(57)【要約】【課題】コントラスト感を高めることができる投写型表示装置を提供する。【解決手段】プロジェクタ１は、光源ランプ２０１と、光源ランプ２０１からの光を映像信号に基づいて変調する液晶パネル２１２、２１４、２１８と、光源ランプ２０１からの光を液晶パネル２１２、２１４、２１８に導く導光光学系と、導光光学系に含まれ、光源ランプ２０１からの光による液晶パネル２１２、２１４、２１８の照明領域が変化する方向に変位可能な可変レンズ２０６、２１５と、可変レンズ２０６、２１５を駆動するレンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂと、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂを制御するＣＰＵ５０１と、１フレーム分の映像信号の平均輝度レベルを検出する輝度検出回路５０６ａ検出部と、を備える。ＣＰＵ５０１は、画像の明るさが暗いほど照明領域が大きくなるようレンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂを制御する。【選択図】図５
2013015599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を被投写面に投写する投写型表示装置において、
光源と、
前記光源からの光を映像信号に基づいて変調する光変調部と、
前記光源からの光を前記光変調部に導く導光光学系と、
前記導光光学系に含まれ、前記光源からの光による前記光変調部の照明領域が変化する方向に変位可能なレンズと、
前記レンズを駆動するレンズ駆動部と、
前記レンズ駆動部を制御する制御部と、
前記画像の明るさを検出する検出部と、を備え、
前記制御部は、前記検出部が検出する画像の明るさが暗いほど前記照明領域が大きくなるよう前記レンズ駆動部を制御する、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投写型表示装置において、
前記照明領域が最も小さくなる位置に前記レンズがあるときに、前記光源からの光による結像面が前記光変調部に形成されるように、前記導光光学系が構成される、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の投写型表示装置において、
前記制御部は、前記検出部が検出する画像の明るさが所定の明るさよりも暗いときに、当該画像の明るさが暗いほど前記照明領域が大きくなるよう前記レンズ駆動部を制御する、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の投写型表示装置において、
前記光変調部は、赤色の光を変調する赤色光変調部と、緑色の光を変調する緑色光変調部と、青色の光を変調する青色光変調部と、を含み、
前記導光光学系は、前記光源からの光を収束させるコンデンサレンズと、前記コンデンサレンズにより収束された光を、前記赤色、前記青色および前記緑色の光のうちの１つの光と２つの光とに分離する光分離素子と、とを含み、
前記光分離素子により分離された前記２つの光の光路および前記１つの光の光路のそれぞれに前記レンズおよび前記レンズ駆動部が配される、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の投写型表示装置において、
前記検出部は、前記映像信号に含まれる輝度情報から前記画像の平均輝度を求め、当該平均輝度に基づいて前記画像の明るさを検出する、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を変調して被投写面に投写する投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型表示装置（以下、「プロジェクタ」という）は、光源からの光を光変調素子で変調し、変調された光（以下、「映像光」という）を被投写面に投写する。光変調素子には、たとえば、液晶パネルが用いられる（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２６４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクタでは、コントラスト感を高めることにより、深みのある画質を実現することができる。しかしながら、黒い画像を映し出すために、液晶パネルが完全にオフの状態とされても、液晶パネルからは僅かに光が漏れ出てしまう。よって、真に黒い画像を映すのは難しく、このため、コントラスト感を高めることが難しい。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、コントラスト感を高めることができる投写型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、画像を被投写面に投写する投写型表示装置に関する。本発明の投写型表示装置は、光源と、前記光源からの光を映像信号に基づいて変調する光変調部と、前記光源からの光を前記光変調部に導く導光光学系と、前記導光光学系に含まれ、前記光源からの光による前記光変調部の照明領域が変化する方向に変位可能なレンズと、前記レンズを駆動するレンズ駆動部と、前記レンズ駆動部を制御する制御部と、前記画像の明るさを検出する検出部と、を備える。ここで、前記制御部は、前記検出部が検出する画像の明るさが暗いほど前記照明領域が大きくなるよう前記レンズ駆動部を制御する。
【０００７】
たとえば、前記検出部は、前記映像信号に含まれる輝度情報から前記画像の平均輝度を求め、当該平均輝度に基づいて前記画像の明るさを検出する。
【０００８】
本発明の投写型表示装置によれば、被投写面に投写される画像が暗いほど、光変調部の照明領域が大きくされる。照明領域が大きくなると、光変調部の有効表示領域の外側に照射される光量が増加するため、有効表示領域内に照射される光量が減少する。
【０００９】
したがって、投写される画像が暗い場合に光変調部の有効表示領域内に照射される光量を少なくすることができるので、光変調部からの漏れる光を抑制でき、コントラスト感を高めることができる。
【００１０】
本発明の投写型表示装置において、前記照明領域が最も小さくなる位置に前記レンズがあるときに、前記光源からの光による結像面が前記光変調部に形成されるように、前記導光光学系が構成され得る。
【００１１】
上記のようにレンズを変位させることにより照明領域を変化させた場合、それに伴って
、光源からの光による結像面の位置が変化する。結像面が光変調部に形成されない場合には、投写される画像に、暈けや色むらなどの画質劣化が生じ得る。
【００１２】
上記の構成とすれば、照明領域が大きくなることにより、結像面が光変調部からずれても、暗い画像において画質劣化が生じることとなる。よって、画質劣化が目立ちにくい。
【００１３】
上記の構成とした場合、前記制御部は、前記検出部が検出する画像の明るさが所定の明るさよりも暗いときに、当該画像の明るさが暗いほど前記照明領域が大きくなるよう前記レンズ駆動部を制御するような構成とされ得る。
【００１４】
画像が暗い場合に光量を低減させることで、コントラスト感が大きく高められる。一方、画像が明るい場合に光量を調整しても、コントラスト感の向上はあまり期待できない。上記の構成とすれば、コントラスト感が大きく高められる画像の暗い範囲において光量が調整され、画像が明るい範囲においては光量が調整されない。よって、照明領域を変化させることにより投写画像に生じる画質劣化を極力抑制できる。
【００１５】
本発明の投写型表示装置において、前記光変調部は、赤色の光を変調する赤色光変調部と、緑色の光を変調する緑色光変調部と、青色の光を変調する青色光変調部と、を含むよう構成され得る。この場合、前記導光光学系は、前記光源からの光を収束させるコンデンサレンズと、前記コンデンサレンズにより収束された光を、前記赤色、前記青色および前記緑色の光のうちの１つの光と２つの光とに分離する光分離素子と、を含む。さらに、前記光分離素子により分離された前記２つの光の光路および前記１つの光の光路のそれぞれに前記レンズおよび前記レンズ駆動部が配される。
【００１６】
光分離素子よりも光源側にレンズが配されるより、光分離素子よりも光変調部側にレンズが配される方が、コンデンサレンズにより収束されて、より絞られた光が入射されるため、レンズのサイズを小さくできる。これに伴い、レンズ駆動部も小さくできる。
【００１７】
したがって、上記の構成とすれば、光分離素子と、光分離素子により分離された２つの光が入射される光学素子、たとえば、２つの光をさらに分離する光分離素子との間のスペースに、一方のレンズおよびレンズ駆動部を容易に配置できる。同様に、光分離素子と、光分離素子により分離された１つの光が入射される光学素子、たとえば、１つの光を反射する反射ミラーとの間のスペースに、他方のレンズおよびレンズ駆動部を容易に配置できる。よって、レンズおよびレンズ駆動部を配することによる導光光学系の全体サイズの増加を抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のとおり、本発明によれば、コントラスト感を高めることができる投写型表示装置を提供することができる。
【００１９】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る光学エンジンの構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係るレンズアクチュエータの構成を示す図である。
【図４】実施の形態に係るレンズアクチュエータの構成を示す図である。
【図５】実施の形態に係るプロジェクタの回路系の構成を示す図である。
【図６】実施の形態に係るＡＰＬと液晶パネルにおける照明領域の大きさとの関係を示す図である。
【図７】実施の形態に係るレンズアクチュエータの制御に係る処理動作を示すフローチャートである。
【図８】変更例に係る可変レンズおよびレンズアクチュエータの配置構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。
【００２２】
図１は、プロジェクタ１の構成を示す図である。図１を参照して、プロジェクタは、横長の略直方体形状を有するキャビネット１０を備えている。キャビネット１０には、前面左側に投写窓１０１が形成されており、前面右側および右側面にキャビネット１０内部から排気を行うための排気口１０２、１０３がそれぞれ形成されている。また、キャビネット１０の上面には、操作部１０４が設けられている。操作部１０４には、複数の操作キーが配されている。
【００２３】
キャビネット１０の内部には、光学エンジン２０および投写レンズユニット３０が配されている。光学エンジン２０は、映像信号に基づいて変調された映像光を生成する。光学エンジン２０には、投写レンズユニット３０が装着されており、投写レンズユニット３０の前端部が、投写窓１０１から前方に露出している。投写レンズユニット３０は、光学エンジン２０で生成された映像光を、プロジェクタの前方に配されたスクリーン面に拡大投写する。
【００２４】
図２は、光学エンジン２０の構成を示す図である。
【００２５】
光源ランプ２０１は、白色光を発する発光体と、発光体から発せられた光を反射するリフレクターとを備えている。発光体としては、たとえば、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ等が用いられる。
【００２６】
光源ランプ２０１から出射された白色光は、フライアイインテグレータ２０２、ＰＢＳアレイ２０３、コンデンサレンズ２０４を通過する。フライアイインテグレータ２０２は一対のフライアイレンズ２０２ａ、２０２ｂからなり、各フライアイレンズ２０２ａ、２０２ｂは蠅の目状に配列された多数の小レンズから構成されている。これら小レンズによって入射された光が分割される。分割された各光は、コンデンサレンズ２０４により液晶パネル（後述する）に重畳される。これにより、液晶パネルに照射される光の光量分布が均一化される。また、フライアイインテグレータ２０２により分割された各光は、ＰＢＳアレイ２０３によって偏光方向が一方向に揃えられる。
【００２７】
コンデンサレンズ２０４を通過した光は、ダイクロイックミラー２０５に入射される。ダイクロイックミラー２０５は、入射された光のうち、赤色波長帯の光（以下、「Ｒ光」という）と緑色波長帯（以下、「Ｇ光」という）を透過し、青色波長帯（以下、「Ｂ光」という）を反射する。
【００２８】
ダイクロイックミラー２０５を透過したＲ光およびＧ光は、可変レンズ２０６を通過してダイクロイックミラー２０７に入射する。ダイクロイックミラー２０７は、Ｒ光を透過しＧ光を反射する。
【００２９】
ダイクロイックミラー２０７を透過したＲ光は、コンデンサレンズ２０４、可変レンズ２０６、リレーレンズ２０８およびコンデンサレンズ２０９によるレンズ作用と反射ミラ
ー２１０、２１１での反射によって液晶パネル２１２に照射される。液晶パネル２１２は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。なお、液晶パネル２１２の入射側には、図示しない入射側偏光板が配されており、入射側偏光板を介して液晶パネル２１２にＲ光が照射される。また、液晶パネル２１２の出射側には図示しない出射側偏光板が配されており、液晶パネル２１２から出射されたＲ光が出射側偏光板に入射される。
【００３０】
ダイクロイックミラー２０７で反射されたＧ光は、コンデンサレンズ２０４、可変レンズ２０６およびコンデンサレンズ２１３によるレンズ作用によって液晶パネル２１４に照射される。液晶パネル２１４は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。なお、液晶パネル２１４の入射側には、図示しない入射側偏光板が配されており、入射側偏光板を介して液晶パネル２１４にＧ光が照射される。また、液晶パネル２１４の出射側には図示しない出射側偏光板が配されており、液晶パネル２１４から出射されたＧ光が出射側偏光板に入射される。
【００３１】
ダイクロイックミラー２０５で反射されたＢ光は、コンデンサレンズ２０４、可変レンズ２１５およびコンデンサレンズ２１６によるレンズ作用と反射ミラー２１７での反射によって液晶パネル２１８に照射される。液晶パネル２１８は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。なお、液晶パネル２１８の入射側には、図示しない入射側偏光板が配されており、入射側偏光板を介して液晶パネル２１８にＢ光が照射される。また、液晶パネル２１８の出射側には図示しない出射側偏光板が配されており、液晶パネル２１８から出射されたＢ光が出射側偏光板に入射される。
【００３２】
液晶パネル２１２、２１４、２１８によって変調され、出射側偏光板から出射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、ダイクロイックプリズム２１９に入射する。ダイクロイックプリズム２１９は、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光のうち、Ｒ光とＢ光を反射するとともにＧ光を透過し、これにより、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を色合成する。こうして、色合成された映像光が、ダイクロイックプリズム２１９から投写レンズユニット３０に向けて出射される。
【００３３】
なお、フライアイインテグレータ２０２、ＰＢＳアレイ２０３、コンデンサレンズ２０４、ダイクロイックミラー２０５、２０７、可変レンズ２０６、２１５、リレーレンズ２０８、コンデンサレンズ２０９、２１３、２１６および反射ミラー２１０、２１１、２１７により、光源ランプ２０１からの光を、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光に分離して液晶パネル２１２、２１４、２１８へと導く導光光学系が構成される。
【００３４】
可変レンズ２０６および可変レンズ２１５は、それぞれ、レンズアクチュエータ４０Ａおよびレンズアクチュエータ４０Ｂにより、可変レンズ２０６、２１５の光軸方向に変位される。レンズアクチュエータ４０Ａおよびレンズアクチュエータ４０Ｂは同じ構成を有する。
【００３５】
図３および図４は、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの構成について説明するための図である。
【００３６】
図３（ａ）は、可変レンズ２０６、２１５が装着されたレンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。図４（ａ）は、可変レンズ２０６、２１５が最も後方、即ち光源ランプ２０１側に位置する状態の図３（ａ）のＢ−Ｂ´断面図であり、図４（ｂ）は、可変レンズ２０６、２１５が最も前方、即ち液晶パネル２１２、２１４、２１８側に位置する状態の図３（ａ）のＢ−Ｂ´断面図である。図４（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、可変レンズ２０６、２１５が最も後方または最も前方に位置するときの、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域を示
す図である。
【００３７】
図３および図４を参照して、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂは、ホルダ４１０と、送り板４２０と、２つのガイド軸４３０と、２つのバネ４４０と、支持台４５０と、駆動モータ４６０と、固定具４７０とを含む。
【００３８】
ホルダ４１０は、可変レンズ２０６、２１５を保持する。ホルダ４１０には、左右両側にガイド片４１１が設けられており、ガイド片４１１にはガイド穴４１２が形成されている。
【００３９】
ホルダ４１０の後方には、ホルダ４１０を前方へ送り出すための送り板４２０が配されている。送り板４２０には、ガイド穴４１２に整合する位置に貫通穴４２１が形成されている。ガイド穴４１２と貫通穴４２１にガイド軸４３０が通される。
【００４０】
ガイド軸４３０は、前後方向に延びるように配される。ホルダ４１０および送り板４２０は、ガイド軸４３０に案内されて前後に変位する。ガイド軸４３０は、前端部が支持台４５０の前側に形成された前支持部４５１に固定され、後端部が支持台４５０の後側に形成された後支持部４５２に固定される。
【００４１】
ガイド軸４３０には、ホルダ４１０と前支持部４５１と間にバネ４４０が装着される。
【００４２】
支持台４５０の後部には、駆動モータ４６０が配される。支持台４５０には、駆動モータ４６０の両側に固定部４５３が形成されている。駆動モータ４６０には、上方から固定具４７０が装着され、固定具４７０がネジ４７１によって固定部４５３に止められる。これにより、駆動モータ４６０が支持台４５０に固定される。
【００４３】
駆動モータ４６０の回転軸には、ウォームギア４６１が装着されている。ウォームギア４６１は、送り板４２０の下部に形成された筒部４２２に挿入される。筒部４２２の内面には、ウォームギア４６１に螺合するネジ部４２３が形成されている。
【００４４】
レンズアクチュエータ４０Ａは、前側がダイクロイックミラー２０７側に位置し、後側がダイクロイックミラー２０５側に位置するように、光学エンジン２０内に配される。また、レンズアクチュエータ４０Ｂは、前側が反射ミラー２１７側に位置し、後側がダイクロイックミラー２０５側に位置するように、光学エンジン２０内に配される。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、ホルダ４１０、即ち可変レンズ２０６、２１５が可動範囲内の最も後方に位置する状態では、送り板４２０が後支持部４５２に当接している。このとき、ホルダ４１０は、バネ４４０に押されて送り板４２０に当接している。
【００４６】
図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、液晶パネル２１２、２１４、２１８は、入射した光が変調されるパネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａと、パネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａを囲むフレーム２１２ｂ、２１４ｂ、２１８ｂとを含む。パネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａには、所定の有効表示領域が設定されている。
【００４７】
可変レンズ２０６、２１５が可動範囲内の最も後方に位置する状態では、図２の実線に示すように、可変レンズ２０６、２１５は、液晶パネル２１２、２１４、２１８からの光路が遠くなり、図４（ｃ）に示すように、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域が最小となる。最小の場合においても、照明領域は、液晶パネル２１２、２１４、２１８のパネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａ、即ち有効表示領域より僅かに大きくなる。このとき、有効表示領域に照射される光量が最も多くなる。なお、照明領域が最小の
ときに、光源ランプ２０１からの光による結像面が液晶パネル２１２、２１４、２１８に形成されるように、即ち、結像面がパネル面２１２ａ、２１４ａ、２１８ａに一致するように、コンデンサレンズ２０４、可変レンズ２０６、２１５、コンデンサレンズ２０９、２１３、２１６の形状や材質、配置位置等が設定される。
【００４８】
この状態から、たとえば、駆動モータ４６０が正転すると、ウォームギア４６１の回転によって筒部４２２が前方へ送られる。これにより、送り板４２０が前方へ移動し、送り板４２０に押されて、ホルダ４１０、即ち可変レンズ２０６、２１５がバネ４４０のバネ力に抗して前方へ移動する。
【００４９】
可変レンズ２０６、２１５が前方へ移動するに従って、可変レンズ２０６、２１５は、液晶パネル２１２、２１４、２１８からの光路が近くなり、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域が大きくなっていく。これに伴い、有効表示領域の外側に照射される光量が増加していくので、有効表示領域に照射される光量が減少していく。
【００５０】
図４（ｂ）に示すように、ホルダ４１０が可動範囲内の最も前方に位置する状態になると、バネ４４０が最も縮んだ状態となり、これ以上ホルダ４１０は移動できなくなる。この状態では、図２の破線に示すように、可変レンズ２０６、２１５は、液晶パネル２１２、２１４、２１８からの光路が最も近くなり、図４（ｄ）に示すように、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域が最大となる。このとき、有効表示領域に照射される光量が最も少なくなる。なお、照明領域が最も大きくなっても、照明領域はフレーム２１２ｂ、２１４ｂ、２１８ｂの範囲内となる。このため、液晶パネル２１２、２１４、２１８の外側から光が漏れて、投写レンズユニット３０に入射してしまうことはない。
【００５１】
図４（ｂ）の状態から、駆動モータ４６０が逆転すると、ウォームギア４６１の回転によって筒部４２２が後方へ送られる。これにより、送り板４２０が後方へ移動し、ホルダ４１０、即ち可変レンズ２０６、２１５がバネ４４０に押されて後方へ移動する。
【００５２】
このように、駆動モータ４６０が正転、逆転されることにより、可変レンズ２０６、２１５の位置が変位される。
【００５３】
図５は、プロジェクタ１の回路系の構成を示す図である。
【００５４】
液晶パネル２１２、２１４、２１８、光源ランプ２０１、駆動モータ４６０等を制御するため、プロジェクタ１は、ＣＰＵ５０１、メモリ５０２、キー入力回路５０３、入力切替回路５０４、Ａ／Ｄコンバータ５０５、映像信号処理回路５０６、パネル駆動回路５０７、ランプ駆動回路５０８およびモータ駆動回路５０９を備えている。
【００５５】
キー入力回路５０３は、操作部１０４のキー操作に応じた入力信号をＣＰＵ５０１へ出力する。
【００５６】
入力切替回路５０４は、複数の入力端子の中から接続する入力端子を切り替える。入力切替回路５０４によって接続された入力端子から映像信号が入力される。入力された映像信号がアナログ信号である場合には、Ａ／Ｄコンバータ５０５によってデジタル信号に変換されて映像信号処理回路５０６に入力される。なお、映像信号がデジタル信号である場合には、Ａ／Ｄコンバータ５０５を介することなく映像信号処理回路５０６に入力される。
【００５７】
映像信号処理回路５０６は、スケーリング補正(画素数の補正)、ガンマ補正など各種の補正処理を行う。また、映像信号処理回路５０６は、入力された映像信号がＲＧＢ信号以
外の形式、たとえば、輝度信号と色差信号の形式である場合には、補正処理された映像信号を、さらにＲＧＢ信号に変換する。こうして、補正処理がなされたＲＧＢ信号が、映像信号処理回路５０６からパネル駆動回路５０７に出力される。
【００５８】
パネル駆動回路５０７は、入力されたＲＧＢ信号に従って液晶パネル２１２、２１４、２１８を駆動する。
【００５９】
映像信号処理回路５０６は、輝度検出回路５０６ａを含む。輝度検出回路５０６ａは、映像信号に含まれる輝度信号を用いて１フレーム分の映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ：average picture level）を求め、求めたＡＰＬを検出信号としてＣＰＵ５０１へ出力する。なお、入力された映像信号がＲＧＢ信号の場合には、ＲＧＢ信号から所定の演算によって輝度が算出され、算出された輝度からＡＰＬが求められる。ＡＰＬは、投写される画像の平均輝度を示す。
【００６０】
メモリ５０２は、ＲＡＭ、ＲＯＭを含む。メモリ５０２には、ＣＰＵ５０１に制御機能を付与するための制御プログラムが記憶されている。また、メモリ５０２には、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの制御に用いられる制御テーブル５０２ａが記憶されている。
【００６１】
制御テーブル５０２ａには、ＡＰＬと液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域の大きさとの関係が図６に示すような関係となるように、ＡＰＬに対応付けて駆動モータ４６０の制御量（たとえば、原点からのステップ数）が設定されている。
【００６２】
図６に示すように、可変レンズ２０６、２１５は、ＡＰＬが０％のときに、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの最も前方に位置し、このとき、照明領域が最大となる。また、可変レンズ２０６、２１５は、ＡＰＬが０％から所定値Ｓ％（＜１００％）の範囲において、ＡＰＬが小さくなるほど、即ち画像が暗くなるほど、照明領域が大きくなるように変位される。さらに、可変レンズ２０６、２１５は、ＡＰＬが所定値Ｓ％から１００％の範囲にあるときに、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの最も後方に位置し、このとき、照明領域が最小となる。
【００６３】
なお、画像全体が真っ黒な場合に、ＡＰＬが０％となり、画像全体が真っ白な場合に、ＡＰＬが１００％となる。また、所定値Ｓは、実験等に基づいて予め設定される。
【００６４】
ＣＰＵ５０１は、メモリ５０２に記憶された制御プログラムに従って、映像信号処理回路５０６を制御する。また、ＣＰＵ５０１は、制御プログラムに従って、ランプ駆動回路５０８およびモータ駆動回路５０９に制御信号を出力することにより、光源ランプ２０１および各駆動モータ４６０を制御する。
【００６５】
ランプ駆動回路５０８は、ＣＰＵ５０１からの制御信号に従って光源ランプ２０１を駆動する。
【００６６】
モータ駆動回路５０９は、ＣＰＵ５０１からの制御信号に従って各駆動モータ４６０を駆動する。駆動モータ４６０には、たとえば、ステッピングモータが用いられる。この場合、モータ駆動回路５０９から駆動モータ４６０にパルス電力が供給され、駆動モータ４６０は、パルス数に応じた量だけ回転する。なお、２つの可変レンズ２０６、２１５は同じ動きとなるので、２つの駆動モータ４６０は同じ駆動量となるように制御される。
【００６７】
図５は、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの制御に係る処理動作を示すフローチャートである。
【００６８】
プロジェクタ１が起動され、外部から映像信号が入力されると、ＣＰＵ５０１は、制御処理を開始する。ここで、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの制御による照明領域の調整、即ち、有効表示領域に照射される光量の調整は、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの動作の追従性を考慮して、複数のフレーム単位（以下、この単位を「ブロック」という）で行われる。
【００６９】
ＣＰＵ５０１は、輝度検出回路５０６ａからＡＰＬを取得する（Ｓ１）。そして、ＣＰＵ５０１は、１ブロック分のＡＰＬを取得すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、各フレームのＡＰＬの平均値を算出し、算出した平均値をそのブロックにおけるＡＰＬとする（Ｓ３）。
【００７０】
次に、ＣＰＵ５０１は、駆動モータ４６０の制御量、即ち、ステップ数を決定する（Ｓ４）。まず、ＣＰＵ５０１は、制御テーブル５０２ａから、算出したＡＰＬに対応するステップ数を取得する。メモリ５０２には、現地点のステップ数が記憶されている。ＣＰＵ５０１は、現地点のステップ数をメモリ５０２から取得し、ＡＰＬに対応するステップ数と現時点のステップ数との差分、即ち、実際に駆動モータ４６０を回転させるためのステップ数を求める。
【００７１】
このようにして、駆動モータ４６０のステップ数を決定すると、ＣＰＵ５０１は、決定したステップ数に対応する制御信号（以下、「ステップ信号」という）をモータ駆動回路５０９へ出力する（Ｓ５）。モータ駆動回路５０９からステップ信号に対応するパルス電力が各駆動モータ４６０に供給されて、各駆動モータ４６０が回転する。これにより、各可変レンズ２０６、２１５が、算出されたＡＰＬに応じた位置に変位し、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域が、算出されたＡＰＬに対応する大きさとなる。
【００７２】
１つのブロックの映像信号が映像信号処理回路５０６から出力されるタイミングに同期して、そのブロックに対応するステップ信号がＣＰＵ５０１からモータ駆動回路５０９へ出力される。これにより、そのブロックの映像信号に基づいて液晶パネル２１２、２１４、２１８が駆動されている間、照明領域が、そのブロックのＡＰＬに応じた大きさとなり、照明領域の大きさに応じた光量が液晶パネル２１２、２１４、２１８の有効表示領域に照射される。つまり、図６に示すように、ＡＰＬが所定値Ｓより小さい範囲、即ち、画像の明るさが所定よりも暗い範囲において、画像の明るさが暗いほど、液晶パネル２１２、２１４、２１８の有効表示領域に照射される光量が少なくされる。
【００７３】
こうして、映像信号が入力されている間、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの制御が繰り返し実行される。
【００７４】
以上、本実施の形態によれば、投写される画像の明るさが暗いほど、液晶パネル２１２、２１４、２１８の有効表示領域に照射される光量が少なくされる。これにより、暗い画像を投写する場合に、液晶パネル２１２、２１４、２１８から漏れる光を少なくすることができる。よって、投写画像のコントラスト感を高めることができる。
【００７５】
また、本実施の形態によれば、照明領域が最も小さくなる位置に可変レンズ２０６、２１５があるときに、光源ランプ２０１からの光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）による結像面が液晶パネル２１２、２１４、２１８に形成されるように、導光光学系が構成されている。よって、照明領域が大きくなることにより結像面が液晶パネル２１２、２１４、２１８からずれても、暗い画像において、暈けや色むら等の画質劣化が生じることとなるので、画質劣化が目立ちにくい。
【００７６】
さらに、本実施の形態によれば、コントラスト感が大きく高められる画像の暗い範囲に
おいて光量が調整され、画像が明るい範囲においては光量が調整されない。よって、照明領域を変化させることにより投写画像に生じる画質劣化を極力抑制できる。
【００７７】
さらに、本実施の形態によれば、可変レンズ２０６およびレンズアクチュエータ４０Ａがダイクロイックミラー２０５とダイクロイックミラー２０７との間に配され、可変レンズ２１５およびレンズアクチュエータ４０Ｂがダイクロイックミラー２０５と反射ミラー２１７との間に配される。
【００７８】
ダイクロイックミラー２０５よりも光源ランプ２０１側に可変レンズ２０６、２１５が配されるより、ダイクロイックミラー２０５よりも液晶パネル２１２、２１４、２１８側に可変レンズ２０６、２１５が配される方が、コンデンサレンズ２０４により収束されて、より絞られた光が入射されるため、可変レンズ２０６、２１５のサイズを小さくできる。これに伴い、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂも小さくできる。
【００７９】
したがって、本実施の形態のような構成とすれば、可変レンズ２０６、２１５およびレンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂを、それぞれ、ダイクロイックミラー２０５とダイクロイックミラー２０７との間のスペース、およびダイクロイックミラー２０５と反射ミラー２１７との間のスペースに容易に配置できる。よって、可変レンズ２０６、２１５およびレンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂを配することによる導光光学系の全体サイズの増加を抑制できる。
【００８０】
＜その他＞
以上のとおり、本実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も、上記実施の形態以外に、種々の変更が可能である。
【００８１】
たとえば、上記実施の形態では、可変レンズ２０６およびレンズアクチュエータ４０Ａがダイクロイックミラー２０５とダイクロイックミラー２０７との間に配されており、可変レンズ２１５およびレンズアクチュエータ４０Ｂがダイクロイックミラー２０５と反射ミラー２１７との間に配されている。しかしながら、これに限らず、たとえば、図８（ａ）に示すように、コンデンサレンズ２０４とダイクロイックミラー２０５との間に可変レンズ２２０とレンズアクチュエータ４１が配されても良い。この場合、可変レンズとレンズアクチュエータを１つとすることができる。しかしながら、上記実施の形態と比べて、可変レンズ２２０のサイズが大きくなり、それに伴ってレンズアクチュエータ４１のサイズも大きくなる。また、図８（ｂ）に示すように、コンデンサレンズ２０４自身をレンズアクチュエータ４２により変位させる構成とされても良い。この場合、可変レンズは必要なくなるが、上記実施の形態に比べて、レンズアクチュエータ４２のサイズは大きくなる。
【００８２】
また、上記実施の形態では、画像の明るさが所定の明るさよりも暗い範囲において、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域の大きさ（有効表示領域に照射される光量）が調整される。しかしながら、真っ暗な画像から真っ白な画像まで全ての明るさの範囲において、液晶パネル２１２、２１４、２１８における照明領域の大きさが調整されても良い。
【００８３】
さらに、上記実施の形態では、輝度検出回路５０６ａが、映像信号に含まれる輝度信号を用いて１フレーム分の画像のＡＰＬを求め、求めたＡＰＬを検出信号として出力するような構成とされている。即ち、ＡＰＬは、画像を構成する各画素の輝度を平均した値とされている。しかしながら、これに限らず、たとえば、輝度検出回路５０６ａは、画像を構成する各画素の輝度を合算し、合算した輝度を検出信号として出力するような構成とされ
ても良い。
【００８４】
また、ＡＰＬではなく、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のそれぞれの階調のヒストグラムを作成し、投写された画像の明るさをヒストグラムにより判定するような構成とされても良い。
【００８５】
さらに、レンズアクチュエータ４０Ａ、４０Ｂの構成は、図３および図４に示す構成に限られず、駆動モータ４６０などの駆動素子により可変レンズ２０６、２１５をレンズの光軸方向に変位できる構成であれば、どのような構成であっても良い。
【００８６】
さらに、上記実施の形態では、光学エンジン２０を構成する光変調素子として、透過型の液晶パネル２１２、２１４、２１８が用いられている。しかしながら、反射型の液晶パネルや、ＭＥＭＳデバイスを用いることもできる。また、光学エンジン２０は、上記のように３つの光変調素子を備えた３板式の光学系ではなく、たとえば、１つの光変調素子とカラーホイールを用いた単板式の光学系により構成することもできる。
【００８７】
さらに、上記実施の形態では、光源ランプ２０１が用いられているが、ランプ光源に限らず、ＬＥＤ光源、レーザ光源等の固体光源が用いられても良い。
【００８８】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８９】
２０  光学エンジン
２０１  光源ランプ（光源）
２１２  液晶パネル（光変調部、赤色光変調部）
２１４  液晶パネル（光変調部、緑色光変調部）
２１８  液晶パネル（光変調部、青色光変調部）
２０２  フライアイインテグレータ
２０３  ＰＢＳアレイ
２０４  コンデンサレンズ
２０５  ダイクロイックミラー（光分離素子）
２０７  ダイクロイックミラー
２０８  リレーレンズ
２０９、２１３、２１６  コンデサレンズ
２１０、２１１、２１７  反射ミラー
２０６、２１５  可変レンズ（レンズ）
４０Ａ、４０Ｂ  レンズアクチュエータ（レンズ駆動部）
５０１  ＣＰＵ（制御部）
５０６  映像信号処理回路
５０６ａ  輝度検出回路（検出部）
【図１】
2013015599.tif 000003
【図２】
2013015599.tif 000004
【図３】
2013015599.tif 000005
【図４】
2013015599.tif 000006
【図５】
2013015599.tif 000007
【図６】
2013015599.tif 000008
【図７】
2013015599.tif 000009
【図８】
2013015599.tif 000010