CN100520564C - 投射型显示装置及多屏幕显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投射型显示装置，其中，通过检测投射光的漫反射光，把握显示区内的光强度，自动地进行调整，由此，降低光学部件随时间的变化，显示良好的图像。本发明的投射型显示装置有：光源(20)；根据驱动电压，调制来自该光源的光，形成光学像的显示器件(29、34、42)；放大并投影该显示器件上的光学像的投射透镜(15)；检测来自该投射透镜的光的检测器(5)；以及根据该检测器的输出，控制上述驱动电压的控制电路(11)。而且该检测器配置在从投射透镜射出的光束的外缘附近，检测来自投射透镜的光中到达屏幕(45)的有效区域以外的光(漫反射光)。

Description

投射型显示装置及多屏幕显示装置
技术领域
本发明涉及放大并投射液晶等的显示器件上形成的光学像的投射型显示装置、以及使用它的多屏幕显示装置。
背景技术
在现有的投射型显示装置中，一般在光源中使用灯，但该灯在使用初期阶段亮度大，随着使用时间的延长，亮度下降。作为补偿该亮度下降的现有技术，例如已知日本特开平2-73241号公报(文献1)、日本特开2001-117164号公报(文献2)中记载的技术。
文献1中公开了这样的技术：将检测亮度的光检测器(以下简称“检测器”)配置在投射型显示装置的屏幕附近，根据其检测输出功率，调整供给光源的输入功率的大小，控制屏幕上的亮度为一定。另外，在文献2中，公开了将检测器配置在从光源至显示器件的光路中。并且，在文献2中公开了这样的技术：与文献1相同，根据检测器的输出功率，调整供给至光源的输入功率的大小，控制屏幕上的亮度为一定。
在文献1中记载的技术中，将检测器配置在屏幕附近的有效区域内。因此，由于屏幕周围的光(例如设置有投射型显示装置的房间内的照明光)的影响，有可能不能准确地测定来自投射透镜的亮度。另外，由于将检测器配置在屏幕附近的有效区域内，所以检测器的影子会影响图像，不能经常进行配置调整。
文献2中，由于将检测器配置在从光源到显示器件的密闭结构的光路中，所以不像专利文献1那样受周围光的影响。可是，随着时间的推移，不仅光源，而且偏振片和显示器件等光学部件，由于来自光源的光中包含的紫外线的作用而劣化。因此，在文献2中，光源及设置在从光源到检测器的光路上的光学部件随着时间的推移虽然能进行检测，但配置在检测器以后的光路上的其它光学部分(特别是显示器件)随着时间的推移而不能检测。
发明内容
本发明就是鉴于上述事实而完成的。本发明提供一种在投射型显示装置中，能对光源、显示器件、偏振片等光学部件随着时间的推移而变化进行补偿和校正，降低对屏幕上的图像的影响、或周围光的影响的技术。
本发明的投射型显示装置的特征在于：用检测器检测从投射透镜射出的投射光的漫反射光的亮度。例如通过将检测器配置在从投射透镜射出的光束的外缘附近，能检测该漫反射光。通过这样构成，能检测在显示器件和偏振片上透射或反射的光，所以能对应从光源到投射透镜的全部光学部件随着时间的推移而发生的变化。这里所谓漫反射光，表示透过投射透镜时在透镜的表面和镜筒内表面等上面引起漫反射，投射到屏幕的显示区域以外的光，即从投射透镜射出的光中到达屏幕的有效区域外的光。因此，不使检测器的影子投影在屏幕的有效区域上，能降低检测器的(影子)对图像的影响。这时，使检测器的受光部朝向投射透镜侧，而不是接近该投射透镜配置，能极大地降低来自投射透镜的出射光以外的周围光的影响。
如果采用本发明，则既能降低检测器对图像的影响，又能对上述各种光学部件随着时间的推移而变化进行补偿和校正。另外，进行这样的补偿或校正，能降低装置外部的周围光的影响。
附图说明
图1是表示第一实施例的投射型显示装置的结构图；
图2是将与投射透镜的光轴正交的截面放大，从出射光一侧看到的图；
图3是将投射透镜放大，从横向看到的图；
图4是显示画面内的图像光和漫反射光的关系曲线图；
图5是第一实施例的显示图形例；
图6是表示第一实施例的参考数据取得顺序的流程图；
图7是表示第一实施例的调整顺序的流程图；
图8是表示第二实施例的调整顺序的流程图；
图9是表示第二实施例的调整2的顺序的流程图；
图10是表示第二实施例的调整3的顺序的流程图；
图11是第三实施例的显示图形例；
图12是表示第三实施例的参考数据取得顺序的流程图；
图13是表示第三实施例的调整顺序的流程图；
图14是表示第四实施例的多屏幕装置的模式结构图；
图15是表示第四实施例的参考数据取得处理的流程图；
图16是表示第四实施例的调整顺序的流程图；
图17是表示第五实施例的调整顺序的流程图；
图18是表示第五实施例的调整2’的顺序的流程图；
图19是表示第五实施例的调整3’的顺序的流程图；
图20是表示将彩色传感器用于检测器的第六实施例的投射型显示装置的模式结构图；
图21是第六实施例的显示画面内的图像光和漫反射光的关系曲线图；
具体实施方式
以下，用附图说明本发明的实施方式。
[实施例1]
图1是表示应用了本发明的第一实施例的投射型显示装置的结构图，图2是将与投射透镜的光轴正交的截面放大，从出射光一侧看到的图，图3是将投射透镜放大，从横向看到的图，图4是在显示区域内图像光的强度变化时，用检测器检测漫反射光的光强度的结果被曲线化了的图。
在图1中，1是投射型显示装置，包括光学部2和信号处理部3。最初，用图1、图2、图3、图4说明光学部2。在图1中，从光源20射出的光束入射到由多个透镜单元(图中未示出)构成的第一透镜阵列21上。入射到第一透镜阵列21上的光束在各透镜单元中被分割成多条光束，在由多个透镜单元(图中未示出)构成的第二透镜阵列22的各个对应的透镜单元(图中未示出)附近形成二次光源像。第二透镜阵列22与调焦透镜24、聚光透镜27、32、以及中继透镜36、38、40一起重叠在显示器件29、34、42上，形成第一透镜阵列的各透镜单元像，进行均匀的照明。
这时，从第二透镜阵列22射出的光束由偏振光分光器23使偏振光一致(例如S偏振光)。另外，从调焦透镜24射出的白色光利用作为色分离单元的分色镜25、31、以及使光路曲折的反射镜26、37、39的作用，被分离后分别被导向各色对应(这里为红色、绿色、蓝色)的显示器件29、34、42(这里为透射型液晶面板)上。另外，为了提高对比度，在显示器件29、34、42的前后配置入射侧偏振片28、33、41和出射侧偏振片30、35、43。
分别入射到显示器件29、34、42上的色光，在各显示器件上根据来自后面所述的显示器件驱动电路的驱动信号(电压)，进行光强度调制，形成光学像。该光学像由合成棱镜44进行色合成，形成彩色光学像，该彩色光学像在投射透镜15上被放大并投射到屏幕45上。
如图2、图3所示，来自投射透镜15的出射光(投射光)包括在其光束截面与显示器件的显示区域(图中未示出)相似的矩形区(以下，该区也称为“显示区域”)16a的屏幕45上形成光学像的图像光16；以及在图像光16的周围形成的漫反射光17。漫反射光17是在投射透镜15内在透镜的表面和镜筒151的表面等上反射产生的光。该漫反射光17被投影到屏幕45的有效(显示)区域以外。而且，检测亮度的检测器5被设置在投射透镜15的出射侧透镜15a附近。从图3可知，为了降低周围光的影响，检测器5被安装成使其受光部5a朝向投射透镜15的出射侧透镜15a，检测显示区域16a周围出现的漫反射光(斜线部分)17的光强度。
图4中模式地示出了在图像光区域内使图像光的强度变化时，用检测器5检测到的漫反射光的强度特性的一例。从该光强度特性能导出图像光区域内的光强度与其周边出现的漫反射光的相关关系。就是说，为了不影响图像光(例如，不产生检测器5的影子)，将检测器5配置在显示区域以外，用检测器5检测漫反射光17。如果这样做，则由于检测值和图像光的光强度之间有相关性，所以通过对投射型显示装置最初开始使用时的检测器5的初始检测值和时间变化后的检测值进行比较，能知道相对于初始值的光强度(亮度)下降量的变化。后面将说明，在本实施例中，使用时间变化后的检测值对初始检测值的比。
其次，用图1说明信号处理部3。在图1中，信号处理部3有：对输入的视频信号进行必要的信号处理的视频信号处理电路7；存储进行了信号处理的视频信号用的帧存储器14；根据从帧存储器14输出的视频信号，生成分别驱动显示器件29、34、42的驱动信号的显示器件驱动电路13；调整对应于从显示器件驱动电路13输出的最大灰度值(例如视频信号为8位的情况下，灰度值为255)的输出电压的输出电压电平调整电路12；放大从检测光束的亮度的检测器5输出的电流或电压的放大器8；将放大器8的输出变换成数字数据的A/D转换电路9；非易失性存储器10；以及根据存储在图中未示出的ROM中的程序，进行投射型显示装置的总体控制的运算控制单元(以下记作“微机”)11。
用于测定光源、偏振片和显示器件等光学部件随时间推移而发生的亮度下降的变化的显示图形(位图图形)被预先存储在存储器10中。另外，成为亮度下降变化的基准值的初始值也存储在存储器10中。
在通常的视频显示的情况下，被输入至信号处理部3中的视频信号6，在视频信号处理电路7中经过规定的信号处理后，被存储在帧存储器14中。显示器件驱动电路13根据从帧存储器14输入的视频信号，生成分别驱动显示器件29、34、42的驱动信号，驱动各显示器件。由此，根据该驱动信号电压，改变各自的光的透射率或反射率，在各显示器件上形成对应于该显示器件的色光的光学像。这时，由输出电压电平调整电路12规定对应于从显示器件驱动电路13输出的最大灰度值的输出电压Vw(以下，只要对该电压不会产生疑义，就称其为“基准输出电压”)，所以从显示器件驱动电路13输出的任意灰度值的视频信号的输出电压都成为将基准输出电压Vw作为权重系数的输出。因此，在显示器件上形成的光学像的亮度由基准输出电压Vw左右。就是说，通过调整基准输出电压Vw，能改变亮度。另外，这里，基准输出电压Vw越大就越亮。
通常设定Vw时的透射率为100％，但在以下的说明中，使用开始时(出厂时)，在Vw下透射率在100％以下，增大Vw，以便能校正使随时间推移发生的亮度下降。但是，本发明不限于此。
另一方面，在检测光强度的情况下，微机11从存储器10读出规定的显示图形，写入帧存储器14中，通过显示器件驱动电路，在各显示器件上显示规定的显示图形，投射到屏幕45上。配置在投射透镜15的出射侧附近的检测器5检测从投射透镜15射出的光(漫反射光)，例如使电压发生。该电压在A/D转换器中变换成数字量，输入微机11中。微机11在测定初始值的情况下，将输入的测定数据作为初始值存储在存储器10中。然后，在此后调整时间变化的影响引起的亮度下降的情况下，为了降低随时间变化发生的亮度下降的影响，求出从初始值的变化量(后面将说明，在本发明中称为变化比)。微机11根据该变化量，用输出电压电平调整电路12，调整从显示器件驱动电路13输出给显示器件的驱动信号的基准输出电压。后面将用流程图详细说明这些一系列的处理。另外，投射型显示装置开始使用时，从显示器件驱动电路13输出的基准输出电压，由输出电压电平调整电路12设定为规定的输出电压。
图5是预先存储在存储器10中的测定随着时间变化发生的亮度下降的变化时使用的显示图形(位图图形)的一例。如图5所示，将显示器件的矩形状的显示区域分割成呈8行(行V0～V7)8列(列H0～H7)的单元(小区域)52的64个部分，如果用HiVj表示(Hi列，Vj行)单元，则在存储器10中，存储只使各单元HiVj(i，j：0～7)部分显示白(100％)，其它单元显示黑(0％)的64种显示图形。在图5中，单元H0V0是白色显示部分50，其它单元是黑色显示部分51。微机11在显示出显示图形的情况下，适当地读出存储在存储器10中的显示图形内的一个，写入帧存储器14中，在显示器件中进行图形显示。另外，以下用Pij表示只使单元HiVj部分呈白色显示的显示图形。
可是，在图1中，光源20意味着投射光的光源，可以是灯或LED等，不限定。另外，光学部2的结构中，偏振光分光器、偏振片、透镜、显示器件等未必需要如图1所示构成。也可以与所使用的显示器件相匹配，适当地变更其结构。
以下，用流程图详细说明本实施例的随时间变化发生的亮度下降的调整处理工作。首先，说明参考数据(初始值)的取得顺序。图6是参考数据(初始值)取得顺序的流程图。
在图6中，在步骤(以下省略为“S”)101中开始取得参考数据，首先使初始值j＝0(S102)，i＝0(S103)，进入S104。然后，如图5所示，从存储器10读出分割成了64个单元的显示器件的显示区域内只使单元HiVj呈白色显示的显示图形Pij，写入帧存储器14中。由此，在显示器件上形成该显示图形Pij，用投射透镜15投射到屏幕45上。然后，用配置在投射透镜15的出射侧透镜15a附近的检测器5，检测漫反射光17的光强度。将这时检测器5的检测输出值(以下称为“传感输出值”)Rij与显示图形Pij对应地存储在存储器10中(S105)。在S106中将当前值i进行+1，在S107中判断该加得的值是否比显示区域的列数8小。如果S107的判断结果为“是”，则由于Vj行中的数据取得未结束，所以返回S104，以下，反复进行S104～S107的处理，直至Vj行的全部单元HiVj(i：0～7)中的数据取得结束为止。
如果在S107中为“否”，则由于Vj行的全部单元中的数据取得结束了，所以为了进行下一行的数据取得，在S108中将当前值j+1。然后，在S109中判断该加得的值是否比显示区域的行数8小，如果该判断结果为“是”，则由于全部行中的数据取得未结束，所以返回S103。以下，反复进行S103～S109的处理，直至全部行中的数据取得结束为止。如果在S109中为“否”，则由于全部行即全部单元中的数据取得结束了，所以参考数据取得处理结束(S110)。
将以上的处理中获得的、即只是单元HiVj呈白色显示、其它全部单元呈黑色显示获得的64个数据(从R00到R77)作为参考数据。
另外，在本实施例中，说明了分割成64个部分的显示图形。可是，关于显示图形的分割数及其详细，能根据系统或目的的不同而适当地变更。越增加上述分割数，越能细致地把握显示区内的情况，检测时间越长。本发明不限定于上述本实施例中说明的显示图形的分割数。
其次，说明随着时间变化而发生的亮度下降的调整处理的工作。图7是分割显示区域后每个单元的调整顺序的流程图。
在图7中，在S201中开始调整，首先使初始值j＝0(S202)，i＝0(S203)，进入S204。在S204中，与图6中的S104相同，输出只使单元HiVj呈白色显示的显示图形Pij，在投射型显示装置1中显示。然后，检测用检测器5所获得的漫反射光17的光强度，将这时检测器5的传感器输出值Aij与显示图形Pij对应地存储在存储器10中(S205)。
其次，在S206中，用Aij对作为初始值的参考数据Rij的比定义单元HiVj随着时间变化发生的亮度下降的变化量。然后，微机11从存储器10读出Rij和Aij，算出该变化量αij＝Aij/Rij。此后，在S207中，判断变化量αij是否为1。在S207中如果为“否”，则由于亮度变化大，所以进入S212。在这里，用输出电压电平调整电路12，沿着使显示器件上的光学像的亮度明亮的方向，调整显示器件驱动电路13的输出电压。然后，反复进行S204～S207—S212的循环处理，使变化量αij＝1。另外，由于所用的显示图形的白色是100％电平，所以显示器件驱动电路13的输出电压变成对应于最大灰度值的基准输出电压，但如果αij＝1，则变成能实现与初始亮度相等的亮度的基准输出电压。
在S207中如果为“是”，则由于在该单元中亮度未下降(变化)(或者调整为αij＝1)，所以将这时来自显示器件驱动电路13的输出电压(基准输出电压)对应于显示图形Pij存储在存储器10中。然后，进入S208，将当前值i+1，在S209中判断该加得的值是否比显示区域的列数8小。如果S209的判断结果为“是”，则由于Vj行中的调整未结束，所以返回S204。以下，反复进行S204～S209的处理，直至Vj行的全部单元HiVj(i：0～7)的调整结束为止。
如果在S209中为“否”，则由于Vj行的全部单元的调整结束了，所以为了进行下一行的调整，在S210中将当前值j+1。然后，在S211中判断该加得的值是否比显示区域的行数8小。如果该判断结果为“是”，则由于全部行中的数据取得未结束，所以返回S203。以下，反复进行S203～S211的处理，直至全部行中的数据取得结束为止。如果在S211中为“否”，则由于全部行即全部单元中的调整结束了，所以调整处理结束(S213)。
在该调整处理中获得的对应于全部分割成了64个单元HiVj的来自设备驱动电路13的输出电压(基准输出电压)被存储在存储器10中。以后，能根据这些基准输出电压Vmaxij(i，j：0～7)，将显示区域的亮度设定为初始亮度。
如上所述，如果采用本实施例，则即使光学部件随着时间变化而发生亮度下降(亮度变化)，也能进行调整，以便不发生亮度下降(亮度变化)。这时，由于将检测器设置在投射透镜的出射侧透镜附近，所以不仅光源，而且能包括配置在从光源到投射透镜的光路上的光学部件的时间变化的影响。另外，由于使检测器的受光部朝向投射透镜的出射侧透镜一侧，所以能减轻周围光的影响。另外，由于将检测器设置在漫反射光区域中，用漫反射光进行亮度检测，所以也没有检测器的影子映射在屏幕上的副作用。另外，由于用分割的显示图形检测光强度，所以能局部地检测图像光，还能降低亮度不均匀。
另外，在上面的说明中，虽然将图7中的S207的判断标准定为αij＝1，但不限定于此，当然也可以使αij在以1为中心的规定的附近范围内。另外，虽然使显示图形的白色电平为100％，但本实施例为了使变化量相等而进行调整，所以不限定于此。也可以将白色电平设定为任意的电平，例如可为80％白。
[实施例2]
在第一实施例中，为了便于说明，是将随着时间变化而发生的亮度下降恢复到原来的亮度(能校正)，但在亮度下降大的情况下，也要考虑不能校正的情况。以下说明考虑了该情况的第二实施例。另外，本实施例的块结构与第一实施例相同，省略该结构的详细说明。
图8、图9、图10是表示第二实施例的调整顺序的流程图。
第二实施例是在表示第一实施例的图7中，追加了判断处理S214的实施例。S201～S212的处理方法与第一实施例相同，省略其说明，以下说明S214以后的处理。
在图8中，在S214中，判断来自对象单元HiVj的显示器件驱动电路13的输出电压是否是最大。另外，这里所说的最大输出电压，是显示器件(这里指透射型液晶面板)的光透射率为100％时的电压。如果不是最大，则由于能用输出电压电平调整电路12提高输出电压，所以进入S212进行输出电压的调整。如果是最大，则由于不能调整，所以进入图9中的调整2的S301，开始调整2。
调整2是在64个单元内，算出变化最大的即变化量αij＝Aij/Rij最小的(暗的)单元的处理。
在图9中，开始调整2，使初始值αmin＝1(S302)，j＝0(S303)，i＝0(S304)。然后，输出只使单元HiVj呈白色显示的显示图形Pij，在投射型显示装置1进行显示(S305)。此后，检测由检测器5所获得的漫反射光17的光强度，将这时检测器5的传感器输出值Aij存储在存储器10中(S306)。其次，在S307中，从存储器10读出Rij和Aij，算出变化量αij＝Aij/Rij，在S308中判断是否αij≥αmin。如果“否”，则进入S309，使αmin＝αij，进入S310，如果“是”，则直接进入S310。在S310中，判断αmin是否比断定为图像光太暗而需要更换光源20的变化量(这里例如假设该值为0.8)大。
在S310中如果“否”，则在S315中进行光源20更换等的报警(例如进行“灯更换”的显示)，促使更换光源。此后，进入S213，结束调整处理。
在S310中如果“是”，则进入S311，将当前值i+1。然后，在S312中判断该加得的值是否比显示区域的列数8小，如果S312的判断结果为“是”，则由于Vj行中的调整未结束，所以返回S305。以下，反复进行S305～S312的处理，直至Vj行的全部单元HiVj(i：0～7)中的数据取得结束为止。如果在S312中为“否”，则由于Vj行的全部单元的调整结束了，所以为了进行下一行的调整，在S313中将当前值j+1。然后，在S314中判断该加得的值是否比显示区域的行数8小，如果该判断结果为“是”，则由于全部行中的数据取得未结束，所以返回S304。以下，反复进行S304～S314的处理，直至全部行中的数据取得结束为止。如果在S314中为“否”，则全部行即全部单元的调整结束了，即算出了作为目标的αmin的值。于是，进入图10所示的调整3的S401，开始调整3。
调整3是将64个单元的变化量设定为在调整2中算出的αmin的处理。
在图10中，开始调整3，首先设j＝0(S402)，i＝0(S403)。然后，输出只使单元HiVj呈白色显示的显示图形Pij，在投射型显示装置1进行显示(S404)。此后，由检测器5检测所获得的漫反射光17的光强度，将这时检测器5的传感器输出值Aij存储在存储器10中(S405)。其次，在S406中算出变化量αij＝Aij/Rij，在S407中判断是否αij＝αmin。如果“否”，则进入S412，用输出电压电平调整电路12调整显示器件驱动电路13的输出电压。然后，反复进行S404～S407—S412的循环处理，使变化量αij＝αmin。
在S407中如果“是”，则将这时的来自设备驱动电路13的输出电压(基准输出电压)对应于单元HiVj存储在存储器10中。然后，关于全部单元HiVj(i：0～7，j：0～7)，改变i及j，进行设定αij＝αmin的处理(S408～S411)。一旦对全部单元的设定处理(调整3)结束，便进入S213，结束调整处理。
如上所述，如果采用本实施例，则除了第一实施例中记载的效果以外，还有以下效果。即，在不能使随着时间变化而发生的亮度下降恢复到原来的亮度(不能校正)的情况下，通过调整以便使各单元的亮度(光强度)的变化量相同，从而不会使亮度不均匀，能降低随着时间变化而发生的图像的变化。另外，在亮度(光强度)的变化量大，该变化量(比)的值小的情况下，由于促使进行灯的更换，所以维修也容易。
在本实施例中，说明了使目标变化量为αmin，均匀地调整显示区域的方法，但αmin是能根据调整的目的而进行调整的量，特别是不限定于αmin＝0.8。
另外，在图8中的S214中的判断处理中，在“是”的情况下，进行灯更换显示，也可以立刻结束调整处理。
另外，在图9中的S315中，进行“灯更换”的显示，结束调整处理，但不限定于此。例如，也可以促使更换由于随着时间变化而发生亮度下降的显示器件、光学部件等，结束调整处理。
[实施例3]
其次，说明第三实施例。在第一实施例中，如图5所示，将显示器件的矩形显示区分割成了8行、8列的64个单元，但在本实施例中，减少分割数，能高速而且简单地进行调整。另外，本实施例的块结构与第一实施例相同，省略该结构的详细说明。
图11是本实施例的预先存储在存储器10中的测定随着时间变化而发生的亮度下降的变化时用的显示图形(位图图形)的一例。如图11所示，显示器件的矩形显示区被分割成3行(U0～U2)的小区(单元)62。如果用Ui表示各单元，则在存储器10中，存储只使各单元Ui(i：0～2)部分显示白，其它单元显示黑(0％)的3种显示图形。在图11中，单元U0是白色显示部分60，其它单元U1、U2是黑色显示部分61。
以下，说明本实施例的工作。图12是参考数据取得顺序的流程图。
在图12中，在S501中开始进行参考数据的取得，首先使初始值i＝0(S502)，进入S503。在S503中，如图11所示，输出只使单元Ui呈白色显示的显示图形Pi，在投射型显示装置1中显示。然后，检测从检测器5获得的漫反射光17的光强度，将这时的作为检测器5的检测输出值的传感器输出值Ri存储在存储器10中(S504)。如上处理后，能取得使用显示图形P0的参考数据。以下，在S505、S506中使i＝1、i＝2，取得使用显示图形P1、P2的参考数据，参考数据的取得结束(S507)。
将在以上的处理中获得的、就是说只使单元Vi呈白色显示，而使其它全部单元呈黑色显示获得的3个数据(R0到R2)作为参考数据。
另外在上面的说明中，虽然说明了分割成3部分的显示图形，但不限定于此，当然也可以根据需要适当地变更。
其次，说明随着时间变化而发生的亮度下降的调整处理的工作。图13是调整顺序的流程图。
在图13中，在S601中开始调整，首先使初始值i＝0(S602)，进入S603。在S603中，输出只使单元Ui呈白色显示的显示图形Pi，在投射型显示装置1中显示。然后，检测从检测器5所获得的漫反射光17的光强度，将这时检测器5的传感器输出值Ai存储在存储器10中(S604)。
其次，在S605中，从存储器10读出Ri和Ai，算出变化量αi＝Ai/Ri。其次，在S606中，将当前值j+1，在S607中判断该加得的值是否比显示区域的行数3小。如果S607的判断结果为“是”，则由于全部行中的测定未结束，所以返回S603。以下，反复进行S603～S607的处理，直至全部行中的数据取得结束为止。
在S607中如果“否”，则由于全部行即全部单元的测定结束了，所以在S608中算出显示画面的平均变化量α＝∑αi/3。其次，在S609中判断平均变化量α是否是1.0，如果不是，则进入S610。然后，在全部显示区域中，用输出电压电平调整电路12，按照规定的电压步骤调整显示器件驱动电路13的输出电压，以便平均变化量α为1.0。然后，反复进行S603～S609—S610的循环处理，直至α＝1为止。
如果调整为平均变化量α＝1.0，则调整处理结束(S611)。
采用以上方法，既能获得与第一实施例同样的效果，又能简单地而且通过短时间的处理，就能降低随着时间变化而发生的全体图像的亮度变化。
另外，在图13所示的S609中虽然使α＝1.0，但不限定于此，当然也可以使平均变化量α在以1为中心的规定的附近范围内。
另外，在本实施例中，在S610中，用输出电压电平调整电路12，调整显示区域全体中显示器件驱动电路13的输出电压，以便平均变化量α为1.0。可是，本发明不限定于此。例如，也可以设置控制光源20的亮度的光源控制单元(图中未示出)，用光源控制单元提高光源20的亮度，进行调整，以便平均变化量α为1.0。如果用光源控制单元调整光源20的亮度，则能容易地使全体显示区域的亮度平均提高。
[实施例4]
本发明也能适用于排列多台投射型显示装置进行显示的所谓多屏幕装置。以下，说明将本发明用于多屏幕装置的第四实施例。图14表示第四实施例的多屏幕装置的模式结构图，图15表示第四实施例的参考数据取得处理，图16是表示第四实施例的调整处理。
在图14中，例如将图1所示的4台投射型显示装置排列成2列(H0、H1)2行(V0、V1)，构成多屏幕装置。为了方便，用标记1km表示列和行的交点上的投射型显示装置，用标记HkVm表示其显示面，用标记5km表示设置在投射型显示装置1km上的检测器。另外，在4台投射型显示装置内，进行多屏幕装置的总体控制的主装置，例如是投射型显示装置100，其它投射型显示装置110、101、111作为从属装置。因此，用投射型显示装置100的微机1100，通过控制线70控制多屏幕装置。各投射型显示装置1km的结构与图1相同，省略其详细说明。另外，在表示投射型显示装置1km的结构要素的情况下，在结构要素的标记上附加脚注km。
首先，用图15说明参考数据的取得处理，其次用图16说明调整处理。在本实施例中，虽然构成多屏幕装置的每个投射型显示装置中都使用第三实施例中用的调整算法，但不限定于此。
在图15中，在S701中开始取得参考数据，作为主装置的投射型显示装置100的微机1100，首先使初始值m＝0(S702)，k＝0(S703)。然后进入S704，对投射型显示装置1km(显示面HkVm)的微机11km指示进行数据取得。被指示的微机11km根据第三实施例中的参考数据取得算法，进行白色显示。然后，由检测器5km检测漫反射光17km的光强度，将这时的传感器检测值Skm存储在存储器10km中(S705)。然后，与主装置的微机1100联络数据取得的情况。于是，主装置的微机1100在S706中将当前值k+1，在S707中判断该加得的值是否比构成多屏幕装置的投射型显示装置的列数2小。如果S707的判断结果为“是”。则由于Vm行中的数据取得未结束，所以返回S704，以下，反复进行S704～S707的处理，直至Vm行的全部投射型显示装置1km(k：0、1)中的数据取得结束为止。
如果在S707中为“否”，则由于Vm行的全部投射型显示装置中的数据取得结束了，所以为了进行下一行的数据的取得，在S708中将当前值m+1。然后，在S709中判断该加得的值是否比行数2小，如果该判断结果为“是”，则由于全部行中的数据取得未结束，所以返回S703。以下，反复进行S703～S709的处理，直至全部行中的数据取得结束为止。如果在S709中为“否”，则由于全部行即全部投射型显示装置中的数据取得结束了，所以参考数据取得处理结束(S710)。
将以上的处理中获得的参考数据作为基准，能进行以下所述的调整。
其次用图16说明调整处理。在图16中，在S801中开始调整，主装置的投射型显示装置100的微机1100，首先使初始值m＝0(S802)，k＝0(S803)。然后进入S804，对投射型显示装置1km(显示面HkVm)的微机11km指示进行时间变化后的调整。被指示的微机11km根据第三实施例中的调整算法，进行白色显示。然后，由检测器5km检测得到的漫反射光17km的光强度，将这时的传感器输出值Bkm存储在存储器10km中(S805)。
其次，在S806中，微机11km从存储器10km读出Skm和Bkm，算出该变化量αkm＝Bkm/Skm。此后，在S807中，判断变化量αkm是否为1.0。在S807中如果为“否”，则进入S812中，用输出电压电平调整电路12km，沿着使αkm为1.0的方向，调整显示器件驱动电路13km的输出电压。然后，反复进行S804～S807—S802的循环处理，使变化量αkm＝1。
如果在S807中为“是”，则由于该投射型显示装置中的调整结束了，所以与主装置的微机1100进行该联络。于是，进入S808，将当前值k+1，主装置的微机1100在S809中判断该加得的值是否比列数2小。如果S809中的判断结果为“是”，则由于Vm行中的调整未结束，所以返回S804，以下，反复进行S804～S809的处理，直至Vm行的全部投射型显示装置1km(k：0、1)中的调整结束为止。
如果在S809中为“否”，则由于Vm行的全部投射型显示装置中的调整结束了，所以为了进行下一行的调整，在S810中将当前值m+1。然后，在S811中判断该加得的值是否比行数2小，如果该判断结果为“是”，则由于全部行中的投射型显示装置的调整未结束，所以返回S803。以下，反复进行S803～S811的处理，直至全部行中的投射型显示装置的调整结束为止。如果在S811中为“否”，则由于全部行即全部投射型显示装置中的调整结束了，所以调整处理结束(S813)。
如上所述，如果采用本实施例，则能降低构成多屏幕装置的各投射型显示装置随着时间变化而发生的亮度下降。另外，还能降低由时间变化引起的亮度下降时发生的各投射型显示装置之间的亮度不均匀。
在本实施例中，虽然用四面投射型显示装置的多屏幕装置进行了说明，但面数不限定。另外由于对每个投射型显示装置进行调整，所以不需要像算法那样按照顺序进行参考数据的取得及调整，能同时进行。
另外，在本实施例中，将投射型显示装置100作为主装置，将其它投射型显示装置110、101、111作为从属装置，但不限定于此。例如，当然也可以将全部投射型显示装置100、110、101、111作为从属装置，由外部的主装置控制这些装置。
另外，在本实施例中，用第三实施例中使用的调整算法，在输出电压电平调整电路12km中变化量αkm为1，可是，如在第三实施例中所述，也可以在各投射型显示装置中设置控制光源20km的亮度的光源控制单元，来代替输出电压电平调整电路12km，而且，也可以用该光源控制单元提高光源20km的亮度，进行调整以使平均变化量αkm为1.0。
[实施例5]
在第四实施例的多屏幕装置中，为了容易说明，将随着时间变化而发生的亮度下降恢复到原来的亮度(能校正)。可是，在亮度下降大的情况下，也要考虑不能校正的情况。以下说明考虑了该情况的第五实施例。另外，本实施例的多屏幕装置的结构与第四实施例相同，省略该结构的详细说明。
图17、图18、图19是表示第五实施例的调整顺序的流程图。第五实施例是在表示第四实施例的图16中，追加了判断处理S814的实施例。S801～S812的处理方法与第四实施例相同，省略其说明，以下说明S814以后的处理。
在图17中，在S814中，判断来自对象投射型显示装置1km的显示器件驱动电路13km的输出电压是否是最大。如果不是最大，则由于能用输出电压电平调整电路12km提高输出电压，所以进入S812进行输出电压的调整。如果是最大，则进入图18中的调整2’的S901，开始调整2’。
调整2’是在构成多屏幕装置的4个投射型显示装置内，算出亮度(光强度)的变化最大的、就是说最小的(暗的)αkm的处理。
开始调整2’时，主装置的投射型显示装置100的微机1100首先使初始值αmin＝1(S902)，m＝0(S903)，k＝0(S904)。然后，进入S905，指示作为对象的投射型显示装置1km(显示面HkVm)的微机11km算出变化量αkm。接收到该指示的作为对象的投射型显示装置1km的微机11km按照第三实施例中的调整算法，进行白色显示。然后，由检测器5km检测获得的漫反射光17km的光强度，将这时的传感器输出值Bkm存储在存储器10km中(S906)。其次，在S907中，微机11km从存储器10km读出Skm和Bkm，算出αkm＝Bkm/Skm，将该算出的结果发送给主装置的微机1100。主装置的微机1100在S908中判断所接收的αkm是否αkm≥αmin。如果“否”，则进入S909，使αmin＝αkm，进入S910。如果“是”，则直接进入S910。在S910中，判断αmin是否比断定图像光太暗而需要更换光源20km的变化量(这里例如假设该值为0.8)大。在S910中如果“否”，则在S915中进行光源20km更换等的报警(例如进行投射型显示装置1km的“灯更换”的显示)，促使更换光源。此后，进入S913，调整处理结束。
在S910中如果“是”，则进入S911，将当前值k+1。然后，在S912中判断该加得的值是否比列数2小，如果S912的判断结果为“是”，则由于Vm行中的调整未结束，所以返回S905。以下，反复进行S905～S912的处理，直至Vm行的全部投射型显示装置1km(k：0、1)中的调整结束为止。如果在S912中为“否”，则由于Vm行的全部投射型显示装置的调整结束了，所以为了进行下一行的调整，在S913中将当前值m+1。然后，在S914中判断该加得的值是否比行数2小，如果该判断结果为“是”，则由于全部行中的调整未结束，所以返回S904。以下，反复进行S904～S914的处理，直至全部行中的调整结束为止。如果在S914中为“否”，则全部行即全部投射型显示装置中的调整结束了，即算出了作为目标的αmin的值。因此，进入图19所示的调整3’的S1001，主装置的微机1100开始调整3’。
调整3’是将构成多屏幕装置的投射型显示装置的变化量设定为在调整2’中算出的αmin的处理。
在图19中，一旦开始调整3’，主装置的投射型显示装置100的微机1100首先设初始值m＝0(S1002)，k＝0(S1003)。然后，进入S1004，指示作为对象的投射型显示装置1km(显示面HkVm)的微机11km算出变化量αkm，同时发送在调整2’中算出的数据αmin。接收到该指示的作为对象的投射型显示装置1km的微机11km将数据αmin存储在存储器10km中，同时按照第三实施例中的调整算法，进行白色显示。然后，由检测器5km检测获得的漫反射光17km的光强度，将这时的传感器输出值Bkm存储在存储器10km中(S1005)。其次，在S1006中，微机11km从存储器10km读出Skm和Bkm，算出变化量αkm＝Bkm/Skm。然后在S1007中从存储器10km读出αmin，判断是否αkm＝αmin。如果“否”，则进入S1012，用输出电压电平调整电路12km调整显示器件驱动电路13km的输出电压。然后反复进行S1004～S1007—S1012的循环处理，使变化量αkm＝αmin。
在S1007中如果变化量αkm＝αmin、该投射型显示装置1km中的调整结束，则该投射型显示装置1km的微机11km便将调整结束的信息发送给主装置的微机1100。主装置的微机1100接收到该信息后，进入S1008，关于全部投射型显示装置1km(k：0、1，m：0、1)，改变k及m，进行设定变化量αkm＝αmin的处理(S1008～S1011)。一旦对全部投射型显示装置的设定处理(调整3’)结束，便进入S813，结束调整处理。
如上所述，如果采用本实施例，则既能获得第四实施例中所述的效果，又能在不能使随着时间变化而发生的亮度下降恢复到原来的亮度(不能校正)的情况下，能将构成多屏幕装置的各投射型显示装置之间的亮度(光强度)的变化量调整得相同。因此，不会使各投射型显示装置之间的亮度不均匀，能降低随着时间变化而发生的图像的变化。另外，在亮度(光强度)的变化量大，该变化量(比)的值小的情况下，由于促使进行灯的更换，所以维修也容易。
[实施例6]
在第一至第五实施例中，检测器检测光强度(亮度)，但不限定于此。例如也可以用检测每一种R、G、B光的强度(亮度)的所谓彩色传感器。以下，说明使用彩色传感器作为检测器的第六实施例。
图20是表示检测器中使用彩色传感器的第六实施例的投射型显示装置的模式结构图。图20中的投射型显示装置1’是在表示第一实施例的图1中的投射型显示装置1中，使用彩色传感器5’来代替检测器5，其它结构相同。为了进行重复的说明，具有与图1相同功能的部分标以同一标记，其详细说明从略。以下，说明与第一实施例不同的工作。
图21表示每一种R、G、B漫反射光的强度特性。该特性是代替检测器5将彩色传感器5’安装在第一实施例中的图2、图3所示的位置上，在显示区域内使图像光的强度变化时获得的特性。与图4中所示的用检测器5检测时的漫反射光的强度特性相同，从该曲线能导出显示区域内的每一种R、G、B光的强度与其周边出现的漫反射光的相关关系。
在本实施例中，由于对每一种R、G、B检测光强度，所以作为显示图形Pij，使用从只使单元HiVj呈白色显示代替成R、G或B色的显示图形Pijr、Pijg、Pijb。然后，这些显示图形预先被存储在存储器10中。
参考数据的取得方法与第一实施例相同，按照图6所示的参考数据取得顺序的流程进行。即，显示各色的显示图形，用彩色传感器5’对每一种R、G、B取得漫反射光的强度。然后，与第一实施例相同，将取得的参考数据Rijr(从R00r到R77r)、Rijg(从R00g到R77g)、Rijb(从R00b到R77b)存储在存储器10中。
在接下来的时间变化后的调整中，按照图7中的调整顺序的流程进行。即，首先在单元HiVj(i、j：0～7)中，显示从存储器10读出的各色显示图形。其次，检测漫反射光的强度，根据检测的传感器输出Aijr(从A00r到A77r)、Aijg(从A00g到A77g)、Aijb(从A00b到A77b)，算出变化量αijr、αijg、αijb。然后，在输出电压电平调整电路12中，调整显示器件的控制电压，直至αjjr、αijg、αijb分别为1.0为止。如果αijr、αijg、αijb分别达到1.0，则对下一个单元进行同样的处理，逐次地对64个单元HiVj(i、j：0～7)全部进行调整。
如上所述，在本实施例中，将显示器件的控制电压调整到在每个显示图形中、而且对每一种R、G、B的色信号，使光学部件随着时间变化而发生的光强度的变化量为0。因此，能降低由时间变化引起的图像的色平衡的变化。
在以上所述的实施例(第一～第六)中，作为显示器件虽然使用了利用视频信号电压改变透射率、形成光学像的透射型液晶面板，但不限定于此。例如，也能适用于利用视频信号电压改变反射率、形成光学像的反射型液晶面板。当然，如果是利用视频信号电压改变透射率或反射率、形成光学像的显示器件，就能适合应用本发明。
另外，不用说本发明也能适用于由具有接通(ON)反射角和断开(OFF)反射角这样两个反射角、随着时间切换该反射角形成光学像的微小反射镜构成的显示器件。

Claims (12)

1.一种投射型显示装置，其特征在于：备有
光源；
根据驱动电压，调制来自该光源的光，形成光学像的显示器件；
放大并投影该显示器件上的光学像的投射透镜；
检测从该投射透镜射出的光的检测器；以及
根据该检测器的检测结果，控制所述驱动电压的控制电路，
所述检测器配置在所述透镜射出的光的光路上，位于从所述投射透镜射出的光束的外缘附近，并在投射到接受所述射出的光的屏幕的有效区域之外，并且该检测器的受光部朝向所述投射透镜的出射侧，
其中，所述检测器不位于所述屏幕上。
2、根据权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于：
所述控制电路通过对所述显示器件的每个区域控制驱动电压，从而能对每个区域控制图像的亮度。
3、根据权利要求2所述的投射型显示装置，其特征在于：
所述控制电路还备有：预先存储分别对应于多个显示图形的基准数据的存储器；以及对该多个显示图形中的每一个图形来比较存储在该存储器中的数据、和在显示所述多个显示图形时由所述检测器获得的光强度相关的数据的比较部，根据基于该比较部的比较结果，对所述显示器件的每一个区域进行电压控制。
4、根据权利要求2所述的投射型显示装置，其特征在于：
对所述显示器件的每个区域控制电压时，在不能用某一定的变化率控制该电压的情况下，进行所述检测，根据关于光强度的数据的最小值控制电压。
5、根据权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于：
所述检测器能检测RGB的每一种颜色的光强度，对该每一种颜色进行所述显示器件的电压控制。
6、一种投射型显示装置，其特征在于：备有
光源；
根据驱动电压，调制来自该光源的光，形成光学像的显示器件；
放大并投影该显示器件上的光学像的投射透镜；
投影来自该投射透镜的光的屏幕；
检测来自该投射透镜的光的检测器；以及
根据该检测器的检测结果，控制所述驱动电压的控制电路，
所述检测器检测从投射透镜射出的光中到达所述屏幕的有效区域以外的漫反射光。
7、一种投射型显示装置，其特征在于：备有
光源；根据驱动电压调制来自该光源的光，形成光学像的显示器件；放大并投影该显示器件上的光学像的投射透镜；投影来自该投射透镜的光的屏幕；检测来自该投射透镜的光的检测器；以及根据该检测器的检测结果，控制施加在光源上的电压的控制电路，
所述检测器检测从投射透镜射出的漫反射光，
所述漫反射光是从投射透镜射出的光中到达所述屏幕的有效区域以外的光。
8、根据权利要求7所述的投射型显示装置，其特征在于：
所述检测器配置在从投射透镜射出的光束的外缘附近，检测从所述投射透镜射出的光中到达所述屏幕的有效区域以外的光的强度。
9、根据权利要求7所述的投射型显示装置，其特征在于：
所述控制电路还备有预先存储分别对应于多个显示图形的基准数据的存储器；以及对该多个显示图形中的每一个图形来比较存储在该存储器中的数据、和在显示所述多个显示图形时由所述检测器获得的光强度相关的数据的比较部，根据基于该比较部的比较结果，控制施加在所述光源上的电压。
10、一种将多个投射型显示装置组合起来的多屏幕显示装置，其中，所述各投射型显示装置备有：
光源；
根据驱动电压，调制来自该光源的光，形成光学像的显示器件；
放大并投影该显示器件上的光学像的投射透镜；
投影来自该投射透镜的光的屏幕；
检测来自该投射透镜的光的检测器；以及
根据该检测器的检测结果进行控制，以便校正所述多个投射型显示装置之间的亮度差的控制电路，
所述检测器检测从投射透镜射出的漫反射光，
所述漫反射光是从投射透镜射出的光中到达所述屏幕的有效区域以外的光。
11、根据权利要求10所述的多屏幕显示装置，其特征在于：
所述控制电路通过控制施加在所述光源上的电压、以及所述显示器件的驱动电压两者中的至少一个，校正所述多个投射型显示装置之间的亮度差。
12、根据权利要求10所述的多屏幕显示装置，其特征在于：
所述控制电路在不能用某一定的变化率控制施加在所述光源上的电压或所述显示器件的驱动电压的情况下，与利用所述检测器检测出的光强度数据的最小值一致地进行电压控制。
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