JP3019574B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
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- JP3019574B2 JP3019574B2 JP4006307A JP630792A JP3019574B2 JP 3019574 B2 JP3019574 B2 JP 3019574B2 JP 4006307 A JP4006307 A JP 4006307A JP 630792 A JP630792 A JP 630792A JP 3019574 B2 JP3019574 B2 JP 3019574B2
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Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
す構成図である。
【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。
りの説明図である。
【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。
す構成図である。
【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。
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。
【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。
Ｈモードポリマー分散型液晶絞りの動作説明図である。
【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。
す構成図である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
す構成図である。
【図１０】従来の投射型表示装置の構成図である。
【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。
ルブの動作説明図である。
【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。
クティブマトリクス液晶パネルの説明図である。
【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。
口径と投射画像のコントラストの関係を示す図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (4)
- 【請求項１】 画像を形成するライトバルブと、該ライ
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。 - 【請求項２】 前記絞り手段の開口径を可変する範囲を
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。 - 【請求項３】 前記絞り手段の開口径を可変する範囲を
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。 - 【請求項４】 前記投射型表示装置の使用環境照度を検
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006307A JP3019574B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006307A JP3019574B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 投射型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188345A JPH05188345A (ja) | 1993-07-30 |
| JP3019574B2 true JP3019574B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=11634719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4006307A Expired - Fee Related JP3019574B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019574B2 (ja) |
Families Citing this family (24)
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| US5519518A (en) * | 1993-12-27 | 1996-05-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Display apparatus with a variable aperture stop means on each side of the modulator |
| US5622418A (en) * | 1994-03-29 | 1997-04-22 | Mitsubishi Denki Kabuskiki Kaisha | Projection display device |
| US5715029A (en) * | 1994-10-25 | 1998-02-03 | Fergason; James L. | Optical dithering system using birefringence for optical displays and method |
| KR100330172B1 (ko) | 1999-07-29 | 2002-03-28 | 윤종용 | Ｌｃｄ프로젝션시스템의 명암대비개선장치 |
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| DE60239930D1 (de) * | 2001-04-25 | 2011-06-16 | Panasonic Corp | Videoanzeigevorrichtung und videoanzeigeverfahren |
| US6741323B2 (en) * | 2002-08-12 | 2004-05-25 | Digital Theater Systems, Inc. | Motion picture subtitle system and method |
| US8243004B2 (en) | 2003-03-10 | 2012-08-14 | Fergason Patent Properties, Llc | Apparatus and method for preparing, storing, transmitting and displaying images |
| JP4683022B2 (ja) * | 2003-06-13 | 2011-05-11 | ソニー株式会社 | 投射型表示装置 |
| US7374290B2 (en) | 2003-06-13 | 2008-05-20 | Sony Corporation | Projection type display device |
| JP3963869B2 (ja) | 2003-06-30 | 2007-08-22 | 三洋電機株式会社 | 投写型映像表示装置 |
| US7220006B2 (en) | 2003-08-08 | 2007-05-22 | Allen Eddie E | Method and apparatus for increasing effective contrast ratio and brightness yields for digital light valve image projectors |
| KR20050091279A (ko) | 2004-03-11 | 2005-09-15 | 삼성전자주식회사 | 실시간으로 조절되는 조리개를 구비한 광학 시스템 |
| KR100676678B1 (ko) * | 2004-08-05 | 2007-01-31 | 주식회사 하이소닉 | 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개구동장치 및 이를 제어하기 위한 제어장치 |
| KR100670008B1 (ko) * | 2004-11-26 | 2007-01-19 | 삼성전자주식회사 | 광학엔진과 이를 가지는 프로젝션장치 및 프로젝션장치의광학엔진 제어방법 |
| KR100658364B1 (ko) * | 2004-12-10 | 2006-12-15 | 주식회사 하이소닉 | 프로젝션 시스템의 콘트라스트 증가를 위한 조리개 구동제어장치 |
| JP2008527448A (ja) * | 2005-01-12 | 2008-07-24 | カラーリンク・インコーポレイテッド | 照明減衰システム |
| CN100533259C (zh) * | 2005-06-08 | 2009-08-26 | 松下电器产业株式会社 | 图像显示装置 |
| JP5082208B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2012-11-28 | カシオ計算機株式会社 | 投影装置、投影方法及びプログラム |
| JP2007171258A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Sharp Corp | 映像表示装置 |
| JP5141243B2 (ja) | 2007-12-27 | 2013-02-13 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 投影装置 |
| US8259059B2 (en) | 2008-02-12 | 2012-09-04 | Lg Display Co., Ltd. | Driving system capable of improving contrast ratio for liquid crystal display device, liquid crystal display device including the same, and driving method using the same |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP4006307A patent/JP3019574B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05188345A (ja) | 1993-07-30 |
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