JP2000221467A - 液晶パネルの輝度むら補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネルの液晶層厚さむら（ギャップむ
ら）に起因する輝度むらの発生を抑えることができる液
晶パネルの輝度むら補正装置を提供すること。 【解決手段】 液晶パネルの液晶層厚さむらに起因する
輝度むらを補正するための補正信号を生成する補正回路
５０を設ける。この補正回路５０では、液晶パネルの水
平方向の中央ほど振幅が小さくかつ垂直方向の中央ほど
振幅が小さくなるようななだらかな変化の補正用の信号
であって、入力映像信号の振幅レベルの高低に応じて補
正量が変わるようにされた補正信号を発生する。入力映
像信号に対して前記補正回路５０からの補正信号を加算
手段５１にて加算した後、交流駆動のための信号処理等
を行って液晶パネル部１０に供給する。このように、液
晶パネルの入力映像信号に補正信号を重畳する構成とす
ることにより、輝度むらをより高い精度で補正すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルの液晶
層厚さむら（ギャップむら）に起因する輝度むらを補正
する液晶パネルの輝度むら補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶を用いた表示装置が普及して
いる。例えば、ポケット液晶テレビジョン受像機、ラッ
プトップ型コンピュータ用ディスプレイ装置及び液晶プ
ロジェクタ等が製品化されている。

【０００３】特に、大画面で小型・軽量のディスプレイ
装置の要求に伴い、液晶パネルを用いた液晶プロジェク
タの開発が盛んに行われている。液晶プロジェクタは大
画面化が容易であること等から、高品位テレビジョン用
としても期待されている。液晶プロジェクタでは、周知
のように、液晶パネルをライトバルブとして用いてお
り、光源からの光の透過率を映像信号に応じて変化させ
ることで画像を表示し、この画像を投射レンズ等の光学
系によりスクリーン上に拡大して表示させる。

【０００４】ところで、液晶プロジェクタにおいては、
１枚の液晶パネルを使用する単板式と３枚の液晶パネル
を使用する３板式とがある。単板式は構成が簡単であ
り、低コスト化することができる。しかし、単板式にカ
ラーフィルタを採用してカラー化しようとすると、解像
度が劣化してしまう。このため、現在では３板式が主流
となっている。３板式液晶プロジェクタでは、各画素に
薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）等のスイッチ
ング素子を有するアクティブマトリクス方式の白黒の液
晶パネルを使用している。

【０００５】３板式の液晶プロジェクタにおいては、光
源からの光を一度Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原
色に分解してから各色用の液晶パネルに入射させ、各色
用の液晶パネルを通過した３原色光を再び合成してカラ
ー画像を形成するように構成されている。

【０００６】最近では、パーソナルコンピュータのプレ
ゼンテーションツールとしての液晶データプロジェクタ
が注目されており、このような液晶データプロジェクタ
は、様々な使用環境に適応させることを考慮すると、画
面の明るさや高解像度の点で、上述の３板式による構造
が適している。

【０００７】通常、上記液晶データプロジェクタに使用
される液晶パネルにおいては、入力映像信号に基づく映
像を正確に再現するために、入力映像信号について液晶
パネルを駆動するのに必要な電圧まで増幅させたり、液
晶の長寿命化のための交流駆動を行う等の機能を有する
液晶駆動回路が用いられている。

【０００８】図１４はこのような従来の３板式液晶デー
タプロジェクタに用いられる液晶駆動回路の一例を示す
ブロック図である。

【０００９】図１４に示すように、液晶データプロジェ
クタは、例えば３つのアクティブマトリックス方式の液
晶パネル部１０，２０，３０を備えている。各液晶パネ
ル部１０，２０，３０はそれぞれ、液晶パネル，水平駆
動部（サンプル・ホールド回路及び水平ドライバ回
路），垂直駆動部（垂直ドライバ回路）を含んでいる。
液晶パネル部１０は、赤（Ｒ）の画像を形成し、液晶パ
ネル部２０は緑（Ｇ）の画像を形成し、また液晶パネル
部３０は青（Ｂ）の画像を形成するものである。液晶パ
ネル部１０には、Ｒ色の映像信号（以下Ｒ信号）が入力
端子１１，映像処理回路１２及び交播回路１３より供給
され、液晶パネル部２０には、Ｇ色の映像信号（Ｇ信
号）が、入力端子２１，映像処理回路２２及び交播回路
２３より供給され、液晶パネル部３０には、Ｂ色の映像
信号（Ｂ信号）が入力端子３１，映像処理回路３２及び
交播回路３３より供給されるようになっており、また、
各色映像信号を表示するのに必要なクロック及び各種タ
イミングパルスがタイミング回路４０から供給されるよ
うになっている。

【００１０】映像処理回路は１２，２２，３２はそれぞ
れ、Ｒ，Ｇ，Ｂの入力映像信号を増幅，ガンマ補正及び
クランプ処理するための回路である。交播回路１３，２
３，３３はそれぞれ、Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信号を１ライン
（即ち１水平期間）毎に信号の交流及び直流電圧ともに
極性反転し、液晶の交流駆動を行う。すなわち、基板の
０Ｖに対して例えば＋４Ｖに保たれた各液晶パネルの画
素共通電極（コモン端子）１０ａ，２０ａ，３０ａの各
直流レベルＥ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 を中心にして各色の映像信
号を極性反転する。これにより、各液晶パネルにおける
各色映像信号による平均直流レベルの変化をキャンセル
して、常に一定の直流レベルで駆動するようにしてい
る。タイミング回路４０は、入力端子４１から入力され
る水平（Ｈ），垂直（Ｖ）の同期信号から、交播回路１
３，２３，３３の切換えパルスｆH及び液晶パネル部１
０，２０，３０を駆動するためのタイミング信号を生成
している。

【００１１】ところで、液晶パネルは図１５のような構
造をしており、２枚のガラス基板１０１，１０２の間に
液晶１００を封じ込めている。また、平面的に見ると、
図１６のような構造となっている。液晶で構成される画
素と、この画素に水平駆動部からのサンプル・ホールド
画素信号を供給するための電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）などの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、このＴＦＴ
のソースに水平駆動部からのサンプル・ホールドした画
素信号を供給するソース線と、ＴＦＴのゲートに垂直駆
動部からの走査信号を供給するゲート線とを含んでい
る。

【００１２】ところが、図１５に示す液晶構造において
は、液晶層の厚さが一定でないと、輝度むらが生じる。
輝度むらの出方は、図１７及び図１８のようである。

【００１３】図１７は、横軸に入力電圧を、縦軸に明る
さ（輝度）をとり、縦軸の入力電圧をコモン電圧とし、
このコモン電圧を最大値として入力電圧を変化した場合
における液晶層の明るさの変化を示してある。ソース線
に同じ入力電圧を供給しても、液晶層の厚さによって明
るさが異なっている。液晶層の厚さが厚いと、明るさは
明るくなり、液晶層の厚さが薄いと、明るさは暗くなっ
ている。これを、ギャップむらによる輝度むらと呼んで
いる。この時、入力信号のレベルによって液晶層の厚い
場合と薄い場合との明るさの差は異なっている。即ち、
入力電圧が高いときの液晶層の厚さの違いによる明るさ
の差Ｌ1 と入力電圧が低いときの液晶層の厚さの違いに
よる明るさの差Ｌ2 とでは、Ｌ1 ＞Ｌ2 の関係がある。
これは、液晶層の厚さが異なると入力電圧の高低に応じ
て明るさの変化の特性も変化することを意味している。

【００１４】このような輝度むらを無くすために、一般
的に液晶の厚さを直径とする球形の支柱（パールビーズ
と呼ばれる）を液晶に混ぜて液晶層の厚さを一定にして
いる。しかしながら、このパールビーズは場所を選ばな
いため、画素上にも存在し、このためパールビーズの存
在が見えるという欠点がある。特に、小形の液晶パネル
では、画素（電極）の大きさが２０μm×２０μm程度で
あり、またパールビーズの直径が５μm程度であるた
め、画素（電極）に対してパールビーズが大きすぎるた
めにパールビーズを省略せざるを得ない。この省略の結
果、液晶パネルには構造的な変形をもたらし、液晶パネ
ルにおいて画面中央ほど出っ張り（又は凹み）易くな
り、図１８に示すように画面中央ほど明るい（又は暗
い）輝度むらとして表れるという問題があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、小形の液
晶パネルでは、支柱（パールビーズ）を省略せざるを得
ないため、液晶パネルの構造的な変形に基づき、輝度む
らを発生するという問題があった。

【００１６】そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、液
晶パネルの液晶層厚さむら（ギャップむら）に起因する
輝度むらの発生を抑えることができる液晶パネルの輝度
むら補正装置を提供することを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る液晶パネルの輝度むら補正装置は、入力映像信号に基
づく映像を表示するための液晶パネルと、前記液晶パネ
ルに前記映像を表示するための信号処理及び表示処理を
行うのに必要なタイミング信号を発生するタイミング回
路と、液晶パネルの液晶層厚さむらに起因する輝度むら
を補正する補正信号を生成する回路であって、前記入力
映像信号のレベルに応じて補正量が変わる補正信号を生
成する補正回路と、前記入力映像信号に対して前記補正
信号を加算する加算手段とを具備したものである。

【００１８】請求項１の発明によれば、液晶パネルの入
力映像信号に補正信号を重畳する構成として、輝度むら
を補正することができる。

【００１９】請求項２記載の発明による液晶パネルの輝
度むら補正装置は、入力映像信号に基づく映像を表示す
るための液晶パネルと、前記液晶パネルに前記映像を表
示するための信号処理及び表示処理を行うのに必要なタ
イミング信号を発生するタイミング回路と、液晶パネル
の液晶層厚さむらに起因する輝度むらを補正する補正信
号を生成する回路であって、前記入力映像信号のレベル
に応じて補正量が変わる補正信号を生成する補正回路
と、前記液晶パネルの画素共通電極に供給する電圧に対
して前記補正信号を加算する加算手段とを具備したもの
である。

【００２０】請求項２の発明によれば、液晶パネルの画
素共通電極に供給するコモン電圧に補正信号を重畳する
構成として、輝度むらを補正することができる。

【００２１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の液晶パネルの輝度むら補正装置において、前記補正
回路は、液晶パネルの水平方向の中央ほど振幅が小さく
かつ垂直方向の中央ほど振幅が小さくなるようななだら
かな変化の補正用の信号、又は、液晶パネルの水平方向
の中央ほど振幅が大きくかつ垂直方向の中央ほど振幅が
大きくなるようななだらかな変化の補正用の信号のいず
れか一方を発生する手段と、前記補正用の信号の振幅を
前記入力映像信号の振幅レベルに応じて変える手段とを
具備したことを特徴とする。

【００２２】請求項３の発明によれば、液晶パネルの液
晶層の厚さがパネル中央ほど凸に又は凹に変形している
場合に、液晶パネルの水平方向の中央ほど振幅が小さく
（又は大きく）かつ垂直方向の中央ほど振幅が小さく
（又は大きく）なるようななだらかな変化の補正用の信
号を生成し、しかも該補正用の信号の振幅を前記入力映
像信号の振幅レベルに応じて変えたものを補正信号とし
て出力することにより、液晶パネルがギャップむらによ
り中央ほど凸又は凹に変形している場合の輝度むらをよ
り高い精度で補正することができる。

【００２３】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の液晶パネルの輝度むら補正装置において、前記補正
回路は、水平同期信号を入力し、１水平周期の三角波信
号を発生する第１の三角波発生回路と、前記第１の三角
波発生回路からの三角波信号を入力し、１水平周期のパ
ラボラ波信号を発生する第１のパラボラ波発生回路と、
垂直同期信号を入力し、１垂直周期の三角波信号を発生
する第２の三角波発生回路と、前記第２の三角波発生回
路からの三角波信号を入力し、１垂直周期のパラボラ波
信号を発生する第２のパラボラ波発生回路と、前記第１
のパラボラ波発生回路からの１水平周期のパラボラ波信
号と前記第２のパラボラ波発生回路からの１垂直周期の
パラボラ波信号とを掛け算し、水平及び垂直方向の補正
用の信号を生成する第１の掛算器と、前記入力映像信号
から高域成分を取り除く低域通過フィルタと、前記第１
の掛算器からの補正用の信号の振幅を、前記入力映像信
号の振幅レベルに応じて変えるゲインコントロール手段
とを具備したことを特徴とする。

【００２４】請求項４の発明によれば、液晶パネルが中
央ほど凸に又は凹に変形している場合、請求項３の発明
と同様に、ギャップむらに起因した輝度むらを解消する
ことができる。液晶層の厚さが異なると入力電圧の変化
に対して明るさが同じように変化せず実際には入力電圧
に応じて明るさ変化の特性も変化するが、このような場
合でも前記ゲインコントロール手段にて入力電圧の高低
に応じて補正信号の補正量を変える（入力電圧が高い場
合は補正量を多く入力電圧が低い場合は補正量を少なく
する）ことで、前記輝度むらをより高い精度で補正する
ことができる。

【００２５】請求項５記載の発明は、請求項１，３，４
のいずれか１つに記載の液晶パネルの輝度むら補正装置
において、前記加算手段は、前記液晶パネルが１水平期
間毎に極性反転された映像信号で駆動される場合、映像
信号を１水平期間毎に極性反転する信号処理の前の段階
の映像信号に対して前記補正回路からの補正信号を加算
することを特徴とする。

【００２６】請求項６記載の発明は、請求項２，３，４
のいずれか１つに記載の液晶パネルの輝度むら補正装置
において、前記補正回路は、前記液晶パネルが１水平期
間毎に極性反転された映像信号で駆動される場合、前記
補正信号を１水平期間毎に極性反転する手段を有するこ
とを特徴とする。

【００２７】請求項５，６によれば、液晶パネルが１水
平期間毎に極性反転された映像信号で駆動される場合、
補正信号の加算点では、補正信号の極性は液晶パネルに
入力される映像信号の極性に従うように構成することが
できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の液晶
パネルの輝度むら補正装置のブロック図を示している。
なお、３板式液晶データプロジェクタに用いられる液晶
駆動回路では、図１４に示したようにＲ，Ｇ，Ｂの３つ
の駆動回路系を要するが、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の各駆動回路系
は同様な構成となっているため説明簡略化のため、本実
施の形態では、Ｒ用の液晶駆動回路系についてのみ説明
する。

【００２９】本実施の形態で、図１４の従来例と異なる
点は、映像処理回路１２と交播回路１３との間に加算器
５１と補正回路５０を設けた構成とし、加算器５１の一
方の入力端に供給される映像信号に対して補正回路５０
からの補正信号を加算する構成としている。

【００３０】入力端子１１に入力されるＲ用映像信号
は、映像処理回路１２を経て加算器５１の一方の入力端
に供給される。映像処理回路１２は、Ｒ入力映像信号を
増幅，ガンマ補正及びクランプ処理するための回路であ
る。加算器５１のもう一方の入力端には、後述する補正
回路５０からの補正信号が供給されるようになってい
る。

【００３１】補正回路５０は、液晶パネル部１０の液晶
パネル厚さむらに起因する輝度むらを補正する補正信号
を生成するための回路であって、液晶パネルの水平方向
の中央ほど振幅が小さくかつ垂直方向に見ると垂直方向
の中央ほど振幅が小さくなるようななだらかに変化する
信号の振幅を、高域成分を取り除いた入力映像信号の振
幅レベルでゲインコントロール（調整）した補正信号を
発生する。補正回路５０の構成については後述の図３〜
図７において述べる。

【００３２】加算器５１では、図２に示すように映像処
理された入力映像信号に対して補正回路５０からの補正
信号を加算し、この補正信号を加算した映像信号を交播
回路１３に入力するようになっている。

【００３３】交播回路１３は、Ｒ用映像信号を１水平期
間毎に前記補正された映像信号の交流及び直流電圧とも
に極性反転し、液晶の交流駆動を行う。すなわち、基板
の０Ｖに対して例えば＋４Ｖに保たれた液晶パネルのコ
モン電極１０ａの直流レベルＥ1 に対して前記補正され
た映像信号を極性反転する。交播回路１３における１水
平期間毎の極性反転はタイミング回路４０からの切換パ
ルスｆH を用いて行われる。そして、交播回路１３から
出力される１水平期間毎に極性反転した映像信号は、液
晶パネル部１０に入力される。

【００３４】液晶パネル部１０は、Ｒ用の交播回路１３
からの１水平期間毎の極性反転された信号を入力しサン
プル・ホールドするサンプル・ホールド回路と、サンプ
ル・ホールドされた信号を液晶パネルを駆動するのに必
要な電圧まで増幅し、液晶パネルの各画素の信号線（ソ
ース線）に供給する水平ドライバ回路と、Ｒ用の映像を
形成する液晶パネルと、液晶パネル内のＴＦＴのゲート
に走査信号を供給する垂直ドライバ回路とで構成されて
おり、この液晶パネル部１０には、ＲＧＢの３原色信号
の内、Ｒの映像信号が、Ｒ用交播回路１３より供給され
るようになっている。また、このＲ用交播回路１３から
の出力信号を表示するのに必要なクロック及びタイミン
グパルスがタイミング回路４０から供給されるようにな
っている。

【００３５】タイミング回路４０は、入力端子４１から
入力される水平（Ｈ），垂直（Ｖ）同期信号から、交播
回路１３への切換パルスｆH 及び液晶パネル１０を駆動
するためのクロック及びタイミングパルス（サンプリン
グクロックや走査パルスを含む）を生成する一方、補正
回路５０で生成する補正信号を入力映像信号の映像期間
に対してタイミング合わせするためのタイミング信号を
生成する。

【００３６】図３は上記補正回路５０の構成例を示すブ
ロック図である。タイミング回路４０からの水平同期信
号（ＨＤ），垂直同期信号（ＶＤ）をそれぞれ入力端子
１０１，１０４に入力する。水平同期信号ＨＤは三角波
発生回路１０２で１水平周期（以下１Ｈ）の鋸歯状の三
角波信号に形成された後パラボラ波発生回路１０３で１
Ｈのパラボラ波信号に形成される。垂直同期信号ＶＤは
三角波発生回路１０５で１垂直周期（以下１Ｖ）の鋸歯
状の三角波信号に形成された後パラボラ波発生回路１０
６で１Ｖのパラボラ波信号に形成される。１Ｈのパラボ
ラ波信号と１Ｖのパラボラ波信号とは掛算器１０７の２
つの入力端に供給されて両者が掛算されることにより、
液晶パネルの水平方向の中央ほど振幅が小さくかつ垂直
方向の中央ほど振幅が小さくなるようななだらかな変化
の水平及び垂直方向の補正用の信号が生成される。さら
に、この補正用の信号と、入力端子１１からの入力映像
信号をローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０８を通して高域
成分を除いた信号とを、ゲインコントロール手段として
の掛算器１０９の２つの入力端に供給して両者を掛算す
ることにより、前記掛算器１０７からの補正用信号の振
幅を、入力映像信号の振幅レベルに応じて調整（ゲイン
コントロール）した補正信号(b) を出力端子１１０に出
力し、加算器５１の一方の入力端に供給することができ
る。

【００３７】上記構成で、三角波発生回路１０２，パラ
ボラ波発生回路１０３，三角波発生回路１０５，パラボ
ラ波発生回路１０６，及び掛算器１０７は、液晶パネル
の水平方向の中央ほど振幅が小さくかつ垂直方向の中央
ほど振幅が小さくなるようななだらかな変化の水平及び
垂直方向の補正用の信号を発生する手段Ａを構成してお
り、ＬＰＦ１０８，及び掛算器（ゲインコントロール手
段）１０９は、前記の水平及び垂直方向の補正用の信号
の振幅を前記入力映像信号の振幅レベルに応じて変えて
補正信号(b) を生成し、加算器５１へ供給する手段Ｂを
構成している。

【００３８】なお、ＬＰＦ１０８は掛算器１０９の後段
に配設してもよい。即ち、掛算器１０７からのなだらか
な変化の補正用の信号と、入力端子１１からの入力映像
信号とをそのまま掛算器１０９で掛け算した後にＬＰＦ
１０８を通して補正信号(b)を得る構成としてもよい。

【００３９】このようにして得られた前記補正信号(b)
は、液晶層の厚さの違いによって生じた輝度むら（図１
７参照）に対してこれを補正するために、入力電圧の高
低に応じて補正量が変わるようにゲインコントロールさ
れた補正信号である。つまり、液晶層の厚さの違いによ
って入力電圧の高低に応じて明るさの変化特性が変化し
た場合でも、前記補正信号(b) を用いることによってよ
り高い精度で輝度むらを除去することが可能である。こ
れについて図４及び図５を参照して以下に説明する。

【００４０】液晶層の厚みが変化した場合、従来は、図
４に示すように、入力電圧の変化（横軸）に対して明る
さ（縦軸）が同じように変化するものとして輝度むら補
正を行っていた。図４のような明るさの変化特性の場合
は、図３の回路で言えば、三角波発生回路１０２，パラ
ボラ波発生回路１０３，三角波発生回路１０５，パラボ
ラ波発生回路１０６，及び掛算器１０７で構成される手
段Ａで得られる補正用の信号を加算器５１に供給すれ
ば、輝度むらを解消するのに有効であった。

【００４１】しかし、実際に各種の測定を行ってみる
と、特性は図５に示すようになっていると判明した。つ
まり、液晶層の厚さが異なると、入力電圧の変化（横
軸）に応じて明るさ（縦軸）の変化の特性も変化するこ
とが分かった。従って、液晶層の厚さの違いによって生
じる輝度むら補正も入力電圧の高低に応じて補正量を変
えることが必要となる。つまり、入力電圧の高い場合は
補正量を多くし、入力電圧が低い場合は補正量を少なく
する。本発明の実施の形態では、上記の手段Ａに加え
て、ＬＰＦ１０８及び掛算器（ゲインコントロール手
段）１０９で構成される手段Ｂを設けて得られる補正信
号を加算器５１に供給すれば、液晶層の厚さの違いによ
る図５に示すような特性の輝度むらをも有効に解消する
ことが可能となる。

【００４２】図６は上記補正回路における三角波発生回
路１０２及びパラボラ波発生回路１０３の構成例を示す
ものであり、図７はその各部における波形を示してい
る。

【００４３】図６に示すように、三角波発生回路１０２
は、トランジスタＱ1 ，Ｑ2 、コンデンサＣ1 及びスイ
ッチＳＷを含み、Ｑ1 を流れる電流ｉにてコンデンサＣ
1 を充電し、スイッチＳＷのオン時にそれを放電するも
のである（図７(a) に示す波形参照）。スイッチＳＷ
は、タイミング回路４０からの同期信号（例えば水平同
期信号ＨＤ）に応答してスイッチング動作する。同期信
号はリセット信号（図７(b) に示す波形参照）として使
用され、コンデンサＣ1 の充電中にリセット信号が供給
されると、スイッチＳＷがオンとなり、Ｃ1 の電荷は放
電する。かくて三角波が生成される。

【００４４】同期信号の１周期をＴ1 とし、同期信号の
パルス期間をＴ2 とすると、三角波の波高値Ｖは、Ｖ＝
ｉ・Ｔ1 ／Ｃ１ で決まる。

【００４５】バラボラ波発生回路１０３は、掛算器を含
み、三角波発生回路１０２からの三角波信号を２乗する
ものである。三角波発生回路１０２からの三角波信号
は、コンデンサＣ2 で直流カットされ、掛算器の２つの
入力端に供給される。三角波はゼロボルト（０）を中心
にして正負方向に同等レベルの波形を呈するから（図７
(c) に示す波形参照）、これを２乗することにより、パ
ラボラ波が発生する（図７(d) に示す波形参照）。この
パラボラ波の中心位置（底部）は、三角波の中心点
（０）と一致している。

【００４６】図８は上記交播回路１３の構成例を示すも
のである。加算器５１からの補正信号を加算した映像信
号は、反転アンプＱ1 と正転アンプＱ2 とに供給され、
これらの反転アンプＱ1 と正転アンプＱ2 によって、正
極性，負極性の２種類の映像信号が形成される。形成さ
れたこれら映像信号は、スイッチ手段ＳＷの対応する入
力端ａ，ｂに供給される。そして、スイッチ手段ＳＷ
は、タイミング回路４０から供給される切換信号ｆH に
基づいて入力端ａ，ｂを１水平期間毎にスイッチング
し、これにより出力端ｃの出力は１水平期間毎に正極
性，負極性に切り換えられた映像信号となる。つまり、
液晶パネル部１０の１Ｈ極性反転駆動方式に対応した映
像信号が得られることになる。

【００４７】次に、上記構成の装置の動作について、図
９を参照しながら説明する。図９において、(a) は入力
端子１１の入力映像信号、(b) は補正回路５０からの補
正信号、(c) は前記(a) の信号を増幅等した信号に対し
て前記(b) の補正信号を加算した加算出力、(d) は交播
回路１３における反転アンプＱ1 と正転アンプＱ2 によ
ってそれぞれ生成される正極性，負極性の２種類の映像
信号、(e) はタイミング回路４０からの１水平期間毎の
切換パルスｆH 、(f) は前記(d) のＱ1 ，Ｑ2 の２種類
の映像信号を、スイッチ手段ＳＷで前記(e) の切換パル
スｆHを用いて切り換えた交播出力、をそれぞれ示して
いる。

【００４８】入力映像信号(a) は映像処理回路１２で増
幅等の映像処理がなされる。補正回路５０では、入力端
子４１からの水平，垂直同期信号に基づき１水平期間ご
との補正信号(b) を生成する。加算器５１では、映像処
理回路１２からの信号と補正信号(b) とを加算した信号
(c) を出力する。交播回路１３では、切換パルス(e)を
用いて信号(c) を１水平期間毎に極性反転した映像信号
(f) を生成して、液晶パネル部１０に供給する。

【００４９】図１０は、液晶パネルに生じるギャップむ
らに起因した輝度むらに対応して、これをキャンセルす
るための補正信号の出し方を説明する図である。

【００５０】図１０において、(a) は液晶パネルにおけ
る液晶層厚さむら（ギャップむら）を示している。ギャ
ップむらの出方は、図では中央ほど出っ張っている。
（或いは、ギャップむらは、中央ほど凹んでいる。）
(b) は前記(a) のギャップむらに起因して画面上に生じ
る輝度むらを示している。画面中央ほど明るくなる。
（或いは、画面中央ほど暗くなる。）(c) は補正回路５
０による補正信号の出し方を示している。画面のほぼ中
央では、図９(b) で示したような補正信号を生成して加
算器５１に供給するが、画面の上部及び下部では、輝度
むらがないため特に補正した信号を生成しない。従っ
て、補正回路５０としては、液晶パネルの水平方向の中
央ほど振幅が大きく、またこの信号を垂直方向に見ると
垂直方向の中央ほど振幅が大きくなるようななだらかな
変化の補正信号を生成する回路が必要となる。補正信号
の生成は、ギャップむらの形態つまり輝度むらの形態に
できるだけ適合するように生成することにより、輝度む
らをより高い精度でキャンセルすることが可能となる。

【００５１】図１１は本発明の他の実施の形態の液晶パ
ネルの輝度むら補正装置のブロック図を示している。こ
こでも、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の駆動回路系は同様であるので、
Ｒ用の駆動回路系のみを示し、Ｇ，Ｂ用の駆動回路系に
ついては説明を省略する。

【００５２】本実施の形態では、輝度むらをコモン電圧
で補正する構成を示しており、図１４の従来例に示した
コモン電圧Ｅ1 を、補正回路６０と交播回路６１によっ
て生成した補正信号(f) によって１水平期間毎に補正し
ている。その他の構成は図１４と同様である。

【００５３】入力端子１１に入力されるＲ用映像信号
は、映像処理回路１２を経て交播回路１３に供給され
る。映像処理回路１２は、Ｒ入力映像信号を増幅，ガン
マ補正及びクランプ処理するための回路である。交播回
路１３は、Ｒの映像信号を１水平期間毎に映像信号の交
流及び直流電圧ともに極性反転し、液晶の交流駆動を行
う。すなわち、基板の０Ｖに対して例えば＋４Ｖに保た
れた液晶パネルの画素共通電極１０ａの電圧に対し前記
の映像処理された映像信号を極性反転する。交播回路１
３における極性反転はタイミング回路１３からの切換パ
ルスｆH を用いて行われる。交播回路１３からの１水平
期間毎に極性反転した映像信号は、液晶パネル部１０に
供給される。

【００５４】補正回路６０は、図１における補正回路５
０と同様に、図３に示した回路で構成することができ
る。補正回路６０は、液晶パネル部１０の液晶層厚さむ
らに起因する輝度むらを補正する補正信号を生成するた
めの回路であって、液晶パネルの水平方向の中央ほど振
幅が大きく（又は小さく）かつ垂直方向に見ると垂直方
向の中央ほど振幅が大きく（又は小さく）なるようなな
だらかに変化する水平及び垂直方向の補正用の信号を生
成し、しかも該補正用の信号の振幅を、高域成分を取り
除いた入力映像信号の振幅レベルでゲインコントロール
（調整）することによって補正信号(e) を発生する。補
正回路６０では正極性又は負極性の一方の極性の補正信
号を発生するので、この補正信号(e) を映像信号側の交
播回路１３による極性反転に対応させるため、補正回路
６０の後段に設けた交播回路６１で１水平期間毎に補正
信号(e) の極性反転を行う。

【００５５】この交播回路６１は、前記映像信号側の交
播回路１３と同様に構成（図８参照）することができ、
反転アンプと、正転アンプと、これらのアンプを１水平
期間毎に切り換えるスイッチ手段とで構成できる。

【００５６】加算器６２では、図１２に示すように極性
反転された補正信号(f) を直流コモン電圧Ｅ1 に対して
加算する。そして、補正信号(f) が加算されたコモン電
圧(g) が液晶パネル部１０の画素共通電極（コモン端
子）１０ａに供給されるようになっている。

【００５７】液晶パネル部１０は、Ｒ用の交播回路１３
からの１水平期間毎の極性反転されたＲ信号を入力しサ
ンプル・ホールドするサンプル・ホールド回路と、サン
プル・ホールドされたＲ信号を液晶パネルを駆動するの
に必要な電圧まで増幅し、液晶パネルの各画素の信号線
（ソース線）に供給する水平ドライバ回路と、Ｒ用の画
像を形成する液晶パネルと、液晶パネル内のＴＦＴのゲ
ートに走査信号を供給する垂直ドライバ回路とで構成さ
れている。従って、この液晶パネル部１０には、ＲＧＢ
の３原色信号の内、Ｒの映像信号が、交播回路１３より
供給される。また、このＲ用交播回路１３からの出力信
号を表示するのに必要なクロック及びタイミングパルス
がタイミング回路４０から供給される。

【００５８】タイミング回路４０は、入力端子４１から
入力される水平（Ｈ），垂直（Ｖ）同期信号から、交播
回路１３及び交播回路６１への切換パルスｆH 及び液晶
パネル部１０を駆動するためのクロック及びタイミング
パルスを生成する一方、補正回路６０で生成する補正信
号(e) を入力映像信号の映像期間に対してタイミング合
わせするためのタイミング信号を生成する。

【００５９】次に、上記構成の装置の動作について、図
１３を参照しながら説明する。図１３において、(a) は
入力端子１１の入力映像信号、(b) は交播回路１３にお
ける反転アンプＱ1 と正転アンプＱ2 によってそれぞれ
生成される正極性，負極性の２種類の映像信号、(c) は
タイミング回路４０からの１水平期間ごとの切換パルス
ｆH 、(d) は交播回路１３からの出力、(e) は補正回路
６０で生成される補正信号、(f) は前記(e) の補正信号
を交播回路６１で１水平期間毎に極性反転した補正信
号、(g) は前記(f) の補正信号を加算器６２にて直流電
圧Ｅ1 に加算した補正されたコモン電圧、(h) は液晶パ
ネル部１０に供給される映像信号(d) とコモン電圧(g)
との関係、をそれぞれ示している。

【００６０】入力映像信号(a) は映像処理回路１２で増
幅等の映像処理がなされ、交播回路１３では切換パルス
ｆH を用いて映像処理後の信号を１水平期間毎に極性反
転して映像信号(d) として出力され、液晶パネル部１０
に供給される。補正回路６０では、入力端子４１からの
水平，垂直同期信号に基づき１水平期間毎の補正信号
(e) を生成し、これを交播回路６１で１水平期間毎に極
性反転する。加算器６２では、直流電源からの電圧Ｅ1
に対して、交播された補正信号(f) を加算し、その加算
信号(g) をコモン電圧として液晶パネル部１０のコモン
電極１０ａに供給している。

【００６１】本実施の形態においても、図１０で説明し
たのと同様に、補正信号の生成を、ギャップむらの形態
つまり輝度むらの形態に適合するように生成することに
より、輝度むらをより高い精度でキャンセルすることが
可能となる。

【００６２】尚、以上述べた実施の形態では、液晶パネ
ルにおけるギャップむらがパネル中央ほど出っ張ってい
る場合の輝度むら補正について説明したが、本発明はこ
れに限らず、ギャップむらがパネル中央ほど凹んでいる
場合の輝度むら補正に対しても応用できることは勿論で
ある。

【００６３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、液晶
パネルの液晶層厚さむら（ギャップむら）に起因する輝
度むらの発生を抑えることができる。従って、３板式の
液晶データプロジェクタ等に使用する小形の液晶パネル
に生じやすいギャップむらに起因した輝度むらをより高
い精度で抑えて、高品位の液晶表示映像を得ることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の液晶パネルの輝度むら
補正装置を示すブロック図。

【図２】図１における輝度むら補正方式を説明する波形
図。

【図３】図１における補正回路の構成例を示すブロック
図。

【図４】従来考えられていた、入力電圧の変化に対する
明るさの変化特性を示す図。

【図５】実際の、入力電圧の変化に対する明るさの変化
特性を示す図。

【図６】図３における三角波発生回路及びパラボラ波発
生回路の構成例を示す回路図。

【図７】図６の各部の波形を示す波形図。

【図８】図１における交播回路の構成例を示す図。

【図９】図１の装置の動作を説明する波形図。

【図１０】液晶パネルのギャップむらに起因した輝度む
らの一例と、これをキャンセルするための補正信号の出
し方を説明する図。

【図１１】本発明の他の実施の形態の液晶パネルの輝度
むら補正装置を示すブロック図。

【図１２】図１１における輝度むら補正方式を説明する
波形図。

【図１３】図１１の装置の動作を説明する波形図。

【図１４】従来の３板式液晶データプロジェクタに用い
られる液晶駆動回路の一例を示すブロック図。

【図１５】液晶パネルの構造を示す断面図。

【図１６】図１４の液晶パネルを平面的に見た構成図。

【図１７】液晶層の厚さによる明るさの違いを示す図。

【図１８】輝度むらの出方を示す図。

【符号の説明】

１０…液晶パネル部 １０ａ…画素共通電極（コモン端子） １１…映像信号入力端子 １３，６１…交播回路 ４０…タイミング回路 ４１…同期信号入力端子 ５０，６０…補正回路 ５１，６２…加算器（加算手段） １０２…１Ｈの三角波発生回路 １０３…１Ｈのパラボラ波発生回路 １０５…１Ｖの三角波発生回路 １０６…１Ｖのパラボラ波発生回路 １０７…掛算器 １０８…ローパスフィルタ（ＬＰＦ） １０９…掛算器（ゲインコントロール手段）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA32 NA43 NB27 NC16 NC23 NC34 ND09 NF05 NG02 5C006 AA01 AA16 AA22 AC27 AF46 AF71 BB16 BC12 BF11 BF21 BF25 BF28 BF31 BF37 FA22 5C058 AA06 BA02 BA06 BB09 BB25 5C060 DB03 DB09 EA00 HB00 HB12 HB16 JA19 5C080 AA10 BB05 CC03 DD05 EE28 FF11 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力映像信号に基づく映像を表示するため
   の液晶パネルと、 前記液晶パネルに前記映像を表示するための信号処理及
   び表示処理を行うのに必要なタイミング信号を発生する
   タイミング回路と、 液晶パネルの液晶層厚さむらに起因する輝度むらを補正
   する補正信号を生成する回路であって、前記入力映像信
   号のレベルに応じて補正量が変わる補正信号を生成する
   補正回路と、 前記入力映像信号に対して前記補正信号を加算する加算
   手段とを具備したことを特徴とする液晶パネルの輝度む
   ら補正装置。
2. 【請求項２】入力映像信号に基づく映像を表示するため
   の液晶パネルと、 前記液晶パネルに前記映像を表示するための信号処理及
   び表示処理を行うのに必要なタイミング信号を発生する
   タイミング回路と、 液晶パネルの液晶層厚さむらに起因する輝度むらを補正
   する補正信号を生成する回路であって、前記入力映像信
   号のレベルに応じて補正量が変わる補正信号を生成する
   補正回路と、 前記液晶パネルの画素共通電極に供給する電圧に対して
   前記補正信号を加算する加算手段とを具備したことを特
   徴とする液晶パネルの輝度むら補正装置。
3. 【請求項３】前記補正回路は、 液晶パネルの水平方向の中央ほど振幅が小さくかつ垂直
   方向の中央ほど振幅が小さくなるようななだらかな変化
   の補正用の信号、又は、液晶パネルの水平方向の中央ほ
   ど振幅が大きくかつ垂直方向の中央ほど振幅が大きくな
   るようななだらかな変化の補正用の信号のいずれか一方
   を発生する手段と、 前記補正用の信号の振幅を前記入力映像信号の振幅レベ
   ルに応じて変える手段とを具備したことを特徴とする請
   求項１又は２記載の液晶パネルの輝度むら補正装置。
4. 【請求項４】前記補正回路は、 水平同期信号を入力し、１水平周期の三角波信号を発生
   する第１の三角波発生回路と、 前記第１の三角波発生回路からの三角波信号を入力し、
   １水平周期のパラボラ波信号を発生する第１のパラボラ
   波発生回路と、 垂直同期信号を入力し、１垂直周期の三角波信号を発生
   する第２の三角波発生回路と、 前記第２の三角波発生回路からの三角波信号を入力し、
   １垂直周期のパラボラ波信号を発生する第２のパラボラ
   波発生回路と、 前記第１のパラボラ波発生回路からの１水平周期のパラ
   ボラ波信号と前記第２のパラボラ波発生回路からの１垂
   直周期のパラボラ波信号とを掛け算し、水平及び垂直方
   向の補正用の信号を生成する第１の掛算器と、 前記入力映像信号から高域成分を取り除く低域通過フィ
   ルタと、 前記第１の掛算器からの補正用の信号の振幅を、前記入
   力映像信号の振幅レベルに応じて変えるゲインコントロ
   ール手段とを具備したことを特徴とする請求項１又は２
   記載の液晶パネルの輝度むら補正装置。
5. 【請求項５】前記加算手段は、前記液晶パネルが１水平
   期間毎に極性反転された映像信号で駆動される場合、映
   像信号を１水平期間毎に極性反転する信号処理の前の段
   階の映像信号に対して前記補正回路からの補正信号を加
   算することを特徴とする請求項１，３，４のいずれか１
   つに記載の液晶パネルの輝度むら補正装置。
6. 【請求項６】前記補正回路は、前記液晶パネルが１水平
   期間毎に極性反転された映像信号で駆動される場合、前
   記補正信号を１水平期間毎に極性反転する手段を有する
   ことを特徴とする請求項２，３，４のいずれか１つに記
   載の液晶パネルの輝度むら補正装置。