(57)【要約】【課題】反射型空間光変調素子の駆動回路の極性を最適化することにより、映像信号の内容にかかわらず液晶層への直流成分の印加を抑制して、焼き付きを防止する投射表示装置を提供する。【解決手段】入力映像信号から同期検出回路２１で検出された垂直同期信号と、シーン変化検出回路２２から出力されたシーン変化検出信号とを駆動極性選択回路２３に供給する。駆動極性選択回路２３で、空間光変調素子２５ｒを駆動する液晶印可電圧の極性を選択するために、映像信号処理回路２５ａと極性反転回路２５ｂとの切り換えＳＷ２５ｃの制御信号Ａを生成するようにする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射する白色光を３原色光に係る赤、緑、青の色光に分解し、分解した各色光を反射型空間光変調素子にそれぞれ導き、前記反射型空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を合成し、前記投射光学系レンズにて投射する投射表示装置において、
入力映像信号のシーンの変化を検出するシーン変化検出手段と、
前記入力映像信号の同期信号を検出する同期信号検出手段と、
前記入力映像信号から前記反射型空間光変調素子を駆動するための信号に変換する映像信号処理手段と、
前記変換された信号の極性を反転するための極性反転手段と、
前記検出されたシーン変化信号と同期信号とから前記反射型空間光変調素子の駆動回路の極性を選択するための駆動極性選択手段と、
を有することを特徴とする投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置に関にする。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＴＦＴカラー液晶表示装置においては、ゲート線（走査線）とデータ線（信号線）をＴＦＴ基板側に、共通のコモン電極をカラーフィルタ基板側に配置し、基本的にはゲート線に走査信号を印加し、ソース線には対応する表示信号を送ってマトリクスとしての動作を行い、画素は電荷保持動作により高画質を実現している。
【０００３】
液晶表示装置にあっては、信号印加の際に直流駆動を行うとイオンが片側の電極にたまり、劣化を招き易いので、これを防ぐために液晶に印加する表示信号を正負反転させて駆動して、液晶に印加する電気信号の極性を反転させ、直流成分を重畳させないように駆動し、正負両極性で対称な交流駆動を実現するようにしている。従来、信号線の反転にはいくつかの方式がある。最も単純な反転方式として、画素と同じくフィールド単位で反転させるフィールド反転が知られている。
【０００４】
このような交流駆動を行う場合、１フレームより十分長い時間で平均して見た場合に液晶層内部に直流成分が残ると、不純物イオンの偏在によって表示焼き付きが発生するため、時間平均で直流成分が相殺されるように駆動を行う必要がある。従来は、正負両極性を同じ振幅にして駆動を行うことで、直流成分がなくなり、表示焼き付きが発生しないと考えられていた。
【０００５】
しかしながら、上記駆動方法では、各画素の電極間の保持電圧は極性対称となるが、インターレース方式の映像信号で横縞模様などを表示する場合に正極性あるいは負極性の電圧のみが印加され、平均すると直流電圧が液晶に印加されることになり、画像の焼き付きを生じるという問題があった。このような問題に対し、１フィールド期間の所定ライン周期毎に極性をさらに反転して液晶材料に電圧を印加することにより、一画素には所定周期単位で交流電圧が印加されるようになり、インターレース方式の映像を液晶ディスプレイで表示しても、表示パターンにかかわらず、画像を焼き付けることなく表示する提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２３６７８７号公報（第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置においては、素子にブラックストライプがない構成のため、ライン反転、あるいはドット反転を採用すると隣接素子間の境界領域において、本来の液晶分子の配向に対し異常状態となるディスクリミネーションと呼ばれる現象が発生しやすい。これは、黒画面であるのに明るくなったり、白画面で画素の一部が白く光らないといった現象となる。よって、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置においては、フィールド反転が採用されており、上述の特許文献１のように所定ライン周期毎に極性をさらに反転する方法は用いることができないという問題があった。
【０００８】
また、インターレース信号をプログレッシブ信号に変換してフィールド反転する方法が考えられる。しかしながら、この場合入力画像が静止画であれば直流成分が相殺されるように駆動できるが、入力画像が動画であれば画像の内容によっては直流成分が相殺されず、やはり焼き付きが起こるという問題があった。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置において、入力映像信号のシーンの変化を検出して、空間光変調素子の駆動回路の極性を最適化することにより、映像信号の内容にかかわらず液晶層への直流成分の印加を抑制して焼き付きを防止し、液晶表示素子の表示特性を向上させた高画質であり高い信頼性の投射表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下に記載の手段よりなる。
すなわち、
光源から出射する白色光を３原色光に係る赤、緑、青の色光に分解し、分解した各色光を反射型空間光変調素子にそれぞれ導き、前記反射型空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を合成し、前記投射光学系レンズにて投射する投射表示装置において、
入力映像信号のシーンの変化を検出するシーン変化検出手段と、
前記入力映像信号の同期信号を検出する同期信号検出手段と、
前記入力映像信号から前記反射型空間光変調素子を駆動するための信号に変換する映像信号処理手段と、
前記変換された信号の極性を反転するための極性反転手段と、
前記検出されたシーン変化信号と同期信号とから前記反射型空間光変調素子の駆動回路の極性を選択するための駆動極性選択手段と、
を有することを特徴とする投射表示装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投射表示装置の発明の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。
まず、図１を用いて本実施例に適用される反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置の構成と、その動作の一例について説明する。
【００１２】
同図において、例えば超高圧水銀ランプであるランプ１より発せられた光は、ミラー２に入射される。コールドミラー２で反射され光はダイクロイックミラー３に入射される。ダイクロイックミラー３に入射された光の内、赤色（Ｒ）光はダイクロイックミラー３を透過してミラー５に入射される。このＲ光はミラー５で反射されて偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと記す）９に入射される。
【００１３】
青色（Ｂ）／緑色（Ｇ）光はダイクロイックミラー３で反射されてダイクロイックミラー４に入射される。ダイクロイックミラー４に入射された光の内、Ｇ光はダイクロイックミラー４で反射してＰＢＳ１０に入射される。ダイクロイックミラー４に入射された光の内、Ｂ光はダイクロイックミラー４を透過してＰＢＳ１１に入射される。
【００１４】
ＰＢＳ９に入射されたＲ光はその接合面でＳ波成分のみが反射し、空間光変調素子２５ｒに入射される。空間光変調素子２５ｒに入射されたＳ波成分は空間光変調素子２５ｒで反射してＰ波成分となり、ＰＢＳ９の接合面を透過して合成プリズム１２に入射される。ＰＢＳ１０に入射されたＧ光はその接合面でＳ波成分のみが反射し、空間光変調素子２５ｇに入射される。空間光変調素子２５ｇに入射されたＳ波成分は空間光変調素子２５ｇで反射してＰ波成分となり、ＰＢＳ１０の接合面を透過して合成プリズム１２に入射される。
【００１５】
ＰＢＳ１１に入射されたＢ光はその接合面でＳ波成分のみが反射し、空間光変調素子２５ｂに入射される。空間光変調素子２５ｂに入射されたＳ波成分は空間光変調素子２５ｂで反射してＰ波成分となり、ＰＢＳ１１の接合面を透過して合成プリズム１２に入射される。なお、空間光変調素子２５ｒ，２５ｇ，２５ｂには、周知のように、映像に応じた電圧がかけられ、入射されたＲ，Ｇ，Ｂ光がそれぞれ変調される。
【００１６】
合成プリズム１２に入射されたＲ，Ｇ，Ｂ光は合成プリズム１２によって合成され、投射レンズ１３によってスクリーン１４に投射される。このようにして、スクリーン１４に映像が表示される。
【００１７】
次に、図２及び図３を用いて空間光変調素子の駆動回路について説明する。図２はその概略ブロック図を、図３は波形図を示したものである。
図２に示すように、入力端子２０より供給された入力映像信号は、デコーダ２４、及び同期検出回路２１、シーン変化検出回路２２に入力される。同期検出回路２１ではフィールド反転の基本的タイミングとなる垂直同期信号が検出される。
【００１８】
シーン変化検出回路２２では、画像の一部分の平均画像レベルＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｌｅｖｅｌ）をフィールド毎に比較する。検出したフィールドの部分ＡＰＬの差が予め設定した値より大であるときは、インターレース方式の映像信号で横縞模様に相当する映像信号、あるいは画像のシーンが大幅に変化したものと判断して検出信号を出力する。
【００１９】
前述の同期検出回路２１にて検出された垂直同期信号と、シーン変化検出回路２２から出力されたシーン変化検出信号とが駆動極性選択回路２３に供給される。駆動極性選択回路２３では、最終的に空間光変調素子を駆動する液晶印可電圧の極性を選択するための、切り換えＳＷ制御信号Ａを生成し空間光変調素子駆動回路２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂに供給する。
【００２０】
一方、映像信号は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの空間光変調素子に対応させるため、デコーダ２４においてＲ，Ｇ，Ｂ色信号にデコードされる。デコードされた色信号は、それぞれ空間光変調素子駆動回路２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂに供給される。空間光変調素子駆動回路２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは同一の回路であるので、Ｒ色の空間光変調素子駆動回路２５Ｒを例にとりさらに詳細に説明する。
【００２１】
デコーダ２４から供給されたＲ映像信号は、映像信号処理回路２５ａで空間光変調素子２５ｒのダイナミックレンジに対応したレベルに整形され後、切り換えＳＷ２５ｃの端子（ａ）及び極性反転回路２５ｂ供給される。極性反転回路２５ｂでは、映像信号処理回路２５ａにて整形された映像信号の極性のみを反転させた後、切り換えＳＷ２５ｃの端子（ｂ）に供給する。
【００２２】
映像信号処理回路２５ａ及び極性反転回路２５ｂから供給された信号を、前述の切り換えＳＷ制御信号Ａによって選択した後、空間光変調素子２５ｒの水平ドライバ２５ｄ、垂直ドライバ２５ｅに供給し光変調を行いＲ色の投射光が生成される。
【００２３】
次に、上述の動作を図３の波形図を用いて説明する。動図（ａ）は、入力映像信号を、（ｂ）は検出した垂直同期信号を示している。従来のフィールド反転駆動では、液晶印可基準電位は（ｃ）に示すように、単純に交互に極性を切り換えるものであり、最終的に空間光変調素子には（ｄ）で示す駆動映像信号が印可される。
【００２４】
本実施例による駆動回路では、前述の同期検出回路２１にて検出された垂直同期信号（ｂ）と、シーン変化検出回路２２から出力されたシーン変化検出信号（ｅ）とにより、液晶印可基準電位を（ｆ）のように選択生成する。そして、最終的に空間光変調素子には（ｇ）で示す駆動映像信号が印可されるようにしている。
【００２５】
なお、上述の実施例では、映像信号のシーンの変化を検出して、空間光変調素子の駆動回路の極性を切り換えているが、所定時間毎に切り換える構成としてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、反射型空間光変調素子を用いたフィールド反転駆動の投射表示装置において、入力映像信号のシーンの変化を検出して、空間光変調素子の駆動回路の極性を最適化することにより、映像信号の内容にかかわらず液晶層への直流成分の印加を抑制することができるため、焼き付きを防止することが可能となり、液晶表示素子の表示特性を向上させ高画質、および高い信頼性の投射表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に適用される投射表示装置の概略構成図を示したものである。
【図２】本実施例に適用される投射表示装置の概略ブロック図を示したものである。
【図３】本実施例に適用される空間光変調素子駆動回路の各部波形を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ランプ
２…コールドミラー
３，４…ダイクロイックミラー
５…ミラー
２５ｒ，２５ｇ，２５ｂ…空間光変調素子
９，１０，１１…偏光ビームスプリッタ
１２…合成プリズム
１３…投射レンズ
１４…スクリーン
２０…入力端子
２１…同期検出回路
２２…シーン変化検出回路
２３…駆動極性選択回路
２４…デコーダ
２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ…空間光変調素子駆動回路
２５ａ…映像信号処理回路
２５ｂ…極性反転回路
２５ｃ…切り換えＳＷ
２５ｄ…水平ドライバ
２５ｅ…垂直ドライバ
【図１】
2004325916.tif 000003
【図２】
2004325916.tif 000004
【図３】
2004325916.tif 000005