板２を配置する。該偏光板は特定の振動方向を持つ光のみを通過させ、それ以外の振動方向の光を吸収する。また、入射偏光板２は、入射偏光板２自身を移動させるための溝を備えた保持部品４に保持されている。液晶ライトバルブ１の光出射側にも、異なる偏光度を持つ少なくとも２種類以上の偏光板が隣接して備えられた出射側偏光板３を、液晶ライトバルブ１と投影レンズ１１の間に配置し、液晶ライトバルブ１に入射され映像信号にあわせて光変調された光のうち、特定の振動方向の光のみを選択して透過させ、その他の振動方向の光を吸収する。前記出射偏光板３も入射偏光板２と同様に、出射偏光板３自身を移動させるための溝を備えた保持部品５に保持されている。以上のような構成で、液晶ライトバルブ１の映像を投射レンズ１１でスクリーンへ拡大投影させる。
【００１２】
ここで、図３に示すように、投射レンズ１１のＦナンバー（ｆ２．０）に合わせるため、ランプ１０の照明光は、対角が０．７”（横方向２２．１５ｍｍ×縦方向１２．４６ｍｍ）の液晶ライトバルブ１に、最大像高および全方向より１１°で入射させなければならない。このとき、入射偏光板２を透過後液晶ライトバルブ１に入射し、かつ投射レンズ１１を介してスクリーン上に映出させることができる範囲は、液晶ライトバルブ１の表面と入射偏光板２との距離が５．５ｍｍのとき、入射偏光板２の面上で縦方向１４．６ｍｍ×横方向２４．２ｍｍとなる。従って、入射偏光板２が２種類の異なる偏光板で構成され、かつ光軸に対し垂直な方向に入射偏光板２を移動させる場合、入射偏光板２の有効範囲は縦方向２４．９２ｍｍ、横方向２２．１５ｍｍとなる。この場合、入射偏光板２の総重量は基板厚みが０．５ｍｍの時に１．１ｇとなり、軽微なアクチュエーターでも十分に稼動させることが可能である。また、出射偏光板３も液晶ライトバルブ１の表面と出射偏光板３との距離が５．５ｍｍのとき、出射偏光板３の有効範囲は前記入射偏光板２と同様に、縦方向１４．６ｍｍ×横方向２４．２ｍｍの寸法が必要である。
【００１３】
次に、特性の異なる偏光板の使用について、ここではポラテクノ社製偏光板を例に挙げ説明する。通常の表示と、例えば映画ソースなどの暗い輝度の映像ソースの表示のような異なる２つのパターンの使用を行う場合、通常時、入射側の偏光板２−ａと出射側の偏光板３−ａには明るさとコントラストのバランスがとれた偏光板ＳＨＣ−ＰＧＮ３０３ＵＨＣＡＲ（特性は直線偏光された光を入射した場合に平行透過率７８．２６％、直行透過率０．０１２％を有する）を使用し、映画ソースなどの暗い輝度の映像ソースを投影表示させる時には、入射側の偏光板２−ｂと出射側の偏光板３−ｂにコントラスト重視の偏光板ＳＨＣ−ＰＧＮ４０３ＵＨＣＡＲ（特性は直線偏光された光を入射した場合に平行透過率７０．２６％  直行透過率０．００４％を有する）を使用する。これら２種類の偏光板を切り替えることで、切り替え前後比で明るさは１１％低下するが黒レベルを９倍低減できる。一方、通常の表示と、屋外での広告または明るい部屋などでのプレゼンテーション資料の表示のような異なる２つのパターンの使用を行う場合は、前記入射側の偏光板２−ｂと前記出射側の偏光板３−ｂに輝度重視のＳＨＣ−Ａ２８ＵＫ２ＨＣＡＲ（特性は直線偏光された光を入射した場合に平行透過率８５．７２％  直行透過率０．０６８％を有する）を使用して切り替えることで、切り替え前後比で約１割明るい映像が映出できる。さらに、上記３種類の偏光板を使用すれば１台のセットで、屋外の広告または明るい部屋などでのプレゼンテーション資料の表示から通常表示、さらには映画ソースなどの暗い輝度の映像ソースの表示まで、異なる３つのパターンの使用に合わせた映像表示が可能となる。
【００１４】
最後に、上記特性の異なる２種類以上の偏光板の切り替え手段について説明する。アクチュエーター８のネジ部８−ａ側の入射偏光板２側面部に、アクチュエーター８のネジ部８−ａと同じピッチのネジ溝を持つナット状の保持部品６を取り付け、アクチュエーター８のネジ部８−ａが回転するたびに、保持部品６と保持部品６によって保持されている入射偏光板２が、保持部品４の溝に沿って光軸に対し垂直な方向に移動する。この機構により、入射偏光板２の隣接する偏光板２−ａと偏光板２−ｂを切り替えることができる。また出射側においても、入射側の偏光板２−ａと偏光板２−ｂの切り替えタイミングに同期させ、前記入射偏光板２と同様にアクチュエーター９、ネジ部９−ａおよび保持部品７を使用して、偏光板３−ａと偏光板３−ｂを切り替える。ここで、入射偏光板２、出射偏光板３を切り替えるタイミングおよび仕組みは、図２のブロック構成図で示すような流れで、投射型表示装置を使用する使用者があらかじめ装置内に組み込まれている切り替えメニューで選択し切り替えるか、映像信号メニューで広告用、プレゼンテーション用のモード、または映画ソース用のモードを選択すると、アクチュエーター８の稼動によりユーザーの意図した設定に合った入射偏光板２および出射偏光板３の種類に切り替えることができる。
【００１５】
以上のように、入射偏光板２および出射偏光板３に異なる偏光度を持つ少なくとも２種類以上の偏光板を隣接させて保持し、光軸に対し垂直な方向に移動させる機構により、場合に応じて切り替えることで、入力映像信号や使用用途、使用環境の光量などに合わせた最適な映像表示が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明にかかる投射型表示装置は、投射型表示装置の使用環境の光量や使用用途、および入力映像信号の輝度レベルに合わせた最適な映像を映出させることができる。例えば、明るい環境下での投射表示には、黒レベルの低減ではなく、投射型表示装置から出力される絶対輝度が必要であり、また一方映画ソースのような暗い輝度の映像ソースを投影表示させる場合は、ピーク輝度はあまり必要ではなく、それよりも黒レベルの低減、低階調映像信号を黒浮き無しに表示させることが重要である。本発明はこのような相反する性能を必要とする投射型表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１における投射型表示装置の斜視図
【図２】本発明の実施例１における投射型表示装置のブロック構成図
【図３】本発明の実施例１における投射型表示装置の全体構成図
【図４】従来の投射型表示装置の構成図
【図５】従来の投射型表示装置の光シャッターの構成図
【符号の説明】
【００１８】
１  液晶ライトバルブ
２  入射偏光板
２−ａ  通常使用する偏光板
２−ｂ  通常使用する偏光板とは異なる特性の偏光板
３  出射偏光板
３−ａ  通常使用する偏光板
３−ｂ  通常使用する偏光板とは異なる特性の偏光板
４  ２の保持部品
５  ３の保持部品
６  ２を８−ａで稼動させるための保持部品
７  ３を９−ａで稼動させるための保持部品
８  ２のアクチュエーター
８−ａ アクチュエーター８のネジ部
９  ３のアクチュエーター
９−ａ  アクチュエーター９のネジ部
１０  ランプ
１１  投影レンズ
【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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