(57)【要約】【課題】経時変化によって液晶パネルの光抜けが生じ色むらが発生するため、色むらを解消する液晶投射表示装置が求められている。【解決手段】赤、緑、青の３枚の液晶パネル１５〜１７からなる液晶投射表示装置において、液晶パネル１５〜１７の使用時間を計測する計時手段を内蔵したマイコン１１と、液晶パネル１５〜１７の経時変化に対応してそれぞれ異なる値の補正データを記憶したＲＯＭ１２と、マイコン１１で計測した時間を積算し、その積算結果に応じてＲＯＭ１２からの補正データを読出し、青液晶パネル１７の駆動信号レベルを補正する色むら補正回路１３と、この色むら補正回路１３からの出力によって駆動制御される液晶パネル１５〜１７とを有してなる液晶投射表示装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑、青色用の液晶パネルに光源からの光を入射し、各液晶パネルからの出射光を合成して拡大投射する液晶投射表示装置において、
前記液晶パネルの使用時間を計測する時間計測手段と、
前記液晶パネルの経時変化に応じて生じる色むらを補正するため、経時変化に対応してそれぞれ異なるデータ値を有する色むら補正データを記憶する記憶手段と、
前記時間計測手段で計測された時間データに基づいて、前記記憶手段から経時変化に応じた色むら補正データを読出し、この色むら補正データを利用して前記液晶パネルの駆動波形のレベルを補正する色むら補正手段と、を具備したことを特徴とする液晶投射表示装置。
【請求項２】
前記色むら補正手段によって、少なくとも青色液晶パネルの駆動波形のレベルを補正することを特徴とする請求項１記載の液晶投射表示装置。
【請求項３】
前記液晶パネル面を複数の領域に区分し、その複数の区分毎に設定された補正データを前記記憶手段に記憶するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶投射表示装置。
【請求項４】
前記記憶手段に記憶されている補正データは、さらに前記液晶パネルの特性及び前記光源の特性を基に生成されたデータであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶投射表示装置。
【請求項５】
前記色むら補正手段は、前記液晶パネルの初期の色むらを補正する初期データと、前記記憶手段に記憶されている経時変化に対応した色むら補正データとが重畳されたデータに基づいて色むら補正を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤色、緑色、青色の映像を表示させる液晶パネルを用いて、スクリーンに映像を拡大投射表示させる液晶投射表示装置に関し、特に、液晶パネルの経時変化により生じる色むらを補正可能とした液晶投射表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶投射表示装置は、白色光を分光して、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光を生成し、それら三原色光をそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの液晶パネルに入射し、各液晶パネルをＲ，Ｇ，Ｂ信号によって駆動することで、各液晶パネルからの出射光の強度を変調した後、各液晶パネルからの出射光を合成してスクリーンに拡大投射させるようにしている。
【０００３】
このような液晶プロジェクター装置は、メタルハライドランプ等の白色光源からの高輝度の光を液晶パネルに照射しており、液晶パネルの性能や光源の仕様により、スクリーンに色むらが発生することがある。この色むらは、本来、スクリーン全体が均一の色で表示されるべきところ、部分的に色の濃淡が異なって見える現象をいう。色むらの発生原因としては、Ｒ，Ｇ，Ｂ個々の液晶パネルに生じる輝度むらが一因となっており、また光源からの光の分布が均一でないことによっても輝度むらを生じ、スクリーン上では、色むらとなって見える。
【０００４】
このために、従来では、液晶プロジェクターから投射された映像をスクリーンに表示し、そのスクリーンの映像をカメラで撮影して色むらの状況を測定し、色むらの発生する画素部分の輝度レベルを標準値に近づけるに補正する方法が採用されている。
【０００５】
このような色むら補正は初期的に行われるもので、この初期的色むら補正は、各液晶パネルを駆動制御する際に、映像信号に同期した水平同期信号と垂直同期信号に基づいて、補正を要する画素のアドレスを設定し、それらアドレス毎に補正データを生成して不揮発性メモリに書込み記憶させ、この不揮発性メモリに記憶されたデータを読み出してＲ，Ｇ，Ｂの映像信号の信号レベル補正するものである。
【０００６】
このような色むら補正装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この特許文献１では、スクリーンに表示された全白色画面をビデオカメラで撮像し、このビデオカメラで撮像再生された全白色画面のＲ，Ｇ，Ｂ信号のそれぞれのレベルを、予め設定されている基準レベルと比較して、その比較差により色むら検出している。そして基準レベルとの差から色むらの補正量をマイクロコンピュータで演算生成して、不揮発性メモリに記憶させている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１７９７２７号公報（第３〜４頁、図２）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶プロジェクター装置は、液晶パネルの性能や光源の仕様等からスクリーンに表示される映像に部分的に色むらが発生するため、液晶プロジェクターの出荷段階にいて初期的な色むら補正を行っている。
【０００９】
しかしながら、液晶プロジェクターは、長時間（例えば数千時間）使用すると光源からの光、特に短波長波により、Ｂの液晶パネルの劣化が生じ易くなり、Ｒ，Ｇ，Ｂの液晶パネルからの出射光を合成してスクリーンに表示したとき色むらが生じ、映像の品位が低下することがあった。
【００１０】
つまり、長時間使用しているうちに、白色光の短波長側の光により液晶パネル内部の有機物が化学反応を起こし、パネル内の液晶分子が自由に動けなくなるため、ノーマリーホワイト表示の場合は、液晶によるシャッター機能が低下し、映像信号に反応することなく入射光がそのまま透過して出射されてしまうことになり、色抜け現象が発生してしまう。
【００１１】
また、特許文献１に記載の色むら補正装置は、初期的な補正を行うものに過ぎず、経時変化による色むら補正はできないという不都合がある。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、液晶パネルの経時変化に応じて液晶パネルの駆動を補正制御し、液晶パネルの合成光の色むらを解消する液晶投射表示装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、赤、緑、青色用の液晶パネルに光源からの光を入射し、各液晶パネルからの出射光を合成して拡大投射する液晶投射表示装置において、
前記液晶パネルの使用時間を計測する時間計測手段と；前記液晶パネルの経時変化に応じて生じる色むらを補正するため、経時変化に対応してそれぞれ異なるデータ値を有する色むら補正データを記憶する記憶手段と；前記時間計測手段で計測された時間データに基づいて、前記記憶手段から経時変化に応じた色むら補正データを読出し、この色むら補正データを利用して前記液晶パネルの駆動波形のレベルを補正する色むら補正手段と；を具備したことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、液晶パネルの経時変化による光抜け現象を抑制することができ、色むらの発生の軽減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の液晶投射表示装置の一実施形態を示すブロック図、図２は本発明の液晶投射表示装置における光学系を示すブロック図、図３は本発明の液晶投射表示装置における動作説明用の波形図、図４は本発明の液晶投射表示装置における液晶パネルの使用累計時間と光抜け量の関係を説明する説明図、図５は本発明の液晶投射表示装置おける液晶パネルの光抜けの状態を説明する説明図である。
【００１６】
最初に、図２を用いて本発明の液晶投射表示装置の一実施形態における光学系の構成について説明する。
【００１７】
図２において、メタルハライドランプ等の光源２１から放射された白色光は、リフレクタ２２で集光され、フィルター２３を介して出射される。フィルター２３は、白色光に含まれる紫外線や赤外線等をカットするもので、フィルター２３からの可視光の光軸上には、ダイクロイックミラー２４が設けられている。
【００１８】
このダイクロイックミラー２４は、赤色光（以下、Ｒ光と称する）を９０度反射し、緑色光（以下、Ｇ光と称する）と青色光（以下、Ｂ光と称する）を透過させる。
【００１９】
このダイクロイックミラー２４で反射されたＲ光は、このＲ光の光軸上に設けた全反射ミラー２６で９０度全反射され、Ｒ光集光レンズ３１で集光されてＲ用の液晶パネル（以下、Ｒ−ＬＣＤと称する）１５に入射される。
【００２０】
また前記ダイクロイックミラー２４を透過したＧ光とＢ光の光軸上には、ダイクロイックミラー２５が設けられ、このダイクロイックミラー２５ではＧ光を９０度反射させ、Ｂ光を透過させる。このダイクロイックミラー２５で反射されたＧ光は、Ｇ光集光レンズ３２で集光されてＧ用の液晶パネル（以下、Ｇ−ＬＣＤと称する）１６に入射される。
【００２１】
一方、前記ダイクロイックミラー２５を透過したＢ光の光軸上には、Ｂ光を集光する第１のリレーレンズ２９と、集光したＢ光を９０度反射させる第１の反射ミラー２７と、この第１の反射ミラー２７で反射されたＢ光を集光する第２のリレーレンズ３０、及びこの第２のリレーレンズ３０で集光されたＢ光を９０度反射させる第２の反射ミラー２８が設けられ、この第２の反射ミラー２８で反射された光は集光レンズ３３で集光してＢ用の液晶パネル（以下、Ｂ−ＬＣＤと称する）１７に入射される。なお、前記ダイクロイックミラー２５で分離されたＢ光は、前記Ｂ−ＬＣＤ１７に入射されるまでの光路長が長いために、第１と第２のリレーレンズ２９，３０を用いて、光学的補正を行っている。
【００２２】
前記Ｒ−ＬＣＤ１５，Ｇ−ＬＣＤ１６，及びＢ−ＬＣＤ１７をそれぞれ透過したＲ光、Ｇ光、及びＢ光は、ダイクロイックプリズム３４で合成されて、投射レンズ３５からスクリーン（図示せず）へ拡大投射されるようになっている。
【００２３】
次に、このような光学系に用いられる各液晶パネルの駆動制御と、経時変化に伴う色むら補正のための駆動制御部について、図１を用いて説明する。
【００２４】
図１において、液晶パネル駆動制御部は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）１１、ＲＯＭ１２、色むら補正回路１３、液晶ドライブ回路１４、及びＲ−ＬＣＤ１５，Ｇ−ＬＣＤ１６，Ｂ−ＬＣＤ１７から成っている。
【００２５】
前記マイコン１１は、液晶プロジェクター装置の使用時間を計測し、その使用時間の累積結果を算出し、その累積結果に応じて、後述するＲＯＭ１２に記憶されている色むら補正データを読出し、色むら補正信号を生成し、色むら補正回路１３に供給する。前記ＲＯＭ１２には、前記Ｒ−ＬＣＤ１５，Ｇ−ＬＣＤ１６，及びＢ−ＬＣＤ１７の経時変化による色むらを補正するため、色むら補正データが書込まれており、前述の時間の累積結果に応じて補正量が異なる補正データが記憶されている。
【００２６】
また、前記色むら補正回路１３には、ＲＧＢの映像信号が入力されるとともに、前記色むら補正信号が供給され、前記ＲＧＢ映像信号に色むら補正信号を重畳して次段のドライブ回路１４に出力する。ドライブ回路１４は、前記Ｒ−ＬＣＤ１５，Ｇ−ＬＣＤ１６，及びＢ−ＬＣＤ１７それぞれを駆動制御するもので、各液晶パネルは、前記ドライブ回路から色むら補正されたＲＧＢ映像信号が供給されるデータ信号ラインと、各液晶パネルを走査駆動する走査ラインとがマトリクス状に配置されている。
【００２７】
ところで、前記Ｒ−ＬＣＤ１５，Ｇ−ＬＣＤ１６，及びＢ−ＬＣＤ１７のうち、特にＢ−ＬＣＤ１７には短波長の光Ｂが照射されるため、経時変化による光抜けが顕著に発生する。このＢ−ＬＣＤ１７の使用時間と光抜け量の関係は、図４の図中の実線で示す特性を有し、使用初期は、ほとんど光抜けは生じないが、使用時間が増加するにつれて、入射光の短波長成分により光抜け量が徐々に増加し、最終的には加速度的に光抜け量が増大して、液晶としての機能が失われるようになる。なお、光抜け現象はＲ−ＬＣＤ１５とＧ−ＬＣＤ１６に発生することもあるが、Ｂ−ＬＣＤ１７ほど顕著には現れない。また、光抜け現象は液晶パネルの中央部ほど発生し易くなる。これは、液晶パネルに入射する光が中央部に集中し、周辺部は光が拡散されて弱くなるためと考えられる。
【００２８】
本発明では、液晶プロジェクターの使用時間と光抜け量の関係をもとに、光抜け量が増加し始める時期から、徐々にＢ−ＬＣＤ１７の駆動信号のレベルを補正することにより、図４の点線で示すように光抜け量を抑制するものである。
【００２９】
図３は、本発明によるＢ−ＬＣＤ１７の駆動信号波形を説明する波形図である。即ち、図３（ａ）（ｂ）は従来の駆動信号波形を示したもので、（ａ）は液晶パネルの初期状態の駆動信号波形、（ｂ）は経時変化が生じたときの駆動信号波形を示し、いずれの状態にあっても信号レベルａは、同一レベルである。
【００３０】
これに対して、本発明は、図３（ｃ）に示すように、液晶パネルの初期状態（経時変化が生じていない状態）の駆動信号レベルをａとすると、液晶パネルの経時変化が生じた場合には、図３（ｄ）に示すように駆動信号（映像信号）の信号レベルをｂ（ａ＜ｂ）のように上げるようにしている。つまり、液晶の駆動レベルを大きくしてシャッタ機能を強化し、光抜けの抑制、つまり合成表示画面の色むら発生を抑制するようにしている。
【００３１】
上記のレベル補正は、液晶プロジェクター装置の使用時間に応じて、Ｂ−ＬＣＤ１７の駆動レベルを補正するもので、使用時間の累積値に対応してそれぞれ異なるレベルの補正データを前記ＲＯＭ１２に書込み、記憶させるようにしている。
【００３２】
一方、前記マイコン１１は、液晶プロジェクター装置の使用時間の計測と、その使用時間の累積演算を行うと共に、その演算した累積時間に応じて、前記ＲＯＭ１２に記憶されている補正データを読み出し、その読み出した補正データを用いて、前記色むら補正回路１３で液晶パネルを駆動させる映像信号のレベルを補正するようにしている。
【００３３】
前記色むら補正回路１３は、前記マイコン１１からの制御の基に、図３（ｃ），（ｄ）で示すように、ＲＧＢ映像信号のうち、Ｂの映像信号の信号レベル補正する。即ち初期の段階では信号レベルａであったものを、経時変化に伴い信号レベルｂに補正して、前記ドライブ回路１４へと出力する。これによってドライブ回路１４は、信号レベルが補正されたＢの映像信号と、ＲとＧの映像信号とによってそれぞれＲ−ＬＣＤ１５，Ｇ−ＬＣＤ１６，及びＢ−ＬＣＤ１７を駆動制御する。
【００３４】
このように、経時変化に対応して、Ｂ−ＬＣＤ１７の駆動信号レベルを変化させることで、スクリーンに表示されるＲ−ＬＣＤ１５，Ｇ−ＬＣＤ１６，Ｂ−ＬＣＤ１７による合成画面の色むらが抑制緩和される。
【００３５】
図５は、従来の液晶プロジェクタと本発明の液晶プロジェクタによる経時変化による光抜けの状態を示すものである。従来のように経時変化に対してレベル補正を行わない場合の表示画面は、図５（ａ）に示すように、光抜けが生じ始めた段階では中央部の色むらの範囲は狭く、多少の色むらが認識される程度であるが、この光抜け状態が進行すると、図５（ｂ）に示すように、表示画面の中央部の色むら範囲が拡大され、かつ、色むらが顕著となり表示画面の品位は著しく損なわれる。
【００３６】
これに対して、本発明のように、経時変化に対応してレベル補正を行うと、光抜けが生じ始めても、図５（ｃ）に示すように、中央部分の色むらは、ほとんど認識できない状態に補正できる。また、光抜けが進行して末期に近づいても液晶パネルの駆動信号レベルが更に補正されるために、図５（ｄ）に示すように、表示画面の中央部の色むら範囲は拡大されるが、色むらが緩和抑制されて表示されるようになる。
【００３７】
この結果、液晶パネルの耐用末期近くまで、色むらを緩和抑制した状態で使用することができ、液晶プロジェクター装置としての耐用を長期化することができる。
【００３８】
なお、前述した本発明の実施形態においては、液晶パネル面の中央部分に光抜けが生じ、この光抜けによる色むらを補正するために、液晶パネル全面の画素に対して信号レベルを補正する例を述べたが、液晶パネルの光抜け現象は面内の中央部分と周辺部分とで光抜けの状態が異なることが十分に予想される。つまり、液晶パネルの性能や、この液晶パネルに入射される光源からの光分布等により光抜けが生じる位置や、光抜けが生じ始める時間もそれぞれ異なってくる。
【００３９】
このために、前記液晶パネル面を複数の領域に区分し、その区分毎の経時変化による光抜け量を基に、各内区分毎にそれぞれ経時変化に対する補正データを生成して前記ＲＯＭ１２に書込記憶させるようにしても良い。
【００４０】
このように、液晶パネルや光学系の特徴を勘案して、経時変化に対する補正データを前記ＲＯＭ１２に記憶することにより、液晶パネルの光抜け量を抑制し、表示画面の色むらを緩和させることができる。
【００４１】
尚、液晶プロジェクタの出荷時において、初期的な色むら補正を行うようにし、その初期の補正データに、経時変化による補正データを重畳するようにすれば、より一層、色むらの発生を低減することができる。即ち、初期的な色むら補正は、スクリーンに例えば全白色画面表示してそれをビデオカメラで撮像し、このビデオカメラで撮像再生されたＲ，Ｇ，Ｂ信号のそれぞれのレベルを、予め設定されている基準レベルと比較することで色むら部分を検出し、色むらのある画素に対して基準レベルに近づくように輝度補正を行うものである。
【００４２】
したがって、その輝度補正のデータに前述した経時変化に対応した補正データを重畳することにより、さらに色むらを低減することができる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の液晶投射表示装置は、液晶パネルの経時変化により生じる色むら、特にＢ−ＬＣＤの劣化による光抜け量を抑制して、表示画面に現れる色むらを緩和させることができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の液晶投射表示装置は、経時変化によって生じる光抜け現象を低減し、色むらの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶投射表示装置の一実施形態の主要部を示すブロック図。
【図２】本発明の液晶投射表示装置の光学系を示すブロック図。
【図３】本発明の液晶投射表示装置の動作を説明するための信号波形図。
【図４】本発明の液晶投射表示装置における液晶パネルの使用累計時間と光抜け量の関係を説明する説明図。
【図５】本発明の液晶投射表示装置における液晶パネルの光抜けの状態を説明する説明図。
【符号の説明】
１１…マイクロコンピュータ、１２…メモリ（ＲＯＭ）、１３…色むら補正回路、１４…ドライブ回路、１５…赤色液晶パネル（Ｒ−ＬＣＤ）、１６…緑色液晶パネル（Ｇ−ＬＣＤ）、１７…青色液晶パネル（Ｂ−ＬＣＤ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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