JP2007011163A - Liquid crystal display device, liquid crystal display system, and liquid crystal projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶を用いて映像を生成する液晶表示装置および液晶表示システムならびに液晶プロジェクタに関し、特に光源から液晶に向けて照射される光の量に応じた制御を行う液晶表示装置および液晶表示システムならびに液晶プロジェクタに関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, a liquid crystal display system, and a liquid crystal projector that generate images using liquid crystal, and more particularly to a liquid crystal display device and a liquid crystal display system that perform control according to the amount of light emitted from a light source toward the liquid crystal. And a liquid crystal projector.
近年、プロジェクションシステムの高精細化、小型化、高輝度化が進むにつれて、そのディスプレイデバイスとして小型高精細が可能であり、なおかつ高い光利用効率が期待できる反射型液晶表示デバイスが注目され、実用化されている。これは、一方に透明電極の形成されたガラス基板、もう一方に例えばCMOS半導体回路からなるシリコン基板を駆動素子基板として活用し、これら一対の基板間に液晶を注入したアクティブ型の反射型液晶表示装置である(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, with the advancement of high definition, miniaturization, and high brightness of projection systems, a reflective liquid crystal display device that can be miniaturized and high definition as a display device and that can be expected to have high light utilization efficiency has attracted attention and has been put to practical use. Has been. This is an active reflective liquid crystal display in which a glass substrate on which a transparent electrode is formed on one side and a silicon substrate made of, for example, a CMOS semiconductor circuit on the other side is used as a drive element substrate, and liquid crystal is injected between the pair of substrates. Device (see, for example, Patent Document 1).
シリコン駆動基板の上には、光の反射と液晶への電圧印加を行うための画素電極が配置されており、この画素電極は一般にはLSIプロセスで用いられているアルミニウムを主成分とした金属材料で構成される。 A pixel electrode for reflecting light and applying a voltage to the liquid crystal is disposed on the silicon drive substrate. This pixel electrode is a metal material mainly composed of aluminum used in LSI processes. Consists of.
これらの素子では、ガラス基板上に設けられた透明電極とシリコン基板に設けられた画素電極とに電圧を加えることで液晶に対して電圧を印加する。このとき、液晶はそれらの電極間の電位差に応じて液晶の屈折率を変化させ、光学的な特性変化を起こし、入射した光を変調することで階調表示を行う。 In these elements, a voltage is applied to the liquid crystal by applying a voltage to the transparent electrode provided on the glass substrate and the pixel electrode provided on the silicon substrate. At this time, the liquid crystal changes the refractive index of the liquid crystal according to the potential difference between the electrodes, causes an optical characteristic change, and performs gradation display by modulating the incident light.
このシリコン駆動基板を用いたシリコン反射型液晶表示装置およびこの表示装置を用いたプロジェクションシステムは、年々高輝度、高精細、高画質が求められている。 A silicon reflective liquid crystal display device using this silicon driving substrate and a projection system using this display device are required to have high brightness, high definition and high image quality year by year.
ここで、プロジェクタでは、その光学系を見ると分かるように、ランプ等の光源からの光を液晶表示デバイスに照射し、その反射光をスクリーンに投射して像を形成する。この際、液晶表示デバイス面へ照射される光の強度は、ランプ光源の劣化により、時間的に変化したり、またプロジェクタセット内の温度変化などによっても変化するのが一般であり、輝度の変化を検出し、それを光源の電源にフィードバックなどして、輝度を一定に保つなどすることが望まれている。 Here, the projector irradiates the liquid crystal display device with light from a light source such as a lamp and projects the reflected light onto a screen to form an image, as can be seen from the optical system. At this time, the intensity of the light applied to the liquid crystal display device surface generally changes over time due to deterioration of the lamp light source, and also changes due to temperature changes in the projector set. Therefore, it is desired to keep the brightness constant by detecting it and feeding it back to the power source of the light source.
ランプ等の光源における輝度の変化をモニタするためには、光学系の途中で光を取り出し、その光の輝度変化を感知する素子を用いて検出する方法が考えられる。このシステムでは、ダイクロイック色分離フィルタによってR(赤)、G(緑)、B(青)の3色に分離された各光路上に例えば5%反射するミラーを設けておき、このミラーで反射した光をセンサによって検出している。 In order to monitor the change in luminance in a light source such as a lamp, a method of taking out light in the middle of the optical system and detecting it using an element that senses the change in luminance of the light can be considered. In this system, a mirror that reflects, for example, 5% is provided on each optical path separated into three colors of R (red), G (green), and B (blue) by a dichroic color separation filter, and reflected by this mirror. Light is detected by a sensor.
しかし、このような構成では光学系の間に上記のようなミラーやセンサを設ける必要があり、ある程度の大きさを要することや、3色の光の各々に対応するとなると機構も複雑化してコストも上昇するといった問題が生じる。これは、近年のセットの小型化に際し、それを妨げる方向であり、そのような機能を盛り込むことは妥当でない。 However, in such a configuration, it is necessary to provide the mirrors and sensors as described above between the optical systems, and a certain size is required, and if each of the three colors of light is supported, the mechanism becomes complicated and the cost is reduced. The problem of rising. This is a direction that hinders the downsizing of sets in recent years, and it is not appropriate to incorporate such functions.
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、所定の隙間を介して重ね合わされ、その隙間に液晶が封入される一対の基板と、一対の基板のうち一方の基板上において、光源から液晶に向けて照射される光の量を検出する光センサとを備える液晶表示装置である。 The present invention has been made to solve such problems. That is, according to the present invention, a pair of substrates that are superimposed via a predetermined gap and liquid crystal is sealed in the gap, and light emitted from the light source toward the liquid crystal on one of the pair of substrates. A liquid crystal display device including an optical sensor for detecting the amount.
このような本発明では、液晶が封入される一対の基板のうち一方の基板上に光センサが設けられ、この光センサによって光源から液晶に向けて照射される光を量を検出しているため、液晶への入射光量を的確に検出して光量や表示に対する制御へ反映させることができる。 In the present invention, an optical sensor is provided on one of a pair of substrates in which liquid crystal is sealed, and the amount of light emitted from the light source toward the liquid crystal is detected by the optical sensor. The amount of light incident on the liquid crystal can be accurately detected and reflected in the control of the amount of light and display.
ここで、光センサとしては、受光量を電気信号に変換できるフォトダイオードを備えた構成であり、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサが好適である。つまり、一対の基板のうち一方がシリコン等の半導体基板によって構成される場合、その半導体基板に形成される液晶駆動用の素子とともにCMOSセンサ等から成る光センサを組み込むよう形成すれば、別途光センサを設ける構成に比べて工程数の削減やセットの小型化を図ることができる。 Here, the optical sensor has a configuration including a photodiode capable of converting the amount of received light into an electrical signal, and for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor is suitable. In other words, when one of the pair of substrates is constituted by a semiconductor substrate such as silicon, if an optical sensor composed of a CMOS sensor or the like is incorporated together with an element for driving a liquid crystal formed on the semiconductor substrate, the optical sensor is separately provided. The number of processes can be reduced and the size of the set can be reduced as compared with the configuration in which the is provided.
光センサの出力は、光源を制御する制御部や、液晶の駆動を補正する補正部、光源から液晶の光照射領域に向かう光の量を制御する光量調整部へ送られる。これにより、光センサで検出した光量に応じて、光源の出力や、液晶の駆動、光路上での光量調整を行うことができるようになる。 The output of the optical sensor is sent to a control unit that controls the light source, a correction unit that corrects driving of the liquid crystal, and a light amount adjustment unit that controls the amount of light traveling from the light source toward the light irradiation region of the liquid crystal. Thereby, according to the light quantity detected with the optical sensor, the output of a light source, the drive of a liquid crystal, and light quantity adjustment on an optical path can be performed now.
特に、本発明は、透明電極が形成された対向側基板と、反射電極が形成された駆動側基板と、対向側基板と駆動側基板とを所定の隙間を介して重ね合わせ、その隙間に封入される液晶と、駆動側基板の一部で光源からの光が照射される位置に形成された光センサとを備えること液晶表示装置である。 In particular, the present invention superimposes the opposing substrate on which the transparent electrode is formed, the driving substrate on which the reflective electrode is formed, the opposing substrate and the driving substrate through a predetermined gap, and encloses the gap. A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal to be applied; and a photosensor formed at a position where light from a light source is irradiated on a part of the driving side substrate.
この液晶表示装置では、駆動側基板によって液晶の映像を反射出力する反射型液晶表示装置であり、この駆動側基板に光センサが設けられていることによって光源からの入射光量を基板上で検出し、照射光量や液晶駆動の制御に利用できるようになる。 This liquid crystal display device is a reflective liquid crystal display device that reflects and outputs a liquid crystal image by a drive side substrate, and an optical sensor is provided on the drive side substrate to detect the amount of incident light from the light source on the substrate. It can be used to control the amount of irradiation light and liquid crystal drive.
また、本発明の液晶表示システムは、このような液晶表示装置と光源およびこの光源の光照射量を制御する制御部を含む構成によって構築される。しかも、光源がLED(Light Emitting Diode)やレーザダイオード等の固体光源から成る場合、光センサによって検出した光量に応じてLEDやレーザ等の固体光源への電流を制御して、的確かつ正確に光量を調整できる。 The liquid crystal display system of the present invention is constructed by a configuration including such a liquid crystal display device, a light source, and a control unit that controls the light irradiation amount of the light source. In addition, when the light source is a solid light source such as an LED (Light Emitting Diode) or a laser diode, the current to the solid light source such as an LED or laser is controlled according to the light amount detected by the optical sensor, and the light amount is accurately and accurately measured. Can be adjusted.
また、本発明の液晶表示装置は、生成した映像を光学系を介して投影する液晶プロジェクタに用いられる。これにより、特に照射光量の制御に厳しい要件が課される表示システムでも光センサによる光量検出によって液晶への照射光量や液晶駆動を制御して、安定した映像表示を提供できるようになる。 The liquid crystal display device of the present invention is used in a liquid crystal projector that projects a generated image through an optical system. This makes it possible to provide a stable video display by controlling the amount of light applied to the liquid crystal and driving the liquid crystal by detecting the amount of light with an optical sensor, even in a display system in which strict requirements are imposed on the control of the amount of irradiated light.
したがって、本発明によれば、光源から液晶に向けて照射される光の量に応じて液晶への照射光量や液晶駆動を最適に制御することが可能となる。また、例えばシリコン反射型液晶表示デバイスにおいて、シリコン駆動基板内に光検出するセンサを集積することにより、デバイスへの光源からの輝度を映像表示と同時に検出でき、光源の輝度の変化に合わせて、その電源のパワーを調整したり、デバイスの透過率を調整したりしてその輝度変化を相殺し、安定した映像を提供することが可能となる。また3色の色の変化を一定に保つこともでき、高画質のカラー映像を安定して表示することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to optimally control the amount of light applied to the liquid crystal and the liquid crystal drive in accordance with the amount of light emitted from the light source toward the liquid crystal. In addition, for example, in a silicon reflective liquid crystal display device, by integrating a sensor that detects light in the silicon drive substrate, the luminance from the light source to the device can be detected simultaneously with the video display, and in accordance with the change in the luminance of the light source, By adjusting the power of the power supply or adjusting the transmittance of the device, it is possible to cancel the luminance change and provide a stable image. In addition, the change of the three colors can be kept constant, and a high-quality color image can be stably displayed.
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図1は、本実施形態に係る液晶表示装置を説明する模式平面図である。すなわち、この液晶表示装置1は、反射型液晶デバイスであり、所定の隙間を介して重ね合わされ、その隙間に液晶を封入する一対の基板と、この一対の基板のうち一方の基板上に設けられる光センサ15とを備えた構成となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view for explaining the liquid crystal display device according to the present embodiment. That is, the liquid
図1は模式平面図であるため、一対の基板のうち駆動側基板10が示されている。反射型液晶デバイスでは、駆動側基板10としてシリコン等の半導体基板(半導体膜を形成した基板を含む。)を用い、この基板に半導体プロセス技術によって液晶駆動用のスイッチング素子と、そのスイッチング素子から液晶に電圧を印加する反射電極14とがマトリクス状に形成される。この反射電極14の形成範囲が液晶による映像の表示領域S1となる。また、駆動側基板10の表示領域S1の周辺には、スイッチング素子を駆動する走査ドライバ12やデータドライバ11、信号取り出しI/Oラインである電極パッド群13も形成されている。
Since FIG. 1 is a schematic plan view, a driving side substrate 10 is shown among a pair of substrates. In the reflective liquid crystal device, a semiconductor substrate such as silicon (including a substrate on which a semiconductor film is formed) is used as the driving-side substrate 10, and a switching element for driving liquid crystal and a liquid crystal from the switching element are formed on the substrate by a semiconductor process technique. Are formed in a matrix shape. The formation range of the reflection electrode 14 is a display area S1 of an image by liquid crystal. In addition, a
駆動側基板10に対向する基板としてはガラス基板が用いられる。このガラス基板には一様に透明電極が形成されており、駆動側基板10の反射電極14に対する対向電極として用いられる。これら駆動側基板10とガラス基板とが一対の基板として図示しないシール剤を介して貼り合わされ、シール剤の厚さによって構成される基板間ギャップに液晶が封入されることになる。 A glass substrate is used as the substrate facing the driving substrate 10. A transparent electrode is uniformly formed on the glass substrate, and is used as a counter electrode for the reflective electrode 14 of the driving side substrate 10. The driving-side substrate 10 and the glass substrate are bonded together as a pair of substrates via a sealing agent (not shown), and the liquid crystal is sealed in the inter-substrate gap constituted by the thickness of the sealing agent.
また、本実施形態の液晶表示装置1では、このような一対の基板のうち、駆動側基板に10おける表示領域S1の外側に光センサ15が形成されている。光センサ15は、駆動側基板10に例えばCMOSセンサとして組み込まれている。CMOSセンサは駆動側基板10にスイッチング素子等を形成するのと同じ半導体プロセス技術によって形成できるため、容易に組み込むことが可能である。
Further, in the liquid
光センサ15の配置場所としては、表示領域S1の外側で光照射領域S2の内側の一部に設けられる。すなわち、光源から照射される光は表示領域S1より僅かに大きな領域(光照射領域S2)に照射される。このため、表示する映像に影響がでないよう表示領域S1の外側で光源からの光が照射される領域に光センサ15を設ける。 As an arrangement place of the optical sensor 15, it is provided outside the display area S1 and inside the light irradiation area S2. That is, the light emitted from the light source is applied to an area (light irradiation area S2) slightly larger than the display area S1. For this reason, the optical sensor 15 is provided in the area | region where the light from a light source is irradiated outside the display area S1 so that the image | video to display may not be affected.
光センサ15は、デバイスに照射されている光の照度を検出し、その検出した信号をデバイスの電極パッド群13の一部から取り出すことができる。この信号を用いることで、液晶表示装置1の各種制御に利用できるようになる。
The optical sensor 15 can detect the illuminance of the light applied to the device and extract the detected signal from a part of the electrode pad group 13 of the device. By using this signal, it can be used for various controls of the liquid
このように、駆動側基板10に光センサ15を組み込むことで、光路をミラーで分岐したり、別個に光センサを配置する必要なく、表示領域S1に照射される光を直接的に検出することができ、セットの小型化とともに精度の高い照射光量検出を行うことが可能となる。 In this way, by incorporating the optical sensor 15 in the driving side substrate 10, it is possible to directly detect the light applied to the display area S1 without having to split the optical path with a mirror or disposing a separate optical sensor. Therefore, it is possible to detect the irradiation light amount with high accuracy as well as downsizing the set.
なお、この光センサ15が配置される部分では光は大部分吸収されるが、センサ表面でわずかに反射された光は偏光変換されないため、光学的には原則出射方向に向かわないことになる。また、この液晶表示装置1をリアプロジェクションのようなディスプレイシステムで用いる場合、表示面の端の部分はオーバスキャンによって表示されない。仮に光センサからの反射光があったとしても、光センサ部分をこの表示部分端のオーバスキャン領域に配置することで、本来のディスプレイには全く影響を与えず、デバイス面に照射されている光の強さを検出することが可能である。
Note that light is mostly absorbed in the portion where the optical sensor 15 is disposed, but light slightly reflected on the sensor surface is not converted in polarization, and therefore optically does not go in the emission direction in principle. When the liquid
この光センサ15で検出した光量は電気信号に変換され、電極パッド群13から例えばフレキシブルケーブルを通して、デバイスの外部に取り出される。そして、図示しない信号処理基板に伝達され、例えば光源の電源などの制御にフィードバックされる。 The amount of light detected by the optical sensor 15 is converted into an electrical signal and taken out from the electrode pad group 13 to the outside of the device through, for example, a flexible cable. Then, the signal is transmitted to a signal processing board (not shown) and fed back to the control of the power source of the light source, for example.
特に、本実施形態の液晶表示装置1がシリコン反射型液晶デバイスから成る場合、スイッチング素子をシリコンで構成できるため、光センサ15としてCMOSセンサを用いれば、ディスプレイ駆動用のスイッチング素子と同じ基板面内に集積して形成することが容易に可能となる。
In particular, when the liquid
次に、本実施形態に係る液晶表示装置1のシステムへの適用例を説明する。図2は、本実施形態に係る第1の液晶表示システムを説明する模式図である。この液晶表示システム100は、上記説明した液晶表示装置1と、この液晶表示装置1に光を照射する光源1012と、液晶表示装置1の駆動回路105と、光源1012から出射される光を液晶表示装置1側へ反射させ、液晶表示装置1で反射される映像光を直進させるビームスプリッタ104と、光源1012の制御部1013とを備えている。
Next, an application example of the liquid
この液晶表示システム100では、光源1012から出射した光をビームスプリッタ104で液晶表示装置1側へ反射し、液晶表示装置1の光照射領域S2(図1参照)に照射する。液晶表示装置1は駆動回路105によって駆動され、表示する映像に対応した反射電極14(図1参照)への電圧印加によって液晶を駆動し、光源1012から照射された光の反射率を制御する。この反射率制御によって光源1012から照射される光が変調され、それが映像となって出力される。
In the liquid
本実施形態の液晶表示システム100で用いられる液晶表示装置1には、先に説明したような光センサ15(図1参照)が設けられているため、光源1012から出射され液晶表示装置1に照射される光の量をこの光センサ15でリアルタイムに検出することができる。光センサ15で検出した光量の信号(検出信号S)は光源1012の制御部1013にフィードバックされる。そして、制御部1013では、光センサ15から送られる光量の検出信号Sに基づいて光源1012の光量制御を行う。
Since the liquid
具体的には、光源1012から液晶表示装置1に照射される光の量を一定に保つため、光センサ15で検出した光量が基準値よりも小さい場合には光源1012の出射光量を増加させ、反対に検出した光量が基準値よりも大きい場合には光源1012の出射光量を低下させるよう制御部1013で光源1012を制御する。
Specifically, in order to keep the amount of light irradiated from the
ここで、光源1012が白色ランプから成る場合、制御部1013は光源1012への供給電圧の増減によって制御を行う。また、光源1012がLEDやレーザダイオードのような固体光源の場合、制御部1013は光源1012への供給電流の増減によって制御を行う。光源1012が固体光源の場合には電流制御によって精度の高い光量調整を行うことが可能である。これにより、環境変化や経時変化等で光源1012の出射光量が変動しても、液晶表示装置1へは常に安定した照射光量を保つことが可能となる。
Here, when the
図3は、本実施形態に係る第2の液晶表示システムを説明する模式図である。この液晶表示システム100は、上記説明した液晶表示装置1と、この液晶表示装置1に光を照射する光源1012と、液晶表示装置1の駆動回路105と、光源1012から出射される光を液晶表示装置1側へ反射させ、液晶表示装置1で反射される映像光を直進させるビームスプリッタ104と、液晶の駆動を補正する補正部1051とを備えている。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the second liquid crystal display system according to the present embodiment. The liquid
この液晶表示システム100における映像出力方法は図2に示す第1の液晶表示システムと同じであるが、第2の液晶表示システム100では、液晶表示装置1の光センサ15で検出した光量の信号(検出信号S)を補正部1051にフィードバックしている点で相違する。そして、補正部1051では、光センサ15から送られる光量の検出信号Sに基づいて駆動回路105による液晶の駆動に補正を施している。
The video output method in the liquid
具体的には、液晶表示装置1での一定のデータに対する光反射率を一定に保つため、光センサ15で検出した光量が基準値よりも小さい場合には液晶による反射率を高めるよう駆動回路105に補正を与え、反対に検出した光量が基準値よりも大きい場合には液晶による反射率を低くするよう駆動回路105に補正を与える。これにより、光源1012の光量変化があっても安定した反射率で映像表示を行うことが可能となる。
Specifically, in order to keep the light reflectance with respect to certain data in the liquid
図4は、本実施形態に係る第3の液晶表示システムを説明する模式図である。この液晶表示システム100は、上記説明した液晶表示装置1と、この液晶表示装置1に光を照射する光源1012と、液晶表示装置1の駆動回路105と、光源1012から出射される光を液晶表示装置1側へ反射させ、液晶表示装置1で反射される映像光を直進させるビームスプリッタ104と、光源1012からビームスプリッタ104に向かう光路上に設けられ光源1012の光量を調整する光量調整部1020とを備えている。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a third liquid crystal display system according to the present embodiment. The liquid
この液晶表示システム100における映像出力方法は図2、図3に示す第1、第2の液晶表示システムと同じであるが、第3の液晶表示システム100では、液晶表示装置1の光センサ15で検出した光量の信号(検出信号S)を光量調整部1020にフィードバックしている点で相違する。そして、光量調整部1020では、光センサ15から送られる光量の検出信号Sに基づいて光源1012から出射される光の量を制御している。
The video output method in the liquid
具体的には、液晶表示装置1での一定のデータに対する光反射率を一定に保つため、光センサ15で検出した光量が基準値よりも小さい場合には光源1012から出射される光の透過量を増加させるよう光量調整部1020で制御し、反対に検出した光量が基準値よりも大きい場合には光源1012から出射される光の透過量を低下させるよう光量調整部1020で制御する。これにより、光源1012の経時変化によって光量変動があっても、液晶表示装置1へは常に安定した照射光量を保つことが可能となる。
Specifically, in order to keep the light reflectance with respect to certain data in the liquid
次に、本実施形態に係る液晶表示装置の液晶プロジェクタへの適用について説明する。図5は、本実施形態の液晶表示装置を用いた第1の液晶プロジェクタの例を示す模式図である。すなわち、液晶プロジェクタ1000は、ランプ光源101、レンズ部102、ダイクロイック色分離フィルタ103、ビームスプリッタ104r、104g、104b、液晶表示装置1r、1g、1b、駆動回路105r、105g、105b、プリズム(ダイクロイックミラー)106および投射レンズ107を備えた構成となっている。
Next, application of the liquid crystal display device according to the present embodiment to a liquid crystal projector will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a first liquid crystal projector using the liquid crystal display device of the present embodiment. That is, the
この液晶表示装置1r、1g、1bとしては上記説明した本実施形態に係る反射型の液晶表示装置を用いているため、図1に示す駆動側基板10に設けられる反射電極14としてアルミニウム等の金属を用い、対向側のガラス基板に形成される対向電極として透明電極を用いている。
As the liquid
このシステムでは、ランプ光源101から出射した光をレンズ部102からダイクロイック色分離フィルタ103に送り、ここで2方向へ分離する。2方向へ分離された光は、全反射ミラー108、109、ビームスプリッタ104r、104g、104b、ダイクロイックミラー110、プリズム106によってR(RED)、G(GREEN)、B(BLUE)3色に対応した反射型の液晶表示装置1r、1g、1bから成る表示部に各々送られる。
In this system, the light emitted from the
例えば、R(RED)に対応した液晶表示装置1rには、ダイクロイック色分離フィルタ103から全反射ミラー108、ビームスプリッタ104rを介してランプ光源101からの光が入射し、G(GREEN)に対応した液晶表示装置1gには、ダイクロイック色分離フィルタ103から全反射ミラー108、ダイクロイックミラー110およびビームスプリッタ104gを介してランプ光源101からの光が入射し、B(BLUE)に対応した液晶表示装置1bには、ダイクロイック色分離フィルタ103から全反射ミラー109、ビームスプリッタ104bを介してランプ光源101からの光が入射する。
For example, the light from the
各液晶表示装置1r、1g、1bは、ダイクロイックミラーであるプリズム106の複数の面に各々対応する状態で、ビームスプリッタ104r、104g、104bを介して設けられている。また、各液晶表示装置1r、1g、1bは各々対応する駆動回路105r、105g、105bによって駆動され、入射した光を液晶層で映像にして反射し、プリズム106によって合成して投射レンズ107に送る。これにより、R(RED)、G(GREEN)、B(BLUE)3色に対応した映像が図示しないスクリーンに投影され、カラー画像として再現されることになる。
Each of the liquid
また、各液晶表示装置1r、1g、1bには、先に説明したような光センサ15(図1参照)が設けられているため、ランプ光源101から出射され液晶表示装置1r、1g、1bに各々照射される光の量をこの光センサ15でリアルタイムに検出することができる。光センサ15で検出した光量の信号(検出信号Sr、Sg、Sb)はランプ光源101の制御部120にフィードバックされる。そして、制御部120では、光センサ15から送られる光量の検出信号Sr、Sg、Sbに基づいてランプ光源101の光量制御を行う。
Further, since each of the liquid
具体的には、ランプ光源101から液晶表示装置1r、1g、1bに照射される光の量を一定に保つため、光センサ15で検出した光量が基準値よりも小さい場合にはランプ光源101への供給電圧を高めて出射光量を増加させ、反対に検出した光量が基準値よりも大きい場合にはランプ光源101への供給電圧を低くして出射光量を低下させるよう制御部120で制御する。
Specifically, in order to keep the amount of light emitted from the
これにより、環境変化や経時変化等で光源101の出射光量が変動しても、液晶表示装置1r、1g、1bへは常に安定した照射光量を保つことが可能となり、液晶プロジェクタ1000から安定して映像を提供できるようになる。
As a result, even if the amount of light emitted from the
図6は、本実施形態の液晶表示装置を用いた第2の液晶プロジェクタの例を示す模式図である。第2の液晶プロジェクタ1000は、レンズ部102、ダイクロイック色分離フィルタ103、ビームスプリッタ104r、104g、104b、液晶表示装置1r、1g、1b、駆動回路105r、105g、105b、プリズム(ダイクロイックミラー)106および投射レンズ107、制御部120を備える点で第1の液晶プロジェクタと同じであるが、ランプ光源101の変わりに固体光源1010を用いている点で相違する。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a second liquid crystal projector using the liquid crystal display device of the present embodiment. The second
固体光源1010としては、R(RED)、G(GREEN)、B(BLUE)の各色に対応したELDやレーザダイオードを用いる。この固体光源1010から出射された光はレンズ部102からダイクロイック色分離フィルタ103に送られ、ここで2方向へ分岐して、全反射ミラー108、109、ビームスプリッタ104r、104g、104b、ダイクロイックミラー110、プリズム106によってR(RED)、G(GREEN)、B(BLUE)3色に対応した反射型の液晶表示装置1r、1g、1bから成る表示部に各々送られる。
As the solid-
例えば、R(RED)に対応した液晶表示装置1rには、ダイクロイック色分離フィルタ103から全反射ミラー108、ビームスプリッタ104rを介して固体光源1010からのR(RED)の光が入射し、G(GREEN)に対応した液晶表示装置1gには、ダイクロイック色分離フィルタ103から全反射ミラー108、ダイクロイックミラー110およびビームスプリッタ104gを介して固体光源1010からのG(GREEN)光が入射し、B(BLUE)に対応した液晶表示装置1bには、ダイクロイック色分離フィルタ103から全反射ミラー109、ビームスプリッタ104bを介して固体光源1010からのB(BLUE)光が入射する。
For example, R (RED) light from the solid-
各液晶表示装置1r、1g、1bは、ダイクロイックミラーであるプリズム106の複数の面に各々対応する状態で、ビームスプリッタ104r、104g、104bを介して設けられている。また、各液晶表示装置1r、1g、1bは各々対応する駆動回路105r、105g、105bによって駆動され、入射した光を液晶層で映像にして反射し、プリズム106によって合成して投射レンズ107に送る。これにより、R(RED)、G(GREEN)、B(BLUE)3色に対応した映像が図示しないスクリーンに投影され、カラー画像として再現されることになる。
Each of the liquid
また、各液晶表示装置1r、1g、1bには、先に説明したような光センサ15(図1参照)が設けられているため、固体光源1010から出射され液晶表示装置1r、1g、1bに各々照射される各色の光の量をこの光センサ15でリアルタイムに検出することができる。光センサ15で検出した光量の信号(検出信号Sr、Sg、Sb)は固体光源1010の制御部120にフィードバックされる。そして、制御部120では、光センサ15から送られる各色の光量の検出信号Sr、Sg、Sbに基づいて固体光源1010の対応する各色の光量制御を行う。
Further, since each of the liquid
光源としてRGB各色に対応した固体光源1010を用いることで、制御部120は各色に対応して独立に光量制御を行うことができる。具体的には、各液晶表示装置1r、1g、1bの光センサ15で検出した光量を各々基準値と比較して、その基準値よりも小さい場合には固体光源1010の対応する色への供給電流を高めて出射光量を増加させ、反対に検出した光量が基準値よりも大きい場合には固体光源1010の対応する色への供給電流を低くして出射光量を低下させるよう制御部120で制御する。
By using the solid
これにより、環境変化や経時変化等で固体光源101の出射光量が変動しても、液晶表示装置1r、1g、1bへは常に安定した照射光量を保つことが可能となり、液晶プロジェクタ1000から安定して映像を提供できるようになる。また、固体光源1010のRGB各色の光量を独立して制御できるため、各色のバランスを考慮した制御も可能となる。
As a result, even when the amount of light emitted from the solid-
図7は、本実施形態の液晶表示装置を用いた第3の液晶プロジェクタの例を示す模式図である。第3の液晶プロジェクタ1000は、液晶表示装置1r、1g、1b、駆動回路105r、105g、105b、プリズム(ダイクロイックミラー)106および投射レンズ107、制御部120を備える点で第1、第2の液晶プロジェクタと同じであるが、光源がR(RED)、G(GREEN)、B(BLUE)各々別個に設けられている点で相違する。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a third liquid crystal projector using the liquid crystal display device of the present embodiment. The third
つまり、第3の液晶プロジェクタ1000では、各色の光源を独立して備えるため、第1、第2の液晶プロジェクタで備えるレンズ部102、ダイクロイック色分離フィルタ103、ビームスプリッタ104r、104g、104bが不要となっている。
That is, in the third
光源は、R(RED)に対応した光源1010r、G(GREEN)に対応した光源1010g、B(BLUE)に対応した光源1010bから成り、これらの光源はランプ光源であってもELDやレーザダイオード等の固体光源であってもよい。なお、ここでは制御性の高さから固体光源を用いるものとする。
The light source includes a
RGB各色の光源1010r、1010g、1010bから出射される各色の光は、各々対応するビームスプリッタ104r、104g、104bで反射してRGB各色に対応した液晶表示装置1r、1g、1bに各々送られる。
The light of each color emitted from the
例えば、R(RED)に対応した液晶表示装置1rには、光源1010rからビームスプリッタ104rを介してR(RED)の光が入射し、G(GREEN)に対応した液晶表示装置1gには、光源1010gからビームスプリッタ104gを介してG(GREEN)光が入射し、B(BLUE)に対応した液晶表示装置1bには、光源1010bからビームスプリッタ104bを介してB(BLUE)光が入射する。
For example, R (RED) light is incident on the liquid
各液晶表示装置1r、1g、1bは各々対応する駆動回路105r、105g、105bによって駆動され、入射した光を液晶層で映像にして反射し、プリズム106によって合成して投射レンズ107に送る。これにより、R(RED)、G(GREEN)、B(BLUE)3色に対応した映像が図示しないスクリーンに投影され、カラー画像として再現されることになる。
Each of the liquid
また、各液晶表示装置1r、1g、1bには、先に説明したような光センサ15(図1参照)が設けられているため、各光源1010r、1010g、1010bから液晶表示装置1r、1g、1bに各々照射される各色の光の量をこの光センサ15でリアルタイムに検出することができる。光センサ15で検出した光量の信号(検出信号Sr、Sg、Sb)は各光源1010r、1010g、1010bの制御部にフィードバックされる。そして、制御部では、光センサ15から送られる各色の光量の検出信号Sr、Sg、Sbに基づいて各光源1010r、1010g、1010bの対応する各色の光量制御を行う。
In addition, since each of the liquid
光源としてRGB各色別個に設けることで、各制御部は各色に対応して独立に光量制御を行うことができる。具体的には、各液晶表示装置1r、1g、1bの光センサ15で検出した光量を各々基準値と比較して、その基準値よりも小さい場合には該当する光源1010r、1010g、1010bへの供給電流を高めて出射光量を増加させ、反対に検出した光量が基準値よりも大きい場合には該当する光源1010r、1010g、1010bへの供給電流を低くして出射光量を低下させるよう制御部で制御する。
By providing each RGB color separately as a light source, each control unit can perform light amount control independently for each color. Specifically, the light amounts detected by the optical sensors 15 of the respective liquid
これにより、環境変化や経時変化等で各光源1010r、1010g、1010bの出射光量が変動しても、液晶表示装置1r、1g、1bへは常に安定した照射光量を保つことが可能となり、液晶プロジェクタ1000から安定して映像を提供できるようになる。また、各光源1010r、1010g、1010bの光量を独立して制御できるため、各色のバランスを考慮した制御も可能となる。
As a result, even when the amount of light emitted from each of the
図8は、本実施形態の液晶表示装置を用いた第4の液晶プロジェクタの例を示す模式図である。先に説明した第1〜第3の液晶プロジェクタは、RGB各色に対応して液晶表示装置1r、1g、1bを備える3板式のシステムであるが、第4の液晶プロジェクタ1000は、RGB各色に対応した各色の発光および駆動をシーケンシャルに行う単板式のシステムである。したがって、第4の液晶プロジェクタ1000では、3色光源1011、ビームスプリッタ104、液晶表示装置1、駆動回路101および投射レンズ107による構成となっており、最も小型化が実現可能である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a fourth liquid crystal projector using the liquid crystal display device of the present embodiment. The first to third liquid crystal projectors described above are three-plate systems that include the liquid
3色光源1011は、R(RED)、G(GREEN)、B(BLUE)に対応した光を所定のタイミングで順次繰り返して出力する。この各色の発光のタイミングに合わせて駆動回路105が駆動して、液晶表示装置1で各色の映像を順次繰り返し表示する。3色光源1011はランプ光源であってもELDやレーザダイオード等の固体光源であってもよいが、制御性の高さから固体光源を用いるものとする。
The three-
この液晶表示装置1には、先に説明したような光センサ15(図1参照)が設けられているため、3色光源1010から液晶表示装置1に各々照射される各色の光の量をこの光センサ15で順次検出することができる。すなわち、RGBの光の出射タイミングと同期して、光センサ15から各色の検出信号Sr、Sg、Sbを順次出力し、3色光源1011の制御部にフィードバックする。そして、制御部では、光センサ15から送られる各色の光量の信号(検出信号Sr、Sg、Sb)に基づいて3色光源1011の対応する各色の光量制御を行う。
Since the liquid
具体的には、液晶表示装置1の光センサ15で順次検出した各色の光量を各々の基準値と比較して、その基準値よりも小さい場合には該当する色の発光時に供給電流を高めてその色の出射光量を増加させ、反対に検出した光量が基準値よりも大きい場合には該当する色の発光時に供給電流を低くしてその色の出射光量を低下させるよう制御部で制御する。
Specifically, the light amount of each color sequentially detected by the optical sensor 15 of the liquid
これにより、環境変化や経時変化等で3色光源1011の出射光量が変動しても、液晶表示装置1へは常に安定した照射光量を保つことが可能となり、液晶プロジェクタ1000から安定して映像を提供できるようになる。また、3色光源1011の各色の発光量を独立して制御できるため、各色のバランスを考慮した制御も可能となる。
As a result, even when the amount of light emitted from the three-
なお、上記説明した本実施形態に係る液晶表示装置は、主として反射型デバイスの例を用いたが、透過型デバイスであっても適用可能であり、この場合は駆動側基板、対向側基板ともにガラス基板を使用し、電極として透明電極を用いるようにすればよい。また、上記実施形態では、光センサを駆動側基板に形成する例を説明したが、対向側基板に設ける構成であっても実現可能である。 The liquid crystal display device according to the present embodiment described above mainly uses an example of a reflection type device, but can be applied to a transmission type device. In this case, both the driving side substrate and the opposite side substrate are made of glass. A substrate may be used and a transparent electrode may be used as the electrode. Moreover, although the example which forms an optical sensor in a drive side board | substrate was demonstrated in the said embodiment, even if it is the structure provided in an opposing board | substrate, it is realizable.
1…液晶表示装置、10…駆動側基板、11…データドライバ、12…走査ドライバ、13…電極パッド群、14…反射電極、15…光センサ、100…液晶表示システム、101…ランプ光源、120…制御部、1012…光源、1000…液晶プロジェクタ
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記一対の基板のうち一方の基板上において、光源から前記液晶に向けて照射される光の量を検出する光センサと
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 A pair of substrates that are overlapped via a predetermined gap and in which liquid crystal is sealed;
An optical sensor that detects an amount of light emitted from a light source toward the liquid crystal on one of the pair of substrates.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The said optical sensor is provided in a part inside the irradiation area | region of the light radiate | emitted from the said light source outside the display area which produces | generates an effective image | video with the said liquid crystal. Liquid crystal display device.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the photosensor is formed on a substrate having a circuit for driving the liquid crystal among the pair of substrates.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the photosensor is formed on a semiconductor substrate having a circuit for driving the liquid crystal in the pair of substrates.
反射電極が形成された駆動側基板と、
前記対向側基板と前記駆動側基板とが所定の隙間を介して重ね合わされた状態で、その隙間に封入される液晶と、
前記駆動側基板の一部で光源からの光が照射される位置に形成される光センサと
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 A counter substrate on which a transparent electrode is formed;
A drive-side substrate on which a reflective electrode is formed;
A liquid crystal sealed in the gap in a state where the opposing substrate and the driving substrate are overlapped with each other with a predetermined gap;
A liquid crystal display device comprising: an optical sensor formed at a position where a part of the driving side substrate is irradiated with light from a light source.
ことを特徴とする請求項5記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the precursor driving side substrate is formed of a semiconductor substrate.
前記液晶に向けて光を照射する光源と、
前記一対の基板のうち一方の基板上において、前記光源からの光の量を検出する光センサと、
前記光センサによって検出した光量に応じて前記光源の光照射量を制御する制御部と
を備えることを特徴とする液晶表示システム。 A pair of substrates that are overlapped via a predetermined gap and in which liquid crystal is sealed;
A light source that emits light toward the liquid crystal;
On one of the pair of substrates, an optical sensor that detects the amount of light from the light source;
A liquid crystal display system comprising: a control unit that controls a light irradiation amount of the light source according to a light amount detected by the optical sensor.
ことを特徴とする請求項7記載の液晶表示システム。 The liquid crystal display system according to claim 7, wherein the light source is a solid light source.
前記液晶に向けて光を照射する光源と、
前記一対の基板のうち一方の基板上において、前記光源からの光の量を検出する光センサと、
前記光センサによって検出した光量に応じて前記液晶の駆動を補正する補正部を備えている
ことを特徴とする液晶表示システム。 A pair of substrates that are overlapped via a predetermined gap and in which liquid crystal is sealed;
A light source that emits light toward the liquid crystal;
On one of the pair of substrates, an optical sensor that detects the amount of light from the light source;
A liquid crystal display system, comprising: a correction unit that corrects driving of the liquid crystal according to the amount of light detected by the optical sensor.
前記液晶に向けて光を照射する光源と、
前記一対の基板のうち一方の基板上において、前記光源からの光の量を検出する光センサと、
前記光センサによって検出した光量に応じて前記光源から前記光照射領域に向かう光の量を制御する光量調節部を備えている
ことを特徴とする液晶表示システム。 A pair of substrates that are overlapped via a predetermined gap and in which liquid crystal is sealed;
A light source that emits light toward the liquid crystal;
On one of the pair of substrates, an optical sensor that detects the amount of light from the light source;
A liquid crystal display system comprising: a light amount adjusting unit that controls an amount of light traveling from the light source toward the light irradiation region according to a light amount detected by the optical sensor.
前記液晶表示装置を構成する一対の基板のうち一方には、前記光源から前記液晶表示装置の液晶に向けて照射される光の量を検出する光センサが設けられており、
前記光センサによって検出した光量に応じて前記光源から前記液晶表示装置へ照射される光の量が制御される
ことを特徴とする液晶プロジェクタ。 In a liquid crystal projector that irradiates a liquid crystal display device with light emitted from a light source and projects an image generated by the liquid crystal display device through an optical system.
One of the pair of substrates constituting the liquid crystal display device is provided with an optical sensor that detects the amount of light emitted from the light source toward the liquid crystal of the liquid crystal display device,
A liquid crystal projector, wherein the amount of light emitted from the light source to the liquid crystal display device is controlled according to the amount of light detected by the optical sensor.
ことを特徴とする請求項11記載の液晶プロジェクタ。 The liquid crystal projector according to claim 11, wherein the light source is a solid light source.
ことを特徴とする請求項11記載の液晶プロジェクタ。
The light source and the liquid crystal display device are provided corresponding to a plurality of colors, and the amount of light emitted from the light source of each color to the liquid crystal display device according to the amount of light detected by the optical sensor of each liquid crystal display device, respectively The liquid crystal projector according to claim 11, wherein the liquid crystal projector is controlled independently.
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