JPH0775120A - 液晶プロジェクターの色補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反転液晶パネルを有する３板式液晶プロジェ
クターにおいて、液晶パネルの左右の透過率に起因する
色むらに対し、個々の液晶パネルの透過率特性に応じた
最適な補正を行い、画面全体に均一な色再現性を得る。 【構成】 水平同期信号を積分して鋸歯状波形を発生す
る積分回路５と、鋸歯状波形の振幅を調整するゲイン設
定回路６と、鋸歯状波形または鋸歯状波形の反転波形を
映像信号に重畳する黒レベル制御回路１１とを備えて、
反転液晶パネル１３の黒レベルを水平方向に漸次変化さ
せて、投射される映像の色むらを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３原色をそれぞれ異な
る液晶パネルで制御する３板式液晶プロジェクターに係
り、特に、液晶パネルの透過光がスクリーンに投射され
るまでに、鏡によって反射される回数の奇偶が、他の２
枚の液晶パネルと異なる反転液晶パネルを有する液晶プ
ロジェクターの色補正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハイビジョンや解像度の高いビデ
オソフトの普及により、家庭用テレビジョンやビデオモ
ニターの画面は、大画面のものが好まれるようになって
きた。ところが、従来の直視型ＣＲＴの大型化は、約３
８型程度が製造コスト及び製品重量の点から限界であ
り、これ以上の画面は、投射型のディスプレイが製品化
されている。

【０００３】投射型のディスプレイには、前面投射型と
背面投射型とがあり、また使用デバイスにより、ＣＲＴ
方式と液晶方式とがある。前面投射型は、反射性スクリ
ーンの前面から投射するタイプで、従来の映写機に近
く、周囲を暗くする必要があるが、大画面を作るのに適
している。背面投射型は、半透性スクリーンの裏面から
投射するタイプで、見掛けは、通常の直視型とあまり変
わらず、１つの筺体にスクリーンと投射機が収められて
いる。特に、液晶を使用した前面投射型は、本体が小型
で場所を取らず、スクリーンも使用しないときは片付け
ることができるので、日本の住宅事情に適合するといえ
る。

【０００４】液晶式前面投射型の主流である３板式液晶
プロジェクターの原理は、以下の通りである。白色光を
ダイクロイック・ミラーで赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３色に分光し、３枚の液晶パネルにそれぞれ入
射する。各液晶パネルは、ＲＧＢに分解された映像信号
をそれぞれ再生し、各液晶パネルの透過光がスクリーン
上で合成されて、カラー映像が再現される。

【０００５】図５は、従来の３板式液晶プロジェクター
の構成を示す。同図において、小型高輝度の白色ランプ
１００から発した光は、反射鏡１０１により白色平行光
として右側に取り出される。次いで、白色光から、映像
再生に不要であるとともに、光学系に有害な紫外光及び
赤外光をＵＶ−ＩＲフィルタ１０２により除去する。

【０００６】次いで、紫外光及び赤外光が除去された白
色光は、光路に対して４５°傾けて配置された第１のダ
イクロイック・ミラー１０３に入射する。以下のミラー
も全て光路に対して４５°傾けて配置されているが、個
々の説明は省略する。ダイクロイック・ミラーは、ある
波長の光を反射し、他の波長の光を透過させるミラーで
ある。緑色光及び青色光はこの第１のダイクロイック・
ミラー１０３を透過するが、赤色光は反射される。

【０００７】次いで、赤色光は反射ミラー１０４で反射
され、Ｒ液晶パネル１０６に入射する。第１のダイクロ
イック・ミラー１０３を透過した緑色光及び青色光は、
次に第２のダイクロイック・ミラー１０５に入射する。
第２のダイクロイック・ミラー１０５は、青色光を反射
し、緑色光を透過する。このため、青色光はＢ液晶パネ
ル１０８に入射し、緑色光はＧ液晶パネル１１０に入射
する。

【０００８】Ｒ液晶パネル１０６、Ｂ液晶パネル１０
８、Ｇ液晶パネル１１０では、それぞれの色に対応する
映像信号が再生され、透過光の強度が空間的変調を受け
る。各色の液晶パネルを透過した光は、それぞれフィー
ルドレンズ１０７、１０９、１１１により収束される。
次いで、フィールドレンズ１０７を出た赤色光は、第３
のダイクロイック・ミラー１１２を透過した後、第４の
ダイクロイック・ミラー１１４で反射されて投射レンズ
１１５に入射する。

【０００９】フィールドレンズ１０９を出た青色光は、
第３のダイクロイック・ミラー１１２で反射された後、
第４のダイクロイック・ミラー１１４で反射されて投射
レンズ１１５に入射する。フィールドレンズ１１１を出
た緑色光は、反射ミラー１１３で反射された後、第４の
ダイクロイック・ミラー１１４を透過して投射レンズ１
１５に入射する。最後に投射レンズ１１５から、図示さ
れないスクリーンにカラー映像が投射される。

【００１０】上記の様な３板式液晶プロジェクターにお
いては、Ｒ液晶パネル１０６を透過した光はダイクロイ
ック・ミラー１１４で１回反射され、Ｇ液晶パネル１１
０を透過した光はミラー１１３で１回反射されるのに対
し、Ｂ液晶パネル１０８を透過した光はダイクロイック
・ミラー１１２及び１１４で計２回反射される。この反
射回数の差により、青色を担うＢ液晶パネルは、Ｒ、Ｇ
の液晶パネルに比べて、投影される画面は、水平方向に
反転することになる。よってＢ液晶パネルは、これを駆
動する信号が電気的に水平反転されて使用されるので反
転液晶パネルと呼ばれている。

【００１１】図５に示した液晶プロジェクターに限定さ
れず、一般に３板式液晶プロジェクターには反転液晶パ
ネルが存在する。すなわち、３板式液晶プロジェクター
においては、ＲＧＢの各色をそれぞれ担当する液晶パネ
ルを透過した後の光が、反射ミラー及びダイクロイック
・ミラーで合成されるとき、ミラーによる反射回数が、
０回から２回の間に分布する。そして、３枚の液晶パネ
ルのうち１枚の液晶パネルの反射回数の奇偶が、他の２
枚の液晶パネルの反射回数の奇偶と異なる反転液晶パネ
ルとなる。

【００１２】ところが、液晶プロジェクターに使用され
る液晶パネルは、水平方向に対して左右で透過する光の
量が異なる。これは、液晶パネルの駆動回路の構成によ
るもので、図６及び図７を用いて説明する。液晶パネル
の構成を示す図６において、太線の枠内が画像表示部で
あり、画像表示部の左側にゲートドライバー、画像表示
部の上下にソースドライバーが配置されている。画像表
示部にマトリックス状に配列された各絵素は、液晶とこ
れを駆動する薄膜電界効果トランジスタ（以下、ＴＦＴ
と略す）とからなり、各ＴＦＴのゲートは、水平方向に
配線されたゲート走査線に接続され、各ＴＦＴのソース
は、垂直方向に配線されたソース走査線に接続されてい
る。

【００１３】このように、ゲート走査線を駆動するゲー
トドライバが液晶パネルの左端に有って、これから水平
方向に配列された各ＴＦＴを芋づる式に駆動しているた
め、配線のインピーダンスや負荷の容量により、ゲート
走査線が理想的な導体ではなく遅延線となる。そして、
ゲートドライバーに近い（例えば、図６のＡ点）絵素を
駆動するＴＦＴのゲート電圧と、ゲートドライバーから
離れた（例えば、図６のＢ点）絵素を駆動するＴＦＴの
ゲート電圧とは、位相が異なり、Ａ点に比べてＢ点の位
相が遅れる。この位相関係は、ソース電圧とゲート電圧
との位相のずれとなり、Ａ点に比べて、Ｂ点の絵素であ
る液晶への電圧印加時間が短くなり、水平方向で液晶パ
ネルの透過率が異なることになる（図７）。

【００１４】ソースドライバーの走査線にも同様の遅延
現象があるが、ソースドライバーは画像表示部の上下に
分割して配置されており、垂直方向のソース走査線は上
下のドライバーから交互に接続されているため、水平方
向に隣り合う絵素同士で透過率の偏移を打ち消し合っ
て、画面全体では透過率の差としては現れない。

【００１５】上記の理由により、図８に示すように、液
晶パネル透過後の光量分布は左右で異なる台形となり、
ダイクロイック・ミラー及び反射ミラーで反射される毎
に、光量分布の台形が反転する。図５の従来例では、こ
の反射回数は、Ｒ及びＧ液晶パネルは反射回数が１回で
あるのに対し、Ｂの液晶パネルは２回であるので、ＲＧ
Ｂが合成されたとき、例えば、画面左ではＢ成分が不足
し、画面右ではＢ成分が過剰となって、色むらを生じ
る。

【００１６】従来の３板式液晶プロジェクターでは、上
記色むらに対処するため、例えば、図５の反転液晶パネ
ル（Ｂ液晶パネル）１０８に入射する光を反射させる第
２のダイクロイック・ミラー１０５のコーティングを、
ミラーの左右で変えることによって、色むらを補正して
いた。すなわち、図９（ｂ）に示すように、ミラーの右
と左とでコーティングの厚さを変えることで、ミラーの
左右の反射率を漸次に変化させ、反射光の強度をミラー
の左右で漸次に変化させる。こうして、液晶パネルの左
右の透過率の勾配と逆の関係を持つ入射光の強度を与え
ることにより、色むらを補正していた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のミラーのコーティングの厚さを、ミラーの左右で変
えることによる色むらの補正方法では、補正の度合いが
事前のコーティングによって決定されてしまうため、標
準的な光量分布に対する補正量に応じたコーティングに
ならざるを得ず、個別の液晶パネルの透過率特性に応じ
た最適な補正ができず、色むらが残るという問題点があ
った。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち、本発明は、
液晶パネルの透過光がスクリーンに投射されるまでに鏡
によって反射される回数の奇偶が、他の２枚の液晶パネ
ルの反射回数の奇偶と異なる反転液晶パネルを有する３
板式液晶プロジェクターにおいて、水平同期信号を積分
して鋸歯状波形を発生する積分回路と、前記鋸歯状波形
の振幅を調整する振幅調整手段と、前記振幅調整された
鋸歯状波形またはその反転波形を前記反転液晶パネルの
映像信号に重畳する信号加算回路とを備えてなり、前記
反転液晶パネルの黒レベルを水平方向に漸次変化させ
て、投射される映像の色むらを補正することを特徴とす
る液晶プロジェクターの色補正回路である。

【００１９】

【作用】本発明は上記構成により、水平同期信号に同期
した正極性または負極性の鋸歯状波形を反転液晶パネル
の映像信号に重畳する。これにより、図３に示すような
映像信号（ａ）と鋸歯状波形である補正信号（ｂ）とを
加算した補正後映像信号（ｃ）が、反転液晶パネルに印
加されるので、液晶パネルの左から右へ、或いは右から
左へ漸次に黒レベルを持ち上げる。

【００２０】液晶パネルに印加されるパネル印加電圧と
液晶パネルの光透過率との間には、図４に示すような関
係があるので、図８に示した補正必要量に相当する振幅
の鋸歯状波形により黒レベルを補正すれば、色むらが解
消される。また、個別の液晶パネルの光透過特性に合わ
せて、鋸歯状波形の振幅及び直流分が調節可能なため、
個別の液晶パネルの左右の透過率のばらつきを適切に補
正することができる。

【００２１】

【実施例】次に図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明に係る液晶プロジェクター
の色補正回路の実施例のブロック図である。同図におい
て、本発明の液晶プロジェクターの色補正回路は、水平
同期信号入力端子１と、左右反転制御信号入力端子２
と、Ｂ信号入力端子３と、増幅回路４と、積分回路５
と、鋸歯状波形ゲイン設定回路６と、第１反転増幅回路
７と、第２反転増幅回路８と、極性切換回路９と、ＤＣ
バイアス設定回路１０と、黒レベル制御回路１１とから
なる。なお、ドライブ回路１２と、Ｂ液晶パネル１３と
は、従来の液晶プロジェクターと変わりはない。

【００２２】次に、図１の色補正回路の動作を説明す
る。水平同期信号入力端子１に印加された水平同期信号
は、増幅回路４により電流増幅されて、次段の積分回路
５により積分される。積分回路５により形成された鋸歯
状波形は、次段のゲイン設定回路６で液晶パネルの特性
に応じた鋸歯状波形の振幅が設定される。次いで、第
１、第２の反転増幅回路７、８により、それぞれ増幅度
１の極性反転増幅（インピーダンス変換）が行われる。
これにより、反転増幅回路７、８は、それぞれ振幅が等
しく、極性が正と負の２つの鋸歯状波形を出力する。

【００２３】この正負の鋸歯状波形と、左右反転制御信
号は、極性切換回路９に入力し、左右反転制御信号の指
示によって、正または負の鋸歯状波形が選択されて出力
される。極性切換回路９から出力された鋸歯状波形は、
次段のＤＣバイアス設定回路１０により、適当な直流分
が与えられて、黒レベル制御回路１１に送られる。黒レ
ベル制御回路１１は、映像信号の青色成分であるＢ信号
と、ＤＣバイアス設定回路１０から送られた鋸歯状波形
とを加算し、映像信号に鋸歯状波形を重畳してドライブ
回路１２に送る。ドライブ回路１２は、黒レベル制御回
路１１からの映像信号に基づいてＢ液晶パネル１３のド
ライブ信号を発生する。

【００２４】図２は、上記液晶プロジェクターの色補正
回路の鋸歯状波形発生部の詳細回路図である。同図にお
いて、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ５はＮＰＮ型小信号増幅用トラン
ジスタ、Ｑ３，Ｑ４は演算増幅器、ＳＷ１はテスト用Ｓ
Ｗ、ＳＷ２は２回路１接点型のアナログスイッチ、Ｒ１
〜Ｒ２４は抵抗、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサ、ＶＲ１，Ｖ
Ｒ２は可変抵抗、Ｐ１は＋１２Ｖ電源端子、Ｐ２は水平
同期信号（ＨＤ）入力端子、Ｐ３は左右反転制御信号
（ＨＲＥＶ）入力端子、Ｐ４はＧＮＤ端子、Ｐ５は鋸歯
状波形出力端子である。

【００２５】図２において、Ｑ１，Ｑ２は２段のエミッ
タフォロワ回路を構成し、水平同期信号を増幅する。Ｑ
１，Ｑ２によりインピーダンス変換された水平同期信号
は、Ｒ６，Ｃ１，Ｒ７，Ｃ２で構成される２段の積分回
路で積分される。積分されて鋸歯状波形となった信号
は、ＶＲ１により鋸歯状波形のゲイン設定が行われ、Ｑ
３，Ｑ４で構成された２段の反転増幅回路で増幅され
る。反転増幅回路Ｑ４は、特に増幅度１となるようにＲ
１３の値とＲ１６の値とが等しくなるように選ばれる。
これにより、Ｑ３の出力とＱ４の出力とは、振幅が等し
く互いの極性が反対の鋸歯状波形が得られる。

【００２６】Ｑ３，Ｑ４の出力は、それぞれ抵抗Ｒ１
８，Ｒ１７を介してアナログスイッチＳＷ２に入力され
る。また、アナログスイッチＳＷ２の制御入力には、抵
抗Ｒ１９を介して左右反転制御信号（ＨＲＥＶ）が印加
される。アナログスイッチＳＷ２のコモン端子からは、
制御入力に応じて選択された正極性または負極性の鋸歯
状波形が取り出され、Ｃ３を介してＤＣバイアス設定回
路に供給される。ＤＣバイアス設定回路は、Ｒ２１、Ｖ
Ｒ２、Ｒ２２で構成され、ＶＲ２の値を設定することに
より鋸歯状波形の直流分を調整する。直流分が調整され
た鋸歯状波形は、Ｑ５によるエミッタフォロワでインピ
ーダンス変換されて、出力端子Ｐ５から出力され、図１
の黒レベル制御回路１１により、Ｂ信号と加算されて、
Ｂ液晶パネルの黒レベルを変化させる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、水平同期信号を積分した鋸歯状波形を、他の２色の
液晶パネルと電気的に左右が反転された液晶パネルの映
像信号に重畳することにより、液晶パネルの左右で黒レ
ベルを漸次に変化させて、液晶パネルの左右の透過率に
起因する色むらが補正され、画面全体に均一な色再現が
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶プロジェクターの色補正回路
の実施例のブロック図である。

【図２】本発明に係る液晶プロジェクターの色補正回路
の実施例の鋸歯状波形発生部の詳細回路図である。

【図３】映像信号に鋸歯状波形を重畳する説明図であ
る。

【図４】液晶パネルの印加電圧と光透過率との関係を示
すグラフである。

【図５】３板式液晶プロジェクターの構成を示す光路説
明図である。

【図６】液晶パネルのドライバー構成の説明図である。

【図７】液晶パネルの各絵素を駆動するＴＦＴの動作タ
イミングの説明図である。

【図８】３板式液晶プロジェクターのＲＧＢ各色の光量
分布説明図である。

【図９】従来のミラーコーティングによる補正方法の説
明図である。

【符号の説明】

１ 水平同期信号入力端子 ２ 左右反転制御信号入力端子 ３ Ｂ信号入力端子 ４ 増幅回路 ５ 積分回路 ６ 鋸歯状波形ゲイン設定回路 ７ 第１反転増幅回路 ８ 第２反転増幅回路 ９ 極性切換回路 １０ ＤＣバイアス設定回路 １１ 黒レベル制御回路 １２ ドライブ回路 １３ Ｂ液晶パネル（反転液晶パネル）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶パネルの透過光がスクリーンに投射
   されるまでに鏡によって反射される回数の奇偶が、他の
   ２枚の液晶パネルの反射回数の奇偶と異なる反転液晶パ
   ネルを有する３板式液晶プロジェクターにおいて、 水平同期信号を積分して鋸歯状波形を発生する積分回路
   と、 前記鋸歯状波形の振幅を調整する振幅調整手段と、 前記振幅調整された鋸歯状波形またはその反転波形を前
   記反転液晶パネルの映像信号に重畳する信号加算回路
   と、を備えてなり、 前記反転液晶パネルの黒レベルを水平方向に漸次変化さ
   せて、投射される映像の色むらを補正することを特徴と
   する液晶プロジェクターの色補正回路。