专利名称：投影型图像显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶投影仪等的投影型图像显示器。
背景技术：
在过去，人们提出有下述的液晶显示器，其中，即使在图像的平均亮度(APLAverage Picture Level)变化的情况下，仍使显示亮度、对比度一定(参照日本第201812/1996号发明专利申请公开文献)；或投影型图像显示器，其中，在图像的平均亮度(APL)较高的场合，使灯驱动电力降低，在较暗的场合，提高灯驱动电力，使对比度提高(参照日本第179886/1991号发明专利申请公开文献)。
发明内容
本发明的课题在于希望进一步提高对比度、进一步降低耗电量，抑制在液晶投影仪中出现黑斑。
本发明的目的在于针对上述情况，提供一种投影型图像显示器，该投影型图像显示器可实现对比度的提高，耗电量的降低，抑制液晶投影仪中出现的黑斑。
为了解决上述课题，本发明的投影型图像显示器涉及下述投影型图像显示器，其通过光阀，对从光源射出的光进行调制，进行图像投影，其特征在于其包括根据图像信号，产生表示图像的平均亮度的信号的机构；控制机构，该控制机构按照在上述信号表示较亮的值时，增加上述光源的射出光量，另一方面，在上述信号表示较暗的值时，降低上述光源的射出光量的方式进行控制。
按照上述方案，由于在投影较亮的图像时，提高射出光量，使投影变亮，在投影较暗的图像时，降低射出光量，使投影图像变暗，故对比度提高。另外，通过降低射出光量，耗电量也降低，此外，省电效果提高。此外，在光阀采用液晶光阀时，黑斑受到抑制。
上述控制机构也可对供给光源的电力进行控制。
另外，本发明的投影型图像显示器涉及下述的投影型图像显示器，其通过光阀，对从光源射出的光进行调制，进行图像投影，其特征在于其包括光圈部，该光圈部缩小投影图像光量；根据图像信号，产生表示图像的平均亮度的信号的机构；控制机构，该控制机构按照在上述信号表示较亮的值时，打开上述光圈部，另一方面，在上述信号表示较暗的值时，关闭上述光圈部的方式进行控制。此外，本发明的投影型图像显示器涉及下述的投影型图像显示器，其通过光阀，对从光源射出的光进行调制，进行图像投影，其特征在于其包括挡光调整部，该挡光调整部对来自光源的照明光的挡光量进行调整；根据图像信号，产生表示图像的平均亮度的信号的机构；控制机构，该控制机构按照在上述信号表示较亮的值时，减小上述挡光调整部的挡光量，另一方面，在上述信号表示较暗的值时，增加上述挡光调整部的挡光量的方式进行控制。
在这些方案的投影型图像显示器中，由于不降低射出光量，虽然无法实现省电，但是可实现对比度的提高及抑制采用液晶光阀时的黑斑。
根据图像信号，产生表示图像的平均亮度的信号的机构可按照产生连续的多帧的平均亮度的平均值的方式构成。
图1为表示本发明的实施例的液晶投影仪的构成图；图2为投影透镜的放大立体图；图3(a)为表示图像处理系统和光源控制系统的方框图；图3(b)通过功能方框表示光源控制系统的说明图；图4(a)为表示APL数据、APL平均值生成、调光数据变换处理的关系的说明图；图4(b)为表示根据APL平均值，产生调光数据的表的非线性变换特性的说明图；图5为以放大方式表示快门的配置位置的平面图。
具体实施例方式
下面根据图1～图5，对本发明的实施例的液晶投影仪进行说明。
图1为表示本实施例的3板式液晶投影仪的图。光源1的发光部由超高压水银灯，金属卤化物灯，氙灯等形成，其照射光通过平行反射器，形成平行光而射出，并导向合成(integrator)透镜4。
合成(integrator)透镜4由一对透镜组(蝇眼透镜)4a，4b构成，相应的透镜部分将从光源射出的光送向后面将要描述的液晶光阀的整个表面，对位于光源1中的部分的亮度不均匀进行平均化处理，减小画面中央和周边部的光量差。经过合成(integrator)透镜4的光经过偏振光转换器5、以及聚光透镜6，然后，将其送向第1二向色镜7。
偏振光转换器5由偏振光束分光器阵列(在下面称为“PBS阵列”)构成。该PBS阵列包括偏振光分离膜和相位差片(1/2λ片)。该PBS阵列的各偏振光分离膜使来自合成(integrator)透镜4的光中的比如P偏振光通过，将S偏振光的光路改变90°。经过光路偏振光处理的S偏振光通过邻接的偏振光分离膜而反射，照原样射出。另一方面，在偏振光分离膜中实现透射的P偏振光通过设置于其前侧(光射出侧)的相位差片，变换为S偏振光而射出。即，在此场合，将几乎全部的光转换为S偏振光。
第1二向色镜7使红色波长频带的光透射，将青色(绿+蓝)的波长频带的光反射。在第1二向色镜7中实现透射的红色波长频带的光通过反射镜8反射，将其光路改变。通过反射镜8反射的红色光经过透镜9，在红色光用的透射型的液晶光阀31中实现透射，由此，进行光调制。另一方面，将通过第1二向色镜7反射的青色的波长频带的光送向第2二向色镜10。
第2二向色镜10使蓝色波长频带的光实现透射，将绿色波长频带的光反射。通过第2二向色镜10反射的绿色波长频带的光通过透镜11，送向绿色光用的透射型的液晶光阀32，在其中实现透射，由此，进行光调制。另外，在第2二向色镜10中实现透射的蓝色波长频带的光通过全反射镜12、全反射镜13、透镜14，送向蓝色光用的透射型的液晶光阀33，在其中实现透射，由此，进行光调制。
各液晶光阀31，32，33包括入射侧偏振片31a，32a，33a；板部31b，32b，33b，该板部31b，32b，33b按照在一对玻璃衬底(形成像素电极、定向膜)之间，密封液晶的方式形成；射出侧偏振片31c，32c，33c。
通过经过液晶光阀31，32，33的方式而调制的调制光(各颜色图像光)通过十字二向色棱镜15而合成，形成彩色图像光。该彩色图像光通过投影透镜16，进行放大投影，将其投影而显示于图中未示出的屏幕上。
象图2所示的那样，投影透镜16包括缩小投影图像光量的光圈机构21和光圈机构用电动机(比如，采用步进电动机)22。在将驱动信号从将在后面进行描述的微机(微型计算机)25，提供给光圈机构用电动机22时，调整光圈机构21的光圈状态。
图3(a)为表示投影型图像显示器的图像处理系统和光源控制系统的方框图，图3(b)为通过功能方框表示光源控制系统的说明图。图像信号处理电路23输入图像信号，进行频率变换(扫描线数变换)等的处理，进行根据图像信号(Y信号)，针对每个帧期间，产生表示帧图像的平均亮度(APLAverage Picture Lever)的数据的处理。另外，在输入作为图像信号的RGB信号的场合，可对RGB信号进行矩阵变换，形成Y数据。γ补偿电路24进行针对液晶光阀(LCD)的外加电压—光透射特性的补偿处理，将该补偿后的图像信号(图像数据)提供给液晶光阀(驱动)。微机25作为图3(b)所示的调光运算部的功能，进行接收APL数据，形成调光数据的处理，作为灯驱动控制部的功能，进行将调光命令送出到灯驱动器26的处理。灯驱动器26接收上述调光命令，对光源(灯)的射出光量进行控制。
图4(a)为表示APL数据、APL平均值生成、调光数据变换处理的关系的说明图，图4(b)为表示根据APL平均值，生成调光数据的表(调光运算部)的非线性变换特性的说明图。比如，APL数据(比如，形成6比特数据)针对每1帧期间(每1v)而产生，APL平均值(形成6比特数据)为连续的4帧期间的APL数据的平均值。如果将APL平均值作为读取地址，提供给上述表，则从该表输出调光数据(比如，4比特数据0～15的16个级)。比如，当图像为最暗的图像时，调光数据为“0000”，当图像为最亮的图像时，调光数据为“1111”。
在灯驱动器26的电源部中，比如，设置有电路，在该电路中，将多个电阻串联，按照在各电阻的连接点产生的电压降，取出所需的电压。即，分别在各电阻的各连接点，连接开关，可根据哪个开关打开的情况，切换光源驱动电力。另外，灯驱动器26在比如，接收作为调光命令的“1111”时，按照以最大输出瓦特(比如，130W)进行光射出的方式，对上述开关控制，另外，在接收作为调光命令的“0000”时，按照最小输出瓦特(比如105W)进行光输出的方式，对上述开关进行控制。显然，不限于上述电阻和开关的电力切换电路，也可采用通过相位控制、切换(switching)电源控制等方式，进行耗电量切换的电路。
由于象这样，在投影较亮的图像时，提高灯光量，使投影图像变亮，在投影较暗的图像时，降低灯光量，使投影图像变暗，故对比度提高，并且还抑制黑斑。另外，通过降低灯光量，耗电量也降低，省电效果也提高。另外，也可通过用户操作，选择基于APL的光源控制的运行。
(基于APL的投影图像光圈控制)。
微机25可进行上述灯光量控制和/或代替该灯光量控制，进行基于APL的投影图像光圈控制。在进行该投影图像光圈控制的场合，微机25根据APL，进行光圈机构用电动机22的驱动控制，调整光圈机构21的光圈状态。即，按照在投影较亮的图像时，打开光圈，使投影图像变亮，在投影较暗的图像时，关闭光圈，使投影图像变暗的方式进行控制。
(基于APL的挡光控制)也可设置快门，根据APL，对照明光的挡光量进行控制。比如，如图5所示的那样，快门27由15个快门部28构成，各快门部22位于在偏振光转换器5侧的透镜组4b的附近，设置于不妨碍有效照明光的通过的位置。各快门部28由沿纵向设置的轴28a和固定于该轴28a上的挡光片28b构成，可通过使轴22a旋转90°，在照明光的遮挡状态与通过状态之间进行切换。图中未示出的驱动装置通过电动机、电磁螺线管等的促动器，分别使各快门部28进行旋转动作。另外，该驱动装置按照比如，在接收作为调光命令的“1111”时，使全部的快门部28处于通过状态，在接收“1110”时，使最右端的快门部28处于挡光状态，在接收“1101”时，使最左端的快门部28也处于挡光状态，在接收“1100”时，使从左端起第2个快门部28，也处于挡光状态的方式进行挡光动作。
基于上述APL的投影图像光圈控制、挡光控制不降低灯光量，虽然无法降低耗电量，但是，实现在投影较亮的图像时，使投影图像变亮，在投影较暗的图像时，使投影图像变暗的控制，由此，对比度提高，还可抑制黑斑。
象上面已描述的那样，按照本发明，由于实现在投影较亮的图像时，使投影图像变亮，在投影较暗的图像时，使投影图像变暗的控制，故对比度提高。另外，在光阀采用液晶光阀时，可抑制黑斑。此外，按照进行光源的射出光量控制的方案，还实现可降低耗电量的效果。
权利要求
1.一种投影型图像显示器，该投影型图像显示器通过光阀，对从光源射出的光进行调制，进行图像投影，其特征在于其包括根据图像信号，产生表示图像的平均亮度的信号的机构；控制机构，该控制机构按照在上述信号表示较亮的值时，增加上述光源的射出光量，另一方面，在上述信号表示较暗的值时，降低上述光源的射出光量的方式进行控制。
2.根据权利要求1所述的投影型图像显示器，其特征在于上述控制机构对供给光源的电力进行控制。
3.一种投影型图像显示器，该投影型图像显示器通过光阀，对从光源射出的光进行调制，进行图像投影，其特征在于其包括光圈部，该光圈部缩小投影图像光量；根据图像信号，产生表示图像的平均亮度的信号的机构；控制机构，该控制机构按照在上述信号表示较亮的值时，打开上述光圈部，另一方面，在上述信号表示较暗的值时，关闭上述光圈部的方式进行控制。
4.一种投影型图像显示器，该投影型图像显示器通过光阀，对从光源射出的光进行调制，进行图像投影，其特征在于其包括挡光调整部，该挡光调整部对来自光源的照明光的挡光量进行调整；根据图像信号，产生表示图像的平均亮度的信号的机构；控制机构，该控制机构按照在上述信号表示较亮的值时，减小上述挡光调整部的挡光量，另一方面，在上述信号表示较暗的值时，增加上述挡光调整部的挡光量的方式进行控制。
5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的投影型图像显示器，其特征在于根据图像信号，产生表示图像的平均亮度的信号的机构按照产生连续的多帧的平均亮度的平均值的方式构成。
全文摘要
图像信号处理电路(23)输入图像信号，进行频率变换等的处理，并且进行针对每帧期间，产生表示帧图像的平均亮度(APLAverage Picture Level)的数据的处理。微机(25)实现调光运算部的功能，进行接收APL数据，产生调光数据的处理，并且实现灯驱动器控制部的功能，进行向灯驱动器(26)，送出调光命令的处理。灯驱动器(26)接收上述调光命令，对光源(灯)的射出光量进行控制。
文档编号G02B27/18GK1577060SQ20041005019
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月30日
发明者户谷贵洋, 寺田克美, 木场弘树, 桶谷和伸 申请人:三洋电机株式会社