(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクタの光変調手段を照明するために用いられる照明装置であって、
光源と、該光源から入射する光を複数の部分光束に分割する過程を経て被照明領域における照明光の照度分布を略均一化する均一照明手段と、前記複数の部分光束を略透過可能な光透過部を有し、移動可能に設置された調光手段とを備え、外部からの情報に基づいて前記調光手段を移動させることにより前記調光手段を通過する光束量を調節可能とし、
前記複数の部分光束を入射させて偏光変換を行う偏光変換手段を更に備え、前記調光手段により前記偏光変換手段に入射する光束量を調節可能とし、
前記調光手段が、複数の開口部を有する遮光板からなり、照明光軸と略平行な方向に前記偏光変換手段に対して移動可能とされたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
プロジェクタの光変調手段を照明するために用いられる照明装置であって、
光源と、該光源から入射する光を複数の部分光束に分割する過程を経て被照明領域における照明光の照度分布を略均一化する均一照明手段と、前記複数の部分光束を略透過可能な光透過部を有し、回転可能に設置された調光手段とを備え、外部からの情報に基づいて前記調光手段を回転させることにより前記調光手段を通過する光束量を調節可能とし、
前記調光手段が、複数の開口部を有する遮光板からなり、照明光軸を略中心として回転可能とされたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記複数の部分光束を入射させて偏光変換を行う偏光変換手段を更に備え、前記調光手段により前記偏光変換手段に入射する光束量を調節可能としたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記遮光板は、光反射性を有する遮光部を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記開口部の各々が、個々の部分光束の外形形状に対応した形状とされたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記開口部の各々が、一方向に並ぶ複数の部分光束の外形形状を略包含する形状とされたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記均一照明手段により前記複数の部分光束がマトリクス状に配列される構成とされ、前記開口部の各々が前記複数の部分光束の列方向または行方向に延在する形状とされたことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記均一照明手段により前記複数の部分光束が照明光軸を略中心として放射状に配列される構成とされ、前記開口部の各々が前記複数の部分光束の放射方向に延在する形状とされたことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項９】
照明手段と、前記照明手段から射出される光を変調する光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを有するプロジェクタであって、
前記照明手段として、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の照明装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて前記調光手段を制御する制御信号を決定する制御信号決定手段と、前記制御信号に基づいて前記調光手段の移動または回転を制御する調光制御手段と、前記映像信号を前記制御信号に基づいて伸張する映像信号伸張手段とを備えたことを特徴とする請求項９に記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
請求項９に記載のプロジェクタの駆動方法であって、
映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて前記調光手段を制御する制御信号を決定し、前記制御信号に基づいて前記調光手段の移動または回転を制御することにより前記光変調手段を照明する光の光量を調節するとともに、前記映像信号を前記制御信号に基づいて伸張し、この伸張した映像信号を前記光変調手段に供給することによって映像を生成することを特徴とするプロジェクタの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置ならびにプロジェクタとその駆動方法に関し、特に映像表現力に優れ、使用環境や使用者の好みに合った明るさの映像が得られるプロジェクタとそれに用いる照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達はめざましく、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して、光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待されている。このような液晶表示装置の一形態として、液晶ライトバルブを用いた光学系からなる映像源から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンに拡大投射するプロジェクタ（液晶プロジェクタ）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
液晶プロジェクタは光変調手段として液晶ライトバルブを用いたものであるが、プロジェクタには、液晶ライトバルブの他、デジタルミラーデバイス（Digital Mirror Device、以下、ＤＭＤと略記する）を光変調手段としたものも実用化されている。ところが、この種の従来のプロジェクタは以下のような問題点を有している。
【０００４】
（１）光学系を構成する様々な光学要素で生じる光漏れや迷光のため、充分なコントラストが得られない。そのため、表示できる階調範囲（ダイナミックレンジ）が狭く、陰極線管（Cathode Ray Tube）を用いた既存のテレビ受像機と比較すると、映像の品質や迫力の点で劣ってしまう。
【０００５】
（２）各種の映像信号処理により映像の品質向上を図ろうとしても、ダイナミックレンジが固定されているために、充分な効果を発揮することができない。
【０００６】
このようなプロジェクタの問題点に対する解決策、つまりダイナミックレンジを拡張する方法としては、映像信号に応じて光変調手段（ライトバルブ）に入射させる光の量を変化させることが考えられる。それを実現するのに最も簡便な方法は、ランプの光出力強度を変化させることである。プロジェクタにおいて、メタルハライドランプの出力光の制御を行う方法が、特開平３−１７９８８６号公報に開示されている。
【０００７】
しかしながら、プロジェクタに用いるランプとしては高圧水銀ランプが現在主流となっており、高圧水銀ランプで光出力強度を制御するのは極めて困難な状況にある。したがって、ランプの光出力強度自体を変化させることなく、光変調手段への入射光量を映像信号に応じて変化させ得る技術が求められている。
【０００８】
さらに上記の問題点に加えて、現行のプロジェクタでは光源の明るさが固定されているため、例えば暗めの鑑賞環境においては画面が明るくなりすぎたり、また、投射距離や投射レンズのズーミングにより投射スクリーンサイズを変化させた際に、それに応じて画面の明るさが変化してしまうという問題点もあった。この種の問題はプロジェクタに共通の問題ではあるが、光変調手段にコントラストが充分でない液晶素子を使用する場合に特に顕著な問題となっている。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ランプの光出力強度を変化させることなく光変調手段への入射光量を変化させることができ、映像表現力や使用環境への順応性の面で優れた効果を発揮することのできるプロジェクタとこれに用いる照明装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の照明装置は、プロジェクタの光変調手段を照明するために用いられる照明装置であって、光源と、光源から入射する光を複数の部分光束に分割する過程を経て被照明領域における照明光の照度分布を略均一化する均一照明手段と、複数の部分光束を略透過可能な光透過部を有し、移動または回転可能に設置された調光手段とを備え、外部からの情報に基づいて調光手段を移動または回転させることにより調光手段を通過する光束量を調節可能としたことを特徴とする。
【００１１】
本発明者らは、光源の光出力強度を変化させることなく、映像に応じて被照明領域に入射される光の量を調節するための手段として、従来の照明装置に対して外部からの情報に基づいて自身が移動または回転することで光透過量を変化させることのできる調光手段を付加すればよいことを見い出した。なお、上記の「外部からの情報」には、例えば、光変調手段に供給される映像信号に基づく情報、投射拡大率に基づく情報、使用環境下における明るさの状況に基づく情報、使用者の好みに基づく情報などを例示することができる。
【００１２】
すなわち、本発明の照明装置によれば、複数の部分光束を略透過可能な光透過部を有する調光手段を備え、この調光手段が外部からの情報に基づいて移動または回転する構成となっているため、プロジェクタに用いたときに、例えば外部からの情報が映像信号に基づく情報の場合、その時の映像シーンが明るい場面であれば調光手段における透過光量が多くなるように、暗い場面であれば透過光量が少なくなるように調光手段を透過する光束量を調節し、被照明領域（例えば、液晶ライトバルブなどの光変調手段）に至る照明光束量を調節することができる。光変調手段に入射する照明光束の調光量に応じて、映像情報を加工して光変調手段で表示すれば、光源の光出力強度が一定のままでも、プロジェクタのダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。同様に、投射拡大率、使用環境下における明るさの状況、もしくは使用者の好み等に応じた明るさの光を得ることができる。
【００１３】
具体的には、複数の部分光束を入射させて偏光変換を行う偏光変換手段を更に備え、調光手段によりこの偏光変換手段に入射する光束量を調節可能とすることができる。
【００１４】
調光手段の具体的な構成としては、例えば、複数の開口部を有する遮光板で構成することができる。
この構成によれば、上記の作用を有する調光手段を容易に作製することができる。
【００１５】
また、この遮光板は、光反射性を有する遮光部を備えていてもよい。
この構成によれば、遮光板によって反射された不要な照明光束は光源に戻りリフレクタで反射されて、再び利用可能な照明光束となって光源から射出されるため、照明光束の利用効率を高めることができる。
【００１６】
各開口部の形状は、例えば個々の部分光束の外形形状に対応した形状、もしくは一方向に並ぶ複数の部分光束の外形形状を包含する形状とすることができる。この時、均一照明手段の設計によって複数の部分光束を照明光軸側から見てマトリクス状に配列させたり、照明光軸を略中心として放射状に配列させたりすることが可能である。
【００１７】
特に複数の部分光束をマトリクス状に配列させた場合、各開口部を複数の部分光束の列方向または行方向に延在する形状とすることができる。また複数の部分光束を照明光軸を略中心として放射状に配列させた場合、各開口部を複数の部分光束の放射方向に延在する形状とすることができる。
【００１８】
調光手段の移動のさせ方としては、（１）照明光軸と略平行な方向に移動させる、（２）照明光軸を略中心として回転させる、（３）照明光軸と略直交する方向に移動させる、の３通りが考えられる。勿論、調光手段を回転させる場合には、照明光軸以外の場所に回転軸を設定することもできる。この場合、回転に応じて照明光束の角度分布は非対称に変化するが、光変調手段の表示特性が照明光の入射角依存性を有する場合には、入射角依存性とこの非対称な変化との組み合わせを最適化すれば、表示特性を向上できる可能性がある。これら調光手段の移動のさせ方は開口部の形状に応じて好ましい組み合わせがある。
【００１９】
例えば開口部が個々の部分光束の外形形状に対応した形状である場合、上記（１）、（２）、（３）の全てが可能である。
【００２０】
部分光束がマトリクス状に配置されており、開口部が複数の部分光束の列方向または行方向に延在する形状である場合も、上記（１）、（２）、（３）の全てが可能である。特に（２）の回転の場合、一定角度回転させたときに照明光軸から離れた周辺部を通る部分光束（による光源像）の方が中央部を通る部分光束（による光源像）よりも先に遮光されるように設定できる。液晶ライトバルブのような光変調手段では表示特性が照明光に対して入射角依存性を有する場合が多く、照明光軸から離れた周辺部を通る部分光束は光変調手段に対して大きな角度を伴って入射するため、プロジェクタにおいてはコントラストを低下させる要因となる。したがって、この構成はコントラストを向上し易いという点で好ましい。また（３）の照明光軸と略直交する方向に移動させる場合には、小さな移動距離でも確実に遮光できるように開口部の長手方向と略直交する方向に移動させることが好ましい。
【００２１】
次に、本発明の第２の照明装置は、光源と、光源から入射される光の照度分布を被照明領域において略均一化する棒状または管状の導光体を有する均一照明手段と、導光体に入射される光束の外形形状に対応した形状であって光束を略透過可能な光透過部を有し、光源と均一照明手段との間に照明光軸に略平行な方向もしくは照明光軸に略垂直な方向に移動可能に設置された調光手段とを備え、外部からの情報に基づいて調光手段を照明光軸に略平行な方向もしくは照明光軸に略垂直な方向に移動させる、或いは調光手段を照明光軸と略直交する方向に設定された回転軸を中心に回転させることにより調光手段を通過する光束量を調節可能としたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１の照明装置においては、均一照明手段によって形成される複数の部分光束を調光手段で調光する構成としたのに対し、本発明の第２の照明装置は、棒状または管状の導光体を有する均一照明手段、いわゆるロッドレンズを用いた均一照明系においてロッドレンズに入射される光束の外形形状に対応した形状の光透過部を有する調光手段を照明光軸に略平行な方向に移動させる構成とした。この構成においても、調光手段が入射光束の外形に対応した形状の光透過部を有しているため、調光手段を照明光軸に略平行な方向に移動させることで調光手段の透過光量を調節することができ、本発明の第１の照明装置と同様、光源の光出力強度が一定のままでも被照明領域において外部からの情報に応じた明るさの光を得ることができる。
【００２３】
この場合、調光手段の具体的な構成としては、例えば、開口部を有する遮光板からなり、この遮光板は、光反射性を有する遮光部を備えた構成とすることができる。
この構成によれば、遮光板によって反射された不要な照明光束は光源に戻りリフレクタで反射されて、再び利用可能な照明光束となって光源から射出されるため、照明光束の利用効率を高めることができる。
【００２４】
次に、本発明の第３の照明装置は、光源と、光源から入射される光を複数の部分光束に分割する光束分割と、複数の部分光束を入射させて偏光変換を行う移動可能に設置された偏光変換手段と、被照明領域の入射側に配置された偏光選択手段とを備え、外部からの情報に基づいて偏光変換手段を移動させることにより偏光変換手段からの射出光の偏光状態が制御可能とされたことを特徴とする。
【００２５】
本発明者らは、上記本発明の第１、第２の照明装置の構成のように調光手段を設けて光源からの透過光量を調節するだけでなく、偏光変換手段を備えた照明装置において偏光変換手段を外部からの情報によって移動させ、偏光変換手段からの射出光の偏光状態を変化させることによっても、偏光選択手段（例えば偏光子）を備えた液晶ライトバルブを光変調手段とするプロジェクタに用いる場合には結果的に液晶セルに到達する光量を調節することができることに思い至った。
【００２６】
例えば偏光変換手段が偏光ビームスプリッタアレイからなり、偏光ビームスプリッタアレイからは例えばＰ偏光の状態で光が射出されるように設定されている場合、偏光ビームスプリッタアレイを偏光分離方向に移動させることで、一部或いは全部の偏光をＳ偏光の状態で射出させるようにすることができる。すなわち、偏光ビームスプリッタアレイを偏光分離方向に移動させることで所望の偏光方向に対して９０°回転した偏光方向の光を得ることができる。そして、光変調手段に備えられた偏光子がＰ偏光を透過するように透過軸方向が設定されていたとすれば、偏光ビームスプリッタアレイが移動してＳ偏光を射出している状態ではこの光は偏光子を透過できず、液晶ライトバルブに到達しなくなる。このようにして、本発明の第３の照明装置においても、外部の情報に基づいて被照明領域（光変調手段）における照明光量を調節することができる。
【００２７】
本発明のプロジェクタは、照明手段と、前記照明手段から射出される光を変調する光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを有するプロジェクタであって、照明手段として、上記本発明の照明装置を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、光源の光出力強度が一定のままでも被照明領域において所望の明るさの光が得られる照明装置を備えているため、プロジェクタにおける表示画像のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力や使用環境への順応性に優れたプロジェクタを実現することができる。
【００２９】
上記本発明のプロジェクタの駆動手段としては、映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて調光手段を制御する制御信号を決定する制御信号決定手段と、制御信号に基づいて調光手段の移動または回転を制御する調光制御手段と、映像信号を制御信号に基づいて伸張する映像信号伸張手段とを備えることが望ましい。
【００３０】
この構成によれば、まず制御信号決定手段において映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて調光手段を制御するための制御信号が決定され、調光制御手段がこの制御信号に基づいて調光手段の移動または回転の度合いを制御することにより映像に応じて明るさが変化する光を光変調手段に供給する一方、映像信号伸張手段が制御信号に基づいて映像信号を伸張する。この動作によって、プロジェクタにおける表示画像のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力や使用環境への順応性に優れたプロジェクタを実現することができる。
【００３１】
本発明のプロジェクタの駆動方法は、上記本発明のプロジェクタの駆動方法であって、調光手段を制御する制御信号を、映像を構成する１フレームあたりの映像信号に基づいて決定し、制御信号に基づいて調光手段の移動または回転を制御することにより光変調手段を照明する光の光量を調節するとともに、映像信号を制御信号に基づいて伸張し、この伸張した映像信号を光変調手段に供給することによって映像を生成することを特徴とする。
【００３２】
この構成によれば、プロジェクタにおける表示画像のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力が高い映像を得ることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
［プロジェクタ］
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
まず最初に、本発明の照明装置を備えたプロジェクタの一例である液晶プロジェクタについて図１〜図５を用いて説明する。
本実施の形態の液晶プロジェクタ３０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式のカラー液晶プロジェクタである。図１はこの液晶プロジェクタ３０を示す概略構成図であって、図中、符号１は照明装置、２は光源、３，４は第１及び第２のフライアイレンズ、５は遮光板（調光手段）、６は偏光ビームスプリッタアレイ（偏光変換手段。以下、ＰＢＳアレイと略記する）、７は１／２波長板アレイ、１３，１４はダイクロイックミラー、１５，１６，１７は反射ミラー、２２，２３，２４は液晶ライトバルブ（光変調手段）、２５はクロスダイクロイックプリズム、２６は投射レンズ（投射手段）を示している。
【００３４】
本実施の形態における照明装置１は、光源光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ２２，２３，２４において均一化させるための均一照明手段として、光源２側から第１のフライアイレンズ３、第２のフライアイレンズ４、重畳レンズ８を備えている。また、光源２から放射された不定偏光光束を偏光方向がほぼ揃った偏光光束に変換するための偏光変換手段として、ＰＢＳアレイ６とその射出側に１／２波長板アレイを備えている。ＰＢＳアレイ６の詳細な構造については、例えば、特開平８−３０４７３９公報に開示されている。なお、照明装置の構成については後で詳しく説明する。
【００３５】
以下に照明装置１の後段の構成を各構成要素の作用とともに説明する。
青色光・緑色光反射用のダイクロイックミラー１３は、光源２からの光束のうちの赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射させるものである。ダイクロイックミラー１３を透過した赤色光ＬＲは反射ミラー１７で反射され、平行化レンズ９を経て赤色光用液晶ライトバルブ２２に入射する。一方、ダイクロイックミラー１３で反射した色光のうち、緑色光ＬＧは緑色光反射用のダイクロイックミラー１４によって反射され、平行化レンズ９を経て緑色光用液晶ライトバルブ２３に入射する。一方、青色光ＬＢはダイクロイックミラー１４も透過し、集光レンズ１８、反射ミラー１５、リレーレンズ１９、反射ミラー１６、平行化レンズ９からなるリレー系２１を経て青色光用液晶ライトバルブ２４に入射する。
【００３６】
各液晶ライトバルブ２２，２３，２４では、図示しない外部からの映像情報に基づいて光変調を行い、各色光に映像情報を含ませる。各液晶ライトバルブ２２，２３，２４によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ２６によりスクリーン２７上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００３７】
次に、本実施の形態の液晶プロジェクタ３０の駆動方法について説明する。
図２は本実施の形態の液晶プロジェクタ３０の駆動回路の構成を示すブロック図である。調光機能を持たない従来の液晶プロジェクタの場合、入力された映像信号は適当な補正処理を経て、そのまま液晶パネルドライバに供給されるが、調光機能を有し、かつそれを映像信号に基づいて制御する本実施の形態の場合、基本的な構成として、以下に説明する様なデジタル信号処理ブロックであるＤＳＰ（１）〜ＤＳＰ（３）などの回路が必要となる。
【００３８】
本実施の形態では、図２に示すように、アナログ信号として入力された映像信号がＡＤコンバータ３１を経て第１のデジタル信号処理回路３２（以下、ＤＳＰ（１）と略記する、制御信号決定手段）に入力される。ＤＳＰ（１）３２では映像信号から明るさ制御信号が決定される。次に、明るさ制御信号が第２のデジタル信号処理回路３３（以下、ＤＳＰ（２）と略記する、調光制御手段）に入力されると、ＤＳＰ（２）３３が明るさ制御信号に基づいて調光素子ドライバ３４を制御し、最終的には、調光素子ドライバ３４が調光素子３５（本実施の形態の場合は遮光板５）を実際に駆動する。
【００３９】
一方、ＤＳＰ（１）３２で決定された明るさ制御信号は、映像信号とともに第３のデジタル信号処理回路３６（以下、ＤＳＰ（３）と略記する、映像信号伸張手段）にも入力される。ＤＳＰ（３）３６では明るさ制御信号に基づいて映像信号を適当な階調範囲に伸張する。そして、ＤＳＰ（３）３６で伸張処理が行われた映像信号がＤＡコンバータ３７により再びアナログ信号に変換された後、パネルドライバ３８に入力され、パネルドライバ３８から赤色光用液晶ライトバルブ２２（図１中のＲパネル）、緑色光用液晶ライトバルブ２３（同、Ｇパネル）、青色光用液晶ライトバルブ２４（同、Ｂパネル）のそれぞれに供給される。
【００４０】
ここで、照明装置１の制御方法に関しては、[１]表示映像適応型の制御、[２]投射拡大率による制御、[３]外部からの制御、などが考えられる。以下に、それぞれの方法について説明する。
[１]表示映像適応型の制御
まず、表示映像適応型の制御、すなわち明るい映像シーンでは光量が多くなり、暗いシーンでは光量が少なくなるような表示映像に適応した明るさ制御を行う場合について考える。この場合、上述したように、映像信号に基づいた明るさ制御信号がＤＳＰ（１）３２で決定されるが、その方法には例えば次の３通りが考えられる。
【００４１】
（ａ）注目しているフレームに含まれている画素データのうち、明るさが最大の階調数を明るさ制御信号とする方法。
例えば８ビットで表される階調数が０〜２５５の映像信号を想定する。連続した映像を構成する任意の１フレームに着目した場合、そのフレームに含まれる画素データの階調数毎の出現数分布（ヒストグラム）が図３（ａ）のようになったとする。この場合、ヒストグラムの最も明るい側の階調数（１９０）の映像信号を明るさ制御信号とする。この方法は、入力される映像信号に対して最も忠実に明るさを表現できる方法である。
【００４２】
（ｂ）注目しているフレームに含まれている画素データの階調数毎の出現数分布（ヒストグラム）において、最大の明るさを基準に、そこから一定の割合（例えば１０％）となる階調数を明るさ制御信号とする方法。
例えば映像信号の出現数分布が図４のようであり、最大の明るさを示す階調数からヒストグラムの面積で１０％の領域を排除したところの階調数が２３０であったとすると、本方法では階調数２３０の映像信号を明るさ制御信号とする。図４に示したヒストグラムのように、階調数２５５の近傍に突発的なピークがあった場合、上記（ａ）の方法を採用すると、階調数２５５の映像信号が明るさ制御信号となる。しかしながら、この突発的なピークの部分は画面全体における情報としてはあまり意味をなしていない。これに対して、階調数２３０の映像信号を明るさ制御信号とする本方法は、画面全体の中で情報として意味を持つ領域によって判定する方法と言うことができる。なお、上記の割合は２〜５０％程度の範囲で変化させてもよい。
【００４３】
（ｃ）画面を複数のブロックに分割し、ブロック毎に含まれている画素の階調数の平均値を求め、それらの平均値のうちの最大のものを明るさ制御信号とする方法。
例えば図５に示すように、画面をｍ×ｎ個のブロックに分割し、それぞれのブロックＡ１１，…，Ａｍｎ毎の明るさ（階調数）の平均値を算出し、そのうちで最大のものを明るさ制御信号とする。なお、画面の分割数は６〜２００程度とすることが望ましい。この方法は、画面全体の雰囲気を損なうことなく、明るさを制御できる方法である。
上記（ａ）から（ｃ）の方法について、明るさ制御信号の判定を、表示領域全体に対して行う他に、例えば表示領域の中央部分など、特定の部分だけに上記方法を適用することもできる。この場合、視聴者が注目している部分から明るさを決定するような制御の仕方が可能となる。
【００４４】
次にＤＳＰ（２）３３において、上記の方法で決定した明るさ制御信号に基づいて調光素子ドライバ３４を制御するが、この方法にも例えば次の３通りが考えられる。
【００４５】
（ａ）出力された明るさ制御信号に応じてリアルタイムで制御する方法。
この場合はＤＳＰ（１）３２から出力された明るさ制御信号をそのまま調光素子ドライバ３４に供給すればよいため、ＤＳＰ（２）３３での信号処理は不要となる。この方法は映像の明るさに完全に追従する点で理想的ではあるが、映像の内容によっては画面の明暗が短い周期で変化することもあり、鑑賞時にストレスを感じるなどの問題が発生する恐れがある。
【００４６】
（ｂ）出力された明るさ制御信号にＬＰＦ（ローパスフィルター）をかけ、その出力で制御する方法。
例えばＬＰＦによって１〜３０秒以下の明るさ制御信号の変化分をカットし、その出力によって制御する。この方法によれば、細かい時間の変化分はカットされるため、上記のような短い周期での明暗の変化を避けることができる。
【００４７】
（ｃ）明るさ制御信号の切り替わりエッジを検出する方法。
明るさ制御信号に所定の大きさ以上（例えば６０階調以上）の変化があった場合にのみ、調光素子３５を制御する。この方法によれば、シーンの切り替わりなどに応じた制御を行うことができる。
【００４８】
このようにして、例えば階調数１９０の映像信号が明るさ制御信号に決定された場合、最大明るさ（階調数２５５）の光量を１００％とすると、１９０／２５５＝７５％の光量が得られるように調光素子３５を駆動する。本実施の形態の場合、調光素子３５は具体的には遮光板５であるから、透過率が７５％（遮光率が２５％）となるように遮光板５を移動させる。同様に、階調数２３０の映像信号が明るさ制御信号である場合、２３０／２５５＝９０％の光量が得られるように調光素子３５を駆動する。
【００４９】
一方、ＤＳＰ（３）３６では、ＤＳＰ（１）３２で決定された明るさ制御信号と映像信号とに基づいて映像信号を適当な階調範囲まで伸張する。例えば、表示可能な最大階調範囲にまで伸張する場合、上記の例では表示可能な最大階調数が２５５であるから、図３（ａ）の例で明るさ制御信号が階調数１９０の場合、階調数０〜１９０までの映像信号を図３（ｂ）に示すように階調数０〜２５５まで伸張する。このような照明光量の制御と映像信号の伸張処理によって、映像のダイナミックレンジを拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。
【００５０】
[２]投射拡大率による制御
投射レンズ２６のズーミングに対応させて制御する。通常は液晶ライトバルブ（被照明領域）における単位面積あたりの光量が一定であるから、拡大率が高くなるほど画面は暗くなる。したがって、これを補正するように、拡大率を大きくした場合には光量が増えるように、拡大率を小さくした場合には光量が減るように調光素子３５を制御することができる。
【００５１】
[３]外部からの制御
使用者が好みに応じて調光素子３５を制御できるようにする。例えば暗い鑑賞環境においては光量が少なく、明るい鑑賞環境においては光量が多くなるように調光素子３５を制御する。この場合、使用者がコントローラなどを用いて、もしくは調光素子を直接操作するなどして調節する構成としてもよいし、明るさセンサなどを設けて自動的に制御される構成としてもよい。ただし、これら[２]、[３]の制御を行う場合には、図２で示した以外の回路構成が必要になる。
【００５２】
[照明装置−１]
次に、本発明の第１の実施の形態の照明装置について図６〜図１１、図１４〜図１５用いて説明する。
本実施の形態では、均一照明手段を構成するフライアイレンズとＰＢＳアレイとの間に遮光板を装入した照明装置の例を示す。図６は本実施の形態の照明装置の概略構成を示す水平断面図、図８は遮光板の部分を示す（ａ）水平断面図、（ｂ）正面図である。
【００５３】
本実施の形態の照明装置１は、図６に示すように、光源２、２つのフライアイレンズ３，４、遮光板５、ＰＢＳアレイ６、１／２波長板アレイ７、重畳レンズ８、平行化レンズ９などを備えて構成されている。光源２は高圧水銀ランプ等のランプ１０とランプ１０の光を反射するリフレクタ１１とから構成されている。また、光源２に近い側から第１のフライアイレンズ３、第２のフライアイレンズ４が順次設置されている。各フライアイレンズ３，４は、複数個のレンズが配列されたものであり、光源２から射出された光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブにおいて均一化させるための均一照明手段として機能する。
【００５４】
本実施の形態の場合、光源２から射出された光の光量を調節する調光手段として、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の矩形状の開口部５ａ（光透過部）を有する遮光板５が第２のフライアイレンズ４とＰＢＳアレイ６との間に移動可能な状態で設置されている。そして、ＰＢＳアレイ６の射出側には１／２波長板アレイ７が設置され、その後段には重畳レンズ８、平行化レンズ９が順次設置されている。
【００５５】
均一照明手段を構成するフライアイレンズ３（光束分割手段）によって、光源２から射出された光束は複数の部分光束に分割されると共に集光され、例えば図１４に示すように、複数の光源像１００（部分光束）を略マトリックス状に、かつ離散的に形成する。したがって、光源像が形成される位置の近傍で、部分光束の断面寸法は略最小となる。これに対して、本実施の形態の場合、遮光板５の各開口部５ａは、図１０、図１１に示すように、列方向（図１０、図１１におけるｙ方向）に並ぶ複数の光源像１００を略透過できるように形成されている。ここで、ｙ方向に細長い形状の開口部５ａをｘ方向に並べている理由は、ＰＢＳアレイ６における偏光分離（図６に示すように、一つの不定偏光光束から２つの偏光光束を生成し、ｘ方向に分離した状態でＰＢＳアレイから射出する）の方向と対応させているためである。また、開口部５ａのｘ方向の幅は、ＰＢＳアレイ６の入射端面における偏光分離膜５１と反射膜５２との配置間隔に等しいか、或いはそれ以上の幅に設定されることが望ましい。この様な設定とすれば、ＰＢＳアレイ６に入射する光を不必要に遮光することがない。もちろん、ｘ方向に細長い形状の開口部５ａをｙ方向に並べた遮光板を用いることもできる。但し、その場合には、ｙ方向における光源像の配置間隔を考慮して、開口部の幅を決定することが望ましい。
【００５６】
ここで、遮光板５の外形はどのような形状であってもかまわない。また、遮光板５は不透明な基板内に物理的な開口部を有するものの他に、光学的に不透明な基板内に透明な部分を有するものであっても良い。さらに、遮光板５の不透明な部分の全部或いは少なくとも一部は、光反射性を有するものであってもよい。遮光板５によって反射された不要な照明光束は第１のフライアイレンズ３を経て光源２に戻りリフレクタ１１で反射されて、再び利用可能な照明光束となって光源２から射出されるため、照明光束の利用効率を高められるメリットがある。特に、放物面リフレクタを用いた場合、照明光軸Ｌから離れた周辺部を通って遮光板５で反射された光束は、光源２から再び射出される時点で照明光軸に近い側を通る光束となる。照明光軸に近い側を通る光束は被照明領域（液晶ライトバルブ）を照明する場合の照明角が小さいため、表示特性が照明光に対する入射角依存性を有する場合には、この様な照明角が小さな照明光束の割合を増大させることによって、表示画像のコントラストを向上できる可能性がある。例えば、表示画像がビデオ映像の場合を想定すると、一般的な傾向としてビデオ映像は暗めの映像が多いので、表示画像のコントラストを重視するのであれば常に照明光量を落とした使い方が好ましい。ここで、リアルタイム性は有さないが調光可能な光源の併用を考えると、照明光束の再利用によって照明効率が向上する分、光源のパワーを低下させることができるので、消費電力の低減や光源を含めた装置の長寿命化が期待できる。さらに、遮光板に光反射性を持たせれば、遮光板の帯熱を防止でき、耐熱性を向上させることができるというメリットもある。
【００５７】
遮光板５に設ける開口部５ａの形状は、上述の細長い矩形形状に限定されない。例えば、図１４に示した個々の光源像１００の形状（部分光束の外形形状）に合わせた形状としてもよい（図１５参照）。もしくは均一照明手段のフライアイレンズ３，４の設計によっては、複数の光源像１００を照明光軸Ｌを中心として放射状に配列させることもできるので、その場合、各開口部５ａが複数の光源像１００の放射方向に延在する形状としてもよい。
【００５８】
遮光板５の移動のさせ方としては、（１）照明光軸Ｌと略平行な方向に移動させる、（２）照明光軸Ｌを略中心として回転させる、（３）照明光軸Ｌと略直交する方向に移動させる、の３通りが考えられる。これら遮光板５の移動のさせ方は開口部５ａの形状に応じて好ましい組み合わせがある。
【００５９】
図１０、図１１に示したように、光源像１００の配列に対応して開口部５ａが複数の光源像１００の列方向（ｙ方向、ｘ方向である行方向の場合も同様）に延在する形状である場合、図９に矢印Ａ１で示すように、上記（１）の照明光軸Ｌと略平行な方向に移動させる構成を採ることができる。遮光板５を光源２側に移動させれば、開口部５ａに対して部分光束の外形寸法が相対的に大きくなるため、光源２からＰＢＳアレイ６に向かう光の一部は遮光され、ＰＢＳアレイ６に入射する光束量は減少する。逆に、遮光板５をＰＢＳアレイ６側に移動させれば、開口部５ａに対して部分光束の外形寸法が相対的に小さくなるため、光源２からＰＢＳアレイ６に向かう光は遮られることが無くなり、ＰＢＳアレイ６に入射する光束量は減少しない。この場合、遮光板５の移動に対して、光源像の遮光の仕方は対称性を有するため被照明領域における照度分布が変化しづらく、照明光強度の調節に際して照度ムラを生じにくい利点がある。
【００６０】
もしくは、図１１に矢印Ａ４で示すように、上記（２）の照明光軸Ｌを略中心に回転させる構成を採ることができる。遮光板５が回転することによって、光源像１００（を形成する部分光束）と開口部５ａとの重なり具合が変化するため、遮光板５の回転角を制御することによって、ＰＢＳアレイ６に入射する光束量を制御することができる。ところで、照明光軸Ｌから離れた周辺部の光源像１００からの照明光束は、被照明領域（液晶ライトバルブ）を照明する場合の照明角が大きくなるため、表示特性が照明光に対する入射角依存性を有する液晶ライトバルブを使用したプロジェクタにおいては、投射画像のコントラストを低下させる要因となる光であるが、特に（２）の回転の場合、一定角度だけ回転させたときに照明光軸Ｌから離れた周辺部の光源像１００の方が照明光軸Ｌに近い中央部の光源像１００よりも先に遮光されやすいため、この構成は照明光強度の調節を行いながら投写画像のコントラストを向上できるという点で好ましい。
【００６１】
また、図１０に矢印Ａ２、Ａ３で示すように、（３）の照明光軸と略直交する方向に移動させる構成を採ることもできる。この場合も上記（２）の場合と同様に、光源像１００（を形成する部分光束）と遮光板５の開口部５ａとの重なり具合を制御することによって、ＰＢＳアレイ６に入射する光束量を制御することができる。この場合、最適な移動方向を選択すれば、上記の２つの移動様式に対して、遮光板５の僅かな移動量で照明光強度を大幅に調節することができる。したがって、小さな移動距離でも大きな遮光量を確保できるように開口部の長手方向と略直交する方向（矢印Ａ２の方向）に移動させることが好ましい。
【００６２】
一方、光源像が放射状に配列され、開口部５ａがそれに応じて放射状に形成されている場合、遮光板５の移動のさせ方としては、上記（１）の照明光軸と略平行な方向に移動、上記（２）の照明光軸を略中心に回転、を採ることが最も望ましい。さらに、開口部５ａを個々の光源像の形状に合わせた形状とした場合、上記（１）、（２）、（３）の全てが可能である。
【００６３】
遮光板５を移動させるための具体的な手段としては、例えば遮光板５にボールネジなどを連結しておき、そのボールネジをステッピングモータ等の駆動手段で回転させることによって遮光板５を移動させることができる。また、遮光板５に回転軸を設けておき、これをステッピングモータ等の駆動手段で回転させることによって遮光板５を回転させることができる。例えば、図１１に示す構成では、照明光軸Ｌに回転軸を設定し、円形状の遮光板の外周部をギアを介してステッピングモータなどで回転する機構とすれば、回転時のモーメントを小さく抑えることができるため、高速応答性を容易に実現できる。いずれにしろ、遮光板５を高速応答で移動または回転させることができる構成であればよい。
【００６４】
本実施の形態の照明装置１においては、均一照明手段を構成する第２のフライアイレンズ４とＰＢＳアレイ６との間に移動可能もしくは回転可能な遮光板５が備えられ、この遮光板５が映像信号に基づいて高速に駆動される構成となっているため、例えばプロジェクタの映像シーンが明るい場面であればＰＢＳアレイ６への入射光量が多くなるように、暗い場面であれば少なくなるように入射光量が調節される。これにより、映像シーンが暗い場面の場合には、液晶ライトバルブへの照明光束量を減少させ、その減少量に応じて液晶ライトバルブの透過率を上げることによって、液晶ライトバルブを透過する最大光量をほぼ一定に保ちながら、透過光量を細かく制御することができるため、液晶ライトバルブでの階調表現性を高められる。これにより、光出力強度の制御が困難な高圧水銀ランプ等からなる光源２を用いていても、液晶ライトバルブにおいて映像に応じた明るさの照明光を得ることができるため、液晶ライトバルブの階調表現におけるダイナミックレンジを有効に活用し、プロジェクタにおける投写画像のダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、均一照明手段として２枚のフライアイレンズを用いた例を示したが、その他、ロッドレンズ（棒状または管状の導光体）を用いることもできる。ロッドレンズは、入射した光束を、その入射角度に応じて複数の部分光束に分割して射出する光束分割手段としての機能を有する。図７がその場合の構成の一例を示しており、照明装置１Ｂは、光源２、ロッドレンズ１２、集光レンズ４０、リレーレンズ４１、遮光板５（調光手段）、ＰＢＳアレイ６、１／２波長板アレイ７、重畳レンズ４２、平行化レンズ４３などを備えて構成されている。均一照明手段としてロッドレンズ１２を用いた場合も複数の光源像が形成されることから、照明装置１と同様に、光源像が形成される位置の近傍に遮光板５を配置することによって所望の調光を行うことができる。もちろん、遮光板５は不透明な基板内に物理的な開口部を有するものの他に、光学的に不透明な基板内に透明な部分を有するものであっても良い。
【００６６】
上記の各実施の形態では、遮光板５をＰＢＳアレイ６の直前に配置する構成を示したが、遮光板５を第２のフライアイレンズ４やリレーレンズ４１の直前に配置する構成としても良い。要するに、ＰＢＳアレイ６の入射側であれば、遮光板５の配置場所は限定されない。但し、光源像１００の大きさ、すなわち光源像１００を形成する部分光束の断面寸法が略最小となる位置に遮光板５を配置した方が照明光の調光範囲を大きくできるため、ＰＢＳアレイ６の直前に配置する構成が適している。また、本実施の形態では偏光変換手段としてＰＢＳアレイ６を備えた場合の例を示したが、偏光変換手段を備えない均一照明手段を用いた照明装置に対しても、同様の遮光板を配置することで、上記と同様の効果を得ることができる。その場合には、形成される光源像の最大寸法に合わせて開口部５ａの寸法を設定することが望ましい。要するに、複数の光源像を形成するプロセスを有する照明装置であれば、それらの光源像が形成される位置の近傍に、外部からの情報によって制御可能な遮光板を配置することによって、本発明と同様の効果を実現することができる。
【００６７】
[照明装置−２]
次に、本発明の第２の実施の形態の照明装置について図１２を用いて説明する。本実施の形態の照明装置は、均一照明手段として特にロッドレンズを用いた場合に有効な構成である。
【００６８】
本実施の形態の照明装置４５は、図１２に示すように、光源２とロッドレンズ１２（棒状または管状の導光体）との間に遮光板４４が設置されている。この遮光板４４は、ロッドレンズ１２に入射する光束の外形形状に対応した形状の開口部４４ａ（光透過部）を有しており、照明光軸Ｌに沿う方向（図１２中の矢印Ａ１）に移動できる構成となっている。
【００６９】
すなわち、第１の実施の形態の照明装置においては、均一照明手段によって形成される複数の光源像（を形成する部分光束）を遮光板で遮光する構成であったのに対し、本実施の形態の照明装置４５は、複数の部分光束を形成する以前の段階であるロッドレンズ１２に入射する一つの光束を遮光板で遮光する構成となっている。遮光板４４を光源２側に移動させれば、開口部４４ａに対して光束の外形寸法が相対的に大きくなるため、光源２からロッドレンズ１２に大きな角度で入射する光は遮光され、ロッドレンズ１２に入射する光束量は減少する。逆に、遮光板４４をロッドレンズ１２側に移動させれば、開口部４４ａに対して光束の外形寸法が相対的に小さくなるため、光源２からロッドレンズ１２に入射する光は遮られることが無くなり、ロッドレンズ１２に入射する光束量は減少しない。この構成においても、外部からの情報に応じて遮光板４４を照明光軸Ｌに沿う方向に移動させることで遮光板４４での透過光量を調節することができ、本発明の第１の照明装置と同様に、光源２からの光出力強度が一定のままであっても、被照明領域（液晶ライトバルブ）に入射する照明光束量を制御することができる。
【００７０】
なお、この遮光板４４は、照明光軸Ｌに沿う方向だけでなく、照明光軸Ｌに垂直な方向に移動する構成としてもよい。或いは、開口部４４ａの略中心を通って照明光軸Ｌと直交する軸Ｌｙ（例えばｙ軸）を中心に、矢印Ａ５で示すように遮光板４４を回転させる構成としてもよい。後者の場合には、遮光板４４を回転させることによって、照明光軸Ｌと直交するｘｙ平面における開口部４４ａの実質的な開口断面面積が減少するため、遮光板４４を通過する光束量を減少させられる。この場合、照明光軸Ｌに沿って別の遮光板４４を新たに配置し、互いの回転軸を直交する方向（例えばｘ軸とｙ軸）に設定して回転角を同期させて駆動すれば、調光時に照明光の照度分布の維持がしやすいという点で優れている。要するに、何れの場合でも、遮光板４４での透過光量を調節することができる。
【００７１】
[照明装置−３]
次に、本発明の第３の実施の形態の照明装置について図１３を用いて説明する。第１、第２の実施の形態の照明装置が遮光板を備えていたのに対し、本実施の形態の照明装置は遮光板を備えておらず、遮光板の作用によって調光を行うものではない点で上記実施の形態と異なっている。ただし、本実施の形態の場合は、偏光変換手段を備えていることが必須である。図１３では偏光変換手段であるＰＢＳアレイの部分のみを図示している。
【００７２】
本実施の形態の照明装置は、光源と、ロッドレンズやフライアイレンズ等の光束分割手段と、光束分割手段により得られた複数の部分光束が入射し偏光変換されるＰＢＳアレイ６（偏光変換手段）とを備えている。ＰＢＳアレイ６は照明光軸Ｌに略平行な方向もしくは照明光軸Ｌに略垂直な方向に移動可能に設置されており、外部からの情報に基づいてＰＢＳアレイ６が移動することによりＰＢＳアレイ６からの射出光の偏光状態を制御可能な構成となっている。特にＰＢＳアレイ６を照明光軸Ｌに垂直な方向に移動させる構成の場合には、ＰＢＳアレイ６の偏光分離方向（図１３における矢印Ｂ１の方向）に沿った方向に移動させる構成となっている。
【００７３】
図１３（ａ）、（ｂ）は、例えばＰＢＳアレイ６を偏光分離方向Ｂ１に移動させた場合の偏光状態の変化を説明するための図であり、図中、符号７は１／２波長板アレイ、２１は液晶ライトバルブ、５０は液晶ライトバルブ２１の入射側偏光子（偏光選択手段）である。通常の状態（調光をかけない状態）では、図１３（ａ）に示すように、不定偏光光束の大部分がＰＢＳアレイ６の偏光分離膜５１に入射し、ミラー５２にはほとんど光束が入射しない設定となっている。偏光分離膜５１に入射した不定偏光光束は、偏光方向が異なる２種類の偏光光束に分離され、例えば、図１３（ａ）においては偏光方向が紙面に平行な偏光（以下の説明ではこの光をＰ偏光とする）は偏光分離膜５１をそのまま透過してＰＢＳアレイ６からＰ偏光として射出される。一方、偏光方向が紙面に垂直な偏光（以下の説明ではこの光をＳ偏光とする）は偏光分離膜５１で反射し、ミラー５２で再度反射した後、１／２波長板アレイ７で偏光方向を９０°回転してＰ偏光に変換されて、ＰＢＳアレイ６から射出される。すなわち、図１３に示したＰＢＳアレイ６の構成に依れば、不定偏光光束の大部分が最初に偏光分離膜５１に入射することによって、ＰＢＳアレイ６から射出される光束の大部分はＰ偏光光束となる。液晶ライトバルブ２１の入射側偏光子５０は紙面に平行な方向が透過軸の方向（図１３において矢印Ｐで示す）となるように配置されているので、ＰＢＳアレイ６から射出されたＰ偏光はこの偏光子５０を透過することができ、液晶ライトバルブ２１の照明に寄与することができる。
【００７４】
次に、調光をかける場合には、例えば、偏光分離膜５１とミラー５２のピッチ分だけＰＢＳアレイ６を偏光分離方向Ｂ１に移動させる。すると、図１３（ｂ）に示すように、不定偏光状態の光束がＰＢＳアレイ６のミラー５２に最初に入射することになる。すると、光は不定偏光状態のままミラー５２で反射され、図１３（ｂ）における紙面の下側から偏光分離膜５１に入射するが、この偏光分離膜５１はＰ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射させるものであるから、偏光分離膜５１で反射されたＳ偏光はＰＢＳアレイ６からＳ偏光として射出される。一方、偏光分離膜５１を透過したＰ偏光は、偏光分離膜５１の上側のミラー５２で再度反射された後、１／２波長板アレイ７で偏光方向を９０°回転してＳ偏光に変換され、ＰＢＳアレイ６からＳ偏光として射出される。すなわち、不定偏光光束の大部分が最初にミラー５２に入射することによって、ＰＢＳアレイ６から射出される光束の大部分はＳ偏光光束となる。ところが、液晶ライトバルブ２１の入射側偏光子５０は紙面に平行な方向が透過軸方向となるように配置されているので、ＰＢＳアレイ６から射出されたＳ偏光は入射側偏光子５０を透過することができず、液晶ライトバルブ２１の照明には寄与しない。なお、ここで言う調光とは、液晶ライトバルブに入射する特定の偏光光束の光束量をＰＢＳアレイ６の移動によって制御することを意味している。
【００７５】
以上、偏光分離膜５１とミラー５２のピッチ分だけＰＢＳアレイ６を移動させた場合の偏光状態の変化について説明した。この場合は理論上は１００％透過と０％透過の場合となるが、ＰＢＳアレイ６の移動量を適宜調節することにより液晶ライトバルブ２１の入射側偏光子５０における光透過量を０〜１００％の間で任意に設定することができる。このようにして、第３の実施の形態の照明装置においては、調光操作、すなわちＰＢＳアレイ６の移動を行うことによって照明装置から射出される照明光束の偏光状態を変化させられるため、入射側偏光子５０を介して、結果的に液晶ライトバルブに到達する光量を外部からの情報に基づいて調節することができる。
【００７６】
また、一般的に、ＰＢＳアレイ６は部分光束によって形成される光源像が、略最小の大きさになる位置に配置されるため、ＰＢＳアレイ６を照明光軸Ｌと略平行な方向に移動させる構成の場合には、ＰＢＳアレイ６の移動によって、偏光分離膜５１に対応する入射端面５１ａと光源像（部分光束の断面寸法）との相対的な大きさの関係が変化する。したがって、調光をかけない状態では入射光束（不定偏光光束）の大部分が直接偏光分離膜５１に入射するのに対して、調光をかけた状態では入射光束の一部が直接ミラー５２に入射することとなり、上述したメカニズムによって、照明装置から射出される照明光束の偏光状態を変化させ、結果的に液晶ライトバルブに到達する光量を外部からの情報に基づいて調節することができる。
【００７７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば遮光板の開口部の形状や数、配置等に関しては上記実施の形態に限ることなく、適宜変更が可能である。また、映像情報に応じてリアルタイム的に調光を行う様態以外にも、視聴者の好みや明るさなどの視聴環境に応じて非リアルタイム的に調光を行う様態に対しても、本発明の構成を適用することができる。さらに、上記実施の形態では光変調手段として液晶ライトバルブを用いた液晶プロジェクタの例を挙げたが、その他の電気光学素子（例えばＤＭＤ）を光変調手段として用いたプロジェクタに対しても本発明を適用することが可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の照明装置によれば、光源の光出力強度が一定のままでも被照明領域において映像に応じた明るさの光が得られ、プロジェクタにおける投写画像のダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。そして、この照明装置の使用により、映像表現力や使用環境への順応性の面で優れた効果を持つプロジェクタを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態の液晶プロジェクタの概略構成を示す図である。
【図２】  同、液晶プロジェクタの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図３】  同、液晶プロジェクタにおいて、（ａ）映像信号から明るさ制御信号を決定する第１の方法を説明するための図、（ｂ）映像信号の伸張処理の方法を説明するための図である。
【図４】  同、第２の方法を説明するための図である。
【図５】  同、第３の方法を説明するための図である。
【図６】  本発明の第１の実施形態の照明装置の概略構成を示す水平断面図である。
【図７】  ロッドレンズを用いた場合の照明装置の概略構成を示す水平断面図である。
【図８】  同、照明装置の遮光板の構成を示す図であって、（ａ）水平断面図、（ｂ）正面図である。
【図９】  同、遮光板の移動方向の一例を示す図である。
【図１０】  同、遮光板の移動方向の他の例を示す図である。
【図１１】  同、遮光板の移動方向のさらに他の例を示す図である。
【図１２】  本発明の第２の実施形態の照明装置の概略構成を示す水平断面図である。
【図１３】  本発明の第２の実施形態の照明装置におけるＰＢＳアレイの作用を説明するための図である。
【図１４】  均一照明手段によって形成される光源像の様子を示す図である。
【図１５】  他の遮光板の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，１Ｂ，４５  照明装置
２  光源
３  第１のフライアイレンズ（均一照明手段）
４  第２のフライアイレンズ（均一照明手段）
５，４４  遮光板（調光手段）
５ａ，４４ａ  開口部（光透過部）
６  ＰＢＳアレイ（偏光変換手段）
１２  ロッドレンズ（均一照明手段）
２１  リレー系
２２，２３，２４  液晶ライトバルブ（光変調手段）
２６  投射レンズ（投射手段）
３０  液晶プロジェクタ（プロジェクタ）
３２  ＤＳＰ（１）（制御信号決定手段）
３３  ＤＳＰ（２）（調光制御手段）
３５  調光素子
３６  ＤＳＰ（３）（映像信号伸張手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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