JP3019574B2 - Projection display device - Google Patents
Projection display deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ライトバルブ及びこれ
を用いた投射型表示装置に関し、特にライトバルブ上に
形成された画像をスクリーン上に拡大投射した時に、表
示画像の平均輝度及び周囲環境に即してコントラストを
最適化する投射型表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light valve and a projection type display device using the same, and more particularly, to an image formed on the light valve when the image is enlarged and projected on a screen. The present invention relates to a projection display device that optimizes contrast in accordance with (1).
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１０は一般に知られている従来の投射
型表示装置の構成図である。図において、１は光源、
９、１０は光源１を構成する反射鏡及びランプ、２は光
源１から出射する照明光束、３はポリマー分散型液晶ラ
イトバルブ、５は集光レンズ、６は不要光を取り除く絞
り、４は表示画像を拡大投影する投射レンズ、７はスク
リーンである。2. Description of the Related Art FIG. 10 is a block diagram of a conventional projection display device generally known. In the figure, 1 is a light source,
9, 10 are reflecting mirrors and lamps constituting the light source 1, 2 is an illumination light beam emitted from the light source 1, 3 is a polymer dispersed liquid crystal light valve, 5 is a condensing lens, 6 is an aperture for removing unnecessary light, 4 is a display. A projection lens 7 for enlarging and projecting an image is a screen.
【０００３】次に動作について説明する。光源１から平
行光束として出射した照明光束２はポリマー分散形液晶
ライトバルブ３に照射される。光源１のランプ１０とし
ては、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ等
の放電ランプや、ハロゲンランプ等が反射鏡９と合わせ
て使用される。ライトバルブ３の面上には、後述するよ
うに画像が表示され、表示画像の濃淡に応じて面内に入
射した光束が透過または散乱される。ライトバルブ３の
表示面に対して垂直に出射した光束（実線）は集光レン
ズ５により絞り６上に集光され、絞り６を通過した後
に、投射レンズ４に入射する。ライトバルブ３で散乱
し、集光レンズ５を通過した光束８（破線）は、絞り６
により遮断され、投射レンズ４に入射することは出来な
い。即ち、絞り６は不要光（散乱光）を選択的に遮断
し、ライトバルブ３からほぼ垂直に出射する光束のみを
選択的に投射レンズ４に送り込むことにより、コントラ
ストを向上させる働きをする。投射レンズ４を透過した
光束はスクリーン７上に拡大結像され鑑賞に供される。Next, the operation will be described. An illumination light beam 2 emitted from a light source 1 as a parallel light beam is applied to a polymer dispersed liquid crystal light valve 3. As the lamp 10 of the light source 1, for example, a discharge lamp such as a metal halide lamp or a xenon lamp, or a halogen lamp is used in combination with the reflecting mirror 9. An image is displayed on the surface of the light valve 3 as described later, and a light beam incident on the surface is transmitted or scattered according to the density of the displayed image. A light beam (solid line) emitted perpendicular to the display surface of the light valve 3 is condensed on a stop 6 by a condenser lens 5, passes through the stop 6, and then enters a projection lens 4. The light beam 8 (broken line) scattered by the light valve 3 and passed through the condenser lens 5 is
And cannot enter the projection lens 4. That is, the aperture 6 selectively cuts off unnecessary light (scattered light) and selectively sends only the light flux emitted almost perpendicularly from the light valve 3 to the projection lens 4, thereby improving the contrast. The luminous flux transmitted through the projection lens 4 is magnified and formed on a screen 7 for viewing.
【０００４】次にポリマー分散型液晶ライトバルブ３の
構成と動作について、図１１により説明する。液晶３ｃ
はポリマー３ｄの中に水滴状に分散しており、これが２
枚のガラス基板３ａ、３ｂに挟まれている。液晶３ｃ、
ポリマー３ｄを合わせて以降ポリマー分散型液晶（Ｐｏ
ｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ：略称ＰＤＬＣ）と呼ぶ。電圧無印加時Ｖ＝
０（図１１（ａ））においては、各々の水滴状液晶３ｃ
は不規則な方向に配向している。この状態では、ポリマ
ー３ｄと液晶３ｃに屈折率の違いを生じ、入射光２は散
乱光２ｂとなる。一方、しきい値電圧以上の電圧Ｖを印
加する（図１１（ｂ））と、液晶３ｃの配向方向が揃
う。液晶３ｃが一定方向に配向した時の屈折率を予めポ
リマー３ｄの屈折率と一致させておけば、入射光２は散
乱せず透過光２ａとなる。電圧の増加にともない液晶３
ｃの配向方向の一致度が向上するので透過する光量も増
加することになる。Next, the structure and operation of the polymer dispersed liquid crystal light valve 3 will be described with reference to FIG. Liquid crystal 3c
Are dispersed in the form of water droplets in the polymer 3d.
It is sandwiched between the glass substrates 3a and 3b. Liquid crystal 3c,
After polymer 3d is combined, polymer dispersed liquid crystal (Po
lymer Dispersed Liquid Cr
ystal: PDLC). V = No voltage applied
0 (FIG. 11A), each of the water-droplet liquid crystals 3c
Are oriented in irregular directions. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 3d and the liquid crystal 3c, and the incident light 2 becomes scattered light 2b. On the other hand, when a voltage V equal to or higher than the threshold voltage is applied (FIG. 11B), the alignment directions of the liquid crystal 3c are aligned. If the refractive index when the liquid crystal 3c is aligned in a certain direction is made to match the refractive index of the polymer 3d in advance, the incident light 2 is not scattered but becomes transmitted light 2a. Liquid crystal 3 with increasing voltage
Since the degree of coincidence of c in the orientation direction is improved, the amount of transmitted light also increases.
【０００５】次に、ライトバルブ３の電極の構造につい
て図１２を用いて説明する。図１２において、３ｅは画
素、３ｆはスイッチング素子、３ｇはソース電極、３ｈ
はゲート電極である。この構成によれば、公知のように
ソース電極３ｇとゲート電極３ｈを選択することにより
任意の画素３ｅをスイッチング素子３ｆを用いてオン・
オフすることが出来る。図のように、２次元アレイ状に
電極を構成することにより、２次元の画像表示素子を形
成できる。図１２では赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
画素をデルタ配列で示したが、この他の画素配列も公知
である。また、画素毎にＲ、Ｇ、Ｂ３原色に対応する透
過特性をもたせるために、公知の通り各画素に対応させ
て、Ｒ、Ｇ、Ｂの光を透過させるカラーフィルタが設け
られているが、これについては図示を省略する。Next, the structure of the electrodes of the light valve 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 12, 3e is a pixel, 3f is a switching element, 3g is a source electrode, 3h
Is a gate electrode. According to this configuration, an arbitrary pixel 3e is turned on by using the switching element 3f by selecting the source electrode 3g and the gate electrode 3h in a known manner.
Can be turned off. By configuring the electrodes in a two-dimensional array as shown, a two-dimensional image display device can be formed. In FIG. 12, the red (R), green (G), and blue (B) pixels are shown in a delta arrangement, but other pixel arrangements are also known. Also, in order to provide each pixel with transmission characteristics corresponding to the R, G, and B primary colors, a color filter that transmits R, G, and B light is provided in correspondence with each pixel as is known. This is not shown.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の投射型表示装置
は、以上のように構成されており、一般には投射レンズ
４直前の絞り６の開口径と投射画像のコントラストの関
係は図１３に示すような関係にあり、また光源１からの
光が完全な平行光でないため、絞り６を通過する段階で
ある一定の広がりをもつので、絞り６の開口径が小さく
なるにつれて投射画像の輝度が低下する傾向にある。コ
ントラストを大きくするためには投射レンズ４直前の絞
り６の開口径を小さくする必要があるが、そうすると透
過光の一部もケラレてしまい、最大輝度が低くなってし
まうという欠点があった。従って、一般にはある程度輝
度を確保出来る開口径で固定して使用されているため、
表示画像により、例えば星空等を表示した様な場合に黒
浮きが目立ち、著しく画質が劣化してしまうといった問
題点があった。The conventional projection display device is constructed as described above. Generally, the relationship between the aperture diameter of the stop 6 immediately before the projection lens 4 and the contrast of the projected image is shown in FIG. Since the light from the light source 1 is not completely parallel light and has a certain spread at the stage of passing through the stop 6, the brightness of the projected image decreases as the aperture diameter of the stop 6 decreases. Tend to. In order to increase the contrast, it is necessary to reduce the aperture diameter of the stop 6 immediately before the projection lens 4, but this causes a problem that a part of the transmitted light is vignetted and the maximum luminance is reduced. Therefore, since it is generally used with an aperture diameter that can secure a certain level of brightness,
The display image, for example, noticeable black float when like viewing the starry sky or the like, there has been a remarkable image quality is degraded or Utoitta problems.
【０００７】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、投射レンズ４直前の絞り６の開口
径を表示画像に合わせて変化させることにより、最適な
輝度とコントラストを得ようとするものである。また、
装置を使用する環境の照度に対しても絞り６の開口径を
変化させて、その条件で最適な表示画像となる輝度とコ
ントラストを得ようとするものである。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and obtains an optimum brightness and contrast by changing the aperture diameter of the stop 6 immediately before the projection lens 4 in accordance with a display image. It is to try. Also,
The aperture diameter of the stop 6 is also changed with respect to the illuminance of the environment in which the apparatus is used, and it is intended to obtain a brightness and a contrast that provide an optimum display image under the conditions.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係わる投射型表
示装置は、絞りとして機械的開口径可変式の絞り、或は
開口径可変式ＧＨ（ゲスト・ホスト）モードポリマー分
散型液晶絞り、同ＧＨモードホワイトテーラー型液晶絞
りを設け、表示画像信号の平均輝度と使用環境の照度を
検出する手段、及びこの検出結果を基に上記絞りの開口
径を制御する手段を設けたものである。A projection type display device according to the present invention comprises a mechanically variable aperture diameter type aperture, or a variable aperture diameter type GH (guest / host) mode polymer dispersed liquid crystal aperture stop. A GH mode white tailor type liquid crystal diaphragm is provided, means for detecting the average luminance of the display image signal and the illuminance of the use environment, and means for controlling the aperture diameter of the diaphragm based on the detection result are provided.
【０００９】[0009]
【作用】本発明においては、表示画像信号の平均輝度レ
ベルおよび使用環境の照度を検出し、その時の条件で最
も良好な表示画像を得られる輝度及びコントラストにな
るように上記絞りの開口径を制御するものである。According to the present invention, the average brightness level of the display image signal and the illuminance of the operating environment are detected, and the aperture diameter of the aperture is controlled so as to obtain the best display image under the conditions at that time. Is what you do.
【００１０】[0010]
実施例１．以下、本発明を図に基づいて説明する。図１
はこの実施例による投射型表示装置の構成図である。図
において、１は光源、９、１０は光源１を構成する反射
鏡及びランプ、２は光源１から出射する照明光束、３は
ポリマー分散型液晶ライトバルブ、５は集光レンズ、４
は表示画像を拡大投影する投射レンズ、７はスクリー
ン、１１は不要光を取り除く開口径可変式絞り、１２は
表示画像信号平均輝度検出手段、１３は表示画像信号平
均輝度検出手段１２の検出結果をもとに開口径可変式絞
り１１の開口径を定める開口径可変式絞り駆動手段であ
る。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
1 is a configuration diagram of a projection type display device according to this embodiment. In the drawing, 1 is a light source, 9 and 10 are reflecting mirrors and lamps constituting the light source 1, 2 is an illuminating light beam emitted from the light source 1, 3 is a polymer dispersed liquid crystal light valve, 5 is a condensing lens, 4
Denotes a projection lens for enlarging and projecting a display image, 7 denotes a screen, 11 denotes a variable aperture stop for removing unnecessary light, 12 denotes a display image signal average luminance detection unit, and 13 denotes a detection result of the display image signal average luminance detection unit 12. Variable aperture stop driving means for determining the aperture of the variable aperture stop 11 based on the aperture.
【００１１】次に動作について説明するが、従来例と共
通する部分は簡略的に述べることとする。光源１はライ
トバルブ３に平行光束である照明光束２を照射する。ラ
イトバルブ３の面上には画像が表示され、画像の濃淡に
応じて面内に入射した光束が透過または散乱する。ライ
トバルブ３の表示面を垂直に出射した光束（実線）は集
光レンズ５で開口径可変式絞り１１上に集光され、開口
径可変式絞り１１を通過した後に投射レンズ４に入射す
る。ライトバルブ３で散乱し、集光レンズ５を通過した
光束８（破線）は、開口径可変式絞り１１により遮断さ
れ、投射レンズ４に到達しない。即ち、開口径可変式絞
り１１は不要光（散乱光）を遮断し、ライトバルブ３か
らほぼ垂直に出射する光束のみを選択的に投射レンズ４
に送り込むことにより、コントラストを向上させる働き
をする。投射レンズ４を透過した光束は、スクリーン７
上に拡大投影され鑑賞に供される。Next, the operation will be described. The parts common to the conventional example will be described briefly. The light source 1 irradiates a light valve 3 with an illumination light beam 2 which is a parallel light beam. An image is displayed on the surface of the light valve 3, and a light beam incident on the surface is transmitted or scattered according to the density of the image. A light beam (solid line) vertically emitted from the display surface of the light valve 3 is condensed on the variable aperture stop 11 by the condenser lens 5 and enters the projection lens 4 after passing through the variable aperture stop 11. The light beam 8 (broken line) scattered by the light valve 3 and passed through the condenser lens 5 is blocked by the variable aperture stop 11 and does not reach the projection lens 4. That is, the variable aperture stop 11 blocks unnecessary light (scattered light), and selectively transmits only the light flux emitted almost perpendicularly from the light valve 3 to the projection lens 4.
The function of improving contrast is as follows. The light beam transmitted through the projection lens 4 is
It is enlarged and projected on the top for viewing.
【００１２】ここで、開口径可変式絞り１１としては例
えば図２に示すようなカメラレンズなどでよく使用され
ている絞り羽根式のものを想定する。図において、
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は開口径の変化を示している。
一般に、カメラレンズでは鏡筒外側のリングを回すこと
でこの絞り羽根をコントロールし、開口径を変化させて
いる。本実施例における開口径可変式絞り１１もこれと
同様のリング状回転機構を想定しており、段階的、若し
くは連続的（無段階）に開口径を確定するものとする。
従って、開口径可変式絞り駆動手段１３はこの様な絞り
羽根の開口状態を変化させるような回転機構を動かすモ
ーター類が当てはまる。Here, the variable aperture stop 11 is assumed to be a diaphragm blade type which is often used in a camera lens as shown in FIG. 2, for example. In the figure,
(A), (b), and (c) show changes in the aperture diameter.
Generally, in a camera lens, the aperture blade is controlled by turning a ring outside the lens barrel to change the aperture diameter. The variable aperture stop 11 in the present embodiment also assumes a ring-shaped rotating mechanism similar to this, and the aperture diameter is determined stepwise or continuously (steplessly).
Therefore, the aperture-variable aperture driving means 13 is applicable to such motors that move a rotating mechanism that changes the aperture state of the aperture blade.
【００１３】また、表示画像信号平均輝度検出手段１２
としては、例えば、表示画像信号のフレーム平均輝度を
求め、これに対応して予め適した開口径値を設定してお
き、その検出結果に対応して開口径可変式絞り駆動手段
１３を制御する信号を出力し、表示画像に対応して最適
な輝度とコントラストを得られる開口径を設定するもの
である。The display image signal average luminance detecting means 12
For example, a frame average brightness of a display image signal is obtained, an appropriate aperture value is set in advance in accordance with the average brightness, and the aperture diameter variable aperture driving unit 13 is controlled in accordance with the detection result. A signal is output, and an aperture diameter for obtaining optimum brightness and contrast corresponding to a display image is set.
【００１４】実施例２．本発明の第２の実施例を図３及
び図４、図５を用いて説明する。図３において、開口径
可変式ＧＨモードポリマー分散型液晶絞り１４及び開口
径可変式絞り駆動手段１５の構成と機能を除いて、他の
構成及び機能は第１の実施例と全く同様なので説明を省
略する。本実施例における開口径可変式ＧＨモードポリ
マー分散型液晶絞り１４としては、例えば図４に示す様
な構造のものを想定している。同図に示す様に、同心円
状電極が形成されており、各々をセグメント駆動をする
ものである。同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ’
断面を示しており、１４ａはセグメント電極、１４ｂは
コモン電極、１４ｃは遮光層、１４ｄはＧＨモードポリ
マー分散型液晶、１４ｅはガラス板である。尚、セグメ
ント電極１４ａ及びコモン電極１４ｂには透明電極を使
用する。Embodiment 2 FIG. A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. FIG. In FIG. 3, the other configurations and functions are exactly the same as those in the first embodiment, except for the configuration and functions of the variable aperture type GH mode polymer dispersed liquid crystal diaphragm 14 and the variable aperture size aperture driving unit 15, and therefore the description will be made. Omitted. The GH mode polymer-dispersed liquid crystal diaphragm 14 with a variable aperture in this embodiment is assumed to have a structure as shown in FIG. 4, for example. As shown in the figure, concentric electrodes are formed, each of which is driven by a segment. FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
The cross section is shown, 14a is a segment electrode, 14b is a common electrode, 14c is a light shielding layer, 14d is a GH mode polymer dispersed liquid crystal, and 14e is a glass plate. Note that transparent electrodes are used for the segment electrodes 14a and the common electrodes 14b.
【００１５】次に図５を用いて本実施例における開口径
可変式ＧＨモードポリマー分散型液晶絞り１４の動作に
ついて説明する。図５において、（ａ）はコモン電極に
印加される電圧波形、（ｂ）はオンさせたいセグメント
電極に印加される電圧波形、（ｃ）はオフさせたいセグ
メント電極に印加される電圧波形、（ｄ）はオンされる
セグメント液晶に印加される電圧波形、（ｅ）はオフさ
れるセグメント液晶に印加される電圧波形を表わしてお
り、下段の断面図はセグメント液晶の駆動状態による光
の透過・遮断のメカニズムを説明している。同図におい
て、１４ａはセグメント電極、１４ｂはコモン電極、１
４ｄはＧＨモードポリマー分散型液晶、１４ｅはガラス
板、１４ｆ及び１４ｇはＧＨモード液晶粒、１４ｈは液
晶、１４ｉは色素、１４ｊは入射光、１４ｋは透過光、
１４ｌは散乱光を表わしている。セグメント液晶をオフ
させるときには、液晶に対して（ｅ）に示すように電圧
がかからず、液晶がランダムな状態にあるために高分子
と液晶の屈折率に差が生じ、入射光１４ｊは散乱され更
に色素１４ｉに吸収され、極めて微弱な散乱光１４ｌと
して出射される。セグメント液晶をオンさせるときに
は、液晶に対して（ｄ）に示すように電圧が印加され、
液晶及び色素が電界方向に配列し、液晶と高分子の屈折
率が一致して散乱を生じず、透過光１４ｋとして出射す
る。この様にして透過と遮断が制御され、開口径可変式
の絞りとして機能する。Next, the operation of the variable aperture diameter GH mode polymer dispersed liquid crystal stop 14 in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, (a) is a voltage waveform applied to the common electrode, (b) is a voltage waveform applied to the segment electrode to be turned on, (c) is a voltage waveform applied to the segment electrode to be turned off, ( d) shows a voltage waveform applied to the segmented liquid crystal to be turned on, and (e) shows a voltage waveform applied to the segmented liquid crystal to be turned off. Explains the blocking mechanism. In the figure, 14a is a segment electrode, 14b is a common electrode, 1
4d is a GH mode polymer dispersed liquid crystal, 14e is a glass plate, 14f and 14g are GH mode liquid crystal particles, 14h is a liquid crystal, 14i is a dye, 14j is incident light, 14k is transmitted light,
141 represents scattered light. When the segment liquid crystal is turned off, no voltage is applied to the liquid crystal as shown in (e), and since the liquid crystal is in a random state, a difference occurs in the refractive index between the polymer and the liquid crystal, and the incident light 14j is scattered. The light is further absorbed by the dye 14i and emitted as extremely weak scattered light 14l. When turning on the segment liquid crystal, a voltage is applied to the liquid crystal as shown in FIG.
The liquid crystal and the dye are arranged in the direction of the electric field, the refractive indices of the liquid crystal and the polymer match, and no scattering occurs. In this way, transmission and blocking are controlled, and the aperture functions as a variable aperture stop.
【００１６】なお、図３における開口径可変式絞り駆動
手段１５は、第１の実施例で説明したように表示画像信
号平均輝度検出手段１２の出力をうけて、上記のような
駆動信号を発生して、開口径可変式ＧＨモードポリマー
分散型液晶絞り１４を駆動する。The variable aperture stop driving means 15 in FIG. 3 receives the output of the display image signal average luminance detecting means 12 and generates the above driving signal as described in the first embodiment. Then, the GH mode polymer dispersed liquid crystal diaphragm 14 of variable aperture size is driven.
【００１７】実施例３．本発明の第３の実施例を図６及
び図７、図８を用いて説明する。図６において、開口径
可変式ＧＨモードホワイトテーラー型液晶絞り１６を除
いて、他の構成及び機能は第１及び第２の実施例と同様
なので説明を省略する。本実施例における開口径可変式
ＧＨモードホワイトテーラー型液晶絞り１６としては、
第２の実施例と同様に図７に示すような構造のものを想
定している。同図に示すように、同心円状電極が形成さ
れており、各々をセグメント駆動をするものである。同
図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ’断面を示してお
り、１６ａはセグメント電極、１６ｂはコモン電極、１
６ｃは遮光層、１６ｄはＧＨモードホワイトテーラー型
液晶、１６ｅはガラス板である。なお、セグメント電極
１６ａ及びコモン電極１６ｂには透明電極を使用する。Embodiment 3 FIG. A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6, FIG. 7, and FIG. In FIG. 6, except for the variable aperture type GH mode white tailored liquid crystal diaphragm 16, other configurations and functions are the same as those of the first and second embodiments, and therefore description thereof is omitted. The variable aperture diameter GH mode white tailored liquid crystal diaphragm 16 in the present embodiment includes:
Similar to the second embodiment, it is assumed that the structure is as shown in FIG. As shown in the figure, concentric electrodes are formed, each of which is driven by a segment. FIG. 2B shows a section taken along the line AA ′ in FIG. 1A, in which 16 a is a segment electrode, 16 b is a common electrode,
6c is a light shielding layer, 16d is a GH mode white tailor type liquid crystal, and 16e is a glass plate. Note that transparent electrodes are used for the segment electrodes 16a and the common electrodes 16b.
【００１８】次に図８を用いて本実施例における開口径
可変式ＧＨモードホワイトテーラー型液晶絞り１６の動
作について説明する。図８において、（ａ）はコモン電
極に印加される電圧波形、（ｂ）はオンさせたいセグメ
ント電極に印加される電圧波形、（ｃ）はオフさせたい
セグメント電極に印加される電圧波形、（ｄ）はオンさ
れるセグメント液晶に印加される電圧波形、（ｅ）はオ
フされるセグメント液晶に印加される電圧波形を表わし
ており、下段の断面図はセグメント液晶の駆動状態によ
る光の透過・遮断のメカニズムを説明している。同図に
おいて、１６ａはセグメント電極、１６ｂはコモン電
極、１６ｄはＧＨモードホワイトテーラー型液晶、１６
ｅはガラス板、１６ｆは液晶、１６ｇは色素、１６ｈは
入射光、１６ｉは透過光（オン）、１６ｊは透過光（オ
フ）を表わしている。セグメント液晶をオフさせるとき
には、液晶に対して（ｅ）に示すように電圧がかから
ず、液晶１６ｆはその配向方向を入射側から出射側に向
かって回転し、２π［ｒａｄ］捻れた構造となる。この
状態では、あらゆる偏向方向をもつ光は液晶１６ｆを通
過するうちに、それぞれ液晶１６ｆの配向方向と一致す
る段階で液晶１６ｆの捻れ構造に取り込まれて偏向方向
を回転させながら進行し、その途中で色素１６ｇに吸収
され、極めて微弱な透過光（オフ）１６ｊとして出射さ
れる。セグメント液晶をオンさせるときには、液晶に対
して（ｄ）に示すように電圧が印加され、液晶及び色素
が電界方向に配列し、入射光１６ｈはＧＨモードホワイ
トテーラー型液晶１６ｄの影響を受けず、透過光１６ｉ
として出射する。この様にして透過と遮断が制御され、
開口径可変式の絞りとして機能する。Next, the operation of the variable aperture diameter GH mode white tailored liquid crystal diaphragm 16 in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 8, (a) is a voltage waveform applied to the common electrode, (b) is a voltage waveform applied to the segment electrode to be turned on, (c) is a voltage waveform applied to the segment electrode to be turned off, d) shows a voltage waveform applied to the segmented liquid crystal to be turned on, and (e) shows a voltage waveform applied to the segmented liquid crystal to be turned off. Explains the blocking mechanism. In the figure, 16a is a segment electrode, 16b is a common electrode, 16d is a GH mode white tailored liquid crystal, 16d
e is a glass plate, 16f is a liquid crystal, 16g is a dye, 16h is incident light, 16i is transmitted light (ON), and 16j is transmitted light (OFF). When the segment liquid crystal is turned off, no voltage is applied to the liquid crystal as shown in (e), and the liquid crystal 16f rotates its orientation from the incident side to the outgoing side, and is twisted by 2π [rad]. Become. In this state, while the light having any deflection direction passes through the liquid crystal 16f, the light is taken into the twisted structure of the liquid crystal 16f at the stage where it coincides with the alignment direction of the liquid crystal 16f, and travels while rotating the deflection direction. Is absorbed by the dye 16g and emitted as extremely weak transmitted light (off) 16j. When the segment liquid crystal is turned on, a voltage is applied to the liquid crystal as shown in (d), the liquid crystal and the dye are arranged in the direction of the electric field, and the incident light 16h is not affected by the GH mode white tailored liquid crystal 16d. Transmitted light 16i
And emitted. In this way, transmission and blocking are controlled,
Functions as a variable aperture stop.
【００１９】実施例４ 本発明の第４の実施例を図１３を用いて説明する。図９
はこの実施例による投射型表示装置の構成を示してい
る。同図中、周囲環境照度検出手段１７以外は第１の実
施例で使用した図１の構成要素と同じなので説明を省略
する。一般に、投射画像のコントラストは投射光と周囲
環境光による被りで決まり、周囲環境照度の高まりによ
ってコントラストは急激に低下する。そこで周囲環境照
度及び表示画像信号輝度に対応してその条件下で最適な
表示画像を得られる絞り開口径を予め設定しておき、周
囲環境照度検出手段１７により周囲環境の照度を検出
し、上記表示画像信号輝度検出手段１２の検出結果とあ
わせて、最適な表示画像を得られる絞り開口径を得るも
のである。即ち、本投射型表示装置の表示能力範囲内で
周囲環境照度及び表示画像信号輝度に対応して最適な輝
度とコントラストを得ようとするものである。Embodiment 4 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
Shows the configuration of the projection type display device according to this embodiment. In the figure, the components other than the ambient environment illuminance detecting means 17 are the same as the components of FIG. 1 used in the first embodiment, and the description is omitted. Generally, the contrast of a projected image is determined by the projection light and the surrounding light, and the contrast sharply decreases as the illuminance of the surrounding environment increases. Therefore, an aperture diameter for obtaining an optimum display image under the conditions is set in advance in accordance with the ambient environment illuminance and the display image signal luminance, and the ambient environment illuminance detecting means 17 detects the illuminance of the ambient environment. Along with the detection result of the display image signal luminance detecting means 12, an aperture diameter for obtaining an optimum display image is obtained. In other words, an attempt is made to obtain optimum brightness and contrast in accordance with the ambient illuminance and the display image signal brightness within the display capability range of the projection display device.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明による投
射型表示装置は、表示画像信号の平均輝度レベル或は周
囲環境の照度を検出し、その時の条件で最も良好な表示
画像を得られる輝度及びコントラストになるように絞り
の開口径を制御するよう構成したので、様々な表示画像
或は周囲環境に対応して最も良好な表示が可能となる。As described in detail above, the projection type display device according to the present invention detects the average luminance level of the display image signal or the illuminance of the surrounding environment, and obtains the best display image under the conditions at that time. Since the aperture diameter of the stop is controlled so as to obtain the desired brightness and contrast, the best display is possible in accordance with various display images or surrounding environments.
【図１】本発明の実施例１における投射型表示装置を示
す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a projection display device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例１に使用される開口径可変式絞
りの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a variable aperture stop used in the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例２における投射型表示装置を示
す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a projection display device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例２に使用される開口径可変式Ｇ
Ｈモードポリマー分散型液晶絞りの構造を示す図であ
る。FIG. 4 shows a variable aperture diameter G used in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of an H-mode polymer dispersed liquid crystal stop.
【図５】本発明の実施例２に使用される開口径可変式Ｇ
Ｈモードポリマー分散型液晶絞りの動作説明図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a variable aperture diameter G used in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation of an H-mode polymer dispersed liquid crystal stop.
【図６】本発明の実施例３における投射型表示装置を示
す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a projection display device according to a third embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施例３に使用される開口径可変式Ｇ
Ｈモードホワイトテーラー型液晶絞りの構造を示す図で
ある。FIG. 7 shows a variable aperture diameter G used in Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of an H-mode white tailored liquid crystal stop.
【図８】本発明の実施例３に使用される開口径可変式Ｇ
Ｈモードホワイトテーラー型液晶絞りの動作説明図であ
る。FIG. 8 shows a variable aperture diameter type G used in Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation of an H-mode white tailored liquid crystal diaphragm.
【図９】本発明の実施例４における投射型表示装置を示
す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a projection display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１０】従来の投射型表示装置の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional projection display device.
【図１１】従来の投射型表示装置に使用されるライトバ
ルブの動作説明図である。FIG. 11 is an operation explanatory view of a light valve used in a conventional projection display device.
【図１２】従来の投射型表示装置に使用されるＴＦＴア
クティブマトリクス液晶パネルの説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a TFT active matrix liquid crystal panel used in a conventional projection display device.
【図１３】従来の投射型表示装置に使用される絞りの開
口径と投射画像のコントラストの関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the aperture diameter of a diaphragm used in a conventional projection display device and the contrast of a projected image.
１ 光源 ２ 照明光束 ３ ライトバルブ ４ 投射レンズ ５ 集光レンズ ７ スクリーン ９ 反射鏡 １０ ランプ １１ 開口径可変式絞り １２ 表示画像信号平均輝度検出手段 １３ 開口径可変式絞り駆動手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Illumination light beam 3 Light valve 4 Projection lens 5 Condensing lens 7 Screen 9 Reflecting mirror 10 Lamp 11 Variable aperture diameter diaphragm 12 Display image signal average luminance detection means 13 Variable aperture diameter diaphragm driving means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13 505 G02F 1/1335 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification symbol FI // H04N 9/31 H04N 9/31 C (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/13 505 G02F 1/1335
Claims (4)
トバルブに形成された画像を拡大投影する投射レンズ
と、該ライトバルブを照明する略平行光束を出射する光
源手段、該ライトバルブの画像表示面から法線方向に出
射する光束を一点に集光する集光レンズ、該集光レンズ
の集光点において該ライトバルブから略法線方向に透過
する光束のみを選択的に前記投射レンズに入射させる絞
り手段を備えたことを特徴とする投射型表示装置におい
て、表示画像信号の平均輝度レベルを検出する手段、及
び前記絞り手段の開口径を駆動する手段を備え、該検出
結果をもとに該絞り手段の開口径を変化させることを特
徴とする投写型表示装置。1. A light valve for forming an image, a projection lens for enlarging and projecting an image formed on the light valve, light source means for emitting a substantially parallel light beam for illuminating the light valve, and image display of the light valve A condensing lens that condenses a light beam emitted in the normal direction from the surface to a single point, and selectively enters only the light beam transmitted substantially in the normal direction from the light valve at the light condensing point of the condensing lens to the projection lens. A projection type display device characterized by comprising an aperture means for causing the aperture means to detect an average luminance level of a display image signal, and a means for driving an aperture diameter of the aperture means, based on the detection result. projection display device, characterized in that to change the aperture diameter of the restrictor means.
ゲスト・ホストモードポリマー分散型液晶で構成したこ
とを特徴とする請求項第１項記載の投射型表示装置。2. The projection type display device according to claim 1, wherein the range in which the aperture diameter of said aperture means is variable is made of a guest-host mode polymer dispersed liquid crystal.
ゲスト・ホストモードホワイトテーラー型液晶で構成し
たことを特徴とする請求項第１項記載の投射型表示装
置。3. The projection display device according to claim 1, wherein the range in which the aperture diameter of said aperture means is variable is constituted by a guest / host mode white tailor type liquid crystal.
出し、前記表示画像信号の輝度レベル検出結果とあわ
せ、これらの結果をもとに前記絞り手段の開口径を変化
させるようにした請求項第１項乃至第３項いずれかに記
載の投射型表示装置。4. The method according to claim 1, wherein an illuminance in use environment of said projection type display device is detected, and a result of detecting a luminance level of said display image signal is changed, and an aperture diameter of said aperture means is changed based on these results. Item 4. The projection display device according to any one of Items 1 to 3.
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