(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像光を得る光学エンジンと、
前記光学エンジンからの映像光から表示画面データを得る検知手段と、
前記表示画面データに基づいて補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む手段と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記光学エンジンに入力されるビデオ信号を補正する手段とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは前記検知手段が取り付けられた遮光物でなるレンズカバーを前記光学エンジンにセットして定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置。
【請求項２】
映像光を得る光学エンジンと、
前記光学エンジンからの映像光が表示されるスクリーンと、
前記映像光を前記スクリーンに導くミラーと、
前記ミラー及び前記スクリーンを介さずに前記映像光から表示画面データを得る検知手段と、
前記表示画面データをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号に変換された表示画面データから補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む手段と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記光学エンジンに入力されるビデオ信号を補正する手段とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは前記検知手段が取り付けられた遮光物でなるレンズカバーを前記光学エンジンにセットして定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置。
【請求項３】
映像光を得る光学エンジンと、
前記光学エンジンからの映像光が表示されるスクリーンと、
前記映像光を前記スクリーンに導くミラーと、
前記表示画面データに基づいて補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む演算処理装置と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記光学エンジンに入力されるビデオ信号を補正するガンマ補正回路とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは前記映像光から表示画面データをデジタル信号として検知可能な、前記光学エンジンからの映像光を得る検知手段が取り付けられた遮光物でなるレンズカバーを前記光学エンジンにセットして前記演算処理装置によって定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置。
【請求項４】
映像光を得る光学エンジンと、
前記光学エンジンからの映像光が表示されるスクリーンと、
前記映像光を前記スクリーンに導くミラーと、
前記表示画面データをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号に変換された表示画面データから補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む演算処理装置と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記光学エンジンに入力されるビデオ信号を補正するガンマ補正回路とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは前記映像光から表示画面データをアナログ信号として検知可能な、前記光学エンジンからの映像光を得る検知手段が取り付けられた遮光物でなるレンズカバーを前記光学エンジンにセットして前記演算処理装置によって定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置。
【請求項５】
リアプロジェクタ型表示装置であることを特徴とした請求項１乃至４のいずか一に記載の表示装置。
【請求項６】
映像光を得る光学エンジンと、
前記光学エンジンからの映像光から表示画面データを得る検知手段と、
前記表示画面データに基づいて補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む手段と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記映像光を得る手段に入力されるビデオ信号を補正する手段とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは前記検知手段が取り付けられた遮光物でなるレンズカバーを前記光学エンジンにセットして定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置補正システム。
【請求項７】
前記表示画面データは前記映像光を直接前記検知手段で読み取りＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換されたものであることを特徴とした請求項６に記載の表示装置補正システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、液晶等のその光学特性が電圧、電流、周波数、その他の電気的因子によって変調される表示装置および表示装置補正システムに関する。特に、表示画素毎に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の素子が設けられた投射型の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、絶縁基板上に半導体薄膜を形成した半導体装置、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製する技術が急速に発達している。その理由は、アクティブマトリクス型液晶表示装置（液晶パネル）の需要が高まっていることに起因している。
【０００３】
アクティブマトリクス型液晶表示装置（液晶パネル）は、ＣＲＴに比べ、低価格で大画面（４０〜１００型）の表示装置を提供でき、且つ、解像度の高い映像を観察者に提供することができるという優れた長所がある。
【０００４】
近年、この液晶パネルを使用したプロジェクタ（フロント・プロジェクタやリア・プロジェクタ等）が盛んに開発されている。フロント・プロジェクタは、光源からの光を液晶パネルに照射し、反射型のスクリーン上に結像させて、使用者はそのスクリーンの反射光を映像として得るものである。一方、リア・プロジェクタは、光源からの光を液晶パネルに照射し、映像を透過型の拡散用スクリーン（以下、単にスクリーンと呼ぶこともある。）表面に結像させ、光源と反対側のスクリーン面側から映像を観察可能にしたものである。
【０００５】
このようなプロジェクタには透過型のＲＧＢ多色表示パネルを１枚用いた単板式や、ＲＧＢ毎に分かれた単色表示パネルを３枚用い３種類の単色画面を光学的に合成する三板式等とがある。
【０００６】
単板式と三板式のいずれにおいても表示パネルは、基本的に同一の構造を有している。異なる点は、多色表示パネルがＲＧＢ三原色の割り当てられた画素を含んでいるのに対し、単色表示パネルは全ての画素がＲＧＢ三原色のうちの一色のみ割り当てられている点である。
【０００７】
プロジェクタ等に用いられる液晶等を電気光学物質として利用した透過型の表示パネルは、その光学変調率と映像信号の電圧レベルとが非直線的な関係にある。さらに、液晶の分光特性等に依存して、ＲＧＢ３原色毎の非直線性が異なっている。この非直線性をあらかじめ補正するために、ガンマ補正回路がＩＣチップまたは周辺駆動回路に内蔵されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来では出荷時に、図３に示したように、スクリーン１４に映し出された画面を前方からＣＣＤ１１等の測定装置により測定し、その画像データの１部をメモリし、そのデータを基にしたガンマ補正データをガンマ補正メモリに書き込んでいた。なお、このガンマ補正メモリへの書き込みは、装置の出荷時に１度だけ行われていた。即ち、従来では、メモリに出荷時のガンマ補正データが書き込まれ、以後、書き換えられることはなかった。
【０００９】
プロジェクタにおいては、長時間の使用により光源の劣化、液晶パネルの劣化、偏光板の劣化等が生じて画質が変化してしまうため、従来では、良好な表示を維持することが不可能であった。液晶パネル及び偏光板の劣化は、主にコントラスト比の低下を招き、光源の劣化は、主に表示特性（色再現性、明るさ）の低下を招くため深刻な問題となっていた。
【００１０】
また、最近のプロジェクタへの要求は、日に日に高まっており、液晶パネルの表示画素数が多くなり、高精細化、高密度化が進んでいる。
【００１１】
そのため、プロジェクタ及びそれを含むシステムにおいて、長時間にわたり高画質、高精細な表示を維持することが課題とされている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する本発明の構成は、
光学エンジンと、
前記光学エンジンからの映像光から表示画面データを得る検知手段と、
前記表示画面データに基づいて補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む手段と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記光学エンジンに入力されるビデオ信号を補正する手段とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置である。
【００１３】
また、本発明の他の構成は、
光学エンジンと、
前記光学エンジンからの映像光が表示されるスクリーンと、
前記映像光を前記スクリーンに導くミラーと、
前記ミラー及び前記スクリーンを介さずに前記映像光から表示画面データを得る検知手段と、
前記表示画面データをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号に変換された表示画面データから補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む手段と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記光学エンジンに入力されるビデオ信号を補正する手段とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置である。
【００１４】
また、本発明の他の構成は、
光学エンジンと、
前記光学エンジンからの映像光が表示されるスクリーンと、
前記映像光を前記スクリーンに導くミラーと、
前記映像光から表示画面データをデジタル信号として検知可能な、前記光学エンジンから前記スクリーンへの光路中に設けられた基材又は支持台に取り付けられたセンサと、
前記表示画面データに基づいて補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む演算処理装置と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記光学エンジンに入力されるビデオ信号を補正するガンマ補正回路とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは前記演算処理装置によって定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置である。
【００１５】
また、本発明の他の構成は、
光学エンジンと、
前記光学エンジンからの映像光が表示されるスクリーンと、
前記映像光を前記スクリーンに導くミラーと、
前記映像光から表示画面データをアナログ信号として検知可能な、前記光学エンジンから前記スクリーンへの光路中に設けられた基材又は支持台に取り付けられたセンサと、
前記表示画面データをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号に変換された表示画面データから補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む演算処理装置と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記光学エンジンに入力されるビデオ信号を補正するガンマ補正回路とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは前記演算処理装置によって定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置である。
【００１６】
また、本発明の他の構成は、
映像光を得る手段と、
前記映像光から表示画面データを得る検知手段と、
前記表示画面データに基づいて補正データを得ると共に、前記補正データをメモリに書き込む手段と、
前記メモリに書き込まれた補正データに基づいて前記映像光を得る手段に入力されるビデオ信号を補正する手段とを有し、
前記メモリに書き込まれた補正データは定期的に書き換えられることを特徴とした表示装置補正システムである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に示す実施例を本発明の実施の形態とする。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、この実施例に限定されないことは勿論である。
〔実施例１〕
図１に本発明の概略図を示す。１０１は、光学エンジン１０２からの映像光をスクリーン１０４に表示するリアプロジェクタ型表示装置である。ミラー１０３は，光学エンジン１０２からの映像光をスクリーン１０４に導くために設けられている。スクリーン１０４は、主として透明材からなる光透過板で構成されている。
【００１９】
また、光学エンジン１０２は、図２に示すように、光源２０１、ミラー２０４、液晶パネル２０７、２０８、２０９、クロスダイクロイックミラー２０３、２０６で主に構成されている。
【００２０】
図２において、光源２０１は、メタルハライドランプを用いている。光源２０１としては白色ランプであれば、特に限定されない。また、図２に一例として示すように、光源からの光を異なる３色（赤、青、緑）の光に分離して出射するクロスダイクロイックミラー２０３と、分離された３色の光をそれぞれ集束させるクロスダイクロイックミラー２０６と、全反射ミラー２０４と、偏光板２０５と、３枚の液晶パネル２０７、２０８、２０９により構成されている。この光学エンジン１０２は、リアプロジェクション型の光学エンジンであれば、特に限定されない。また、図示しないが、その他の光学系として、光源と液晶パネルの間に集光レンズを設ける構成や、液晶パネルとスクリーン１０４の間に投写レンズ等をそれぞれ設ける構成としてもよい。なお、本実施例では三板式のリアプロジェクタを示したが、この構造に限定されないことはいうまでもない。
【００２１】
そして、クロスダイクロイックミラー２０３からの３色の光を各々異なる液晶パネルに照射し、各液晶パネルにて得られる像をクロスダイクロイックミラー２０６によって合成後、前記スクリーン上にそれぞれ拡大照射して映像を得る。このようにしてカラーフィルターを設けることなく、カラー表示が得られる。
【００２２】
また、光学エンジン１０２には、ＨＤＴＶビデオＲＧＢ信号１０５がそれぞれＲ用ガンマ補正回路１０６、Ｇ用ガンマ補正回路１０７、Ｂ用ガンマ補正回路１０８を介して入力されている。それぞれのガンマ補正回路にはメモリ（補正メモリ１０９、１１０、１１１）が設けられており、このメモリテーブルを書き換えるためのパソコン（演算処理装置）１１２が接続可能となっている。パソコン１１２は、ＤＭＭ（デジタルマルチメータ）１１３に接続されている。
【００２３】
なお、液晶パネルのアクティブマトリクス基板と同一基板上に、上記ガンマ補正回路及びメモリをＴＦＴ等で作製し、集積化を図ってもよい。
【００２４】
以下に、本実施例の補正メモリのメモリテーブルを書き換える動作について説明する。
【００２５】
まず、光学エンジンからの映像光を直接センサー（図示しない）で読み取り、ＤＭＭ（デジタルマルチメーター）１１３でデジタル信号に変換する。従来では、出荷時にスクリーンに表示される映像を読み取っていた。それに対し、本実施例は、光学系（拡大レンズ、ミラー、スクリーン等）を介さずに光学エンジンからスクリーンへの光路中から直接、光学エンジンのレンズカバー１００等に設けられたセンサーで映像光を読み取ることにより、従来と比較してより正確な映像データを読み込む構成とした。
【００２６】
なお、本明細書中で言うレンズカバーとは、光学エンジンからスクリーンへの光路中に設けるセンサが取り付け可能な基材または支持台を総称して呼んでいる。本実施例では、レンズカバーとして蓋状のプラスチック部材を用いた。この蓋状のプラスチック部材は、遮光物であり、センサが光学エンジンからの光だけを検知するように使用者が適宜光学エンジンにセットする構成となっている。なお、センサが取付け可能な基材または支持台であれは、特に形状、材質に限定されない。
【００２７】
本実施例においては、フォトダイオードの設けられた光学エンジンのレンズカバー１００を使用者がセットし、使用者の必要に応じて適宜補正する構成とした。言うまでもなく、本発明は映像光からデータをアナログ信号またはデジタル信号として検知可能な手段であれば、フォトダイオードに限定されず、公知の様々なセンサ（ＣＣＤ、イメージセンサ等）を適用することが可能である。
【００２８】
また、センサの設置箇所は、光源からスクリーンまでの光路上であれば特に限定されない。例えば、光源の劣化に関する補正であれば、液晶パネルの表示素子基板と同一基板上に設けられたイメージセンサにより、光源からの強度データ等を得る構成としてもよい。
【００２９】
本実施例においては、全ての画素に対応して映像光情報を読み取ることが望ましいが、代表点の画素の映像光情報を読み取る構成としてもよい。全ての画素に対応して映像光情報を読み取る構成とした場合、画素一つが劣化して表示がわずかに変化した場合でも、適宜、映像信号の印加電圧を調節し、補正することができる。
【００３０】
なお、図１では、ＤＭＭを用いたが、この部分の基本的な機能は、上記検知手段で得られたアナログ信号である場合、映像光情報をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器でり、また、その他の機能としてパソコン（演算処理装置）に液晶パネル上の位置（アドレス）を与えるものである。また、ＤＭＭをリアプロジェクタ装置１０１に内蔵する構成としてもよい。本実施例においては、ＤＭＭを用いたが、Ａ／Ｄ変換器であれば、特に限定されない。たとえば、このＤＭＭの代わりに高速読み込みの可能なオシロスコープを用いてもよい。なお、上記検知手段によって得られるデータがデジタル信号である場合、ＤＭＭは必要ない。
【００３１】
そして、得られたデジタル信号の映像光データをパソコン（演算回路）で演算処理し、ガンマ補正用のデ─タを得る。このガンマ補正用のデ─タをガンマ補正回路内の補正メモリテーブルに書き込む。本実施例では、パソコンを接続したが、同様の演算処理の行えるＣＰＵを表示装置に内蔵する構成としてもよい。そうすることで、補正システムを備えた表示装置とすることができ、装置をより小型軽量化することができる。
【００３２】
本実施例において、ガンマ補正回路として曲線近似ガンマ補正回路を用いている。ガンマ補正としては、液晶のガンマ補正や、カメラによるガンマ補正等を行う。また、補正メモリのメモリテーブルを書き換える周期は、使用者が使用する度にレンズカバーをセットし、補正を行うことが望ましい。
【００３３】
また、表示装置の電源オフ時は自動的にレンズカバーがセットされており、表示装置の始動時にレンズカバーのセンサでデータを読み取り、補正データを書き換え、映像光の補正を行った後、自動的にレンズカバーをはずして表示を開始する構成とすることが好ましい。さらに望ましくは、映像表示を行いながら常時、映像光からデータを得、補正メモリのメモリテーブルを書き換え、補正を行う構成とすることが好ましい。
【００３４】
本実施例では、主にガンマ補正用のデ─タを補正メモリテーブルに書き込んでいるが、特にガンマ補正に限定することなく、同時に様々な補正（輝度補正、視角特性補正、表示欠陥補正、個人の好みに適した表示補正）を行うデータを補正メモリテーブルに書き込むことが望ましい。
【００３５】
この補正メモリは、ルックアップテーブルで構成されている。ルックアップテーブルは、既に演算された結果、即ち、所定の関数を独立変数と従属変数との対応関係として記憶したものである。なお、補正メモリはルックアップテーブルに限定されない。
【００３６】
このように定期的に書き換えた補正メモリを用いて、入力されたビデオ信号１０５に補正処理（ガンマ補正、輝度補正、視角特性補正、表示欠陥補正、個人の好みに適した表示補正）を施し、補正された信号を液晶パネルに入力することで良好な表示特性を維持することができた。
【００３７】
〔実施例２〕
本実施例では、フロント・プロジェクタに適用した場合の例（図示しない）を示す。フロント・プロジェクタは、光源からの光を液晶パネルに照射し、反射型のスクリーン上に結像させて、使用者はそのスクリーンの反射光を映像として得るものである。
【００３８】
本実施例では、表示装置に検知手段を設け、映像表示を行ないながら常時、スクリーンからの反射光から映像情報を得、補正メモリを書換えて映像信号を補正する構成とした。
【００３９】
映像情報の検知手段としては、ＣＣＤカメラ等を用い、表示装置内部に光学エンジンと並列させて設置した。なお、この構成では、表示されている映像をＣＣＤカメラで常時取込み、その情報に基づいて映像信号を随時、補正する構成とした。このようにすることで常に表示品位を維持することができた。
【００４０】
上記各実施例において、映像信号を補正する順序は、適宜変更可能であり、特に限定されないことはいうまでもない。
【００４１】
また、上記各実施例において、ガンマ補正回路は、外付けのガンマ補正回路として図示しているが、パネルと同一基板上にＴＦＴ等でガンマ補正回路を設ける構成とすると、小型軽量化が図れ好ましい。なお、表示素子と同時に補正回路を作製すると、作製コストの低減にもつながり好ましい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明により、光源の劣化に起因して生じる表示特性（色再現性、明るさ）の低下や、液晶パネル（液晶材料、画素ＴＦＴ、偏光板等）の劣化に起因して生じる表示特性（コントラスト比）の低下を低減することができる。従って、γ特性の良好な高画質、高精細な表示を長時間、維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の１実施例を示す概略図
【図２】    光学エンジンの概略図
【図３】    従来例を示す図
【符号の説明】
１００    検知手段（センサ）を備えたカバー
１０１    リアプロジェクタ型表示装置
１０２    光学エンジン
１０３    ミラー
１０４    スクリーン
１０５    ビデオ信号（映像信号）
１０６    ガンマ補正回路（Ｒ）
１０７    ガンマ補正回路（Ｇ）
１０８    ガンマ補正回路（Ｂ）
１０９、１１０、１１１      補正メモリ
１１２    パソコン
１１３    ＤＭＭ（デジタルマルチメ─タ）
【図１】
0003985981.tif 000002
【図２】
0003985981.tif 000003
【図３】
0003985981.tif 000004