JP2005017501A - Lighting system, projection type display and the method of driving the same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To independently set a shielding area and a shielding position in a projection type display with an adaptive type light control element. <P>SOLUTION: A light control is performed by using a block type shielding body 32 composed turnably around a turning axis 32c extending substantially perpendicular to an optical axis. In a conventional flat shielding plate (louver), only the flat shape contributes to the shielding but the side shape (namely, the shape in the thickness direction) hardly contributes to the shielding, thus the maximum shielding quantity is decided by the flat shape of the shielding plate. On the contrary, in a shielding body having a three-dimensional shape, not only the flat shape but also the shape in the thickness direction (side shape) contributes to the shielding, and the maximum shielding quantity can be 100% by properly designing the side shape. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置とこれを備えた投射型表示装置およびその駆動方法に関し、特に映像表現力に優れた投射型表示装置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投射型表示装置（液晶プロジェクタ）が知られている。
投射型表示装置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、投射型表示装置には、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、この種の従来の投射型表示装置は以下のような問題点を有している。
【０００３】
（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， 以下、ＣＲＴと略記する）を用いた既存のテレビ受像機に比較すると、映像の品質や迫力の点で劣ってしまう。
（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。
【０００４】
このような投射型表示装置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。投射型表示装置において、ランプの出力光の制御を行なう方法が特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−６６５０１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、投射型表示装置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いるが、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である。したがって、ランプの光出力強度自体は変化させなくても、光変調手段への入射光量を映像信号に応じて変化させることのできる方法が求められている。
さらに上記の問題点に加えて、現行の投射型表示装置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。
【０００７】
このような課題を解決するために、近年、投射型表示装置用の照明装置として、上述のメタルハライドランプや高圧水銀ランプ等の光源に調光用のルーバ（平板状の遮光板）を組み合わせた構造のものが提案されている。具体的には、光源から射出された光の光軸上に遮光板を配置し、これをその主面に平行な回動軸の回りに回動させることで光源光を一部遮光する。この種の照明装置に関する発明は、本出願人も既に多数出願している。
【０００８】
この構成によれば、光源とは別体に設けられた遮光板によって、光源から射出された光の光量調整を高速且つ任意に行なうことができる。このため、照明光を例えば映像信号に基づいて調節することで、光源の光出力強度が一定のままでも被照明領域（光変調装置）において映像に応じた明るさの光を得ることができ、投射型表示装置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、若しくは、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。
しかも、このような遮光板の形状を変えることにより遮光位置を自由に選択できるため、例えば光源から射出された光を外側から優先的に遮光できるような形状とすることで、コントラストの向上を図ることもできる。
【０００９】
しかし、遮光板の形状を変えると、これによって最大遮光量も決まってしまうため、調光範囲（即ち、調光の自由度）を十分に確保できなくなる虞がある。このことを具体例を用いて説明する。図９は、液晶ライトバルブに対して大きな角度で入射されることとなるフライアイレンズ周縁部の光を優先的に遮光すべく、遮光板を平面視コ字型の形状とした例を示しており、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ遮光板の回動角度が０°，６０°，９０°の状態を示している。
【００１０】
この例では、光源光の照度分布をライトバルブ上で均一化させるための手段として、光源（図示略）側から第１のフライアイレンズ１００１、第２のフライアイレンズ１００２が順次設置されており、これらのレンズ１００１，１００２の間に、光源光の光量を調節するための一対の遮光板１０００，１０００が設置されている。遮光板１０００は平面視コ字型の形状を有し、その主面に平行な方向に延在する回動軸１０００ｃを中心として回動可能に構成されている。また、各遮光板１０００はその凹部１０００ａが光軸Ｙを挟んで対向するように配置されており、一方が時計回りの方向、他方が反時計回りの方向に回動されるようになっている。
【００１１】
これらの遮光板１０００は、図９（ａ）に示すように、調光の行なわれない初期状態において光軸Ｙと平行に配置されている。また、この初期状態において各遮光板１０００は第１のフライアイレンズ１００１から射出される光の光路外に配置されており、遮光量が略ゼロとなるように構成されている。一方、調光を行なう場合（調光状態）には、図９（ｂ），図９（ｃ）に示すように、各遮光板１０００は回動軸１０００ｃを中心として０°〜９０°の範囲内で一斉に回動される。このような構成では、各遮光板の光軸Ｙに垂直な面への射影像は、一方がコ字型、もう一方が逆コ字型の形状となるため、光源から射出された光を、その外周部を取り囲むような形で全方向から遮光することができる。
【００１２】
しかしながら、上記構成では遮光板１０００をコ字型の形状としたため、その凹部１０００ａが位置する光軸近傍の光を遮光することはできない。このため、最大遮光量はこの凹部１０００ａの大きさによって一義的に決まってしまう。換言すると、遮光位置の選択の自由度と調光の自由度とはトレードオフの関係にあり、これらを独立に設定することはできない。
本発明は、上記課題に鑑み創案されたものであり、調光範囲及び遮光位置を独立に設定可能な照明装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【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、本発明の照明装置は、投射型表示装置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、上記光源からの射出光の一部を遮光することにより上記射出光の光量を調節する調光手段とを備え、上記調光手段は、上記射出光の光軸に対して略垂直な方向に延在する回動軸を中心として回動可能に構成されたブロック状の遮光体からなることを特徴とする。
【００１４】
本構成では、遮光体を立体形状（３次元的な形状）としたため、これを回転させたときの射影形状のバリエーションを、平板形状のもの（例えば従来のルーバ）を回転させる場合に比べて格段に増やすことができる。つまり、前述した平板状の遮光板ではその平面形状のみが遮光に寄与し、側面形状（即ち、厚み方向の形状）は遮光に殆ど寄与しない。このため、最大遮光量は遮光板の平面形状のみで決まってしまう。これに対して立体形状を有するブロック状の遮光体では、その平面形状のみならず側面形状も遮光に寄与するため、この側面形状によっては最大遮光量を１００％とすることも可能となる。
【００１５】
例えば先の例に示したように、光源からの射出光の光量をこの射出光の光軸から離れた領域から優先的に遮光する場合について考える。本構成において、これを実現するための具体的な形態としては、上記遮光体が上記光軸を囲む位置に複数配置されたものを用いることができる。特に、遮光体が湾曲形状を有し、回動状態においてそれぞれの湾曲部が光軸を挟んで対抗するように配置されたものでは、光軸を取り囲むように全方向から遮光が行なわれることとなり、映像のコントラストが一層高まる。
【００１６】
この構成において遮光体を回動させると、回動量が一定の範囲内では、各遮光体の光軸に垂直な面への射影像は、その湾曲形状（平面形状）を反映して、一方がコ字型、他方が逆コ字型となる。しかし、この状態から遮光体を更に回動させると、各射影像は遮光体の側面形状を反映した形状となる。したがって、この側面形状を、光源光を完全に遮光する形状とすることで、照明光量を０％〜１００％まで変化させることができる。
【００１７】
また、この構成では、遮光体の平面形状が反映される回動状態において、光源から射出された光束は、その外周部から光軸側に向けて順に遮られる形で全方向から遮光される。すなわち、この構成では、光変調手段に対して大きな角度で入射されることとなる、光軸から離れた領域の光から優先的に遮光されるため、遮光量が大きくなるほど映像のコントラストは高くなる。このため、暗い映像でも階調再現性がよくなり、微妙な階調変化を表現できるようになる。
【００１８】
なお、上記構成では、光軸に対して遮光が非対称に行なわれても勿論よいが、各遮光体の形状や配置等を光軸に対して対称にすることで、遮光が光軸に対して線対称又は軸対称に行なわれるようにしてもよい。この場合、照明光の照度分布は被照明領域の中心線を通る軸に対して線対称又は軸対称となるため、映像の見栄えがよくなる。
【００１９】
ところで、このような照明装置を投射型表示装置に適用する場合には、光源の持つ照度分布を被照明領域において均一化することが望ましい。この均一照明手段としては、例えば上記光源から射出された光を複数の光束に分割する第１のフライアイレンズと、これらの光束を被照明領域において重畳する第２のフライアイレンズ（これら第１，第２のフライアイレンズが本発明の一対のフライアイレンズを構成する）とを光源側から順に配置したものを好適に用いることができる。この場合、上記調光手段は第１のフライアイレンズと第２のフライアイレンズとの間、若しくは、第２のフライアイレンズの射出側に配置することができる。
【００２０】
この構成では、照明光量を滑らかに変化させるために、調光状態において部分的に遮光された光束が複数存在した場合に、これらの部分的に遮光された全ての光束の中心部が調光手段によって同時に遮光されないようにすることが望ましい。つまり、各部分光束では、その照度は中心部が外側よりも大きくなっているため、光束の中心部が遮光されるとその光束の光量は大きく低下する。このような光量低下が全ての光束について同時に起こると、これらが増幅されて照明光量に階段状の大きな変化が生じる。これに対して、部分的に遮光された複数の光束の中心部をそれぞれ別々のタイミングで遮光する、或いは、いくつかずつ別々のタイミングで遮光する場合には、光量変化は全体として平均化されるため、照明光量を滑らかに変化させることができる。具体的には、遮光体の形状を曲面を含む形状とし、一列に並んだ複数のマイクロレンズの中心部が遮光体の射影像の輪郭部分によって全て同時に遮光されないようにすることで、上記効果が得られる。
【００２１】
なお、上述の遮光体は光の透過率が全体的に均一なもの（例えば、非透光性部材、或いは、均一な透過率分布を有する半透明な部材）であってもよい。この場合、製造の容易さ等の利点がある。しかし、本発明はこれに限られず、例えば調光手段は部分的に光の透過率が異なる領域を有していてもよい。具体的には、遮光体に半透過特性をもった樹脂を用いる、或いは、遮光体を、表面に金属薄膜を形成したガラスとし、その膜厚に分布を持たせることで、上記構造を実現できる。このようにして、遮光体内に部分的に光の透過率が異なる領域を設けた場合、フライアイレンズが作り出す複数の２次光源像のそれぞれに対してランダムな分布で遮光が行なわれるので、それらが重畳されたものはこれらの分布が交じり合うことにより照度分布が均一化され、被照明領域における照度の均一性を高めることができる。
【００２２】
また、本発明の投射型表示装置は、上述の照明装置と、上記照明装置から射出される光を変調して映像光を形成する光変調手段と、上記映像光を投射する投射手段とを備えたことを特徴とする。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、投射型表示装置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投射型表示装置を実現することができる。
【００２３】
また、上記投射型表示装置の駆動手段としては、映像を構成する単位時間当たりの映像信号に基づいて上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、上記制御信号に基づいて上記調光手段を制御する調光制御手段と、上記映像信号を上記制御信号に基づいて伸長する映像信号伸長手段とを備えることが望ましい。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単位時間当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、映像信号伸長手段が制御信号に基づいて映像信号を伸長する。この動作によって、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張することができ、映像表現力に優れた投射型表示装置を実現することができる。
【００２４】
本発明の投射型表示装置の駆動方法は、上述の投射型表示装置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上記調光手段を制御する制御信号を決定し、上記制御信号に基づいて上記調光手段を制御することにより上記光変調手段を照明する光の光量を調節するとともに、上記映像信号を上記制御信号に基づいて伸張し、この伸張した映像信号を上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。
この構成によれば、投射型表示装置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。
【００２５】
【発明の実施の形態】
まず、図４〜図８を参照しながら、本発明の一実施形態に係る投射型表示装置について説明する。
本実施形態の投射型表示装置は、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板式の投射型カラー液晶表示装置である。図４はこの投射型表示装置を示す概略構成図であって、図中、符号１は照明装置、１０は光源、２１，２２はフライアイレンズ（均一照明手段）、３２は遮光体（調光手段３０）、４１，４２はダイクロイックミラー、４３，４４，４５は反射ミラー、５１，５２，５３は液晶ライトバルブ（光変調手段）、６０はクロスダイクロイックプリズム、７０は投射レンズ（投射手段）を示している。
【００２６】
本実施形態における照明装置１は、光源１０とフライアイレンズ２１，２２と複数の遮光体３２とから構成されている。光源１０は高圧水銀ランプ等のランプ１１とランプ１１の光を反射するリフレクタ１２とから構成されている。また、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５１，５２，５３において均一化させるための均一照明手段として、光源１０側から第１のフライアイレンズ２１、第２のフライアイレンズ２２が順次設置されている。ここで、第１のフライアイレンズ２１は光源１０から射出された光を複数の光束Ｒに分割し、第２のフライアイレンズ２２はライトバルブ位置においてそれらを重畳する重畳レンズとしての機能を有する。場合によっては２次光源像を重畳するためのコンデンサーレンズを第２のフライアイレンズ２２の位置、もしくはその後段に配しても良い。以下では重畳レンズとして第２のフライアイレンズが用いられた場合について説明を行なう。
【００２７】
本実施形態の場合、光源１０から射出された光の光量を調節する調光素子（調光手段）として、複数の遮光体３２が第１のフライアイレンズ２１と第２のフライアイレンズ２２との間に回動可能に設置されている。なお、照明装置１の構成については後で詳しく説明する。
【００２８】
照明装置１の後段の構成を以下、各構成要素の作用とともに説明する。
青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー４１は、光源１０からの光束のうちの赤色光Ｌ_Ｒを透過させるとともに、青色光Ｌ_Ｂと緑色光Ｌ_Ｇとを反射させるものである。ダイクロイックミラー４１を透過した赤色光Ｌ_Ｒは反射ミラー４５で反射されて赤色光用液晶ライトバルブ５１に入射される。一方、ダイクロイックミラー４１で反射した色光のうち、緑色光Ｌ_Ｇは緑色光反射用のダイクロイックミラー４２によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ５２に入射される。一方、青色光Ｌ_Ｂはダイクロイックミラー４２も透過し、リレーレンズ４６、反射ミラー４３、リレーレンズ４７、反射ミラー４４、リレーレンズ４８からなるリレー系４９を経て青色光用液晶ライトバルブ５３に入射される。
【００２９】
各液晶ライトバルブ５１，５２，５３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６０に入射される。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７０によりスクリーン７１上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００３０】
次に、本実施形態の投射型表示装置の駆動方法について説明する。
図５は本実施形態の投射型表示装置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投射型表示装置の場合、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形態の場合、基本的な構成として、以下に説明するように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。
【００３１】
本実施形態では、図５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８１を経て第１のデジタル信号処理回路であるＤＳＰ（１）８２（制御信号決定手段）に入力される。ＤＳＰ（１）８２では、映像信号から明るさ制御信号が決定される。ＤＳＰ（２）８３（調光制御手段）では、明るさ制御信号に基づいて調光素子ドライバ８４を制御し、最終的には調光素子ドライバ８４が調光素子３０（本実施形態の場合は遮光体３２）を実際に駆動する。
【００３２】
一方、ＤＳＰ（１）８２で決定された明るさ制御信号は、映像信号とともにＤＳＰ（３）８６（映像信号伸長手段）にも入力される。ＤＳＰ（３）８６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長する。伸長処理後の映像信号はＤＡコンバータ８７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８８に入力され、パネルドライバ８８から赤色光用液晶ライトバルブ５１（図５中のＲパネル）、緑色光用液晶ライトバルブ５２（同、Ｇパネル）、青色光用液晶ライトバルブ５３（同、Ｂパネル）のそれぞれに供給される。
【００３３】
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、の他に、［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なう場合について考える。この場合、上記で説明したように、ＤＳＰ（１）８２で映像信号に基づいて明るさ制御信号が決定されるが、その方法には例えば次の３通りが考えられる。
【００３４】
（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０〜２５５の２５６ステップの階調数を含む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６（ａ）のようになったとする。この図の場合、ヒストグラムに含まれる最も明るい階調数が１９０であるので、この階調数１９０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、最も忠実に明るさを表現できる方法である。
【００３５】
（ｂ）注目しているフレームに含まれている階調数毎の出現数分布（ヒストグラム）より、最大の明るさから出現数について一定の割合（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７のようであった場合、ヒストグラムより明るい側から１０％の領域をとる。１０％に相当するところの階調数が２３０であったとすると、この階調数２３０を明るさ制御信号とする。図７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）の方法を採用すれば、階調数２５５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。
【００３６】
（ｃ）画面を複数のブロックに分割して、ブロック毎、含まれている画素の階調数の平均値を求め、最大のものを明るさ制御信号とする方法。
例えば図８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Ａ_１１，…，Ａ_ｍｎ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）〜（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なう他に、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。
【００３７】
次にＤＳＰ（２）８３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８４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。
【００３８】
（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）８２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８４に供給すればよいため、ＤＳＰ（２）８３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、映像の内容により画面の明暗が短い周期で変化することもあり、鑑賞時に余計なストレスを感じるなどの問題が発生する恐れがある。
【００３９】
（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。
【００４０】
（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３０を制御する。この方法によれば、シーンの切り替わりなどのみに応じた制御を行なうことができる。
【００４１】
このようにして、例えば階調数１９０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３０を駆動する。本実施形態の場合、調光素子３０は具体的には遮光板３１，３２であるから、透過率が７５％（遮光率が２５％）となるように遮光板３１，３２を回動させる。同様に、階調数２３０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３０を駆動する。
【００４２】
一方、ＤＳＰ（３）８６では、ＤＳＰ（１）８２で決定された明るさ制御信号と映像信号に基づいて映像信号を適当な階調範囲まで伸長する。例えば最大階調範囲にまで伸長する場合、上記の例では表示可能な最大階調数が２５５であるから、図６（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６（ｂ）に示すように階調数０〜２５５まで伸長する。このような照明光量の制御と映像信号の伸長処理によって、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。
【００４３】
［２］投射拡大率による制御
投射レンズ７０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、拡大側では画面が暗くなり、縮小側で明るくなる傾向にある。したがって、これを補正するように、拡大側に変化させた場合には光量が増えるように、縮小側に変化させた場合には光量が減るように調光素子３０を制御する。
【００４４】
［３］外部からの制御
使用者が好みに応じて調光素子３０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３０を制御する。この場合、使用者がコントローラを用いて、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］の制御を行なうためには、図５でＤＳＰ（１）８２〜ＤＳＰ（３）８６のような回路は不要であるが、それ以外の回路構成が必要になる。
【００４５】
次に、図１〜図３を参照しながら、本実施形態の照明装置について説明する。
本実施形態では、均一照明手段を構成する２枚のフライアイレンズの間に遮光板を装入した照明装置の例を示す。図１は本遮光体の概略構成を示す図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれその上面視図，Ｃ−Ｃ′矢視図，Ｄ−Ｄ′矢視図である。また、図２は本照明装置の概略構成を示す側面図、及び遮光体を第２フライアイレンズと共に光軸方向から見た状態を示す正面図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ減光率０％，３０％，６０％の状態を示している。
【００４６】
図２に示すように、本実施形態の照明装置１では、光源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、光源側から第１のフライアイレンズ２１、第２のフライアイレンズ２２が順次設置されている。各フライアイレンズ２１，２２は、Ｘ方向，Ｚ方向に配列された複数（本実施形態では例えば６×６個）のマイクロレンズ２３，２４から構成されている。
【００４７】
第１のフライアイレンズ２１と第２のフライアイレンズ２２との間には、光源１０から射出された光の光量を調節する調光手段として、３次元的な形状を有する一対の遮光体３２が設置されている。
【００４８】
この遮光体３２は、不均一な厚みの板状部材を折り曲げたような構造を有し、その一方の正面形状（以下、平面形状という）は、図１（ｃ）のように、コ字型に大きく湾曲した形状である。また、これと直交する方向から見た正面形状（以下、側面形状という）は、図１（ｂ）のように、略矩形の形状ではあるが、その側部に一部切り欠いたような窪みｇが設けられている。これらの遮光体３２は、図１（ｃ）に示した湾曲部が光軸Ｙを挟んで互いに向き合うように（即ち、折り曲げられた端部同士が互いに向き合うように）配置されており、光軸Ｙに略垂直な回動軸３２ｃを中心として、一方が時計回りの方向、他方が反時計回りの方向に回動可能に構成されている。また、これらの遮光体３２はその形状や回動半径等を互いに等しく構成されており、各遮光体の回動軸３２ｃは、光軸Ｙに対して互いに線対称となる位置に配置されている。
【００４９】
これらの遮光体３２は、図２（ａ）に示すように、調光の行なわれない初期状態において、第１のフライアイレンズ２１から射出される光の光路外に配置されており、遮光量が略ゼロとなるように構成されている。一方、調光を行なう場合（調光状態）には、図２（ｂ），図２（ｃ）に示すように、各遮光体３２は回動軸３２ｃを中心として０°〜１８０°の範囲内で等しく回動される。本実施形態では遮光体３２が立体的な形状を有するため、遮光体３２を回動させていくと、遮光体３２を光軸Ｙに垂直な平面に射影した像の形状は、遮光体３２の平面形状を反映したものから遮光体３２の側面形状を反映したものに遷移していく。
【００５０】
例えば遮光体３２の回動量が０°〜９０°の範囲内では、上記射影像の形状は、図１（ｃ）に示した平面形状を反映した形状となり、光源１０から射出された光束は、その外周部から光軸Ｙ側に向けて順に遮られる形で全方向から遮光される。一方、遮光体３２の回動量が９０°を超えると、上記射影像の形状は、図１（ｂ）に示した側面形状を反映した形状となり、上記光源１０から射出された光束はその外周部を更に遮られる形で遮光され、遮光量は徐々に増大していく。しかし、本遮光体３２では側面形状に窪みｇが設けられているため、１８０°まで回動させても遮光量はゼロとはならず、図２（ｃ）に示すように、光軸Ｙ近傍に上記窪みｇを反映した光透過領域Ｇが残る。
【００５１】
このように本実施形態では、立体状の部材を回動させているため、前述した平板状の遮光板を回動させる場合に比べて、調光範囲を拡げることができる。つまり、平板状の遮光板ではその平面形状のみが遮光に寄与し、側面形状（厚み方向の形状）は遮光に殆ど寄与しない。このため、最大遮光量は遮光板の平面形状によって決まってしまう。これに対して立体形状を有する遮光体では、その平面形状のみならず側面形状も遮光に寄与するため、この側面形状によっては上記平面形状で決まる遮光量よりも大きな遮光量が得られる。本実施形態の例でいえば、遮光体３２の側面形状を矩形形状とする（即ち、窪みｇを設けない）ことで、最大遮光量を１００％とすることも可能である。逆に、窪みｇの大きさを適当に調節することで、調光の許容される範囲を任意に設定することも可能である。
【００５２】
また、本実施形態では、液晶ライトバルブに対して大きな角度で入射されることとなる、光軸Ｙから離れた領域の光から優先的に遮光が行なわれるため、図３に示すように、遮光量が大きくなるほど映像のコントラストは高くなる。このため、暗い映像でも階調再現性がよくなり、微妙な階調変化を表現することができる。特に本実施形態では、このような遮光が光軸Ｙを取り囲むような形で全方向から行なわれるため、映像のコントラストは最も高くなる。
【００５３】
また、本実施形態では調光を光軸Ｙに対して線対称に行なっているため、被照明領域であるライトバルブ上での照度の偏りの少ない均一な照明を実現できる。つまり、調光手段を用いて光源光を遮光する場合、むやみに調光を行なうと照度分布の均一化の作用が阻害されてしまう。例えば、光軸Ｙに対して片側から調光すると、被照明領域の片側のみが明るく、残りの片側が暗いというように照度分布が偏りを持つ場合がある。これに対して、上述のように光軸Ｙに対して線対称に調光を行なうと、第１のフライアイレンズ２１で形成される１つ１つの光束Ｒについては、遮光により明るさの偏りが生じるが、第２のフライアイレンズ２２によってそれらを重畳した照度分布は、被照明領域の中心を通る軸に対して線対称な分布となり、光軸Ｙに対して非対称な調光を行なった場合に比べて、投射映像の見栄えをよくすることができる。
【００５４】
特に、図４に示したような青色に対応する画像のみ，画像の上下方向若しくは左右方向が他の２色の画像と逆転することになる投射型表示装置に本実施形態の照明装置１を用いた場合、スクリーン７１の両側で色バランスが均一な画像を再現することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、遮光体３２の射影像は曲線を含むような形状となっているため、調光時の照明光量の変化を滑らかにすることができる。つまり、均一照明手段としてフライアイレンズ２１，２２を用いた構成では、マイクロレンズ２３から射出された部分光束Ｒは対応するマイクロレンズ２４の中心部で像を結ぶため、回動により遮光板の縁部が正面視でレンズ２４の中心部を通ると、光束Ｒの透過光量は大きく低下する。このとき、仮に遮光板３１の形状が矩形で、その縁部がマイクロレンズの横の配列方向（Ｚ方向）に平行であったとすると、Ｚ方向に配列した６つのマイクロレンズ２４の中心部は遮光板によって全て同時に遮光されるため、その光量変化は一段と大きくなる。したがって、光量を連続的に変化させたいときにも画面の明るさ変化が不連続になることがあり、視聴者が映像を鑑賞する際、不自然さを感じることがある。
【００５６】
これに対して、本実施形態では遮光体３２の形状がマイクロレンズ２４の横の配列方向に対して凹凸状の曲線部又は斜めに交差する斜辺部を有しているため、一列に並んだ６つのマイクロレンズ２４の中心部が全て同時に遮光されることはない。換言すると、本実施形態では、遮光体の回動によって部分的に遮光された複数の部分光束Ｒの中心部がそれぞれ別々のタイミングで遮光される、或いは、いくつかずつ別々のタイミングで遮光されるため、光量変化を全体として平均化することができ、照明光量に不連続的な変化が生じることを防止できる。
【００５７】
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、上記実施形態では遮光体３２を光軸を挟む位置に２つ配置したが、このような遮光体は１つでも構わない。逆に、遮光体を、光軸を囲む位置に３つ或いは４つ以上配置することも可能である。この場合、各遮光体の形状及び配置を光軸Ｙを中心として軸対称とすることが好ましい。これにより、被照明領域における光の照度分布がその中心軸に対して軸対称となり、映像の見栄えが一層よくなる。
【００５８】
また、上記実施形態では遮光体を半透明の部材によって構成してもよく、これにより、調光特性を一層滑らかにすることができる。具体的には、遮光体に半透過特性をもった樹脂を用いる、或いは、遮光体を、表面に金属薄膜を形成したガラスとし、その膜厚に分布を持たせることで、上記構造を実現できる。このようにして遮光体に部分的に光の透過率が異なる領域を設けた場合、フライアイレンズが作り出す複数の２次光源像のそれぞれに対してランダムな分布で遮光が行なわれるので、それらが重畳されたものはこれらの分布が交じり合うことにより照度分布が均一化され、被照明領域における照度の均一性が高まる。
勿論、遮光体は、光の透過率が全体的に均一なもの（例えば、均一な透過率分布を有する半透明な部材）であってもよい。この場合、製造の容易さ等の利点がある。
【００５９】
また、上記各実施形態では遮光体３２を第１のフライアイレンズと第２のフライアイレンズとの間に配置したが、この遮光体は第２のフライアイレンズの射出側に配置してもよい。この場合にも、遮光体によって、第２のフライアイレンズ２２から射出された複数の部分光束のうち光軸Ｙから離れた光束から優先的に遮光されるようにすることが望ましい。
【００６０】
また、上記実施形態では、投射型表示装置として透過型の液晶装置を光変調手段として用いたものを例示した。しかし、本発明の技術範囲はこのような透過型のものに限定されず、例えばＬＣＯＳ等の反射型の投射型表示装置、或いは、ＭＥＭＳ技術に基づくミラー方式の空間光変調器を用いた投射型表示装置に対して本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の照明装置に備えられた調光素子の概略構成を示す図。
【図２】同、調光素子の概略構成を示す平面図、及びこの調光素子を光軸方向から見た正面図。
【図３】同、投射型表示装置の減光量とコントラストとの関係を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態の投射型表示装置の概略構成を示す図。
【図５】同、投射型表示装置の制御装置の構成を示すブロック図。
【図６】同、投射型表示装置において、映像信号から調光制御信号を決定する第１の方法を説明するための図。
【図７】同、第２の方法を説明するための図。
【図８】同、第３の方法を説明するための図。
【図９】従来の照明装置に備えられた調光素子の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…照明装置、１０…光源、２１，２２…フライアイレンズ、２３，２４…マイクロレンズ、３２…遮光体、３２ｃ…回動軸、５１，５２，５３…液晶ライトバルブ（光変調手段）、７０…投射レンズ（投射手段）、８２…ＤＳＰ（１）（制御信号決定手段）、８３…ＤＳＰ（２）（調光制御手段）、８６…ＤＳＰ（３）（映像信号伸長手段）、Ｒ・・・部分光束、Ｙ…光軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an illuminating device, a projection display device including the illuminating device, and a driving method thereof, and more particularly to a projection display device excellent in image expression and an illuminating device used therefor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of information devices has been remarkable, and the demand for high-resolution, low power consumption and thin display devices has been increasing, and research and development have been promoted. Among them, the liquid crystal display device can change the optical characteristics by electrically controlling the alignment of liquid crystal molecules, and is expected as a display device that can meet the above needs. As one form of such a liquid crystal display device, there is known a projection display device (liquid crystal projector) that enlarges and projects an image emitted from an optical system using a liquid crystal light valve onto a screen through a projection lens.
The projection type display device uses a liquid crystal light valve as light modulation means. In addition to the liquid crystal light valve, the projection type display device uses a digital mirror device (hereinafter abbreviated as DMD) as light. A modulation means has also been put into practical use. However, this type of conventional projection display device has the following problems.
[0003]
(1) A sufficient contrast cannot be obtained due to light leakage and stray light generated by various optical elements constituting the optical system. Therefore, the gradation range (dynamic range) that can be displayed is narrow, and it is inferior in terms of video quality and power compared to existing television receivers using a cathode ray tube (hereinafter abbreviated as CRT). End up.
(2) Even if an attempt is made to improve the quality of video by various video signal processing, the dynamic range is fixed, so that a sufficient effect cannot be exhibited.
[0004]
As a solution to such a problem of the projection display device, that is, a method of extending the dynamic range, it is conceivable to change the amount of light incident on the light modulation means (light valve) in accordance with the video signal. The simplest way to achieve this is to change the light output intensity of the lamp. Patent Document 1 discloses a method for controlling output light of a lamp in a projection display device.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-66501 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, high-pressure mercury lamps are currently mainstream as lamps used in projection display devices, but it is extremely difficult to control light output intensity with high-pressure mercury lamps. Therefore, there is a need for a method that can change the amount of light incident on the light modulation means in accordance with the video signal without changing the light output intensity itself of the lamp.
In addition to the above-mentioned problems, the brightness of the light source is fixed in the current projection display device. For example, the screen becomes too bright in a dark viewing environment, and the projection distance and zooming of the projection lens are also performed. When the projection screen size is changed by this, there is a problem that the brightness of the screen changes accordingly.
[0007]
In order to solve such problems, in recent years, as a lighting device for a projection display device, a light source such as the above-described metal halide lamp or high-pressure mercury lamp is combined with a dimming louver (a flat light shielding plate). Things have been proposed. Specifically, a light-shielding plate is disposed on the optical axis of light emitted from the light source, and a part of the light source light is shielded by rotating the light-shielding plate around a rotation axis parallel to the main surface. The present applicant has already filed a number of inventions relating to this type of lighting device.
[0008]
According to this configuration, the light amount of the light emitted from the light source can be adjusted at high speed and arbitrarily by the light shielding plate provided separately from the light source. For this reason, by adjusting the illumination light based on, for example, a video signal, it is possible to obtain light with brightness according to the image in the illuminated area (light modulation device) even if the light output intensity of the light source remains constant, This can contribute to the expansion of the dynamic range of the projection display device. Similarly, it is possible to obtain light with brightness according to the projection magnification ratio, the brightness condition in the usage environment, or the user's preference.
In addition, since the light shielding position can be freely selected by changing the shape of the light shielding plate, for example, the contrast can be improved by making the light emitted from the light source preferentially shielded from the outside. You can also.
[0009]
However, if the shape of the light-shielding plate is changed, the maximum light-shielding amount is also determined by this, so there is a possibility that the light control range (that is, the degree of light control freedom) cannot be sufficiently secured. This will be described using a specific example. FIG. 9 shows an example in which the light shielding plate has a U-shape in plan view in order to preferentially shield the light at the peripheral edge of the fly-eye lens that is incident on the liquid crystal light valve at a large angle. (A), (b), and (c) show the state where the rotation angle of the light shielding plate is 0 °, 60 °, and 90 °, respectively.
[0010]
In this example, a first fly-eye lens 1001 and a second fly-eye lens 1002 are sequentially installed from the light source (not shown) side as means for making the illuminance distribution of the light source light uniform on the light valve. Between the lenses 1001 and 1002, a pair of light shielding plates 1000 and 1000 for adjusting the light amount of the light source light is installed. The light shielding plate 1000 has a U-shaped shape in plan view, and is configured to be rotatable about a rotation shaft 1000c extending in a direction parallel to the main surface. Further, each light shielding plate 1000 is arranged so that the concave portions 1000a face each other across the optical axis Y, and one is rotated in a clockwise direction and the other is rotated in a counterclockwise direction. .
[0011]
As shown in FIG. 9A, these light shielding plates 1000 are arranged in parallel to the optical axis Y in an initial state where light control is not performed. In this initial state, each light shielding plate 1000 is disposed outside the optical path of the light emitted from the first fly-eye lens 1001, and is configured so that the light shielding amount is substantially zero. On the other hand, when dimming (in the dimming state), as shown in FIGS. 9B and 9C, each light shielding plate 1000 has a range of 0 ° to 90 ° around the rotation shaft 1000c. It is rotated all at once. In such a configuration, since the projection image onto the surface perpendicular to the optical axis Y of each light shielding plate has a U-shaped shape on one side and an inverted U-shaped shape on the other side, the light emitted from the light source is The light can be shielded from all directions so as to surround the outer periphery.
[0012]
However, in the above configuration, since the light shielding plate 1000 has a U-shaped shape, light in the vicinity of the optical axis where the concave portion 1000a is located cannot be shielded. For this reason, the maximum light shielding amount is uniquely determined by the size of the recess 1000a. In other words, there is a trade-off relationship between the degree of freedom of selection of the light shielding position and the degree of light control, and these cannot be set independently.
The present invention has been devised in view of the above problems, and an object thereof is to provide an illuminating device capable of independently setting a light control range and a light shielding position.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an illuminating device of the present invention is an illuminating device used for illuminating a light modulation means of a projection display device, and a light source and a part of light emitted from the light source. A dimming unit that adjusts the amount of the emitted light by shielding the light, and the dimming unit rotates about a rotation axis extending in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the emitted light. It is characterized by comprising a block-shaped light shielding body that can be configured.
[0014]
In this configuration, since the light shielding body has a three-dimensional shape (three-dimensional shape), the projection shape variation when the light shielding member is rotated is markedly different from the case of rotating a flat plate (for example, a conventional louver). Can be increased. That is, in the flat light shielding plate described above, only the planar shape contributes to light shielding, and the side surface shape (that is, the shape in the thickness direction) hardly contributes to light shielding. For this reason, the maximum light shielding amount is determined only by the planar shape of the light shielding plate. On the other hand, in the block-shaped light shielding body having a three-dimensional shape, not only the planar shape but also the side surface shape contributes to light shielding, so that the maximum light shielding amount can be set to 100% depending on the side surface shape.
[0015]
For example, as shown in the previous example, consider a case where the amount of light emitted from a light source is preferentially shielded from a region away from the optical axis of the emitted light. In this configuration, as a specific form for realizing this, a configuration in which a plurality of the light shields are arranged at positions surrounding the optical axis can be used. In particular, in the case where the light shielding body has a curved shape and each curved portion is arranged so as to oppose the optical axis in the rotating state, light shielding is performed from all directions so as to surround the optical axis. , The contrast of the image is further increased.
[0016]
In this configuration, when the light shield is rotated, the projected image on the surface perpendicular to the optical axis of each light shield reflects its curved shape (planar shape), while one of the rotation amounts is within a certain range. U-shaped, the other is inverted U-shaped. However, when the light shield is further rotated from this state, each projected image has a shape reflecting the side shape of the light shield. Therefore, the amount of illumination light can be changed from 0% to 100% by making the side surface shape a shape that completely blocks the light source light.
[0017]
Further, in this configuration, in a rotating state in which the planar shape of the light shielding body is reflected, the light beam emitted from the light source is shielded from all directions in such a manner that it is sequentially shielded from the outer peripheral portion toward the optical axis side. That is, in this configuration, since light is preferentially shielded from light in a region away from the optical axis that is incident on the light modulation means at a large angle, the image contrast increases as the light shielding amount increases. . For this reason, the gradation reproducibility is improved even in a dark image, and subtle gradation changes can be expressed.
[0018]
In the above configuration, the light shielding may be performed asymmetrically with respect to the optical axis. However, the light shielding is performed with respect to the optical axis by making the shape and arrangement of each light shielding body symmetrical with respect to the optical axis. You may make it carry out with line symmetry or axial symmetry. In this case, the illuminance distribution of the illumination light is axisymmetric or axially symmetric with respect to the axis passing through the center line of the illuminated area, so that the appearance of the image is improved.
[0019]
By the way, when such an illuminating device is applied to a projection display device, it is desirable to make the illuminance distribution of the light source uniform in the illuminated region. As the uniform illumination means, for example, a first fly-eye lens that divides the light emitted from the light source into a plurality of light beams, and a second fly-eye lens that superimposes these light beams in the illuminated region (these first eye lenses). , The second fly-eye lens constitutes a pair of fly-eye lenses of the present invention) in order from the light source side. In this case, the light control means can be arranged between the first fly-eye lens and the second fly-eye lens or on the exit side of the second fly-eye lens.
[0020]
In this configuration, in order to smoothly change the amount of illumination light, when there are a plurality of partially shielded light beams in the dimming state, the central portion of all these partially shielded light beams is dimming means. It is desirable that the light is not shielded at the same time. That is, since the illuminance of each partial light beam is larger at the center than at the outside, the amount of light of the light beam is greatly reduced when the center of the light beam is shielded. When such a light amount reduction occurs simultaneously for all the light beams, they are amplified and a large stepwise change occurs in the illumination light amount. On the other hand, when the central portions of a plurality of light beams that are partially shielded are shielded at different timings or shielded several times at different timings, the change in the light amount is averaged as a whole. Therefore, the illumination light quantity can be changed smoothly. Specifically, the shape of the light shielding body is a shape including a curved surface, and the central portion of a plurality of microlenses arranged in a row is not simultaneously shielded from light by the contour portion of the projected image of the light shielding body. can get.
[0021]
In addition, the above-described light shielding body may be a light transmittance that is uniform throughout (for example, a non-translucent member or a translucent member having a uniform transmittance distribution). In this case, there are advantages such as ease of manufacture. However, the present invention is not limited to this. For example, the light control means may have a region where the light transmittance is partially different. Specifically, the above structure can be realized by using a resin having semi-transmission characteristics for the light shielding body, or by using a glass with a metal thin film formed on the surface of the light shielding body and having a distribution in the film thickness. . In this way, when regions having different light transmittances are partially provided in the light shielding body, light shielding is performed with a random distribution for each of the plurality of secondary light source images created by the fly-eye lens. In the case of superimposing, the illuminance distribution is made uniform when these distributions are mixed, and the illuminance uniformity in the illuminated area can be improved.
[0022]
According to another aspect of the present invention, there is provided a projection display device comprising: the above-described illumination device; a light modulation unit that modulates light emitted from the illumination device to form image light; and a projection unit that projects the image light. It is characterized by that. According to this configuration, since the illumination device that can obtain light having a desired brightness in the illuminated area even when the light output intensity of the light source remains constant, the dynamic range of the projection display device can be expanded. In addition, it is possible to realize a projection display device that is excellent in image expression and adaptability to the usage environment.
[0023]
Further, as the driving means of the projection type display device, a control signal determining means for determining a control signal for controlling the dimming means based on a video signal per unit time constituting the video, and a control signal based on the control signal. It is desirable to include a dimming control unit that controls the dimming unit and a video signal expansion unit that expands the video signal based on the control signal. According to this configuration, first, a control signal for controlling the dimming means is determined based on the video signal per unit time constituting the video in the control signal determining means, and the dimming control means is based on the control signal. By controlling the light control means, the light whose brightness changes according to the video is supplied to the light modulation means, while the video signal expansion means expands the video signal based on the control signal. With this operation, the dynamic range of the projection display device can be expanded, and a projection display device with excellent image expression can be realized.
[0024]
According to another aspect of the present invention, there is provided a driving method for a projection display device, wherein the control signal for controlling the light control means is determined based on a video signal per frame constituting an image. The light control means is controlled based on the control signal to adjust the amount of light that illuminates the light modulation means, and the video signal is expanded based on the control signal. An image is generated by supplying the light modulation means.
According to this configuration, the dynamic range of the projection display device can be expanded, and an image with high image expression can be obtained.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, a projection type display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The projection display device according to the present embodiment is a three-plate projection color liquid crystal display device including a transmissive liquid crystal light valve for each of different colors of R (red), G (green), and B (blue). FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing this projection type display device. In the figure, reference numeral 1 denotes an illumination device, 10 denotes a light source, 21 and 22 denote fly-eye lenses (uniform illumination means), and 32 denotes a light-shielding body (light control). Means 30), 41 and 42 are dichroic mirrors, 43, 44 and 45 are reflection mirrors, 51, 52 and 53 are liquid crystal light valves (light modulation means), 60 is a cross dichroic prism, and 70 is a projection lens (projection means). Show.
[0026]
The illuminating device 1 in this embodiment includes a light source 10, fly-eye lenses 21 and 22, and a plurality of light shielding bodies 32. The light source 10 includes a lamp 11 such as a high-pressure mercury lamp and a reflector 12 that reflects light from the lamp 11. In addition, as uniform illumination means for uniformizing the illuminance distribution of the light source light in the liquid crystal light valves 51, 52, and 53 which are illuminated areas, the first fly-eye lens 21 and the second fly-eye lens from the light source 10 side. 22 are sequentially installed. Here, the first fly-eye lens 21 divides the light emitted from the light source 10 into a plurality of light beams R, and the second fly-eye lens 22 has a function as a superimposing lens that superimposes them at the light valve position. . In some cases, a condenser lens for superimposing the secondary light source image may be arranged at the position of the second fly-eye lens 22 or at the subsequent stage. Hereinafter, a case where the second fly-eye lens is used as the superimposing lens will be described.
[0027]
In the case of the present embodiment, a plurality of light shielding bodies 32 include a first fly-eye lens 21, a second fly-eye lens 22, and the like as a light control element (light control means) that adjusts the amount of light emitted from the light source 10. It is installed so that it can rotate between. The configuration of the lighting device 1 will be described in detail later.
[0028]
The configuration of the latter stage of the lighting device 1 will be described below together with the operation of each component.
The dichroic mirror 41 of the blue light, green light reflection, transmits red light L _R of the light beam from the light source 10, it is intended to reflect the blue light L _B and the green light L _G. The red light _{LR that} has passed through the dichroic mirror 41 is reflected by the reflection mirror 45 and enters the liquid crystal light valve 51 for red light. Meanwhile, among the color light reflected by the dichroic mirror 41, the green light L _G is reflected by the dichroic mirror 42 for reflecting green light, is incident on the green light liquid crystal light valve 52. On the other hand, the blue light L _B is also transmitted through the dichroic mirror 42, a relay lens 46, reflecting mirror 43, is incident on the relay lens 47, reflecting mirror 44, liquid crystal light valve 53 for blue light through a relay system 49 comprising a relay lens 48 The
[0029]
The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 51, 52 and 53 are incident on the cross dichroic prism 60. In this prism, four right-angle prisms are bonded, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected on a screen 71 by a projection lens 70 which is a projection optical system, and an enlarged image is displayed.
[0030]
Next, a driving method of the projection display device of this embodiment will be described.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the drive circuit of the projection display device of this embodiment. In the case of a conventional projection display device that does not have a dimming function, the input video signal undergoes appropriate correction processing and is supplied to the liquid crystal panel driver as it is. In the case of this embodiment controlled based on the above, circuits such as DSP (1) to DSP (3) which are digital signal processing blocks are required as a basic configuration as described below.
[0031]
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the video signal input as an analog signal is input to the DSP (1) 82 (control signal determining means) which is the first digital signal processing circuit via the AD converter 81. . In the DSP (1) 82, the brightness control signal is determined from the video signal. The DSP (2) 83 (dimming control means) controls the dimming element driver 84 based on the brightness control signal, and finally the dimming element driver 84 is controlled by the dimming element 30 (in this embodiment). The light shield 32) is actually driven.
[0032]
On the other hand, the brightness control signal determined by the DSP (1) 82 is also input to the DSP (3) 86 (video signal expansion means) together with the video signal. The DSP (3) 86 expands the video signal to an appropriate gradation range based on the brightness control signal. The video signal after the expansion processing is converted again to an analog signal by the DA converter 87 and then input to the panel driver 88. The liquid crystal light valve 51 for red light (R panel in FIG. 5) from the panel driver 88 and for green light. A liquid crystal light valve 52 (G panel) and a blue light liquid crystal light valve 53 (B panel) are supplied.
[0033]
Here, regarding the control method of the illuminating device 1, [1] display image adaptive control, [2] control by projection magnification, [3] control from the outside, and the like are conceivable. Each method will be described below.
[1] Display video adaptive control First, consider a display video adaptive control, that is, brightness control adapted to a display video in which the light quantity increases in a bright video scene and the light quantity decreases in a dark scene. . In this case, as described above, the brightness control signal is determined based on the video signal by the DSP (1) 82. For example, the following three methods are conceivable.
[0034]
(A) A method in which the brightness control signal is the number of gradations having the maximum brightness among the pixel data included in the frame of interest.
For example, a video signal including the number of gradations of 256 steps from 0 to 255 is assumed. When attention is paid to an arbitrary frame constituting a continuous video, it is assumed that the appearance number distribution (histogram) for each gradation number of pixel data included in the frame is as shown in FIG. In this case, since the brightest number of gradations included in the histogram is 190, this number of gradations 190 is used as the brightness control signal. This method is a method that can express the brightness most faithfully to the input video signal.
[0035]
(B) From the appearance number distribution (histogram) for each number of gradations included in the frame of interest, the number of gradations that have a certain ratio (for example, 10%) with respect to the number of appearances from the maximum brightness. A method of using a control signal.
For example, when the appearance number distribution of the video signal is as shown in FIG. 7, an area of 10% is taken from the brighter side than the histogram. If the number of gradations corresponding to 10% is 230, the number of gradations 230 is used as the brightness control signal. As shown in the histogram of FIG. 7, when there is a sudden peak near the number of gradations 255, the number of gradations 255 becomes the brightness control signal if the method (a) is adopted. However, this sudden peak portion does not make much sense as information on the entire screen. On the other hand, the present method using the number of gradations 230 as the brightness control signal can be said to be a method of determining by a region having meaning as information in the entire screen. In addition, you may change said ratio in about 2 to 50% of range.
[0036]
(C) A method in which the screen is divided into a plurality of blocks, an average value of the number of gradations of the included pixels is obtained for each block, and the maximum one is used as the brightness control signal.
For example, as shown in FIG. 8, the screen is divided into m × n blocks, and the average value of the brightness (number of gradations) for each block A ₁₁ ,..., A _mn is calculated. A thing is used as a brightness control signal. The number of screen divisions is preferably about 6 to 200. In this method, the brightness can be controlled without deteriorating the atmosphere of the entire screen.
Regarding the methods (a) to (c), in addition to determining the brightness control signal for the entire display region, the method may be applied only to a specific portion such as a central portion of the display region. it can. In this case, it is possible to perform a control method in which the brightness is determined from the portion that is viewed by the viewer.
[0037]
Next, the DSP (2) 83 controls the dimming element driver 84 based on the brightness control signal determined by the above method. For example, the following three methods are conceivable.
[0038]
(A) A method of controlling in real time according to the output brightness control signal.
In this case, since the brightness control signal output from the DSP (1) 82 may be supplied to the dimming element driver 84 as it is, the signal processing in the DSP (2) 83 becomes unnecessary. This method is ideal in that it perfectly follows the brightness of the video, but the brightness of the screen may change in a short cycle depending on the content of the video, causing problems such as feeling extra stress during viewing. There is a fear.
[0039]
(B) A method in which an LPF (low pass filter) is applied to the output brightness control signal and control is performed using the output.
For example, the change of the brightness control signal of 1 to 30 seconds or less is cut by the LPF, and the output is controlled by the output. According to this method, since the minute change in time is cut, it is possible to avoid the change in brightness in the short cycle as described above.
[0040]
(C) A method for detecting a switching edge of a brightness control signal.
The dimming element 30 is controlled only when the brightness control signal changes by a predetermined magnitude or more (for example, 60 gradations or more). According to this method, it is possible to perform control according to only scene switching.
[0041]
In this way, for example, when the number of gradations 190 is determined as the brightness control signal, assuming that the light amount of the maximum brightness (the number of gradations 255) is 100%, a light amount of 190/255 = 75% can be obtained. The light control element 30 is driven. In the case of the present embodiment, since the light control element 30 is specifically the light shielding plates 31 and 32, the light shielding plates 31 and 32 are rotated so that the transmittance is 75% (the light shielding rate is 25%). Similarly, when the number of gradations 230 is a brightness control signal, the dimming element 30 is driven so that a light quantity of 230/255 = 90% can be obtained.
[0042]
On the other hand, the DSP (3) 86 extends the video signal to an appropriate gradation range based on the brightness control signal and the video signal determined by the DSP (1) 82. For example, when expanding to the maximum gradation range, the maximum number of gradations that can be displayed is 255 in the above example. Therefore, when the brightness control signal is the number of gradations 190 in the example of FIG. Video signals from 0 to 190 are expanded to 0 to 255 gradations as shown in FIG. By controlling the amount of illumination light and expanding the video signal, smooth gradation expression can be realized while extending the dynamic range of the video.
[0043]
[2] Control by projection magnification rate Control is performed corresponding to zooming of the projection lens 70. Normally, the amount of light per unit area in the liquid crystal light valve (illuminated area) is constant, so that the screen tends to be dark on the enlargement side and bright on the reduction side. Therefore, in order to correct this, the dimming element 30 is controlled so that the amount of light increases when changed to the enlargement side, and the amount of light decreases when changed to the reduction side.
[0044]
[3] An external control user can control the light control element 30 according to his / her preference. For example, the light control element 30 is controlled so that the light amount is small in a dark viewing environment and the light amount is large in a bright viewing environment. In this case, a configuration in which the user adjusts by using a controller or directly operating the dimming element may be used, or a configuration in which a brightness sensor or the like is provided and automatically controlled may be used. However, in order to control these [2] and [3], circuits such as DSP (1) 82 to DSP (3) 86 in FIG. 5 are unnecessary, but other circuit configurations are necessary. Become.
[0045]
Next, the illuminating device of this embodiment is demonstrated, referring FIGS. 1-3.
In the present embodiment, an example of an illuminating device in which a light shielding plate is inserted between two fly-eye lenses constituting a uniform illuminating means is shown. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the light-shielding body, and (a), (b), and (c) are a top view, a CC ′ arrow view, and a DD ′ arrow view, respectively. . FIG. 2 is a side view showing a schematic configuration of the illumination device, and a front view showing a state in which the light shielding body is viewed from the optical axis direction together with the second fly-eye lens, and (a), (b), (c). ) Indicate the states of the light attenuation rates of 0%, 30%, and 60%, respectively.
[0046]
As shown in FIG. 2, in the illuminating device 1 of this embodiment, as a uniform illumination means for equalizing the illuminance distribution of the light emitted from the light source in the liquid crystal light valve that is the illuminated region, the first illumination from the light source side. The fly eye lens 21 and the second fly eye lens 22 are sequentially installed. Each fly-eye lens 21, 22 is composed of a plurality of (for example, 6 × 6 in this embodiment) microlenses 23, 24 arranged in the X direction and the Z direction.
[0047]
Between the first fly-eye lens 21 and the second fly-eye lens 22, a pair of light-shielding bodies 32 having a three-dimensional shape as light adjustment means for adjusting the amount of light emitted from the light source 10. Is installed.
[0048]
The light shielding body 32 has a structure in which a plate-like member having a non-uniform thickness is bent, and one of the front shapes (hereinafter referred to as a planar shape) has a U-shape as shown in FIG. The shape is greatly curved. Further, the front shape (hereinafter referred to as a side surface shape) viewed from a direction orthogonal to this is a substantially rectangular shape as shown in FIG. g is provided. These light shielding bodies 32 are arranged such that the curved portions shown in FIG. 1C face each other across the optical axis Y (that is, the bent end portions face each other). Centering on a rotation shaft 32c substantially perpendicular to Y, one is configured to be rotatable in a clockwise direction and the other in a counterclockwise direction. The light shielding bodies 32 are configured to have the same shape, turning radius, and the like, and the rotation shafts 32c of the light shielding bodies are disposed at positions that are symmetrical with respect to the optical axis Y. .
[0049]
As shown in FIG. 2A, these light shielding bodies 32 are disposed outside the optical path of the light emitted from the first fly-eye lens 21 in the initial state where light control is not performed, and the light shielding amount. Is configured to be substantially zero. On the other hand, when dimming (dimming state), as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), each light shielding body 32 is in the range of 0 ° to 180 ° about the rotation shaft 32c. Are rotated equally within. In the present embodiment, since the light shielding body 32 has a three-dimensional shape, when the light shielding body 32 is rotated, the shape of the image obtained by projecting the light shielding body 32 onto a plane perpendicular to the optical axis Y is the shape of the light shielding body 32. A transition is made from a reflection of the planar shape to a reflection of the side shape of the light shield 32.
[0050]
For example, when the rotation amount of the light shielding body 32 is within the range of 0 ° to 90 °, the shape of the projected image is a shape reflecting the planar shape shown in FIG. 1C, and the light beam emitted from the light source 10 is The light is shielded from all directions in such a manner that it is sequentially shielded from the outer peripheral portion toward the optical axis Y side. On the other hand, when the rotation amount of the light shielding body 32 exceeds 90 °, the shape of the projected image becomes a shape reflecting the side surface shape shown in FIG. 1B, and the light beam emitted from the light source 10 is the outer peripheral portion thereof. Is further shielded, and the amount of light shielding gradually increases. However, since the light shielding body 32 is provided with the depression g in the side surface shape, the amount of light shielding does not become zero even if it is rotated up to 180 °, and the vicinity of the optical axis Y as shown in FIG. The light transmission region G reflecting the depression g remains.
[0051]
Thus, in this embodiment, since the three-dimensional member is rotated, compared with the case where the flat light-shielding plate mentioned above is rotated, the light control range can be expanded. That is, in the flat light shielding plate, only the planar shape contributes to light shielding, and the side surface shape (thickness shape) hardly contributes to light shielding. For this reason, the maximum light shielding amount is determined by the planar shape of the light shielding plate. On the other hand, in the light shielding body having a three-dimensional shape, not only the planar shape but also the side surface shape contributes to the light shielding. Therefore, depending on the side surface shape, a light shielding amount larger than the light shielding amount determined by the planar shape can be obtained. In the example of this embodiment, it is possible to set the maximum light shielding amount to 100% by making the side surface of the light shielding body 32 a rectangular shape (that is, not providing the recess g). On the contrary, by appropriately adjusting the size of the depression g, it is also possible to arbitrarily set a range in which dimming is allowed.
[0052]
Further, in the present embodiment, since light is preferentially shielded from light in a region away from the optical axis Y, which is incident on the liquid crystal light valve at a large angle, as shown in FIG. The larger the amount, the higher the contrast of the image. For this reason, gradation reproducibility is improved even in a dark image, and a subtle gradation change can be expressed. In particular, in the present embodiment, since such light shielding is performed from all directions so as to surround the optical axis Y, the contrast of the image is the highest.
[0053]
Further, in the present embodiment, since the light control is performed line-symmetrically with respect to the optical axis Y, it is possible to realize uniform illumination with little illuminance deviation on the light valve that is the illuminated area. That is, when the light source light is shielded using the light control means, if the light control is performed unnecessarily, the effect of uniforming the illuminance distribution is hindered. For example, when dimming from one side with respect to the optical axis Y, the illuminance distribution may be biased such that only one side of the illuminated area is bright and the remaining one side is dark. On the other hand, when the light is symmetric with respect to the optical axis Y as described above, the brightness of each of the light beams R formed by the first fly-eye lens 21 is biased by light shielding. However, the illuminance distribution obtained by superimposing them by the second fly-eye lens 22 is a line-symmetric distribution with respect to the axis passing through the center of the illuminated area, and asymmetrical light control is performed with respect to the optical axis Y. Compared to the case, the appearance of the projected image can be improved.
[0054]
In particular, only the image corresponding to blue as shown in FIG. 4 is used for the projection display device in which the vertical or horizontal direction of the image is reversed from the other two-color images. If so, an image having a uniform color balance on both sides of the screen 71 can be reproduced.
[0055]
Moreover, in this embodiment, since the projection image of the light shielding body 32 has a shape including a curve, the change in the amount of illumination light during dimming can be smoothed. That is, in the configuration using the fly-eye lenses 21 and 22 as uniform illumination means, the partial light beam R emitted from the microlens 23 forms an image at the center of the corresponding microlens 24, so that the edge of the light shielding plate is rotated. When the portion passes through the center of the lens 24 in front view, the amount of transmitted light of the light beam R is greatly reduced. At this time, assuming that the shape of the light shielding plate 31 is rectangular and the edge thereof is parallel to the horizontal arrangement direction (Z direction) of the microlenses, the central portions of the six microlenses 24 arranged in the Z direction are shielded from light. Since all of the light is simultaneously shielded by the plate, the change in the amount of light is further increased. Therefore, even when it is desired to continuously change the amount of light, the brightness change of the screen may be discontinuous, and the viewer may feel unnaturalness when viewing the video.
[0056]
On the other hand, in the present embodiment, the shape of the light shielding body 32 has an uneven curved portion or an oblique side portion that obliquely intersects with the horizontal arrangement direction of the microlenses 24, so that the light shielding bodies 32 are arranged in a line. The central portions of the two microlenses 24 are not shielded from light at the same time. In other words, in this embodiment, the central portions of the plurality of partial light beams R partially shielded by the rotation of the light shield are shielded at different timings, or are shielded at several separate timings. Therefore, the light quantity change can be averaged as a whole, and a discontinuous change in the illumination light quantity can be prevented.
[0057]
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, two light shields 32 are arranged at positions sandwiching the optical axis, but one such light shield may be used. Conversely, it is also possible to arrange three or four light shields at positions surrounding the optical axis. In this case, it is preferable that the shape and the arrangement of each light shielding body are axisymmetric about the optical axis Y. Thereby, the illuminance distribution of the light in the illuminated area is axisymmetric with respect to the central axis, and the appearance of the image is further improved.
[0058]
Moreover, in the said embodiment, you may comprise a light-shielding body with a translucent member, and, thereby, a light control characteristic can be made still smoother. Specifically, the above structure can be realized by using a resin having semi-transmission characteristics for the light shielding body, or by using a glass with a metal thin film formed on the surface of the light shielding body and having a distribution in the film thickness. . In this way, when regions having different light transmittances are provided in the light shielding body, light shielding is performed with a random distribution for each of the plurality of secondary light source images created by the fly-eye lens. In the superimposition, these distributions are mixed to make the illuminance distribution uniform, and the illuminance uniformity in the illuminated area is increased.
Of course, the light shielding body may be a member having a uniform light transmittance (for example, a translucent member having a uniform transmittance distribution). In this case, there are advantages such as ease of manufacture.
[0059]
In each of the above embodiments, the light shielding body 32 is disposed between the first fly-eye lens and the second fly-eye lens. However, the light shielding body may be disposed on the exit side of the second fly-eye lens. Good. In this case as well, it is desirable to preferentially shield the light beam separated from the optical axis Y among the plurality of partial light beams emitted from the second fly-eye lens 22 by the light blocking body.
[0060]
Moreover, in the said embodiment, what used the transmissive liquid crystal device as a light modulation means was illustrated as a projection type display apparatus. However, the technical scope of the present invention is not limited to such a transmission type. For example, a reflection type projection display device such as LCOS, or a projection type using a mirror type spatial light modulator based on MEMS technology. The present invention can also be applied to a display device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a light control element provided in an illumination apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the light control device, and a front view of the light control device viewed from the optical axis direction.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a light reduction amount and contrast of the projection display device.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a projection display apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the control device of the projection display device.
FIG. 6 is a diagram for explaining a first method for determining a dimming control signal from a video signal in the projection display device.
FIG. 7 is a view for explaining the second method.
FIG. 8 is a diagram for explaining a third method;
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a light control element provided in a conventional lighting device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illuminating device, 10 ... Light source, 21, 22 ... Fly eye lens, 23, 24 ... Micro lens, 32 ... Shading body, 32c ... Rotating shaft, 51, 52, 53 ... Liquid crystal light valve (light modulation means), 70 ... projection lens (projection means), 82 ... DSP (1) (control signal determination means), 83 ... DSP (2) (light control control means), 86 ... DSP (3) (video signal expansion means), R · ..Partial light flux, Y ... optical axis

Claims (12)

投射型表示装置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、上記光源からの射出光の一部を遮光することにより上記射出光の光量を調節する調光手段とを備え、
上記調光手段は、上記射出光の光軸に対して略垂直な方向に延在する回動軸を中心として回動可能に構成されたブロック状の遮光体からなることを特徴とする、照明装置。An illumination device used to illuminate a light modulation means of a projection display device,
A light source, and a light control means for adjusting the amount of the emitted light by shielding a part of the emitted light from the light source,
The light control means comprises a block-shaped light blocking body configured to be rotatable about a rotation axis extending in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the emitted light. apparatus. 上記遮光体が上記光軸を囲む位置に複数配置されたことを特徴とする、請求項１記載の照明装置。The lighting device according to claim 1, wherein a plurality of the light shields are arranged at positions surrounding the optical axis. 上記遮光体は湾曲形状を有し、回動状態においてそれぞれの湾曲部が光軸を挟んで対向するように配置されたことを特徴とする、請求項２記載の照明装置。The lighting device according to claim 2, wherein the light blocking body has a curved shape and is arranged so that the curved portions are opposed to each other across the optical axis in a rotating state. 上記調光手段は、上記光軸に対して線対称又は軸対称に遮光を行なうことを特徴とする、請求項２又は３記載の照明装置。The lighting device according to claim 2 or 3, wherein the light control means performs light shielding in a line-symmetrical or axially symmetrical manner with respect to the optical axis. 上記光源から射出された光を複数の光束に分割し、これらの光束を被照明領域において重畳する一対のフライアイレンズを更に備えたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載の照明装置。5. The apparatus according to claim 1, further comprising a pair of fly-eye lenses that divide the light emitted from the light source into a plurality of light beams and superimpose these light beams in an illuminated area. The lighting device described in 1. 調光状態において部分的に遮光された光束が複数存在し、上記調光手段は、これらの部分的に遮光された全ての光束の中心部を同時には遮光しないことを特徴とする、請求項５記載の照明装置。6. A plurality of light beams partially shielded in a light control state, and the light control means does not simultaneously shield the central portions of all the light beams partially shielded. The lighting device described. 上記遮光体が曲面を含む形状とされたことを特徴とする、請求項６記載の照明装置。The lighting device according to claim 6, wherein the light blocking body has a shape including a curved surface. 上記調光手段が、部分的に光の透過率が異なる領域を有することを特徴とする、請求項６又は７記載の照明装置。The lighting device according to claim 6 or 7, wherein the light control means has a region where light transmittance is partially different. 上記調光手段が、均一な透過率分布を有する半透明な部材からなることを特徴とする、請求項６又は７記載の照明装置。The lighting device according to claim 6 or 7, wherein the light control means comprises a translucent member having a uniform transmittance distribution. 請求項１〜９のいずれかの項に記載の照明装置と、
上記照明装置から射出される光を変調して映像光を形成する光変調手段と、
上記映像光を投射する投射手段とを備えたことを特徴とする、投射型表示装置。The lighting device according to any one of claims 1 to 9,
Light modulating means for modulating the light emitted from the illumination device to form image light;
A projection type display device comprising: projection means for projecting the image light. 映像を構成する単位時間当たりの映像信号に基づいて上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、
上記制御信号に基づいて上記調光手段を制御する調光制御手段と、
上記映像信号を上記制御信号に基づいて伸長する映像信号伸長手段とを備えたことを特徴とする、請求項１０記載の投射型表示装置。Control signal determining means for determining a control signal for controlling the dimming means based on a video signal per unit time constituting the video;
A dimming control means for controlling the dimming means based on the control signal;
11. The projection display device according to claim 10, further comprising video signal expansion means for expanding the video signal based on the control signal. 請求項１１記載の投射型表示装置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上記調光手段を制御する制御信号を決定し、上記制御信号に基づいて上記調光手段を制御することにより上記光変調手段を照明する光の光量を調節するとともに、上記映像信号を上記制御信号に基づいて伸張し、この伸張した映像信号を上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、投射型表示装置の駆動方法。A driving method of a projection display device according to claim 11,
A control signal for controlling the dimming means is determined based on a video signal per frame constituting an image, and the light modulating means is controlled by controlling the dimming means based on the control signal. Driving a projection type display device characterized by adjusting the amount of light, expanding the video signal based on the control signal, and generating the video by supplying the expanded video signal to the light modulation means Method.

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