JP2003107422A - 液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明を暗くした室内等で液晶プロジェクタ装
置で使用する場合に黒色の浮きによるコントラストの低
下を抑制する。 【解決手段】 入射光を変調して出射する液晶パネル３
と、光源１からの出射光を液晶パネル３に入射させる照
明光学系２と、液晶パネル３からの出射光をスクリーン
に投射するための投射光学系４とを有する液晶プロジェ
クタ装置において、液晶パネル３への入射角の大きい光
の順に遮断する光シャッタ１２を、照明光学系２と投射
光学系４とのいずれか一方に配置し、液晶プロジェクタ
装置の周囲の光量を検出する周囲光検出手段４１と、周
囲光検出手段４１で検出された光量の少なさに応じて光
シャッタ１２で光を遮断させる制御手段１４とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
装置に関し、特に、照明を暗くした室内等で使用するの
に適したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】画像をスクリーンに拡大投影することに
より大画面を実現する投射型表示装置が、屋内外用の画
像表示装置として普及している。この投射型表示装置
は、ＣＲＴの蛍光面からの出射光をスクリーンに投射す
るもの（ＣＲＴプロジェクタ装置）と、光源からの出射
光を空間光変調素子で変調してスクリーンに投射するも
のとに大別されるが、後者では、液晶パネルを空間光変
調素子として用いるもの（液晶プロジェクタ装置）が主
流になっている。

【０００３】図１８は、従来の液晶プロジェクタ装置の
光学系の構成の概要を示す。光源５１から出射した光
（非偏光）が、照明光学系（図ではそのうちの集光レン
ズ５２のみを示している）を経て、ＴＮ（ツイストネマ
ティック）液晶を用いた透過型の液晶パネル５３に入射
する。液晶パネル５３では、この入射光のうちの一方の
振動方向の直線偏光のみが、表面の偏光板（偏光子）を
経て液晶層を通過する。この直線偏光は、映像信号のレ
ベルに応じて液晶パネル５３に印加される駆動電圧によ
って変調され（振動方向が最大９０゜回転し）、液晶パ
ネル５３の反対側の表面の偏光板（検光子）で検光され
る。こうして液晶パネル５３を透過した光が、投射レン
ズ（投射光学系）５４を経て、スクリーンへの投射光と
して液晶プロジェクタ装置から出射される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】液晶プロジェクタ装置
には、ＣＲＴプロジェクタ装置と比較して、小型・軽量
な装置で大画面を実現できるという利点や、光源や照明
光学系を液晶パネルとは独立して設けるのでそれらの改
良による高輝度化が容易であるという利点がある。

【０００５】しかし、その反面、従来の液晶プロジェク
タ装置には、黒色の浮きが発生するのでコントラストが
低いという欠点があった。

【０００６】黒色の浮きが発生する原因は、液晶パネル
の電極基板上の配向膜にもたせたプレチルト角（配向膜
と液晶分子とのなす角度）にある。液晶パネルでは、入
射した直線偏光の振動方向を液晶層内で回転させない
（または９０゜回転させる）ときにも、このプレチルト
角の存在により、入射した直線偏光が楕円偏光になって
しまうことがある。低輝度部分でこの現象が起きると、
楕円偏光が部分的に検光子を通過して投射レンズに入射
してしまうので、黒色の浮きが発生してコントラストが
低下する。

【０００７】そして、液晶プロジェクタ装置では、より
明るい画像を表示することを目的として、照明光学系の
Ｆナンバを小さくすることにより光源からの光の液晶パ
ネルへの入射角を大きくする傾向にあるが、この入射角
が大きくなるにつれて、プレチルトを原因とするコント
ラストの低下の度合いは顕著になることが知られてい
る。図１９は、このコントラストの低下の度合いと液晶
パネルへの入射角との関係（「コントラスト視野角特
性」と呼ぶことにする）を例示したものである。液晶パ
ネルのパネル面に平行な方向での光の入射方向φにかか
わらず、入射角θが大きくなるほどコントラストＣＲが
低くなっている。ただし、同一の入射角θの値に対する
コントラストＣＲの値は入射方向φによって異なってお
り、全ての入射方向φに亘ってコントラストＣＲの値が
等しい入射角θの値を結んだ線（「等コントラスト線」
と呼ぶことにする）は、縦横比が概ね１：２程度の楕円
形や長方形に近似した形状をしている。

【０００８】この黒色の浮きによるコントラストの低下
は、周囲が明るい場合よりも暗い場合のほうが目立って
しまう。そして今日では、液晶プロジェクタ装置の使用
態様として、家庭において照明を暗くした室内で映画を
鑑賞する（ホームシアターを楽しむ）という態様も増え
つつあるので、黒色の浮きによるコントラストの低下が
画質の劣化として感じられるケースも多くなると考えら
れる。

【０００９】本発明は、上述の点に鑑み、液晶プロジェ
クタ装置において、照明を暗くした室内等で使用する場
合に黒色の浮きによるコントラストの低下を抑制するこ
とを課題としてなされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本出願人は、入射光を変調して出射する液晶パネル
と、光源からの出射光を液晶パネルに入射させる照明光
学系と、液晶パネルからの出射光をスクリーンに投射す
るための投射光学系とを有する液晶プロジェクタ装置に
おいて、液晶パネルへの入射角の大きい光の順に遮断す
る光シャッタを、照明光学系と投射光学系とのいずれか
一方に配置し、液晶プロジェクタ装置の周囲の光量を検
出する周囲光検出手段と、この周囲光検出手段で検出さ
れた光量の少なさに応じてこの光シャッタで光を遮断さ
せる制御手段とを備えたものを提案する。

【００１１】この液晶プロジェクタ装置では、液晶パネ
ルへの入射角の大きい光の順に遮断する光シャッタが、
照明光学系と投射光学系とのいずれか一方に配置され
る。また，液晶プロジェクタ装置の周囲の光量を検出す
る周囲光検出手段が設けられる。そして、この周囲光検
出手段で検出された光量の少なさに応じて制御手段によ
りこの光シャッタで光が遮断される。

【００１２】このように、周囲の光量が少ない場合に
は、光シャッタが液晶パネルへの入射角の大きい光の順
に遮断するので、図１９のようなコントラスト視野角特
性から、コントラストを低下させる度合いの大きい光の
ほうが、コントラストを低下させる度合いの小さい光よ
りも多く遮断されるようになる。これにより、照明を暗
くした室内で液晶プロジェクタ装置を使用する場合など
には、コントラストを低下させる度合いの大きい光のス
クリーンへの投射量が、コントラストを低下させる度合
いの小さい光のスクリーンへの投射量よりも多く減少す
るので、黒色の浮きの発生によるコントラストの低下が
抑制される。

【００１３】また、暗い場所で液晶プロジェクタ装置を
使用する場合には、このようにスクリーンへの投射光量
が減少しても、画面を見る者が輝度の不足を感じること
はない。

【００１４】なお、この液晶プロジェクタ装置におい
て、一例として、周囲光検出手段は、装置本体の表面の
うちスクリーンへの投射光の出射面以外の少なくとも１
つの面に設けられた受光素子を含むことが好適である。

【００１５】このように投射光の出射面以外の面に設け
た受光素子で受光された光に基づいて周囲の光量を検出
することにより、液晶プロジェクタ装置からスクリーン
に投射される光自体が周囲の光量の検出結果に含まれる
ことが防止されるので、暗い場所で液晶プロジェクタ装
置を使用する場合に黒色の浮きの発生によるコントラス
トの低下を確実に抑制することができるようになる。

【００１６】また、この液晶プロジェクタ装置におい
て、一例として、外部から液晶プロジェクタ装置に供給
される映像信号の輝度レベルを検出する輝度検出手段を
さらに備え、制御手段は、周囲光検出手段で検出された
光量の少なさとこの輝度検出手段で検出された輝度レベ
ルの低さとの両方に応じて光シャッタで光を遮断させる
ようにすることも好適である。

【００１７】それにより、液晶プロジェクタ装置の周囲
の光量が多い場合であっても映像信号の輝度レベルが低
い場合には、光シャッタで光を遮断して、スクリーンへ
の投影画像の明るさを減少させることができる。したが
って、投影画像の明るさのダイナミックレンジを広げる
こともできるようになる。

【００１８】次に、本出願人は、入射光を変調して出射
する液晶パネルと、光源からの出射光を液晶パネルに入
射させる照明光学系と、液晶パネルからの出射光をスク
リーンに投射するための投射光学系とを有する液晶プロ
ジェクタ装置において、液晶パネルへの入射角の大きい
光の順に遮断する光シャッタを、照明光学系と投射光学
系とのいずれか一方に配置し、液晶プロジェクタ装置の
周囲の光量を検出する周囲光検出手段と、この周囲光検
出手段で検出される光量が一定量以上減少したことに基
づき、減少後の光量に応じて、この光シャッタで一定時
間をかけて徐々に光を遮断させる制御手段とを備えたも
のを提案する。

【００１９】前述のように、液晶プロジェクタ装置の周
囲の光量が少ない場合には、液晶パネルへの入射角の大
きい光の順に遮断することにより、コントラストを低下
させる度合いの大きい光のスクリーンへの投射量が、コ
ントラストを低下させる度合いの小さい光のスクリーン
への投射量よりも多く減少するので、黒色の浮きの発生
によるコントラストの低下を抑制することができる。

【００２０】しかし、例えば家庭において夜間に液晶プ
ロジェクタ装置を使用して映画を鑑賞するために室内の
照明器を消灯した場合のように、周囲が急に暗くなった
場合、人の目が暗さに慣れるまでには、視覚系の特性か
ら数分〜十数分程度の時間を要する（暗順応過程）。

【００２１】この暗順応過程が終わるまでは、人の目は
黒色の浮きによるコントラストの低下を画質の劣化とし
て感じにくい。また、この暗順応過程が終わる前にいき
なりスクリーンへの投射光量を減少させると、却って画
面を見た際に輝度の不足を感じてしまう。

【００２２】そこで、この液晶プロジェクタ装置では、
周囲光検出手段で検出される液晶プロジェクタ装置の周
囲の光量が一定量以上減少したことに基づき、制御手段
により、減少後の光量に応じて、液晶パネルへの入射角
の大きい光の順に遮断する光シャッタで一定時間をかけ
て徐々に光を遮断する。

【００２３】これにより、周囲が急に暗くなった場合、
スクリーンへの投射光量が、コントラストを低下させる
度合いの大きい光の順に一定時間をかけて徐々に減少す
るので、黒色の浮きの発生によるコントラストの低下
が、人の目の暗順応過程に合せて適切に抑制される。

【００２４】なお、この液晶プロジェクタ装置におい
て、一例として、制御手段は、液晶プロジェクタ装置の
電源の投入時には、周囲光検出手段で検出された光量の
少なさに応じて光シャッタで光を遮断させ、電源の投入
後、周囲光検出手段で検出される光量が一定量以上減少
したことに基づき、減少後の光量に応じて、光シャッタ
で一定時間をかけて徐々に光を遮断させることが好適で
ある。

【００２５】家庭において夜間に液晶プロジェクタ装置
を使用して映画を鑑賞する場合には、最初に室内の照明
器を点灯した状態で液晶プロジェクタ装置の電源を投入
し、その後照明器を消灯することが少なくない。

【００２６】そこで、このように、電源投入時には周囲
の光量の少なさに応じて光シャッタで光を遮断させ、電
源投入後、周囲の光量が一定量以上減少したことに基づ
いて減少後の光量に応じて光シャッタで一定時間をかけ
て徐々に光を遮断させるようにすることにより、照明器
を点灯している電源投入時にはスクリーンへの投射光量
を多くし、その後照明器を消灯した後には、黒色の浮き
の発生によるコントラストの低下を、人の目の暗順応過
程に合せて適切に抑制することができるようになる。

【００２７】また、この液晶プロジェクタ装置において
も、一例として、周囲光検出手段は、装置本体の表面の
うちスクリーンへの投射光の出射面以外の少なくとも１
つの面に設けられた受光素子を含むことが好適である。

【００２８】それにより、液晶プロジェクタ装置からス
クリーンに投射される光自体が周囲の光量の検出結果に
含まれることが防止されるので、暗い場所で液晶プロジ
ェクタ装置を使用する場合に黒色の浮きの発生によるコ
ントラストの低下を確実に抑制することができるように
なる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１は、本発明に係る液晶プロジェク
タ装置の外観構成例を示す。この液晶プロジェクタ装置
には、装置本体の表面のうち前面（スクリーンへの投射
光の出射面）以外の面である上面, 両側面, 背面, 下面
に、それぞれ１箇所ずつ周囲光検出部４１が配置されて
いる。（図では上面及び右側面の周囲光検出部４１のみ
が表れている。）

【００３０】図２は、各周囲光検出部４１の構造を示
す。周囲光検出部４１は、液晶プロジェクタ装置の筐体
４４に開口部分４４ａを設け、この開口部分４４ａより
も幾分奥まった位置に受光素子（例えばフォトダイオー
ドまたはフォトトランジスタ）４２を設けるとともに開
口部分４４ａを透明樹脂４３で覆ったものである。

【００３１】図３は、この液晶プロジェクタ装置の光学
系の主要部と、この液晶プロジェクタ装置の信号処理系
のうち本発明に関連する部分との構成例を示す。この液
晶プロジェクタ装置の光学系は、光源１と、照明光学系
２と、透過型の液晶パネル３と、投射レンズ（投射光学
系）４とを含んでいる。

【００３２】光源１は、放電ランプ５と、放電ランプ５
の光（非偏光）を一定方向に指向させる反射鏡６とで構
成されている。

【００３３】照明光学系２には、最も光源１寄りの位置
に、光源１からの出射光のうちＰ偏光を通過させＳ偏光
を反射するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）７と、ＰＢ
Ｓ７で反射されたＳ偏光をＰＢＳ７からのＰ偏光の出射
方向と同じ方向に反射する反射鏡８と、反射鏡８で反射
されたＳ偏光が入射する１／２波長板９とが設けられて
いる。

【００３４】光源１からの出射光のうちのＰ偏光は、Ｐ
ＢＳ７をそのまま通過する。他方、光源１からの出射光
のうちのＳ偏光は、ＰＢＳ７で反射され、反射鏡８でＰ
ＢＳ７からのＰ偏光の出射方向と同じ方向に反射された
後、１／２波長板９でＰ偏光にされる。これにより、光
源１から出射した非偏光は、Ｐ偏光に変換されて、ＰＢ
Ｓ７及び１／２波長板９から同じ方向に出射する。

【００３５】ＰＢＳ７に対する反射鏡８及び１／２波長
板９の配置は、図４に示すように、ＰＢＳ７から出射し
たＰ偏光と１／２波長板９から出射したＰ偏光とを合わ
せた光束の断面形状が、液晶パネル３の等コントラスト
線（図１９に示したような楕円形や長方形に近似した形
状）の縦横比と略等しい縦横比（約１：２とする）の楕
円形になるように決定されている。

【００３６】図３に示すように、照明光学系２のうちＰ
ＢＳ７，反射鏡８及び１／２波長板９よりも液晶パネル
３寄りの位置には、マイクロレンズアレイ１０，マイク
ロレンズアレイ１１，光シャッタ１２，集光レンズ１３
が順に設けられている。ＰＢＳ７から出射したＰ偏光と
１／２波長板９から出射したＰ偏光とは、マイクロレン
ズアレイ１０に入射する。

【００３７】マイクロレンズアレイ１０，１１は、それ
ぞれ小さな（例えば直径１〜５ｍｍ程度の）レンズを複
数個アレイ状に配列したものである（図では便宜上個々
のレンズを実際よりも大きく描いている）。

【００３８】図４に示すように、マイクロレンズアレイ
１０，１１の全てのレンズ１０ａ，１１ａを合わせた形
状は、それぞれ縦横比約１：２（液晶パネル３の等コン
トラスト線と略等しい縦横比）の長方形になっている。
マイクロレンズアレイ１０，１１は、この長方形の長辺
の方向を、ＰＢＳ７から出射したＰ偏光と１／２波長板
９から出射したＰ偏光とを合わせた光束の断面である略
楕円形の長辺の方向と一致させてそれぞれ配置されてい
る。

【００３９】マイクロレンズアレイ１０のレンズ１０ａ
の形状は、レンズ１０ａからの光が液晶パネル３のパネ
ル面上に集光されるようにするために、液晶パネル３の
パネル面と相似形の長方形になっている。

【００４０】マイクロレンズアレイ１１は、マイクロレ
ンズアレイ１０のレンズ１０ａの略焦点位置に配置され
ている。マイクロレンズアレイ１１のレンズ１１ａの形
状は、レンズ１０ａと一対一に対応して、対応するレン
ズ１０ａからの光をできるだけ多く入射できる形状にな
っている（図４では長方形になっているが、例えば円形
であってもよい）。

【００４１】ここで、この照明光学系２のように２つの
マイクロレンズアレイと集光レンズとを順に配置した光
学系では、２番目のマイクロレンズアレイの位置は光学
系の瞳位置の近傍になる（２番目のマイクロレンズアレ
イよりも僅かに集光レンズ寄りの位置が瞳位置にな
る）。したがって、この液晶プロジェクタ装置では、マ
イクロレンズアレイ１１は照明光学系２の瞳位置の近傍
に位置している。

【００４２】そして、光学系の瞳位置を通過する光束の
断面形状と、結像位置でのその光の角度分布とには、図
５に示すように、光学系の瞳位置において任意の断面形
状（例えば矩形や円形）で光束を通過させると、結像位
置でのその光の角度分布がその断面形状と相似形になる
という関係がある。

【００４３】光源１からの出射光の断面形状をＰＢＳ
７，反射鏡８及び１／２波長板９により縦横比約１：２
（液晶パネル３の等コントラスト線と略等しい縦横比）
の略楕円形にし、且つ、マイクロレンズアレイ１０，１
１の全てのレンズ１０ａ，１１ａを合わせた形状をそれ
ぞれ縦横比約１：２の長方形にしたのは、照明光学系２
の瞳位置の近傍に位置するマイクロレンズアレイ１１か
ら液晶パネル３の等コントラスト線と略等しい縦横比の
略楕円形の断面形状の光束を出射させることにより、こ
の図５の関係を利用して、液晶パネル３に入射する光の
角度分布を、液晶パネル３の等コントラスト線に近似し
た形状にするためである。

【００４４】図３に示すように、マイクロレンズアレイ
１１の各レンズから出射した光は、光シャッタ１２に入
射する。光シャッタ１２は、照明光学系２の瞳位置（マ
イクロレンズアレイ１１よりも僅かに集光レンズ１３寄
りの位置）に配置されている。図６は、光シャッタ１２
の構成例を示す。同図Ａに示すように、光シャッタ１２
は、ＴＮ液晶を用いた透過型の液晶パネル（以下「シャ
ッタ用液晶パネル」と呼ぶ）２１と、シャッタ用液晶パ
ネル２１に駆動電圧を印加する液晶駆動回路２２とで構
成されている。

【００４５】シャッタ用液晶パネル２１は、透明な固定
パターン電極群２３と透明なコモン電極２４とで液晶層
２５を挟んだものである。シャッタ用液晶パネル２１の
両側の表面には、Ｐ偏光のみを通過させる偏光板（偏光
子，検光子）（図示略）が設けられている。

【００４６】固定パターン電極群２３は、図６Ｂに示す
ように、固定パターン電極２３ａを中心として、リング
状の固定パターン電極２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ
を互いに接するようにして同心に配列したものである。
各固定パターン電極２３ａ〜２３ｅの形状は、液晶パネ
ル３の等コントラスト線と略等しい形状（縦横比が概ね
１：２程度の楕円形や長方形に近似した形状）になって
いる。この形状の長辺の方向は、マイクロレンズアレイ
１０，１１の全てのレンズ１０ａ，１１ａを合わせた形
状（前述のように長方形）の長辺の方向と一致してい
る。

【００４７】シャッタ用液晶パネル２１は、マイクロレ
ンズアレイ１１からの出射光が、この固定パターン電極
２３ａ〜２３ｅの領域に入射するように配置されてい
る。全ての固定パターン電極２３ａ〜２３ｅを合わせた
面積は、この入射光の光束の断面積と略等しくなってい
る。また、各固定パターン電極２３ａ〜２３ｅの面積は
互いに略等しくなっている。パネル面上の固定パターン
電極２３ａ〜２３ｅの周辺の領域には、光を遮断する材
料が用いられている。

【００４８】図３に示すように、この液晶プロジェクタ
装置の信号処理系には、図１及び図２に示した各周囲光
検出部４１の受光素子４２の出力電流（すなわち液晶プ
ロジェクタ装置の周囲の光量の検出結果）が入力される
光シャッタ制御部１４が設けられている。

【００４９】図７は、この光シャッタ制御部１４の構成
例を示す。光シャッタ制御部１４は、各受光素子４２の
出力電流Ｉを加算する加算回路３１と、所定の基準値Ｉ
ｒｅｆに対する加算回路３１の加算値ΣＩの比Ｒ＝ΣＩ
／Ｉｒｅｆを求める割算回路３２とを含んでいる。この
基準値Ｉｒｅｆは、例えば照明を十分明るくした室内に
この液晶プロジェクタ装置を設置した際の各受光素子４
２の出力電流Ｉの加算値と等しく設定されている。

【００５０】図６Ａの液晶駆動回路２２には、この光シ
ャッタ制御部１４の割算回路３２で求められた比Ｒを示
す信号が、制御信号として与えられる。液晶駆動回路２
２では、この比Ｒの値に応じて、一例として、次のよう
な（ａ）〜（ｆ）のような場合分けをして、シャッタ用
液晶パネル２１の固定パターン電極２３ａ〜２３ｅ及び
コモン電極２４に駆動電圧を印加する。

【００５１】（ａ）Ｒ≧１のとき、全ての固定パターン
電極２３ａ〜２３ｅの部分で光を透過させるような（す
なわち光シャッタ１２での光の通過率が１００％になる
ような）駆動電圧を印加する。 （ｂ）０．７５≦Ｒ＜１のとき、固定パターン電極２３
ａ〜２３ｄの部分では光を透過させ、固定パターン電極
２３ｅの部分では光を透過させないような（すなわち光
シャッタ１２での光の通過率が８０％になるような）駆
動電圧を印加する。

【００５２】（ｃ）０．５≦Ｒ＜０．７５のとき、固定
パターン電極２３ａ〜２３ｃの部分では光を透過させ、
固定パターン電極２３ｄ及び２３ｅの部分では光を透過
させないような（すなわち光シャッタ１２での光の通過
率が６０％になるような）駆動電圧を印加する。 （ｄ）０．２５≦Ｒ＜０．５のとき、固定パターン電極
２３ａ及び２３ｂの部分では光を透過させ、固定パター
ン電極２３ｃ〜２３ｅの部分では光を透過させないよう
な（すなわち光シャッタ１２での光の通過率が４０％に
なるような）駆動電圧を印加する。

【００５３】（ｅ）０．１＜Ｒ＜０．２５のとき、固定
パターン電極２３ａの部分では光を透過させ、固定パタ
ーン電極２３ｂ〜２３ｅの部分では光を透過させないよ
うな（すなわち光シャッタ１２での光の通過率が２０％
になるような）駆動電圧を印加する。 （ｆ）Ｒ≦０．１のとき、固定パターン電極２３ａの部
分では光を一部だけ透過させ、固定パターン電極２３ｂ
〜２３ｅの部分では光を透過させないような（光シャッ
タ１２での光の通過率が５％になるような）駆動電圧を
印加する。

【００５４】したがって、光シャッタ１２では、この液
晶プロジェクタ装置の周囲の光量が十分多い場合（例え
ばこの液晶プロジェクタ装置を照明を十分明るくした室
内で使用する場合）には入射光の通過率が１００％にな
り（上記（ａ））、他方、この液晶プロジェクタ装置の
周囲の光量があまり多くない場合（例えばこの液晶プロ
ジェクタ装置を照明があまり明るくない室内で使用する
場合）には、この周囲の光量の少なさに応じて、図８に
示すように入射光が周辺部分から順に遮断されることに
より、入射光の通過率が８０％，６０％，４０％，２０
％，５％と減少する（上記（ｂ）〜（ｆ））。

【００５５】そして、液晶プロジェクタ装置の周囲の光
量が十分に多い場合には、最も外側の固定パターン電極
２３ｅの輪郭形状を断面形状とする光束が光シャッタ１
２を通過する。また、液晶プロジェクタ装置の周囲の光
量があまり多くない場合には、この周囲の光量の少なさ
に応じて、固定パターン電極２３ｄ，２３ｃ，２３ｂま
たは２３ａの輪郭形状を断面形状とする光束（すなわ
ち、液晶パネル３の等コントラスト線と略等しい形状を
維持しつつ、周囲の暗さに応じて面積が狭くなる光束）
が光シャッタ１２を通過する。

【００５６】このように、光シャッタ１２を照明光学系
２の瞳位置に配置するとともに、光シャッタ１２を通過
する光束の断面形状を液晶パネル３の等コントラスト線
と略等しい形状にしたのは、やはり、図５に示した瞳位
置での光束の断面形状と結像位置での光の角度分布との
関係を利用して、液晶パネル３に入射する光の角度分布
を、液晶パネル３の等コントラスト線と略等しい形状に
して、その角度分布を越える入射角では液晶パネル３に
光を入射させないようにするためである。

【００５７】また、光シャッタ１２を通過する光束を、
液晶プロジェクタ装置の周囲の光量の少なさに応じて、
液晶パネル３の等コントラスト線と略等しい形状を維持
しつつ面積が狭くなるようにしたのは、この周囲の光量
の少なさに応じて、コントラストを低下させる度合いの
大きい入射角の光の順に（例えば図１９ではＣＲ＝５，
１０，２０，…の等コントラスト線に対応する入射角の
光の順に）液晶パネル３に入射させないようにするため
である。

【００５８】図３に示すように、光シャッタ１２を通過
した光は、集光レンズ１３で空間的に重畳されて、液晶
パネル３に入射する。（なお、図３では光学系の主要部
のみを示しており、実際にはこの液晶プロジェクタ装置
には赤色, 緑色, 青色表示用の３枚の液晶パネルが設け
られるとともに集光レンズとそれらの液晶パネルとの間
にダイクロイックミラー等が設けられているが、それら
の構成は本発明とは直接関係しないので、以下でも図３
に即して説明を行う。）

【００５９】液晶パネル３は、ＴＮ液晶を用いたアクテ
ィブマトリクス駆動方式のものであり、図１９に示した
ようなコントラスト視野角特性を有している（但し、図
１９では等コントラスト線（縦横比が概ね１：２程度の
楕円形や長方形に近似した形状）の長辺の方向が液晶パ
ネルの底辺の方向と異なっているが、ここではこの２つ
の方向が一致しているものとする）。

【００６０】液晶パネル３には、この液晶プロジェクタ
装置に外部から供給される映像信号のレベルに応じた駆
動電圧が、図示しない液晶駆動回路から印加される。

【００６１】液晶パネル３では、液晶パネル３への入射
光のうちのＰ偏光のみが、表面の偏光板（偏光子）を経
て液晶層を通過する。この直線偏光は、液晶駆動回路か
ら印加される駆動電圧によって変調され（振動方向が最
大９０゜回転し）、液晶パネル３の反対側の表面の偏光
板（検光子）で検光される。

【００６２】液晶パネル３を透過した光は、投射レンズ
（投射光学系）４に入射する。投射レンズ４からの出射
光は、図１に示した液晶プロジェクタ装置本体の前面か
ら、スクリーンへの投射光として出射する。

【００６３】次に、この液晶プロジェクタ装置の動作を
説明する。光源１から光が出射すると、その出射光が、
ＰＢＳ７，反射鏡８及び１／２波長板９により、Ｐ偏光
に変換され、且つ、縦横比約１：２（液晶パネル３の等
コントラスト線と略等しい縦横比）の略楕円形の断面形
状の光束にされて、マイクロレンズアレイ１０に入射す
る。

【００６４】このマイクロレンズアレイ１０への入射光
は、マイクロレンズアレイ１０のレンズ１０ａ（図４）
で集光されて、マイクロレンズアレイ１１の対応するレ
ンズ１１ａ（図４）に入射する。マイクロレンズアレイ
１０，１１の全てのレンズ１０ａ，１１ａを合わせた形
状がそれぞれ縦横比約１：２の長方形になっているの
で、マイクロレンズアレイ１１から出射する光束の断面
形状も縦横比約１：２の略楕円形になる。

【００６５】マイクロレンズアレイ１１からの出射光
は、光シャッタ１２に入射する。ここで、この液晶プロ
ジェクタ装置を照明を十分明るくした室内で使用する場
合には、光シャッタ制御部１４の割算回路３２（図７）
で求められる比ＲはＲ≧１になるので、光シャッタ１２
では光が全く遮断されない。したがって、光シャッタ１
２を通過する光束の断面形状は、シャッタ用液晶パネル
２１（図６）の最も外側の固定パターン電極２３ｅの輪
郭形状になる。

【００６６】その結果、液晶パネル３には、図９Ａに示
すように固定パターン電極２３ｅの輪郭形状と相似形の
角度分布（すなわち液晶パネル３の等コントラスト線と
略等しい形状の角度分布）で光が入射する。

【００６７】他方、この液晶プロジェクタ装置を照明を
暗くした室内で使用する場合には、光シャッタ制御部１
４の割算回路３２で求められる比ＲはＲ＜１になるの
で、光シャッタ１２を通過する光束の断面形状は、室内
の暗さに応じて、シャッタ用液晶パネル２１（図６）の
固定パターン電極２３ｄ，２３ｃ，２３ｂまたは２３ａ
の輪郭形状（液晶パネル３の等コントラスト線と略等し
い形状を維持しつつ、面積を狭くした形状）になる。

【００６８】その結果、液晶パネル３には、図９Ｂに示
すように固定パターン電極２３ｄ，２３ｃ，２３ｂまた
は２３ａの輪郭形状と相似形の角度分布（すなわち、液
晶パネル３の等コントラスト線と略等しい形状の角度分
布であるとともに、コントラストを低下させる度合いの
大きい入射角の光の順に液晶パネル３に入射しなくなる
ような角度分布）で光が入射する。その結果、室内の暗
さに応じて、コントラストを低下させる度合いの大きい
入射角の光の順に、液晶パネル３に入射しなくなる（す
なわちスクリーンに投射されなくなる）。

【００６９】このように、この液晶プロジェクタ装置で
は、照明を暗くした室内で使用する場合のように液晶プ
ロジェクタ装置の周囲の光量が少ない場合には、マイク
ロレンズアレイ１１からの出射光が、この周囲の光量の
少なさに応じて、コントラストを低下させる度合いの大
きい光の順に、照明光学系２の瞳位置に位置する光シャ
ッタ１２で遮断される。

【００７０】これにより、液晶プロジェクタ装置の周囲
の光量が少ない場合には、コントラストを低下させる度
合いの大きい光の順に液晶パネル３に入射されなくなる
（すなわちスクリーンに投射されなくなる）ので、黒色
の浮きの発生によるコントラストの低下が抑制されてい
る。

【００７１】したがって、例えば家庭において照明を暗
くした室内でこの液晶プロジェクタ装置を使用して映画
を鑑賞する（ホームシアターを楽しむ）場合に、画質の
劣化を感じるようなことがなくなっている。

【００７２】また、暗い場所で液晶プロジェクタ装置を
使用する場合には、このようにスクリーンへの投射光量
が減少しても、画面を見る者が輝度の不足を感じること
はない。

【００７３】また、照明光学系２の瞳位置に光シャッタ
１２を配置しているので、図６に示したように液晶パネ
ル３の等コントラスト線に略等しい断面形状の光を通過
させるように光シャッタ１２を構成することにより、コ
ントラストを低下させる度合いの大きい光の順に光シャ
ッタ１２で遮断することが容易になっている。

【００７４】また、図６に示したように液晶パネルで光
を遮断するように光シャッタ１２を構成しているので、
機械的に動作する部品で光を遮断する場合よりも、光シ
ャッタ１２の高速動作が可能である。したがって、液晶
プロジェクタ装置の周囲の光量の変化にすばやく応答し
て、光を遮断するか否か、どの程度の量の光を遮断する
かを切り換えることができるようになっている。

【００７５】また、このシャッタ用液晶パネルとして、
複数の同心の固定パターン電極を有する液晶パネルを用
いているので、光シャッタ１２の構造や制御が簡単にな
っている。

【００７６】しかも、この液晶プロジェクタ装置では、
ＰＢＳ７，反射鏡８及び１／２波長板９という３つの光
学素子だけの組み合わせにより、光源１からの出射光が
Ｐ偏光に変換される。したがって、例えば既存の偏光変
換素子のような構成が複雑であるとともに高価な光学素
子を用いて光源１からの出射光をＰ偏光に変換する場合
と比較して、光学系の複雑化やコスト高を招くことな
く、光源１からの出射光の利用効率が高まって、より明
るい画像がスクリーンに表示される。

【００７７】また、この液晶プロジェクタ装置では、Ｐ
ＢＳ７から出射したＰ偏光と１／２波長板９から出射し
たＰ偏光とを合わせた光束の断面形状を縦横比１：２
（液晶パネル３の等コントラスト線と略等しい縦横比）
の略楕円形にし、且つ、マイクロレンズアレイ１０，１
１の全てのレンズ１０ａ，１１ａを合わせた形状を縦横
比１：２の長方形にすることにより、照明光学系２の瞳
位置の近傍に位置するマイクロレンズアレイ１１から、
縦横比約１：２の略楕円形の断面形状の光束が出射す
る。（したがって、仮に光シャッタ１２が存在しなかっ
たとした場合にも、液晶パネル３への入射光の角度分布
は、図９Ｃに示すように、液晶パネル３の等コントラス
ト線に近似した形状になる。）

【００７８】このように、マイクロレンズアレイ１１か
らの出射光の断面形状が液晶パネル３の等コントラスト
線に近似しているとともに、光シャッタ１２を通過する
光の断面形状もこの等コントラスト線と略等しくなって
いるので、光シャッタ１２の全ての固定パターン電極２
３ａ〜２３ｅの部分で光を透過させる場合（前述の
（ａ）の場合）には、マイクロレンズアレイ１１からの
出射光のほとんど全てが光シャッタ１２を通過する。し
たがって、この点からも、光の利用効率が高まって、明
るい画像がスクリーンに表示されるようになっている。

【００７９】次に、この液晶プロジェクタ装置における
光シャッタ制御部１４の別の構成例について説明する。
図１０はこの別の構成例を示しており、図７と共通する
部分には同一符号を付している。この例では、光シャッ
タ制御部１４内にマイクロプロセッサ３３が設けられて
おり、割算回路３２で求められた比Ｒ（前述のように、
所定の基準値Ｉｒｅｆに対する各受光素子４２の出力電
流Ｉの加算値ΣＩの比）を示す信号がこのマイクロプロ
セッサ３３に送られる。

【００８０】図１１は、マイクロプロセッサ３３が実行
する処理を示すフローチャートである。この処理は、こ
の液晶プロジェクタ装置の電源が投入されたことに基づ
いてスタートし、最初に、電源投入時に割算回路３２か
ら送られた比Ｒと同じ値を示す信号を、図６Ａの液晶駆
動回路２２に制御信号として与える（ステップＳ１）。

【００８１】続いて、割算回路３２から送られる信号が
示す比Ｒの値が一定以上（例えば０．５以上）減少した
か否かの判断（ステップＳ２）と、この比Ｒの値が増加
したか否かの判断（ステップＳ３）とを、いずれかでイ
エスになるまで繰り返す。

【００８２】そして、ステップＳ２でイエスになると、
減少前の比Ｒの値から減少後の比Ｒの値に向けて一定時
間（数分〜十数分の範囲の時間）をかけて徐々に値が減
少する信号を、液晶駆動回路２２に制御信号として与え
る（ステップＳ４）。そしてステップＳ３に進む。

【００８３】他方、ステップＳ３でイエスになると、増
加後のＲの値を示す信号を、液晶駆動回路２２に制御信
号として与える（ステップＳ５）。そしてステップＳ２
に戻る。

【００８４】光シャッタ制御部１４をこの図１０のよう
な構成にした場合、この液晶プロジェクタ装置の動作
は、次の点で、光シャッタ制御部１４を図７のような構
成にした場合と相違する。

【００８５】例えば家庭において夜間に液晶プロジェク
タ装置を使用して映画を鑑賞するために、最初に室内の
照明器を点灯した状態でこの液晶プロジェクタ装置の電
源を投入し、その後照明器を消灯したとする。

【００８６】すると、液晶プロジェクタ装置の電源投入
時には、照明が明るいので、光シャッタ制御部１４の割
算回路３２（図１０）で求められる比Ｒは、例えば０．
７５以上というような１に近い値になる。

【００８７】したがって、光シャッタ制御部１４のマイ
クロプロセッサ３３（図１０）から図１１のステップＳ
１で液晶駆動回路２２に与えられる制御信号の値も１に
近くなるので、液晶パネル３には、図９Ａに示したよう
にシャッタ用液晶パネル２１（図６）の固定パターン電
極２３ｅの輪郭形状と相似形の角度分布か、またはシャ
ッタ用液晶パネル２１の固定パターン電極２３ｄの輪郭
形状と相似形の角度分布で光が入射する。

【００８８】しかし、この電源の投入後、照明が消える
と、光シャッタ制御部１４の割算回路３２（図１０）で
求められる比Ｒは例えば０．２５未満というような０に
近い値（電源投入時よりも０．５以上小さい値）になる
ので、割算回路３２からマイクロプロセッサ３３に送ら
れる信号が示す比Ｒの値が電源投入時よりも０．５以上
減少する。

【００８９】したがって、マイクロプロセッサ３３の処
理が図１１のステップＳ２からＳ４に進むので、液晶駆
動回路２２に与えられる制御信号の値が、１に近い値か
ら０に近い値に向けて、数分〜十数分程度の時間をかけ
て徐々に減少していく。

【００９０】その結果、液晶パネル３への入射光の角度
分布は、図９Ａに示したようにシャッタ用液晶パネル２
１の固定パターン電極２３ｅの輪郭形状と相似形の角度
分布（または固定パターン電極２３ｄの輪郭形状と相似
形の角度分布）から、数分〜十数分程度の時間をかけ
て、固定パターン電極２３ｄの輪郭形状と相似形の角度
分布，固定パターン電極２３ｃの輪郭形状と相似形の角
度分布，固定パターン電極２３ｂの輪郭形状と相似形の
角度分布というように（比Ｒが０．１以下になったとき
には、さらに固定パターン電極２３ａの輪郭形状と相似
形の角度分布というように）徐々に変化していく。

【００９１】これにより、スクリーンへの投射光量が、
コントラストを低下させる度合いの大きい光の順に数分
〜十数分程度の時間をかけて徐々に減少して、電源投入
時の数分の１〜十数分の１程度になる。

【００９２】なお、その後再び照明器を点灯した場合に
は、割算回路３２で求められる比Ｒが再び１に近い値に
なるので、マイクロプロセッサ３３の処理が図１１のス
テップＳ３からＳ５に進むことにより、スクリーンへの
投射光量が再び電源投入時と同じになる。

【００９３】ここで、家庭において夜間に液晶プロジェ
クタ装置を使用して映画を鑑賞するために室内の照明器
を消灯した場合のように、周囲が急に暗くなった場合、
人の目が暗さに慣れるまでには、視覚系の特性から数分
〜十数分程度の時間を要する（暗順応過程）。

【００９４】この暗順応過程が終わるまでは、人の目は
黒色の浮きによるコントラストの低下を画質の劣化とし
て感じにくい。また、この暗順応過程が終わる前にいき
なりスクリーンへの投射光量を減少させると、却って画
面を見た際に輝度の不足を感じてしまう。

【００９５】そこで、この液晶プロジェクタ装置では、
割算回路３２で求められる比Ｒの値が一定以上減少した
こと（すなわち周囲光検出部４１で検出される液晶プロ
ジェクタ装置の周囲の光量が一定量以上減少したこと）
に基づき、光シャッタ制御部１４により、減少後の光量
に応じて光シャッタ１２で一定時間をかけて徐々に光を
遮断するようになっている。

【００９６】これにより、周囲が急に暗くなった場合、
スクリーンへの投射光量が、コントラストを低下させる
度合いの大きい光の順に一定時間をかけて徐々に減少す
るので、黒色の浮きの発生によるコントラストの低下
が、人の目の暗順応過程に合せて適切に抑制される。

【００９７】したがって、例えば家庭において夜間に液
晶プロジェクタ装置を使用して映画を鑑賞するために室
内の照明器を消灯した場合にも、人の目が暗さに慣れる
までの間にスクリーンへの投射光量が徐々に（画面を見
ていても投射光量の変化がわからない程度に）減少し、
暗さに慣れた頃には黒色の浮きの発生によるコントラス
トの低下が抑制されているので、画質の劣化を感じるよ
うなことがなくなっている。

【００９８】また特に、家庭において夜間に液晶プロジ
ェクタ装置を使用して映画を鑑賞する場合には、最初に
室内の照明器を点灯した状態で液晶プロジェクタ装置の
電源を投入し、その後照明器を消灯することが少なくな
いので、照明器を点灯している電源投入時にはスクリー
ンへの投射光量を多くし、その後照明器を消灯した後に
は、黒色の浮きの発生によるコントラストの低下を、人
の目の暗順応過程に合せて適切に抑制することができる
ようになっている。

【００９９】なお、以上の例では、液晶パネル３の等コ
ントラスト線の長辺の方向が、液晶パネル３の底辺の方
向と一致しているものとして説明を行った。これに対
し、この２つの方向が異なっている場合には、マイクロ
レンズアレイ１０，１１の形状を変更するとともに、液
晶パネル３の配置を変更する必要がある。

【０１００】図１２は、この場合のマイクロレンズアレ
イ１０，１１の形状を示す。このマイクロレンズアレイ
１０，１１では、レンズ１０ａ，１１ａがマイクロレン
ズアレイ１０，１１の底辺１０ｂ，１１ｂに対してそれ
ぞれ斜め方向に配列されており、全てのレンズ１０ａ，
１１ａを合わせた形状が、それぞれ縦横比約１：２（液
晶パネル３の等コントラスト線と略等しい縦横比）の略
長方形になっている。底辺１０ｂ，１１ｂの方向に対す
るレンズ１０ａ，１１ａの配列方向の角度は、液晶パネ
ル３の底辺の方向に対する液晶パネル３の等コントラス
ト線の長辺の方向の角度と一致した角度になっている。
（図でも便宜上個々のレンズ１０ａ，１１ａを大きく描
いているが、個々のレンズ１０ａ，１１ａは実際はこれ
よりもかなり小さいので、全てのレンズ１０ａ，１１ａ
を合わせた形状を略長方形にすることは容易である。ま
た、この場合にも、レンズ１１ａの形状はやはり円形で
あってもよい。）

【０１０１】図１３は、この場合の液晶パネル３の配置
例を示している。液晶パネル３は、等コントラスト線の
長辺の方向を、光シャッタ１２を通過する光束の断面形
状の長辺の方向と一致させるように、パネル面に平行な
面上で底辺３ａを傾けて配置されている。

【０１０２】マイクロレンズアレイ１０，１１を図１２
のような形状にするとともに液晶パネル３を図１３のよ
うに配置することにより、液晶パネル３の等コントラス
ト線の長辺の方向が液晶パネル３の底辺の方向と異なっ
ている場合にも、液晶パネル３への入射光の角度分布が
液晶パネル３の等コントラスト線と略等しい形状になる
とともに、マイクロレンズアレイ１０のレンズ１０ａか
らの光が液晶パネル３に集光されるようになる。

【０１０３】また、以上の例では、光源１から出射され
た非偏光を、ＰＢＳ７，反射鏡８及び１／２波長板９に
よりＰ偏光に変換している。しかし、別の例として、Ｐ
ＢＳ７，反射鏡８及び１／２波長板９を設けないように
してもよく、あるいはまた、ＰＢＳ７，反射鏡８及び１
／２波長板９の代わりに既存の偏光変換素子を用いて光
源１からの出射光をＰ偏光に変換してもよい。その場合
にもやはり、前述のような光シャッタ制御部１４の制御
に基づく光シャッタ１２の動作により、黒色の浮きの発
生によるコントラストの低下が抑制される。

【０１０４】また、以上の例では、照明光学系２の瞳位
置の近傍に位置するマイクロレンズアレイ１１から、液
晶パネル３の等コントラスト線と略等しい縦横比の略楕
円形の断面形状の光束が出射するようにしている。しか
し、別の例として、照明光学系の瞳位置の近傍に位置す
るマイクロレンズアレイから、光源１から出射したまま
の断面形状の光束を出射させるようにしてもよい。その
場合にもやはり、前述のような光シャッタ制御部１４の
制御に基づく光シャッタ１２の動作により、黒色の浮き
の発生によるコントラストの低下が抑制される。

【０１０５】図１４は、ＰＢＳ７，反射鏡８及び１／２
波長板９を設けないとともに、照明光学系の瞳位置の近
傍に位置するマイクロレンズアレイから、光源１から出
射したままの断面形状の光束を出射させるようにした場
合の液晶プロジェクタ装置の構成例を示したものであ
り、図３と共通する部分には同一の符号を付している。

【０１０６】この液晶プロジェクタ装置の照明光学系１
６にはマイクロレンズアレイ１７，マイクロレンズアレ
イ１８，光シャッタ１２，集光レンズ１３が順に設けら
れており、光源１からの出射光が直接マイクロレンズア
レイ１７に入射する。マイクロレンズアレイ１７，マイ
クロレンズアレイ１８は、全てのレンズを合わせた形状
がマイクロレンズアレイ１０，１１におけるような縦横
比約１：２の長方形（図４）になっていない点を除いて
は、マイクロレンズアレイ１０，１１と同様の構成及び
配置になっている。

【０１０７】この液晶プロジェクタ装置では、光源１か
ら出射したままの断面形状の非偏光がマイクロレンズア
レイ１８から光シャッタ１２に入射するが、やはり、光
シャッタ制御部１４の制御に基づく光シャッタ１２の動
作により、黒色の浮きの発生によるコントラストの低下
が抑制される。

【０１０８】この図１４の例において、既存の偏光変換
素子を用いて光源１からの出射光をＰ偏光に変換するた
めには、例えばマイクロレンズアレイ１７とマイクロレ
ンズアレイ１８との間にこの偏光変換素子を配置すれば
よい。図１５はこの偏光変換素子の構成を示している。
この偏光変換素子６１は、複数のプリズム６２を貼り合
せたものであり、貼合せ面には、マイクロレンズアレイ
１７の各レンズの中央部分からの出射光のうちＰ偏光を
透過させてＳ偏光を反射するＰＢＳ面６２ａと、ＰＢＳ
面６２ａで反射されたＳ偏光をマイクロレンズアレイ１
８に向けて反射する反射面６２ｂとが交互に形成されて
いる。反射面６２ｂで反射されたＳ偏光は、１／２波長
板６３でＰ偏光にされてマイクロレンズアレイ１８に入
射する。また、マイクロレンズアレイ１７の各レンズの
周辺部分からの出射光（中央部分からの出射光に比べて
僅かの光量である）は、遮光板６４で遮られるようにな
っている。

【０１０９】このように既存の偏光変換素子を用いるこ
とによっても、光源１からの出射光の利用効率が高まっ
て、より明るい画像がスクリーンに表示されるようにな
る。

【０１１０】また、以上の例では、各周囲光検出部４１
で検出された液晶プロジェクタ装置の周囲の光量の少な
さだけに応じて光シャッタ１２を動作させている。しか
し、別の例として、外部から液晶プロジェクタ装置に供
給される映像信号の輝度レベルを検出する輝度検出回路
をさらに設け、各周囲光検出部４１で検出された光量の
少なさとこの輝度検出回路で検出された輝度レベルの低
さとの両方に応じて光シャッタ１２で光を遮断させるよ
うにしてもよい。

【０１１１】それにより、液晶プロジェクタ装置の周囲
の光量が多い場合であっても映像信号の輝度レベルが低
い場合には、光シャッタ１２で光を遮断して、スクリー
ンへの投影画像の明るさを減少させることができる。し
たがって、投影画像の明るさのダイナミックレンジを広
げることもできるようになる。

【０１１２】こうした輝度検出回路は、例えば映像信号
の１フレーム分の時間毎にその輝度信号のピークレベル
を検出する回路として、容易に構成することができる。

【０１１３】あるいはまた、映像信号の１フレーム分の
時間毎に輝度信号が白レベルになる時間の割合（すなわ
ち画面全体の面積に対する白レベルでの表示部分の面積
の比）を求め、この比の値に応じて光シャッタ１２での
光の遮断量を調整するようにしてもよい。

【０１１４】それにより、この白レベルのピーク輝度の
見えかたを制御することができるので、画像にメリハリ
をつけることもできるようになる。

【０１１５】また、以上の例では、各周囲光検出部４１
での周囲の光量の検出結果に基づき、光シャッタ制御部
１４が自動的に光シャッタ１２を動作させている。しか
し、別の例として、この検出結果を画像にスーパインポ
ーズして表示するとともに、光シャッタ１２を動作させ
るための操作釦をリモートコントローラやプロジェクタ
本体表面の操作パネルに設け、この表示を見ながらこの
操作釦を操作して光シャッタ１２を動作させることがで
きるようにしてもよい。

【０１１６】また、以上の例では、液晶プロジェクタ装
置本体の表面のうち上面, 両側面,背面, 下面に、それ
ぞれ１箇所ずつ周囲光検出部４１を配置している。しか
し、別の例として、これらの面のそれぞれ２箇所以上に
周囲光検出部４１を配置してもよく、あるいは、これら
の面のうち下面以外の一部の面にだけ周囲光検出部４１
を配置してもよい。

【０１１７】また、以上の例では、シャッタ用液晶パネ
ル２１の固定パターン電極の数を５つにしているが、こ
の固定パターン電極の数を例えば３つや４つにしてもよ
く、あるいは６つ以上にしてもよい。

【０１１８】また、以上の例では、液晶パネル３のコン
トラスト視野角特性に応じて、コントラストを低下させ
る度合いの大きい光の順に遮断する光シャッタを設けて
いるが、液晶パネルへの入射角の大きい光の順に遮断す
る光シャッタを設けてもよい。例えば光シャッタ１２の
ように複数の固定パターン電極を同心に配列した液晶パ
ネルで光を遮断する光シャッタにおいて入射角の大きい
光の順に遮断するためには、固定パターン電極の形状
を、図１６に示す液晶パネル２５の固定パターン電極２
６ａ〜２６ｄのような形状にすればよい。

【０１１９】そうした場合にも、この光シャッタで光を
遮断させると、図１９のようなコントラスト視野角特性
から、コントラストを低下させる度合いの大きい光のほ
うが、コントラストを低下させる度合いの小さい光より
も多く遮断されるようになる。したがって、コントラス
トを低下させる度合いの大きい光のスクリーンへの投射
量が、コントラストを低下させる度合いの小さい光のス
クリーンへの投射量よりも多く減少するので、やはり黒
色の浮きの発生によるコントラストの低下が抑制され
る。

【０１２０】また、以上の例では、液晶パネルで光を遮
断するように光シャッタ１２を構成している。しかし、
別の例として、図１７に示すようなメカニカルダイアフ
ラム（機械的絞り機構）２７と、光シャッタ制御部１４
からの制御信号に基づいてこのメカニカルダイアフラム
２７を駆動させる駆動機構とで光シャッタ１２を構成し
てもよい。

【０１２１】また、以上の例では、照明光学系２の瞳位
置に光シャッタ１２を配置しているが、照明光学系２の
瞳位置の代わりに、投射光学系４の瞳位置のほうに光シ
ャッタ１２を配置してもよい。そうした場合にも、液晶
パネル３に入射した光のうちの、光シャッタ１２を通過
する光の断面形状と略相似形の角度分布を越える入射角
の光は、液晶パネル３から出射しても光シャッタ１２を
通過しなくなる（したがってスクリーンに投射されなく
なる）ので、照明光学系２の瞳位置に光シャッタ１２を
配置した場合と同様に、黒色の浮きの発生によるコント
ラストの低下が抑制される。ただし、照明光学系２の瞳
位置に光シャッタ１２を配置するほうが、液晶パネル３
への入射光が減少するので、液晶パネル３の光による加
熱を防止することができる。

【０１２２】あるいはまた、照明光学系２や投射光学系
４のうちの瞳位置以外の位置に、液晶パネル３のコント
ラスト視野角特性に応じて、コントラストを低下させる
度合いの大きい光の順に遮断する光シャッタを設けても
よい。

【０１２３】また、本発明を適用する液晶プロジェクタ
装置は、３板透過型液晶プロジェクタ装置, 単板透過型
液晶プロジェクタ装置, ３板反射型液晶プロジェクタ装
置,単板反射型液晶プロジェクタ装置のいずれであって
もよい。

【０１２４】また、本発明は、以上の例に限らず、本発
明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとり
うることはもちろんである。

【０１２５】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る液晶プロジ
ェクタ装置によれば、周囲の光量が少ない場合に、コン
トラストを低下させる度合いの大きい光のスクリーンへ
の投射量が、コントラストを低下させる度合いの小さい
光のスクリーンへの投射量よりも多く減少するので、黒
色の浮きの発生によるコントラストの低下が抑制され
る。

【０１２６】したがって、例えば家庭において照明を暗
くした室内でこの液晶プロジェクタ装置を使用して映画
を鑑賞する（ホームシアターを楽しむ）場合に、画質の
劣化を感じるようなことがなくなるという効果が得られ
る。

【０１２７】また、本発明に係る液晶プロジェクタ装置
によれば、周囲が急に暗くなった場合、スクリーンへの
投射光量が、コントラストを低下させる度合いの大きい
光の順に一定時間をかけて徐々に減少するので、黒色の
浮きの発生によるコントラストの低下が、人の目の暗順
応過程に合せて適切に抑制される。

【０１２８】したがって、例えば家庭において夜間に液
晶プロジェクタ装置を使用して映画を鑑賞するために室
内の照明器を消灯した場合にも、人の目が暗さに慣れる
までの間にスクリーンへの投射光量が徐々に減少し、暗
さに慣れた頃には黒色の浮きの発生によるコントラスト
の低下が抑制されているので、画質の劣化を感じるよう
なことがなくなるという効果が得られる。

【０１２９】また、本発明に係る液晶プロジェクタ装置
によれば、照明器を点灯している電源投入時にはスクリ
ーンへの投射光量を多くし、その後照明器を消灯した後
には、黒色の浮きの発生によるコントラストの低下を、
人の目の暗順応過程に合せて適切に抑制することができ
るという効果が得られる。

【０１３０】また、本発明に係る液晶プロジェクタ装置
によれば、液晶プロジェクタ装置の周囲の光量が多い場
合であっても映像信号の輝度レベルが低い場合には、光
シャッタで光を遮断して、スクリーンへの投影画像の明
るさを減少させることができるので、投影画像の明るさ
のダイナミックレンジを広げることもできるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶プロジェクタ装置の構成例を示す
図である。

【図２】図１の周囲光検出部の構造を示す図である。

【図３】本発明の液晶プロジェクタ装置の構成例を示す
図である。

【図４】図３のＰＢＳの透過光及び１／２波長板の出射
光とマイクロレンズアレイの形状及び配置とを示す図で
ある。

【図５】光学系の瞳位置を通過する光束の断面形状と結
像位置でのその光の角度分布との関係を示す図である。

【図６】図３の光シャッタの構成例を示す図である。

【図７】図３の光シャッタ制御部の構成例を示す図であ
る。

【図８】図３の光シャッタでの入射光の遮断の様子を示
す図である。

【図９】図３の液晶パネルへの入射光の角度分布を示す
図である。

【図１０】図３の光シャッタ制御部の別の構成例を示す
図である。

【図１１】図１１のマイクロプロセッサが実行する処理
を示すフローチャートである。

【図１２】図３のマイクロレンズアレイの変更例を示す
図である。

【図１３】図３の液晶パネルの配置の変更例を示す図で
ある。

【図１４】本発明の液晶プロジェクタ装置の別の構成例
を示す図である。

【図１５】偏光変換素子の構成を示す図である。

【図１６】光シャッタ用液晶パネルの固定パターン電極
の変更例を示す図である。

【図１７】光シャッタの別の構成例を示す図である。

【図１８】従来の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成
例を示す例である。

【図１９】液晶パネルのコントラスト視野角特性を例示
する図である。

【符号の説明】

１ 光源、 ２，１６ 照明光学系、 ３ 液晶パネ
ル、 ３ａ 液晶パネルの底辺、 ４ 投射レンズ（投
射光学系）、 ５ 放電ランプ、 ６，８ 反射鏡、
７ ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）、 ９ １／２波
長板、 １０，１１，１７，１８ マイクロレンズアレ
イ、 １０ａ，１１ａ マイクロレンズアレイのレン
ズ、 １２ 光シャッタ、 １３ 集光レンズ、 １４
光シャッタ制御部、 ２１, ２５ シャッタ用液晶パ
ネル、 ２２ 液晶駆動回路、 ２３固定パターン電極
群、 ２３ａ〜２３ｅ, ２６ａ〜２６ｄ 固定パターン
電極、 ２４ コモン電極、 ２５ 液晶層、 ２７
メカニカルダイアフラム、３１ 加算回路、 ３２ 割
算回路、 ３３マイクロプロセッサ、 ４１ 周囲光検
出部、 ４２ 受光素子、 ４３ 透明樹脂、 ４４
筐体、 ４４ａ 筐体の開口部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 HA06 HA24 HA25 HA28 JA05 2H091 FA17Z FA26X FA26Z FA29Z FA41Z FD06 FD12 GA11 LA17 2H093 NC42 NC54 NC55 NC59 ND02 ND03 2K103 AA05 AA16 AB01 BA14 BA15 BC19 BC37 5C058 BA08 EA02 EA11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光を変調して出射する液晶パネル
   と、 光源からの出射光を前記液晶パネルに入射させる照明光
   学系と、 前記液晶パネルからの出射光をスクリーンに投射するた
   めの投射光学系とを有する液晶プロジェクタ装置におい
   て、 前記液晶パネルへの入射角の大きい光の順に遮断する光
   シャッタを、前記照明光学系と前記投射光学系とのいず
   れか一方に配置し、 液晶プロジェクタ装置の周囲の光量を検出する周囲光検
   出手段と、 前記周囲光検出手段で検出された光量の少なさに応じて
   前記光シャッタで光を遮断させる制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする液晶プロジェクタ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液晶プロジェクタ装置
   において、 前記周囲光検出手段は、装置本体の表面のうち投射光の
   出射面以外の少なくとも１つの面に設けられた受光素子
   を含むことを特徴とする液晶プロジェクタ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の液晶プロジェ
   クタ装置において、 外部から液晶プロジェクタ装置に供給される映像信号の
   輝度レベルを検出する輝度検出手段をさらに備え、 前記制御手段は、前記周囲光検出手段で検出された光量
   の少なさと前記輝度検出手段で検出された輝度レベルの
   低さとの両方に応じて前記光シャッタで光を遮断させる
   ことを特徴とする液晶プロジェクタ装置。
4. 【請求項４】 入射光を変調して出射する液晶パネル
   と、 光源からの出射光を前記液晶パネルに入射させる照明光
   学系と、 前記液晶パネルからの出射光をスクリーンに投射するた
   めの投射光学系とを有する液晶プロジェクタ装置におい
   て、 前記液晶パネルへの入射角の大きい光の順に遮断する光
   シャッタを、前記照明光学系と前記投射光学系とのいず
   れか一方に配置し、 液晶プロジェクタ装置の周囲の光量を検出する周囲光検
   出手段と、 前記周囲光検出手段で検出される光量が一定量以上減少
   したことに基づき、減少後の光量に応じて、前記光シャ
   ッタで一定時間をかけて徐々に光を遮断させる制御手段
   とを備えたことを特徴とする液晶プロジェクタ装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の液晶プロジェクタ装置
   において、 前記制御手段は、液晶プロジェクタ装置の電源の投入時
   には、前記周囲光検出手段で検出された光量の少なさに
   応じて前記光シャッタで光を遮断させ、前記電源の投入
   後、前記周囲光検出手段で検出される光量が一定量以上
   減少したことに基づき、減少後の光量に応じて、前記光
   シャッタで一定時間をかけて徐々に光を遮断させること
   を特徴とする液晶プロジェクタ装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の液晶プロジェ
   クタ装置において、 前記周囲光検出手段は、装置本体の表面のうち投射光の
   出射面以外の少なくとも１つの面に設けられた受光素子
   を含むことを特徴とする液晶プロジェクタ装置。