JPH05232428A - 投写型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 投写型液晶プロジェクターにおいて、メタル
ハライドランプなどの光源の発光延べ時間の増加による
発光スペクトル分布の変化に起因する映像の色再現性の
経時変化を防止する。 【構成】 メタルハライドランプの発光スペクトル分布
を検知する受光部とＲＧＢの色バランスの変動量を検出
する検出部を備え、メタルハライドランプの発光スペク
トル分布の変動量を検知し、ＲＧＢの輝度バランスが変
化に対して液晶パネルの透過率の補正を行うことによ
り、常に所定の色再現性を維持するフィードバック系を
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルを用いた液
晶プロジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】光源から放射された光を液晶パネル上に
照射し、前記液晶パネルに、映像信号に応じた光学像を
形成させ、照射光の強度変調を行って透過させ、その透
過光を投写レンズに入射させ、その透過光を投写レンズ
に入射させ、前記光学像をスクリーンに拡大投写する方
法を用いて、大画面の画像表示を行う投写型液晶表示装
置が従来より知られている。

【０００３】このような投写型液晶表示装置においてフ
ルカラ−の画像表示を行う場合、従来より、図１および
図２に示すような光学系が採用されている。図１の場合
はダイクロイックミラーによって光源白色光から、ＲＧ
Ｂ３原色の色分離合成を行い、フルカラ−の画像表示を
行うものである。

【０００４】図２は、ダイクロイックミラーで色分離を
行い、ダイクロイックプリズムで色合成を行うものであ
る。

【０００５】これらの投写型液晶表示装置に使用される
光源には、ハロゲンランプやメタルハライドランプが知
られているが、演色性や発光効率の点において有利なメ
タルハライドランプが、有望視されている。図３にメタ
ルハライドランプの発光スペクトル分布の一例を示す。

【０００６】メタルハライドランプの発光スペクトル分
布はランプに添加する金属ハロゲン化物の種類によって
異なるが、本例はＮａ（５８９ｎｍ），Ｔｌ（５３５ｎ
ｍ），Ｉｎ（４１１，４５１ｎｍ）の発光スペクトルを
有したランプの一例であり、これらの各発光スペクトル
を各々ＲＧＢ用の主波長スペクトルとして利用してい
る。

【０００７】例えば、図２の光学系に図３の特性を持つ
メタルハライドランプを使用した場合には、青色反射ダ
イクロイックミラー（１）によってＩｎスペクトル周辺
の波長帯を反射し、緑色反射ダイクロイックミラー
（２）によってＴｉスペクトル周辺の波長帯を反射し、
赤色反射ダイクロイックミラー（３）によってＮａスペ
クトル周辺の波長帯を反射することでＲＧＢ各色の色再
現に寄与させている。

【０００８】これら金属ハロゲン化物固有のスペクトル
はＲＧＢの発光量を決定する主波長スペクトルとして色
再現性に大きく影響を与えるため、映像ディスプレイの
光源として使用する場合、所定のカラー表示規格に適し
た発光スペクトル分布を持つ金属ハロゲン化物の選択を
行っている。

【０００９】しかしメタルハライドランプは、発光延べ
時間の増加とともに電極自身の蒸発、飛散が生じたり、
蒸発水銀が発光管に付着する失透現象や、金属ハロゲン
化物と発光管である石英ガラスとの反応が徐々に進行す
ることによって、発光スペクトル分布が経時的に変化す
るという特有の性質をもっており、図３に示した各々の
スペクトルバランスは一定ではない。

【００１０】この結果、ＲＧＢの各々の輝度バランスが
初期状態から変動し、従来では映像の色再現性が発光延
べ時間の増加とともに、初期状態から異なってしまうと
いう問題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、メタルハライドランプなど
の光源の発光延べ時間の増加による発光スペクトル分布
の変化に起因する映像の色再現性の経時変化を防止する
ことを技術的課題とする。

【００１２】

【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、光源と、該光源から放射される光を波長
領域に応じて分離する色分離手段と、該色分離手段によ
り分離された光を強度変調する液晶パネルと、前記光源
のスペクトル強度を検出する受光素子と、を有し、前記
受光素子の出力信号をもとに、前記液晶パネルの透過率
を制御することを特徴とする。

【００１３】また、上記液晶パネルの透過率は、上記光
源の初期状態での上記液晶パネル出力の輝度レベルにな
るように制御されることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の投写型液晶表示装置では、メタルハラ
イドランプの発光スペクトル分布を検知し、ＲＧＢの色
バランスの変動量を検出し映像信号レベルを制御するこ
とによって、液晶パネル透過率の補正を行うことができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、図４および図５を用いて、本発明の投
写型液晶表示装置の一実施例について説明を行う。

【００１６】図４は、本発明にかかる液晶表示装置のブ
ロック構成を示したものである。

【００１７】図中、（４）はランプ発光部であり、メタ
ルハライドランプを光源に用いて発光させるものであ
る。（５）はリフレクタであり、ランプ発光部（４）か
ら放射される光を反射させるものである。（６）はＲ用
フォトダイオードであり、赤色光の入射光量に応じた電
圧を発生させる。（７）はＧ用フォトダイオードであ
り、緑色光の入射光量に応じた電圧を発生させる。
（８）はＢ用フォトダイオードであり、青色光の入射光
量に応じた電圧を発生させる。（９），（１０），（１
１）は除算回路であり上記ＲＧＢ各フォトダイオードの
出力電圧の除算を行うオペアンプである。（１２）は最
小値検出回路であり、上記除算回路（９），（１０），
（１１）の出力値の最小値を検出する。（１３），（１
４），（１５）は除算回路であり上記除算回路（９），
（１０），（１１）の出力値を上記最小値検出回路（１
２）の出力値により除算を行うオペアンプである。（１
６），（１７），（１８）は乗算回路である。（１
９），（２０），（２１）は赤色用，緑色用，青色用の
液晶パネルであり、映像信号に応じた光学像を形成し、
照射された光の透過量を制御する。

【００１８】而して、ランプ発光部（４）のメタルハラ
イドランプからランプ寿命初期状態において図５に示す
発光スペクトル分布に従った光が放射されると、色分離
用の光学系（２２）により各々Ｒ用（２３），Ｇ用（２
４），Ｂ用（２５）の波長帯を選択する。

【００１９】前記Ｒ用（２３），Ｇ用（２４），Ｂ用
（２５）の波長帯の光束は各々Ｒ用液晶パネル（１
９），Ｇ用液晶パネル（２０），Ｂ用液晶パネル（２
１）に照射される。

【００２０】ＲＧＢ各液晶パネルの光学像は色合成用の
光学系（２３）により合成され、投写レンズ（２６）に
より、スクリーン（２７）上にフルカラ−映像を形成す
る。

【００２１】メタルハライドランプの前方に、Ｒ用主波
長スペクトル近傍の波長帯（２３）のみを選択して受光
するＲ用フォトダイオード（６）、Ｇ用主波長スペクト
ル近傍の波長帯（２４）のみを選択して受光するＧ用フ
ォトダイオード（７）、Ｂ用主波長スペクトル近傍の波
長帯（２５）のみを選択して受光するＢ用フォトダイオ
ード（８）を備え、メタルハライドランプ発光時に、投
写画面の輝度に寄与しないランプ放射光の一部を受光す
る。

【００２２】ＲＧＢ用の各フォトダイオードの出力レベ
ルＲ（Ｖ），Ｇ（Ｖ），Ｂ（Ｖ）の出力レベルは、前述
のようなメタルハライドランプの発光延べ時間の増加に
よる発光スペクトル分布の変動により、経時的に変化す
る。

【００２３】前記出力電圧Ｒ（Ｖ），Ｇ（Ｖ），Ｂ
（Ｖ）は、各除算回路（９），（１０），（１１）に入
力される。

【００２４】これらの除算回路には、予め設定されたメ
タルハライドランプ初期状態における前記ＲＧＢフォト
ダイオード出力電圧に相当するRinit(V),Ginit(V),Bini
t(V)，が入力され、前記除算回路にて各々の比、 Ｒ（Ｖ）／Ｒinit（Ｖ）の演算により、ｋＲ（Ｖ） Ｇ（Ｖ）／Ｇinit（Ｖ）の演算により、ｋＧ（Ｖ） Ｂ（Ｖ）／Ｂinit（Ｖ）の演算により、ｋＢ（Ｖ） が出力される。

【００２５】さらに、前記ｋＲ（Ｖ），ｋＧ（Ｖ），ｋ
Ｂ（Ｖ）は最小値検出回路（１２）に入力され、前記最
小値検出回路（１２）に入力され、最小値検出回路（１
２）からはそれらの最小値ｋmin（Ｖ）が出力される。
ｋmin（Ｖ）と前記ｋＲ（Ｖ），ｋＧ（Ｖ），ｋＢ
（Ｖ）は、各除算回路（１３），（１４），（１５）に
入力され、各々、 ｋmin（Ｖ）／ｋＲ（Ｖ）の演算により、ｍＲ（Ｖ） ｋmin（Ｖ）／ｋＧ（Ｖ）の演算により、ｍＧ（Ｖ） ｋmin（Ｖ）／ｋＢ（Ｖ）の演算により、ｍＢ（Ｖ） が、出力される。

【００２６】ｍＲ（Ｖ），ｍＧ（Ｖ），ｍＢ（Ｖ）は、
ＲＧＢ各液晶パネルの初期駆動信号ＲＳ，ＧＳ，ＢＳと
ともに、乗算回路（１６），（１７），（１８）に入力
され、各々から出力信号ＲＳ’，ＧＳ’，ＢＳ’が液晶
パネルに入力される。

【００２７】このように、ＲＳ’，ＧＳ’，ＢＳ’はメ
タルハライドランプの発光スペクトル分布の経時変化に
対応してパネルの透過率を制御するので、ＲＧＢ合成後
の色再現性は常に初期状態が保たれることになる。

【００２８】なお、本実施例ではＲＧＢ各色にセンサを
設けているが、ＲＧＢの主波長スペクトルの経時変化を
測定するのに、一色あるいは２色のみ経時変化を検知す
ることによって、未検知のスペクトルの変動量が推定で
きるので、１個あるいは２個のセンサのみを使用しても
よい。

【００２９】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、メタルハ
ライドランプの発光スペクトル分布が変化し、ＲＧＢの
輝度バランスが変動しても、それを液晶パネル側の出力
レベルで補正を行うことにより、常に所定の色再現性を
維持することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイクロイックミラーを用いた液晶プロジェク
タの構成図。

【図２】ダイクロイックプリズムを用いた液晶プロジェ
クタの構成図。

【図３】メタルハライドランプの発光スペクトル分布
図。

【図４】本発明の液晶プロジェクタのブロック図。

【図５】メタルハライドランプの発光スペクトル分布と
ＲＧＢの各波長帯を示す図。

【符号の説明】

１．青色反射ダイクロイックミラー ２．緑色反射ダイクロイックミラー ３．赤色反射ダイクロイックミラー ４．ランプ発光部 ５．リフレクタ ６．Ｒ用フォトダイオード ７．Ｇ用フォトダイオード ８．Ｂ用フォトダイオード ９．除算回路 １０．除算回路 １１．除算回路 １２．最小値検出回路 １３．除算回路 １４．除算回路 １５．除算回路 １６．乗算回路 １７．乗算回路 １８．乗算回路 １９．赤色用液晶パネル ２０．緑色用液晶パネル ２１．青色用液晶パネル ２２．色分離用光学系 ２３．Ｒ用波長帯 ２４．Ｇ用波長帯 ２５．Ｂ用波長帯 ２６．投写レンズ ２７．スクリーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ 8943−5Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、該光源から放射される光を波長
   領域に応じて分離する色分離手段と、該色分離手段によ
   り分離された光を強度変調する液晶パネルと、前記光源
   のスペクトル強度を検出する受光素子と、を有し、前記
   受光素子の出力信号をもとに、前記液晶パネルの透過率
   を制御することを特徴とする投写型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 上記液晶パネルの透過率は、上記光源の
   初期状態での上記液晶パネル出力の輝度レベルになるよ
   うに制御されることを特徴とする請求項第１項記載の投
   写型液晶表示装置。