專利名稱：投影型圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用透過型液晶或反射型液晶或DMD(微小反射鏡)等的圖像顯示元件的投影型圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
人們熟知向液晶面板等的圖像顯示元件上，投射來自光源的光，擴(kuò)大投影液晶面板上的圖像的液晶投影儀等投影型圖像顯示裝置。此外，在最近，在以家庭用的視頻圖像的顯示為主要目的投影型圖像顯示裝置中，還出現(xiàn)了許多犧牲亮度重視對(duì)比度性能的投影型圖像顯示裝置。
作為把亮度的降低壓低到最小限度同時(shí)目標(biāo)瞄準(zhǔn)高對(duì)比度化的具體例子，有在特開平6-342158號(hào)公報(bào)中所公開的使用具備凹狀的圓錐面的透鏡，把來自反射器的入射角度大的光線變換成平行光的例子。
此外，作為提高畫面的輝度的均一性的裝置，例如有在特開平3-111806號(hào)公報(bào)中所公開的這樣使用2塊的透鏡陣列的積分器光學(xué)系統(tǒng)。
但是，在特開平6-342158號(hào)公報(bào)中所公開的技術(shù)中，需要與反射器的開口幾乎相等的直徑而且光軸方向的厚度厚的透鏡，招致投影型圖像顯示裝置的大型化，在其實(shí)現(xiàn)方面存在著界限。
除此之外，在光學(xué)系統(tǒng)中具備可變光闌的投影型圖像顯示裝置也已產(chǎn)品化。在要求亮度的環(huán)境中，打開上述可變光闌，變成為最大限度地利用光源所具有的光束以得到明亮的投影圖像。此外，在要求高的對(duì)比度的環(huán)境中，則采用變成為關(guān)上可變光闌的狀態(tài)，僅僅周邊部分對(duì)來自光源的光束進(jìn)行遮光，僅僅利用中央附近的光束的辦法，減小向圖形顯示元件聚光的光束入射角，或減小使對(duì)比度降低的光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)面反射等。借助于此，就可以實(shí)現(xiàn)亮度低而對(duì)比度高的顯示裝置。
但是，具備這樣的可變光闌這件事，招致裝置的復(fù)雜化，價(jià)格的上升，重量的增加仍然會(huì)成為問題。此外，在關(guān)上可變光闌，對(duì)光束遮光的情況下被遮光的光束會(huì)引起熱的產(chǎn)生，從而需要用來解決該熱的產(chǎn)生的冷卻機(jī)構(gòu)，這也將招致投影型圖像顯示裝置的復(fù)雜化、大型化和價(jià)格的上升。
此外，裝置的輝度不均勻和顏色不均勻?yàn)榱硗獾恼n題。輝度不均勻指的是在投影型圖像顯示裝置的投影圖像中，在其畫面內(nèi)的部分、部分中在輝度上產(chǎn)生了不均勻。在經(jīng)由獨(dú)立的光路的RGB3色的投影中在通過中繼透鏡導(dǎo)入的顏色中由于在投影畫面上反轉(zhuǎn)后與別的顏色重疊，故輝度不均勻的狀態(tài)并不相同，在畫面的部分、部分中，就會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色的輝度高或綠色的輝度高等的顏色不均勻。為了解決該問題，可以借助于顯示元件的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)RGB顯示元件中每一個(gè)的輝度不均勻進(jìn)行修正，進(jìn)行降低畫面上的色不均勻的調(diào)整。該調(diào)整在接近最大輝度的灰度等級(jí)中，存在著越增多調(diào)整量則圖像顯示元件的灰度等級(jí)特性犧牲得越多的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述事情而完成的，其第一目的在于提供改善了對(duì)比度的投影型圖像顯示裝置。
此外，作為第二目的，在于提供可以修正輝度不均勻或色不均勻的投影型圖像顯示裝置。
另外，圖像顯示元件(例如液晶面板)雖然具有在接近平行的光束入射時(shí)可以得到良好的對(duì)比度的特性，但是，當(dāng)向作為圖像顯示元件的液晶面板入射的光束的入射角度(以下稱為光束入射角度)增大時(shí)，由于液晶面板所具有的入射角依賴性而具有投影圖像的對(duì)比度降低的傾向。圖5示出了對(duì)比度對(duì)透過型液晶面板的光束入射角度的變化的一個(gè)例子?？芍馐肷浣嵌仍叫?duì)比度就提高得越多。因此，對(duì)于高對(duì)比度化來說，理想的是減小向圖像顯示元件入射的光束入射角度。但是，當(dāng)不斷減小光束入射角度時(shí)，與上述相反，就會(huì)發(fā)生因光利用的效率降低而使得畫面不斷變暗的問題。因此，在投影型圖像顯示裝置中，為了兼顧高輝度化和高對(duì)比度，就必須不使光利用效率減低地減小向圖像顯示元件入射的光束入射角。
本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，就做成為如在權(quán)利要求的范圍中所述的那樣的構(gòu)成。例如，或者可構(gòu)成為把多個(gè)LED等的小型光源用做光源，將之?dāng)U展地配置，然后在周邊部分和中央附近處可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)發(fā)光狀態(tài)，或者可在僅僅使用中央附近的光源的情況下，把由多個(gè)光源形成的發(fā)光形狀做成為與圖像顯示元件的視場(chǎng)角特性對(duì)應(yīng)的形狀，或者可把多個(gè)LED元件等用做光源，將之?dāng)U展地配置，每一個(gè)光源可獨(dú)立地或每多個(gè)光源可獨(dú)立地調(diào)光，進(jìn)行補(bǔ)償色不均勻或輝度不均勻的調(diào)整。
更為具體地說，為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，例如，具備多個(gè)LED元件；以使得該多個(gè)LED元件的一部分發(fā)光的方式進(jìn)行控制的控制部分；借助于來自該LED元件的光形成所希望的光學(xué)像的圖像顯示元件；以及對(duì)用該圖像顯示元件形成的光學(xué)像進(jìn)行投影的投影部分。
此外，為了實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的，具備多個(gè)LED元件；以減弱或增強(qiáng)該多個(gè)LED元件的一部分的發(fā)光強(qiáng)度的方式進(jìn)行控制的控制部分；借助于來自該LED元件的光形成所希望的光學(xué)像的圖像顯示元件；以及對(duì)用該圖像顯示元件形成的光學(xué)像進(jìn)行投影的投影部分。并構(gòu)成為使得與使上述多個(gè)LED元件發(fā)光的情況下的第一輝度不均勻或色不均勻相比，減弱或增強(qiáng)上述多個(gè)LED元件的一部分的發(fā)光強(qiáng)度的情況下的第二輝度不均勻或色不均勻更小。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供改善了對(duì)比度的投影型圖像顯示裝置。此外，還可以提供可以修正輝度不均勻或色不均勻的投影型圖像顯示裝置。


圖1是示出了本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子的投影型圖像顯示裝置的構(gòu)成圖。
圖2示出了本發(fā)明的由調(diào)光產(chǎn)生光線角度的變化。
圖3是借助于調(diào)光的狀態(tài)控制冷卻用風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)次數(shù)的方框構(gòu)成圖。
圖4是借助于調(diào)光的狀態(tài)使液晶面板的色溫度調(diào)整值或γ調(diào)整值為可變的方框構(gòu)成圖。
圖5示出了液晶面板對(duì)光線入射角度的對(duì)比度的變化。
圖6示出了本發(fā)明的光源的形態(tài)。
圖7示出了液晶顯示元件對(duì)入射光線傾斜角、方位角的對(duì)比度特性。
圖8示出了調(diào)光電路的一個(gè)實(shí)施例。
圖9示出了本實(shí)施例的光束向液晶顯示元件入射的入射狀態(tài)。
圖10示出了由調(diào)光帶來的發(fā)光部分形狀的變化的狀態(tài)。
圖11示出了由調(diào)光帶來的發(fā)光部分形狀的變化的狀態(tài)。
圖12示出了把LED元件的排列方式做成為與顯示元件的視場(chǎng)角特性對(duì)應(yīng)的形狀的狀態(tài)。
圖13的方框圖示出了調(diào)光電路的實(shí)施例2。
圖14的方框圖示出了調(diào)光電路的實(shí)施例3。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在各個(gè)圖中，對(duì)于那些具有同一功能的構(gòu)成要素都賦予了同一標(biāo)號(hào)。
本發(fā)明是可以用由多個(gè)LED元件構(gòu)成的光源，對(duì)之部分地進(jìn)行獨(dú)立調(diào)光的發(fā)明。
實(shí)施例1圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。在圖1中，1是由多個(gè)LED元件構(gòu)成的光源，2R、2G、2B分別是作為與RGB這3原色對(duì)應(yīng)的圖像顯示元件的透過型液晶面板，借助于未畫出來的圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)來自光源1的光束進(jìn)行與圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度調(diào)制形成光學(xué)像。3是投影透鏡，4是反射鏡，6是積分器光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡陣列，7是積分器光學(xué)系統(tǒng)的第二透鏡陣列，8是把來自第二透鏡陣列7的光束整備成規(guī)定的偏振方向的偏振變換元件，9是聚光透鏡，10R、10G是會(huì)聚透鏡，11是合成棱鏡，12、13是用來進(jìn)行色分離的分色鏡，14是反射鏡，15是第一中繼透鏡，16是第二中繼透鏡，17是第三中繼透鏡，18是屏幕，19、20是反射鏡。此外，21是對(duì)構(gòu)成光源1的多個(gè)LED的點(diǎn)亮滅燈進(jìn)行控制的調(diào)光電路。26是冷卻用風(fēng)扇，27是形成用來冷卻液晶面板2等的通風(fēng)管道的流路。
在圖1中，從把多個(gè)LED元件擴(kuò)展地排列成矩陣狀的光源1射出的光束向第一透鏡陣列6入射。由排列成矩陣狀的多個(gè)透鏡單元構(gòu)成的第一透鏡陣列6把入射光束分割成多個(gè)光束，使之效率良好地通過第二透鏡陣列7、偏振變換元件8那樣地進(jìn)行導(dǎo)光。與第一透鏡陣列6同樣，由排列成矩陣狀的多個(gè)透鏡單元構(gòu)成的第二透鏡陣列7，所構(gòu)成的透鏡單元中的每一個(gè)，都把對(duì)應(yīng)的第一透鏡陣列6的透鏡單元的形狀投影到透過型的液晶面板2R、2G、2B一側(cè)上。這時(shí)，偏振變換元件8就要把來自第二透鏡陣列7的光束整備成規(guī)定的偏振方向。然后，借助于聚光透鏡9、和會(huì)聚透鏡10R、10G，第一中繼透鏡15，第二中繼透鏡16，第三中繼透鏡17使這些第一透鏡陣列6的各個(gè)透鏡單元的投影像重疊到各個(gè)液晶面板2R、2G、2B上。
在該過程中，借助于分色鏡12、13，從光源1射出的白色光被分離成紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)這3原色，分別向?qū)?yīng)的液晶面板2R、2G、2B照射。在這里，分色鏡12是紅色透過綠色藍(lán)色反射的特性，分色鏡13則是綠色反射藍(lán)色透過的特性。
各個(gè)液晶面板2R、2G、2B，借助于未畫出來的圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路控制透過液晶面板的光量，進(jìn)行對(duì)每一個(gè)像素改變濃淡的光強(qiáng)度調(diào)制，形成光學(xué)像。
此外，被明亮地進(jìn)行照射的液晶面板2R、2G、2B上的光學(xué)像，通過合成透鏡11進(jìn)行色合成，然后，用投影透鏡3向屏幕18上進(jìn)行投影，就可以得到大畫面圖像。
此外，第一中繼透鏡15、第二中繼透鏡16、第三中繼透鏡17是對(duì)液晶面板2R、2G來說液晶面板2B的光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)耐哥R。
此外，會(huì)聚透鏡10R、10G，第三中繼透鏡17，抑制通過液晶面板2R、2G、2B后的光線的擴(kuò)展，借助于投影透鏡3實(shí)現(xiàn)效率良好的投影。
冷卻用風(fēng)扇26，例如，通過未畫出來的冷卻用管道送出空氣的氣流(風(fēng))，形成向上述偏光片或液晶面板送風(fēng)的流路27以使在設(shè)置在液晶面板2R、2G、2B或各個(gè)液晶面板2的前后的未畫出來的入射一側(cè)偏光片和出射一側(cè)偏光片等中因吸收來自光源1的照射光的一部分而產(chǎn)生的熱進(jìn)行冷卻。
在進(jìn)行上述圖像投影時(shí)，向各個(gè)液晶面板2入射的光束入射角度可借助于后述的調(diào)光電路21與投影型圖像顯示裝置的使用環(huán)境相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行限制。采用借助于調(diào)光電路21，使光源1的周邊的LED滅燈的辦法，限制向各個(gè)液晶面板2入射的光束的角度。
借助于調(diào)光電路21使光源1周邊的LED滅燈時(shí)的發(fā)光形狀如下所示地決定。圖7示出了一般的液晶面板的對(duì)比度的入射角度特性的一個(gè)例子。由同圖可以得到與1條入射光線對(duì)液晶面板的傾斜角和光線傾斜的方位角對(duì)應(yīng)的對(duì)比度特性。在該例所示的情況下，對(duì)光線的入射角度的液晶顯示元件的對(duì)比度不僅僅由光線的傾斜角決定，對(duì)方位角的依賴性也很大。例如，假定用同一傾斜角10度的光線進(jìn)行比較，在從圖7紙面右上進(jìn)行的入射(方位角45度)的情況下，和從圖7紙面右下進(jìn)行的入射(方位角135度)處對(duì)比度的值表現(xiàn)出大不相同。
在實(shí)際的投影型圖像顯示裝置中，各種各樣的入射角度的光線變成束后入射至液晶面板，作為投影型圖像顯示裝置的對(duì)比度將變成為把各個(gè)光線的對(duì)比度總和起來后的值。因此，在要用光闌遮擋光線時(shí)，結(jié)果就變成為只要優(yōu)先性地把對(duì)比度不好的傾斜角和方位角的光線遮擋起來，就可以得到效率良好的對(duì)比度改善。在本實(shí)施例中，為了對(duì)對(duì)比度不好的傾斜角、方位角的光線進(jìn)行遮擋，不僅要用機(jī)械式的光闌遮擋，還要借助于調(diào)光電路21做成為使得與對(duì)比度不好的傾斜角、方位角圖形相對(duì)應(yīng)地使構(gòu)成光源1的LED元件滅燈，進(jìn)行由LED元件構(gòu)成的光源1的發(fā)光圖形的控制。
圖6示出了光源1的一個(gè)實(shí)施例。在圖6中，把LED元5件矩陣狀地配置在基板23上，借助于調(diào)光電路21進(jìn)行其點(diǎn)亮或滅燈的控制。圖10示出了其發(fā)光圖形的控制的一個(gè)例子。
圖10示出了借助于調(diào)光電路21使光源1的發(fā)光圖形可變時(shí)的狀態(tài)。為簡(jiǎn)化說明，雖然示出的是對(duì)3個(gè)階段的調(diào)節(jié)的說明，但是實(shí)際上使之具有更多的調(diào)節(jié)階段，并與對(duì)比度優(yōu)先和亮度優(yōu)先的使用方法相一致地實(shí)施極其微細(xì)的調(diào)節(jié)也是可能的。圖10(a)示出的是所有LED元件都發(fā)光的狀態(tài)，圖10(b)示出的是使周邊部分和紙面右下角一側(cè)滅燈，僅僅使中央附近發(fā)光的狀態(tài)。圖10(c)示出的是僅僅使更為中央附近發(fā)光的狀態(tài)。圖10(b)、(c)是與圖7那樣的入射角度特性的液晶面板對(duì)應(yīng)的圖，變成為非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀。圖9示出了與僅僅使本實(shí)施例的中央附近發(fā)光的與圖10(c)的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的、來自光源1的光束向圖像面板2上入射的入射狀態(tài)。入射光束變成為與液晶面板2的入射角度特性對(duì)應(yīng)的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的角度分布，實(shí)現(xiàn)了效率良好的對(duì)比度的改善。
此外，在圖7所示的那樣的液晶面板的入射角度特性的情況下，圖7紙面的右下區(qū)域，由于使對(duì)比度降低的程度大，故從降低功耗的觀點(diǎn)考慮，把全部LED元件的配置預(yù)先形成為與圖12那樣的液晶面板的入射角度特性相一致的形式也是有效的。
其次，圖8示出了控制圖10所示的3階段的發(fā)光圖形的調(diào)光電路的一個(gè)實(shí)施例。圖8(b)是用來進(jìn)行3階段的發(fā)光圖形的LED元件的連接分割圖，圖8(a)是調(diào)光電路的方框圖。排列在光源1內(nèi)的多個(gè)LED元件5，在本實(shí)施例中，如圖8(b)所示，分成3個(gè)區(qū)域進(jìn)行連接成結(jié)果變成為可以獨(dú)立地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。本身為實(shí)線的內(nèi)側(cè)的區(qū)域1a，是一直點(diǎn)亮的LED元件5的區(qū)域，被實(shí)線和虛線夾在中間的區(qū)域1b以及虛線的外側(cè)的區(qū)域1c，是可以與投影型圖像顯示裝置的使用狀態(tài)相一致地獨(dú)立進(jìn)行時(shí)而點(diǎn)亮?xí)r而滅燈的可調(diào)光的LED元件5的區(qū)域。
調(diào)光電路21，如圖8(a)所示，用由驅(qū)動(dòng)光源1的區(qū)域1a的LED元件的驅(qū)動(dòng)電路211a，驅(qū)動(dòng)光源1的區(qū)域1b的LED元件的驅(qū)動(dòng)電路211b和驅(qū)動(dòng)光源1的區(qū)域1c的LED元件的驅(qū)動(dòng)電路211c構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路211，和作為發(fā)光圖形切換裝置的切換開關(guān)212構(gòu)成。切換開關(guān)212的公共端一側(cè)與電源+B連接，切換開關(guān)212的端子b則連接到驅(qū)動(dòng)電路211b的輸入上，切換開關(guān)212的端子c連接到驅(qū)動(dòng)電路211c的輸入上。此外，驅(qū)動(dòng)電路211b的輸入和驅(qū)動(dòng)電路211c的輸入，則用作為方向性元件的二極管213如圖所示的極性那樣地進(jìn)行連接。
像這樣地構(gòu)成的調(diào)光電路21，在用切換開關(guān)212選擇了光源1的全點(diǎn)亮發(fā)光圖形的情況下(與端子c的位置對(duì)應(yīng))，由于+B可通過驅(qū)動(dòng)電路211c和二極管213向驅(qū)動(dòng)電路211b輸入，故光源1的區(qū)域1b和1c的LED元件點(diǎn)亮。由于總是向驅(qū)動(dòng)電路211a的輸入供給+B，故光源1的區(qū)域1a的LED元件總是點(diǎn)亮，因此光源1就變成為全點(diǎn)亮狀態(tài)(與圖10(a)對(duì)應(yīng))。在用切換開關(guān)212選擇了端子b的情況下，光源1的區(qū)域1a和1b就變成為點(diǎn)亮，變成為圖10(b)的發(fā)光圖形。在用切換開關(guān)212選擇了端子a的情況下，僅僅光源1的區(qū)域1a變成為點(diǎn)亮，變成為僅僅中央附近才點(diǎn)亮的圖10(c)的發(fā)光圖形。
如上所述，借助于調(diào)光電路就可以切換成以裝置的亮度優(yōu)先為目的的全LED元件的點(diǎn)亮或?qū)Ρ榷葍?yōu)先的僅僅中央附近的LED元件的點(diǎn)亮的狀態(tài)。
在本實(shí)施例中，在借助調(diào)光電路21使LED元件光源全體發(fā)光的狀態(tài)下，光束量為500lm，對(duì)比度為400∶1，借助于調(diào)光電路21采用僅僅使LED元件光源的中央附近發(fā)光的辦法，實(shí)現(xiàn)了光束量200lm，對(duì)比度700∶1。
圖2示出了采用用調(diào)光電路21控制由多個(gè)LED元件構(gòu)成的光源1的發(fā)光圖形的辦法，使向液晶面入射的光束入射角度22為可變的狀態(tài)。另外，在圖2中，消除了折返，直線地示出了從光源1到液晶面板2的光路。圖2(a)是使全部的LED元件都點(diǎn)亮的狀態(tài)，全LED元件的光束照射液晶面板。在該情況下，在本投影型圖像顯示裝置中將變成為最為明亮的狀態(tài)。在圖2(b)中，是借助于調(diào)光電路21僅僅使中央附近的LED元件點(diǎn)亮的狀態(tài)。其結(jié)果是向液晶面板入射的光束入射角度22比圖2(a)的情況下小。由于有時(shí)候要借助于調(diào)光電路21使LED元件的一部分滅燈，故雖然僅該部分投影圖像的亮度會(huì)降低，但是，卻可使投影圖像的對(duì)比度提高一個(gè)與光束入射角度22變小的量對(duì)應(yīng)的量。
此外，在光束因借助于調(diào)光電路21限制周邊的光源的發(fā)光而減小的情況下，對(duì)于液晶面板2R、2G、2B或各個(gè)光學(xué)部件來說，光束的通過量降低，溫度上升也將降低。此外，光源1自身的發(fā)熱量也將減小。與此同時(shí)，降低冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)次數(shù)也是可能的，可以減輕因冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的刺耳的噪聲，可以提高肅靜性。
圖3示出了借助于光源1的發(fā)光狀態(tài)控制冷卻用風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)次數(shù)的方框圖。在圖3中，31是借助于表明例如調(diào)光電路21的動(dòng)作狀態(tài)(發(fā)光圖形)的信號(hào)檢測(cè)光源1究竟處于什么樣的發(fā)光狀態(tài)的光源發(fā)光狀態(tài)檢測(cè)裝置。光源發(fā)光狀態(tài)檢測(cè)裝置31，在圖8的實(shí)施例中，為了進(jìn)行切換開關(guān)212的位置信息檢測(cè)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路211b和211c的輸入電平進(jìn)行比較，就可以對(duì)調(diào)光電路21的動(dòng)作狀態(tài)(發(fā)光圖形)進(jìn)行檢測(cè)。32是本身為進(jìn)行投影型圖像顯示裝置的全體控制的運(yùn)算控制裝置的微型計(jì)算機(jī)(以下，簡(jiǎn)稱為微機(jī))，根據(jù)來自光源發(fā)光狀態(tài)檢測(cè)裝置31的檢測(cè)結(jié)果對(duì)風(fēng)扇用電源33進(jìn)行控制。風(fēng)扇用電源33，具有要施加到冷卻用風(fēng)扇26上的至少不同的2個(gè)電源電壓，當(dāng)冷卻用風(fēng)扇26上施加高電壓時(shí)就高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)加上低電壓時(shí)則低速旋轉(zhuǎn)。
在圖3中，例如如果光源1的發(fā)光狀態(tài)是最大狀態(tài)，則光源發(fā)光狀態(tài)檢測(cè)裝置31就向微機(jī)32輸出作為該狀態(tài)的信號(hào)，微機(jī)32就使得向風(fēng)扇用電源33輸出高電壓的方式進(jìn)行控制，冷卻用風(fēng)扇26進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)力地使投影型圖像顯示裝置冷卻。如果光源1的狀態(tài)是僅僅使中央附近的一部分變成為發(fā)光的狀態(tài)，則與上述相反，冷卻用風(fēng)扇26變成為低速旋轉(zhuǎn)，可以減小冷卻用風(fēng)扇26的旋轉(zhuǎn)所伴生的噪聲。
如上所述，在本實(shí)施例中，與光源1的發(fā)光狀態(tài)相一致地自動(dòng)地使冷卻用風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)次數(shù)變化。
一般地說，液晶面板具有非線性的v-t特性，借助于驅(qū)動(dòng)液晶面板的液晶驅(qū)動(dòng)電路，已調(diào)整為使得顯示規(guī)定的色溫度(白色平衡)或γ特性。就這一點(diǎn)來說，例如在特開平4-270378號(hào)公報(bào)中已經(jīng)公開。這些電學(xué)特性的調(diào)整值，如眾所周知的那樣，取決于向液晶面板入射的入射光量或光束入射角度而不同。于是，在本實(shí)施例中，就構(gòu)成為使得與光源1的發(fā)光狀態(tài)相一致地自動(dòng)地使液晶面板的電學(xué)特性的調(diào)整值進(jìn)行變化。圖4是借助于光源1的發(fā)光狀態(tài)使液晶面板的色溫度調(diào)整值或γ調(diào)整值可變的方框圖。
在圖4中，40是液晶面板驅(qū)動(dòng)電路，已預(yù)先設(shè)定好了與光源1的發(fā)光狀態(tài)對(duì)應(yīng)的色溫度調(diào)整值或γ調(diào)整值。另外，對(duì)于那些在圖1、圖2、圖3中具有相同的功能的部分賦予同一標(biāo)號(hào)而省略其說明。
在圖4中，微機(jī)32在根據(jù)來自光源發(fā)光狀態(tài)檢測(cè)裝置31的檢測(cè)結(jié)果控制冷卻用風(fēng)扇26的同時(shí)，還控制為使得在液晶面板驅(qū)動(dòng)電路40中設(shè)定與光源1的發(fā)光狀態(tài)對(duì)應(yīng)的色溫度調(diào)整值或γ調(diào)整值。液晶面板驅(qū)動(dòng)電路40，根據(jù)來自微機(jī)32的控制，用與光源1的發(fā)光狀態(tài)對(duì)應(yīng)的色溫度調(diào)整值或γ調(diào)整值進(jìn)行液晶面板的控制。例如，在使之部分地點(diǎn)亮的情況下，以減少綠色的方式設(shè)定γ調(diào)整值，色溫度調(diào)整值也要進(jìn)行設(shè)定為對(duì)應(yīng)的值的那樣的控制。
倘如上所述地進(jìn)行處理，由于可以設(shè)定為與光源1的發(fā)光狀態(tài)對(duì)應(yīng)的色溫度調(diào)整值和γ調(diào)整值，故可以提高能夠應(yīng)對(duì)亮的場(chǎng)所或暗的場(chǎng)所等的使用環(huán)境的對(duì)于使用環(huán)境最佳的投影型圖像顯示裝置。
在本實(shí)施例中，雖然講述的是作為圖像顯示元件使用透過型液晶面板的情況，但是不言而喻只要是反射型液晶面板等投影圖像的對(duì)比度依賴于光束入射角度的圖像顯示元件，就可以得到本發(fā)明的效果而沒有什么特別限制。此外，一般地說，光學(xué)系統(tǒng)具有光線的通過角度越小則因漫反射等產(chǎn)生的雜散光就越少，越會(huì)提高對(duì)比度比的性質(zhì)。因此，可以得到本發(fā)明的實(shí)施的效果而與所使用的圖像顯示元件無關(guān)。
此外，以上雖然說明的是使LED元件滅燈或點(diǎn)亮的例子，但是理所當(dāng)然地是也可以是減弱該部分的發(fā)光強(qiáng)度，還可以是提高除此之外的部分的發(fā)光強(qiáng)度，而不是滅燈。
如上所述，倘采用本實(shí)施例，則可以提供這樣的投影型圖像顯示裝置與液晶面板等的圖像顯示元件具有的、對(duì)比度性能取決于入射方向而不同的‘對(duì)比度的入射角度特性’相對(duì)應(yīng)地，控制由多個(gè)LED元件構(gòu)成的光源的發(fā)光圖形而無須使用機(jī)械式光闌，此外，由于也不需要與反射器的開口幾乎相等的直徑而且光軸方向的厚度厚的透鏡，故在可以實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高而不會(huì)招致投影型圖像顯示裝置的復(fù)雜化、大型化、價(jià)格的上升，同時(shí)，還可以減輕亮度的降低，可分開使用與使用形態(tài)對(duì)應(yīng)的亮度和對(duì)比度的狀態(tài)。
其次，對(duì)本發(fā)明的投影型圖像顯示裝置的輝度不均勻、色不均勻的降低進(jìn)行說明。輝度不均勻一般地說歸因于從光源射出的光束的角度的偏差，或傳達(dá)光束的光學(xué)部件的不均一，用于色分離合成的分色鏡或合成透鏡而在每一個(gè)單色中都會(huì)發(fā)生。在各色之內(nèi)通過中繼透鏡導(dǎo)入的色(在本實(shí)施例中為藍(lán)色)的輝度不均勻，在投影畫面上，除去左右反轉(zhuǎn)之外，還要與其它的2色重疊，歸因于此就會(huì)發(fā)生色不均勻。在本發(fā)明中，其特征在于可用光源1的發(fā)光狀態(tài)修正該輝度不均勻和色不均勻。
例如，在投影畫面中，在畫面的左右發(fā)生了色溫度不同之類的色不均勻的情況下，其原因就是各色的輝度不均勻，采用對(duì)從光源1射出的光束的左右的平衡進(jìn)行調(diào)整的辦法，就可以去除輝度不均勻，其結(jié)果是可以減小不均勻。圖11雖然僅僅示出了本發(fā)明的投影型圖像顯示裝置的光源1和調(diào)光電路21，但是調(diào)光電路21除去可以如上所述獨(dú)立地對(duì)周邊和中央附近進(jìn)行調(diào)光之外，還可以獨(dú)立地對(duì)光源1的右半部分和左半部分進(jìn)行調(diào)光。在該情況下，可通過使光源的強(qiáng)度可變來進(jìn)行調(diào)光。采用根據(jù)投影畫面上的色不均勻的狀態(tài)獨(dú)立地對(duì)光源1的右半部分和左半部分的亮度進(jìn)行調(diào)整的辦法，就可以對(duì)RGB中的每一個(gè)的輝度不均勻進(jìn)行修正，其結(jié)果是可以減小投影畫面上的色不均勻。
如上所述，在本發(fā)明中，由于借助于調(diào)光電路21，與輝度不均勻相對(duì)應(yīng)地使光源的發(fā)光狀態(tài)(發(fā)光圖形)可變(在實(shí)施例中對(duì)左右的亮度進(jìn)行調(diào)光)，故可以減小輝度不均勻和與此相伴的色不均勻而不會(huì)像現(xiàn)有技術(shù)那樣犧牲圖像顯示元件的灰度等級(jí)特性。
在上述例子中，雖然把用來進(jìn)行調(diào)整的分割做成為左右，但是并不限定于此，理所當(dāng)然地也可以與輝度不均勻相對(duì)應(yīng)地在對(duì)角方向或上下方向上進(jìn)行分割。由于在對(duì)角方向或上下方向上獨(dú)立地進(jìn)行分割的調(diào)整成為可能，故可以進(jìn)行更為復(fù)雜的輝度不均勻或色不均勻的修正。此外，可不必2分割地進(jìn)行控制，也可以與其輝度不均勻或色不均勻相一致地，采用分割成2分割以上的辦法進(jìn)行修正。當(dāng)然，并不必需均等地進(jìn)行分割。此外，也可以斑點(diǎn)式地進(jìn)行部分、部分修正。不論在哪一種情況下，都要進(jìn)行于輝度不均勻或色不均勻相一致的修正。
如上所述，倘采用本實(shí)施例，由于光源由多個(gè)發(fā)光元件構(gòu)成，故可以提供可以調(diào)整每一部分的亮度，可以滿意地對(duì)輝度不均勻、色不均勻進(jìn)行修正的投影型圖像顯示裝置。
實(shí)施例2在上述的實(shí)施例中，都是用機(jī)械式的切換開關(guān)進(jìn)行的調(diào)光電路的調(diào)整，圖13示出了進(jìn)行電控制的另外的實(shí)施例。另外，在圖13中，對(duì)于與圖8同一部分都賦予同一標(biāo)號(hào)。在圖13中用微機(jī)取代了機(jī)械式的切換開關(guān)。
在圖13中，當(dāng)微機(jī)214從操作鍵214k那里接受到圖10所示的那樣的光源1的發(fā)光圖形的切換指令后，就可以根據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)置的存儲(chǔ)器214m內(nèi)的圖8(b)那樣的發(fā)光區(qū)域信息，向驅(qū)動(dòng)電路211(221a、211b、211c)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，切換光源1的發(fā)光狀態(tài)。
如本實(shí)施例所示，如果構(gòu)成為用微機(jī)進(jìn)行控制，采用使圖3和圖4的微機(jī)23具有本功能的辦法，就可以簡(jiǎn)化電路，此外，也不再需要光源發(fā)光狀態(tài)檢測(cè)裝置31。
實(shí)施例3圖14示出了調(diào)光電路的實(shí)施例3。
在圖14中，光源1’，如圖8(b)所示，不分成多個(gè)發(fā)光區(qū)域地進(jìn)行連接成線，而變成為所有的LED元件都可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電路216分別單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)光源1’的所有的LED元件。例如，光源1’的各個(gè)LED元件5，分別獨(dú)立地連接到了驅(qū)動(dòng)電路216上，驅(qū)動(dòng)電路216以可使每一個(gè)LED進(jìn)行ON/OFF來進(jìn)行亮度的控制的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。微機(jī)215，已預(yù)先把例如圖7所示的那樣的‘對(duì)比度的入射角度特性’存儲(chǔ)到了內(nèi)置的存儲(chǔ)器215m內(nèi)，當(dāng)從操作鍵214k接受到光源1’的發(fā)光圖形的切換指令后，就根據(jù)存儲(chǔ)器215m的‘對(duì)比度的入射角度特性’，進(jìn)行光源1’的各個(gè)LED元件5的ON和OFF的控制。
倘如上所述地構(gòu)成光源1’，則可以進(jìn)行更為細(xì)微的控制。當(dāng)然，由于也可以對(duì)每一個(gè)LED調(diào)整亮度(輝度)，故修正輝度不均勻和與此相伴的色不均勻也是可能的。
如上所述，采用具備由擴(kuò)展地配置的多個(gè)發(fā)光元件構(gòu)成的光源，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整其配置和發(fā)光狀態(tài)的辦法，就可以提供可以分開運(yùn)用與使用狀態(tài)對(duì)應(yīng)的亮度和對(duì)比度的狀態(tài)的投影型圖像顯示裝置而不會(huì)導(dǎo)致投影型圖像顯示裝置的復(fù)雜化、大型化、價(jià)格的上升。此外，采用具備由多個(gè)發(fā)光元件構(gòu)成的光源，獨(dú)立調(diào)整部分、部分的亮度的辦法，就可以滿意地修正輝度不均勻、色不均勻，可以實(shí)現(xiàn)品位高的投影圖像。
權(quán)利要求
1.一種投影型圖像顯示裝置，其特征在于，具有多個(gè)LED元件，以使該多個(gè)LED元件的一部分發(fā)光的方式進(jìn)行控制的控制部分，借助于來自該LED元件的光形成所希望的光學(xué)像的圖像顯示元件，以及對(duì)用該圖像顯示元件形成的光學(xué)像進(jìn)行投影的投影部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，與所述圖像顯示元件的視場(chǎng)角特性相對(duì)應(yīng)地配置所述多個(gè)LED元件的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，具有使所述多個(gè)LED元件發(fā)光的第一模式，和使所述多個(gè)LED元件的一部分顯示的第二模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，具有使所述多個(gè)LED元件發(fā)光的第一模式，和使所述多個(gè)LED元件的一部分顯示的第二模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，使所述多個(gè)LED元件的一部分發(fā)光時(shí)的第二對(duì)比度，比使所述多個(gè)LED元件發(fā)光時(shí)的第一對(duì)比度更高。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，使所述多個(gè)LED元件的一部分發(fā)光時(shí)的第二對(duì)比度，比使所述多個(gè)LED元件發(fā)光時(shí)的第一對(duì)比度更高。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，使所述多個(gè)LED元件的一部分發(fā)光時(shí)的第二對(duì)比度，比使所述多個(gè)LED元件發(fā)光時(shí)的第一對(duì)比度更高。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，使所述多個(gè)LED元件的一部分發(fā)光時(shí)的第二對(duì)比度，比使所述多個(gè)LED元件發(fā)光時(shí)的第一對(duì)比度更高。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)LED元件具有配置在中央部分的第一LED元件、和配置在該第一LED元件的周邊部分的第二LED元件，所述控制部分以使該第一LED元件點(diǎn)亮而不使該第二LED元件點(diǎn)亮的方式進(jìn)行控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)LED元件具有配置在中央部分的第一LED元件、和配置在該第一LED元件的周邊部分的第二LED元件，所述控制部分以使該第一LED元件點(diǎn)亮而不使該第二LED元件點(diǎn)亮的方式進(jìn)行控制。
11.權(quán)利要求3所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)LED元件具有配置在中央部分的第一LED元件、和配置在該第一LED元件的周邊部分的第二LED元件，所述控制部分以使該第一LED元件點(diǎn)亮而不使該第二LED元件點(diǎn)亮的方式進(jìn)行控制。
12.據(jù)權(quán)利要求4所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)LED元件具有配置在中央部分的第一LED元件、和配置在該第一LED元件的周邊部分的第二LED元件，所述控制部分以使該第一LED元件點(diǎn)亮而不使該第二LED元件點(diǎn)亮的方式進(jìn)行控制。
13.據(jù)權(quán)利要求5所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)LED元件具有配置在中央部分的第一LED元件、和配置在該第一LED元件的周邊部分的第二LED元件，所述控制部分以使該第一LED元件點(diǎn)亮而不使該第二LED元件點(diǎn)亮的方式進(jìn)行控制。
14.據(jù)權(quán)利要求6所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)LED元件具有配置在中央部分的第一LED元件、和配置在該第一LED元件的周邊部分的第二LED元件，所述控制部分以使該第一LED元件點(diǎn)亮而不使該第二LED元件點(diǎn)亮的方式進(jìn)行控制。
15.據(jù)權(quán)利要求8所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)LED元件具有配置在中央部分的第一LED元件、和配置在該第一LED元件的周邊部分的第二LED元件，所述控制部分以使該第一LED元件點(diǎn)亮而不使該第二LED元件點(diǎn)亮的方式進(jìn)行控制。
16.一種投影型圖像顯示裝置，其特征在于，具備多個(gè)LED元件；以使該多個(gè)LED元件的一部分的發(fā)光強(qiáng)度減弱或增強(qiáng)的方式進(jìn)行控制的控制部分；借助于來自該LED元件的光形成所希望的光學(xué)像的圖像顯示元件；以及對(duì)用該圖像顯示元件形成的光學(xué)像進(jìn)行投影的投影部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，使得所述多個(gè)LED元件的一部分的發(fā)光強(qiáng)度減弱或增強(qiáng)時(shí)的第二對(duì)比度，比使所述多個(gè)LED元件發(fā)光時(shí)的第一對(duì)比度更高。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)LED元件具有配置在中央部分的第一LED元件、和配置在該第一LED元件的周邊部分的第二LED元件，所述控制部分以使該第一LED元件的發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)，或者使所述第二LED元件的發(fā)光強(qiáng)度減弱或熄滅的方式進(jìn)行控制。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的投影型圖像顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)LED元件具有配置在中央部分的第一LED元件、和配置在該第一LED元件的周邊部分的第二LED元件，所述控制部分以使該第一LED元件的發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)，或者使所述第二LED元件的發(fā)光強(qiáng)度減弱或熄滅的方式進(jìn)行控制。
20.一種投影型圖像顯示裝置，其特征在于，具備多個(gè)LED元件；以使該多個(gè)LED元件的一部分的發(fā)光強(qiáng)度減弱或增強(qiáng)的方式進(jìn)行控制的控制部分；借助于來自該LED元件的光形成所希望的光學(xué)像的圖像顯示元件；以及對(duì)由該圖像顯示元件形成的光學(xué)像進(jìn)行投影的投影部分，與使所述多個(gè)LED元件發(fā)光時(shí)的第一亮度不均勻或色不均勻相比，使所述多個(gè)LED元件的一部分的發(fā)光強(qiáng)度減弱或增強(qiáng)時(shí)的第二亮度不均勻或色不均勻要小。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供改善了對(duì)比度的投影型圖像顯示裝置。本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，具備多個(gè)LED元件；以使該多個(gè)LED元件的一部分發(fā)光的方式進(jìn)行控制的控制部分；借助于來自該LED元件的光形成所希望的光學(xué)像的圖像顯示元件；以及對(duì)用該圖像顯示元件形成的光學(xué)像進(jìn)行投影的投影部分。
文檔編號(hào)G09G3/34GK1619356SQ2004100841
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者山崎太志, 谷津雅彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所