JPH08286161A

JPH08286161A - 光書込能力補正機能を有する光導電型液晶ライトバルブ表示装置

Info

Publication number: JPH08286161A
Application number: JP8546495A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hatano; 秀樹畑野; Takashi Yamaji; 崇山路; Mitsunao Sakamoto; 三直坂本
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】光導電層の材質の改善に頼ることなく、光導
電型液晶ライトバルブの書込感度の経時変化に対処し
て、色ずれを生じることなく良好に階調再現性を維持す
る。書込光源の発光強度の経時変化に対処して色ずれを
生じることなく良好に階調再現性を維持する。【構成】液晶層、光導電層及びこれらを挟む一対の電
極層を有する光導電型液晶ライトバルブ１と、光導電層
への書込光を発する書込光源３と、液晶層への読出光を
発する読出光源５と、電極層に駆動電圧を印加する電圧
源５０とを有し、読出光が液晶層により光学変調されて
得られる投射光を表示する光書込能力補正機能を有する
光導電型液晶ライトバルブ表示装置。光導電型液晶ライ
トバルブへの相対的光書込強度比が所定の値となるよう
駆動電圧の周波数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投射型液晶表示装置に
関し、特に液晶層及び光導電層を有しその各層を挟む一
対の電極層に駆動電圧が印加される光導電型液晶ライト
バルブを用いた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる光導電型液晶ライトバルブを用い
て構成された投射型液晶表示装置の一例を図１に示す。
図１において、光導電型液晶ライトバルブ１には後述す
る一方及び他方の電極間に駆動電圧源１０１の出力駆動
電圧信号が供給されている。光導電型液晶ライトバルブ
１に像を書き込む手段としては、例えば、ビデオアンプ
２を通じてビデオ信号Ｖv が供給されるＣＲＴ（Cathod
eRay Tube ；陰極線管）３及びこれに表示された像を液
晶ライトバルブ１に導く光ファイバー４が結合されてな
る光ファイバー管が用いられており、ＣＲＴ３の出力像
が液晶ライトバルブ１の光導電膜に書き込まれる。ビデ
オアンプ２は、ビデオ信号Ｖv のレベルを制御信号Ｖc
に応じて変化させ、ＣＲＴ３の出力像、すなわち液晶ラ
イトバルブ１への書込光レベルを変化せしめることがで
きる。

【０００３】一方、光源５から発せられた読出光は、ミ
ラー６及びコンデンサレンズ７を経て偏光ビームスプリ
ッタ８に入射する。この入射光のうちＰ偏光成分はその
まま偏光ビームスプリッタ８を通過し、Ｓ偏光成分は進
行方向が直角に曲げられて液晶ライトバルブ１に入射す
る。ここで、液晶ライトバルブ１の液晶層に像が描かれ
ていると、液晶ライトバルブ１で反射された反射光中に
は液晶層の像の濃淡に応じて局部的にＰ偏光成分が含ま
れることになる。そして、この反射光中のＰ偏光成分の
みが偏光ビームスプリッタ８をそのまま通過し、投影レ
ンズ９を経てそのＰ偏光成分に対応した像がスクリーン
１０上に投影されるのである。

【０００４】図２はこの投射型液晶表示装置に用いられ
る光導電型液晶ライトバルブ１の構成を示している。図
２において、液晶層１１の周りにはスペーサ１２が配さ
れ、液晶層１１の両面には配向膜１３，１４が設けられ
ている。この液晶層１１と例えば水素化アモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）により形成される光導電膜１５
とが光反射膜としての誘電体ミラー１６及び遮光膜１７
を挟んで積層されている。光反射膜１６は読み出し側か
ら入射される投射光を反射するためのもの、遮光膜１７
は光反射膜１６からの漏れ光を吸収し、光導電膜１５へ
の光を遮断するためのものである。液晶層１１及び光導
電膜１５の外側には液晶層を挟む一方及び他方の電極と
しての透明導電膜１８，１９が配され、これらの全ては
ガラス基板２０，２１によって封止されている。

【０００５】かかる構成の光導電型液晶ライトバルブ１
において、図の右側（書込側）から入射した書込光によ
って光導電膜１５上に像を描いたとき、光導電膜１５の
内部抵抗が像の濃淡に従って局部的に変化するために、
これらの部分に対応するところに隣接する液晶層１１に
は、透明電極１８，１９間の駆動電圧が像の濃淡に従っ
て空間変調されて印加される。

【０００６】このような光導電型液晶ライトバルブ（以
下、ＬＣＬＶと称する）における光導電層１５は、書込
光の照射の積算量に応じてその光感度が減り、徐々に劣
化していく。その劣化速度は、該ａ−Ｓｉ：Ｈの膜質の
違いにより異なるものの、本質的に劣化は起こる。光劣
化が生じると、上述したＬＣＬＶの基本的動作原理に基
づき、表示輝度の低下が発生する。特に問題が大きいの
は、表示輝度低下は入力の輝度の低い部分（すなわち微
弱な書込光が入射した部分）ほど著しくなるため、書込
光強度対出力輝度特性（入出力特性）のガンマ値が変化
する点である。従って、ＬＣＬＶに関して設定されてい
たＣＲＴ入力ビデオ信号へのガンマ補正が適合しなくな
り、色ずれを生じたりして階調再現性の低下をもたら
す。

【０００７】かかる光劣化対策として、従来は、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈの膜質の改善を図って光劣化速度を低減せんとし
てきたが、さらなる促進が望まれる。一方ＣＲＴ３にお
いても、像に応じた発光をなすための蛍光体が劣化する
ために、徐々にその発光強度が低下する傾向にある。こ
の場合もＣＲＴ３に関して設定されていたＣＲＴ入力ビ
デオ信号へのガンマ補正が適合しなくなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した点
に鑑みてなされたものであり、光導電層の材質の改善に
頼ることなく、光導電型液晶ライトバルブの書込感度の
経時変化に対処して、色ずれを生じることなく良好に階
調再現性を維持することができる光導電型液晶ライトバ
ルブ表示装置を提供することを目的とする。本発明はま
た、書込光源の発光強度の経時変化に対処して色ずれを
生じることなく良好に階調再現性を維持することができ
る光導電型液晶ライトバルブ表示装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による光書込能力
補正機能を有する光導電型液晶ライトバルブ表示装置
は、液晶層、光導電層及びこれらを挟む一対の電極層を
有する光導電型液晶ライトバルブと、前記光導電層への
書込光を発する書込光源と、前記液晶層への読出光を発
する読出光源と、前記電極層に駆動電圧を印加する電圧
源とを有し、前記読出光が前記液晶層により光学変調さ
れて得られる投射光を表示する表示装置であって、前記
光導電型液晶ライトバルブへの相対的光書込強度比が所
定の値となるよう前記駆動電圧の周波数を制御する制御
手段を有することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の光書込能力補正機能を有する光導電型
液晶ライトバルブ表示装置によれば、光導電型液晶ライ
トバルブへの相対的光書込強度比が所定の値となるよう
駆動電圧の周波数が制御される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に
説明する。先ず本発明の基本的原理より説明する。図３
は、ＬＣＬＶの入出力特性、すなわち所定駆動電圧及び
所定駆動周波数（１ＫＨｚ）並びに所定読出光強度下に
おける書込光強度に対する出力光強度の特性を示してい
る。図３において、特性曲線Ｂ₀ は、書込光がまだ十分
な時間照射されていない状態（初期状態）のＬＣＬＶに
０〜４００μＷ／ｃｍ² の単発的書込光を入射した場合
の出力光強度を示している。特性曲線Ｂ₁ 〜Ｂ₉ は、そ
れぞれ順に１，４，８，１２，２０，３０，４０，５
０，６０時間だけ１０ｍＷ／ｃｍ² の書込光が連続して
照射された状態の各ＬＣＬＶに同単発的書込光を入射し
た場合の出力光強度を示している。

【００１２】これによれば、書込光の連続照射時間が長
いＬＣＬＶほど単発的書込光に対する出力光強度が低く
なることになり、上述したようなＬＣＬＶ内の光導電層
における光感度の低下が進むことが分かる。こうしたＬ
ＣＬＶの入出力特性は、光導電層の光劣化や温度、駆動
電圧等によっても変化するが、この変化は等価的書込光
強度比もしくは相対的書込強度比（Equivalent Writing
Power Ratio，以下、ＥＷＰＲと称する）によって表す
ことができる。このＥＷＰＲは、ＬＣＬＶの光書込感度
を、ある所望の入出力特性が得られた基準となる所定の
状態の書込光強度（この強度を１．０とする）に対して
実際に必要な書込光強度の比にて表したものである。Ｌ
ＣＬＶを用いて構成される表示装置全体におけるＥＷＰ
ＲをＥＷＰＲ_sum と置くとこれには、種々の変動要因が
ありその数をＮとし、ｉ番目の変動要因をＥＷＰＲ_i で
表すと、

【００１３】

【数１】

【００１４】で表される。かかるＥＷＰＲを用いてＬＣ
ＬＶの光感度変化の様子を示せば、図４の如くなる。図
４は、駆動周波数を６００Ｈｚとした場合にＬＣＬＶ初
期状態のＥＷＰＲを１．０として描かれている。図４に
おいて、横軸は１０ｍＷ／ｃｍ² の書込光をＬＣＬＶに
連続して照射した時間（連続照射時間）を示している。
各特性曲線は、駆動周波数を４００ないし１０００Ｈｚ
としたときの連続照射時間に対するそれぞれＥＷＰＲを
示している。なお、連続照射された書込光の強度１０ｍ
Ｗ／ｃｍ² は、実際にＬＣＬＶに書き込まれる光強度の
１００倍に略相当するので、１時間分の当該書込光の連
続照射は、実際のＬＣＬＶの駆動においては１００時間
分の動作時間に相当すると考えられる。

【００１５】これによれば、駆動周波数にどんな値を採
用しても、連続照射時間が長ければ長いほどＥＷＰＲの
値は増加することが分かる。つまり、連続照射時間が長
いとＬＣＬＶの光感度が低下するので、一定のＥＷＰＲ
を保つには光書込能力を上げなければならない。図４か
らはまた、駆動周波数を下げれば下げるほどＥＷＰＲの
値は低下し、ＬＣＬＶの光感度が上昇し、もって光書込
能力は上がることが分かる。

【００１６】本発明は、このような駆動周波数とＬＣＬ
Ｖの光感度との関係を用いて、ＬＣＬＶ及び書込光源の
経時変化に対する光書込能力の補正を行うことを原理と
している。例を挙げれば、駆動周波数に６００Ｈｚが設
定されＥＷＰＲ＝１．０にて動作していたＬＣＬＶ初期
状態は、１０ｍＷ／ｃｍ² の書込光が２０時間連続照射
されると点Ｘの状態に変化する。つまり１０ｍＷ／ｃｍ
² 光の２０時間連続照射後初期状態と同じ所定投射光強
度を得るためには、初期状態において当該所定投射光強
度が得られた書込光の強度の１．２倍の書込光を必要と
する。図４によれば、この２０時間連続照射後も初期状
態と同じＥＷＰＲ＝１．０を保つには、駆動周波数を大
体５００Ｈｚにまで下げれば良いことが分かる（矢印
Ａ）。一方、ＣＲＴの発光強度は、上述したように蛍光
体の劣化によって低下する傾向にあり、この２０時間連
続照射後にＣＲＴの発光強度が初期状態のときに比べ８
０％に低下したと仮定すると、ＬＣＬＶのＥＷＰＲの値
を０．８にすれば良く、大体４２５Ｈｚの駆動周波数を
設定すれば、初期状態と同じ入出力特性が得られること
になる（矢印Ｂ）。

【００１７】また、初期状態の駆動周波数が１ＫＨｚで
所望の入出力特性が得られていた場合を考える。この場
合、ＥＷＰＲの値が１．７２であり、１０ｍＷ／ｃｍ²
の書込光が２０時間連続照射されると点Ｘ´の状態に変
化する。この２０時間連続照射後も初期状態と同じＥＷ
ＰＲ＝１．７２を保つには、駆動周波数を大体８２５Ｈ
ｚにまで下げれば良いことが分かる（矢印Ａ´）。そし
て上述と同様にＣＲＴ発光強度の低下を考慮すれば、
１．７２×０．８＝１．３７６で、ＬＣＬＶのＥＷＰＲ
の値を約１．３８にすれば良く、約６７０Ｈｚの駆動周
波数を設定すれば、この場合の初期状態と同じ入出力特
性が得られることになる（矢印Ｂ´）。

【００１８】以下で説明される補正フローではこのよう
な関係をフィードバックループにより実現している。か
かる補正の仕方について説明する前に、本発明による表
示装置のシステム構成につき説明する。図５は、その表
示装置のカラーチャネルＲ，Ｇ，Ｂのうちの１つに対応
する光学系における各部品の配置を示すブロック図であ
る。

【００１９】図５において、ＬＣＬＶ１の一対の透明電
極層には、後述する駆動電圧信号発生回路５０により定
められた周波数及び電圧値を有する駆動電圧が印加され
る。書込光学系としてのＣＲＴ３は、ＬＣＬＶ１の書込
側に配され、光導電層に像を書き込む。ＬＣＬＶ１の液
晶層には、光導電層に書き込まれた像に応じた電圧分布
が印加され、ＣＲＴ出力画像に対応する画像が電気光学
効果によって形成される。ＬＣＬＶ１の読出側には偏光
ビームスプリッタ８が配され、ランプ５からの読出光が
この偏光ビームスプリッタ８を経て、ＬＣＬＶ１に入射
し、液晶層に形成された画像を読み出す。厳密には、偏
光ビームスプリッタ５は、ランプ５からの発射光のうち
のＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射してＬＣＬＶ
１に入射し、入射したＳ偏光成分は、ＬＣＬＶ１の液晶
層に形成された像に応じたＰ偏光成分を有して再び偏光
ビームスプリッタ８に戻る。この戻り光は、偏光ビーム
スプリッタ８においてそのＰ偏光成分のみが透過せしめ
られ投射レンズ系９に入射する。投射レンズ系９に入射
した戻り光は、投射レンズ系９に内蔵の視野絞り９ ₁ を
経て投射光すなわち投射画像としてスクリーンに拡大表
示される。視野絞り９はスクリーンへ投射する画像を画
定する。

【００２０】本実施例においては、さらに本発明による
調整及び補正をなすために、いわゆるフォトセンサアレ
イからなる光センサ１１０及び１２０が設けられてお
り、光センサ１１０がランプ５からの読出光の偏光ビー
ムスプリッタ８の透過光路に配され、光センサ１２０が
投射光路に配される。センサ１１０は、読出光の強度を
リアルタイムに検知もしくは監視するために、偏光ビー
ムスプリッタ８の読出光透過成分（透過Ｐ偏光成分）を
受光し、センサ１２０はスクリーンへの投射光の強度を
必要に応じて検知もしくは監視するために、視野絞り９
₁ を経た直後の投射光を受光し、それぞれ受光量に応じ
光電変換により得た信号を発生する。センサ１１０及び
１２０の出力信号は後述する信号処理系へ送られる。セ
ンサ１２０はさらに、プランジャ等により比較的容易に
構成される駆動機構２００によって絞り９₁ を通過した
投射光を光書込能力の補正を行うときのみ受光するよう
その投射光路への出し入れが行われる。これは、センサ
１２０がスクリーンに投射されるべき光を全て受光する
ため、スクリーンに画像を投射表示する通常動作時は絞
り９₁ を通過した投射光を受光しない位置、或いはスク
リーンへの投射画像に影響を与えない位置においておか
なければならないためである。好ましい態様としては、
読出光強度を正確に検知するために、センサ１１０の受
光面には、対応するＲ，Ｇ，Ｂのうちの１つの成分光を
透過するカラーフィルタや、必要に応じて減光のための
ＮＤフィルタが設けられる。

【００２１】本実施例の光書込能力の補正においては、
センサ１２０の出力信号の値Ｓ₂ をセンサ１１０の出力
信号Ｓ₁ の値で規格化した値Ｓ_2nを、ＬＣＬＶ１の出力
光の強度として用いる。すなわち、

【００２２】

【数２】Ｓ_2n ＝Ｓ₂／Ｓ₁ なる関係式によって求められたＳ_2nがＬＣＬＶ１の出力
光の強度として書込能力の補正に用いられる。これによ
り、ランプ５の発射光量の変動に左右されない適確なＬ
ＣＬＶ１の出力特性を認識することができる。

【００２３】因みにランプ５は、点灯直後は比較的暗
く、その後暫くは徐々に明るくなる特性を示し、さらに
時間が経過すると点灯積算時間に応じて経時的にゆっく
りと平均輝度が低下（劣化）する特性を示す。しかし上
式に基づくＬＣＬＶ１の出力光強度の認識によれば、こ
うしたランプ５の変動に左右されないのである。また、
書込能力の補正時において、センサ１２０の受光面に、
スクリーンに投射されるべき画像の全てが入射されるよ
うに構成することにより、当該投射画像のフォーカスポ
イントから外れた箇所にセンサ１２０の受光面があった
としても問題にならない。つまりセンサ１２０は、投射
画像全ての輝度レベルに応じた受光出力を得るようにし
ている。

【００２４】さらに好ましい態様としては、温度センサ
１３０を設け、表示装置の内部温度を検知もしくは監視
する。このセンサ１３０の温度検知出力は、次の（ａ）
の如き温度制御もしくは（ｂ）の如き光書込能力の補正
モードへ移行するためのタイミング制御に用いられる。（ａ）温度検知出力に基づき、一定の温度になるよう
に冷却ファン（図示せず）の回転数制御等の方法で温度
制御を行う。

【００２５】（ｂ）温度検知出力に基づき、所定の温
度範囲にあると判断した場合に光書込能力の補正モード
へ移行する。このように温度検知出力を用いる理由は、
上記ＥＷＰＲの説明でも触れたように、ＬＣＬＶの入出
力特性は温度によっても変化するので、正確な光書込能
力の補正をするには、一定の温度下において当該補正を
するようにしなければならないからである。

【００２６】次に、この光学系を含む１つのカラーチャ
ネルについての信号処理系を含む表示装置全体の構成を
図６に示す。図６において、図示せぬビデオ信号生成系
から供給されたビデオ信号は、アナログ−ディジタル
（ＡＤ）変換器３１によりディジタル化される。ディジ
タル化されたビデオ信号は、ガンマ変換回路３２により
ガンマ補正された後にディジタル−アナログ（ＤＡ）変
換器３３に転送される。ＤＡ変換器３３は、転送された
ディジタルビデオ信号をアナログ信号に変換して電圧制
御アンプ（Voltage Control Amplifier ，以下、ＶＣＡ
と称する）３４に供給する。ＶＣＡ３４は、供給される
制御信号のレベルによって増幅率を変えることが可能で
あり、一種のアナログ乗算器を担うものである。ＶＣＡ
３４によって増幅されたビデオ信号は、ＣＲＴ３に供給
される。

【００２７】光センサ１１０の出力信号は、ＡＤ変換器
３６によりディジタル化されてマイクロプロセッサ３７
にデータＳ₁ として読み込まれる。光センサ１２０の出
力信号は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３８を介してＡ
Ｄ変換器３９に供給される。光センサ１２０の出力信号
は、映像（画像）信号に応じた瞬時レベルを有するの
で、一般的には１５．７５ＫＨｚで変調された信号とな
っており、ＬＰＦ３８は、当該センサ出力信号の直流成
分すなわち映像信号中の輝度成分に応じた信号に変換す
る役割を担う。ＬＰＦ３８の出力信号は、ＡＤ変換器３
９によりディジタル化されマイクロプロセッサ３７にデ
ータＳ₂ として読み込まれる。

【００２８】発振器５１は、周波数ｆ₀ の信号を発生
し、Ｎ分周器５２に供給する。Ｎ分周器５２は、プロセ
ッサ３７からの、Ｎの値を示す分周制御信号によって発
振器５１からの発振信号をＮ分周しＬＣＬＶドライバー
５３に供給する。ＬＣＬＶドライバー５３は、電圧増幅
器からなり、プロセッサ３７からの電圧制御信号によっ
て分周器１７からの信号を所定の電圧まで増幅しＬＣＬ
Ｖ１の透明電極層に印加する。発振器５１，Ｎ分周器５
２，ＬＣＬＶドライバー５３は、駆動電圧信号発生回路
５０を構成する。

【００２９】マイクロプロセッサ３７は、ＣＲＴ３の利
得を決定するＶＣＡ３４への制御信号を発生する。プロ
セッサ３７はまた、ＣＲＴ３の黒レベルを決定する黒レ
ベル信号をヒータドライバ３５へ供給し、ヒータドライ
バ３５は、この黒レベル信号に応じてＣＲＴ３のヒータ
回路を駆動する。さらにマイクロプロセッサ３７は、Ａ
Ｄ変換器４０によりディジタル変換された温度センサ１
３０の出力信号を温度データとして読み込み、この温度
データに基づいて上記（ａ）または（ｂ）の処理を行
う。

【００３０】次いで、マイクロプロセッサ３７が実行す
る光書込能力の補正処理の手順を図７及び図８に示す。
先ず図７及び図８の処理を実行する前に、プロセッサ３
７は、次の（１）〜（４）のタイミングを検知する。但
し、温度検知出力を上記（ｂ）のようにして用いるので
あれば、表示装置内部の温度が所定範囲内にあることを
検知した上で次の（１）〜（４）のタイミングを検知す
る。

【００３１】（１）表示装置の電源投入タイミング
（システム立ち上げタイミング）（２）電源遮断ボタンの押圧タイミング：この場
合電源遮断ボタンの押圧タイミングから実際に表示装置
の電源が切れるまでの間に図７及び図８の処理が行われ
る。（３）入力ビデオ信号に外部同期信号（水平同期信
号，垂直同期信号）が存在しないことを検知した場合の
所定タイミング：この場合表示装置にはビデオ信号
の入力がないことに相当し、ユーザは表示装置を使用し
ていないすなわち投射画像を見ていない。

【００３２】（４）ユーザによってマニュアルでの
「調整モード」（光書込能力の補正モード）が選択操作
された場合の所定タイミングこれらのタイミングのうちのいずれか１つを検知する
と、プロセッサ３７は、最初にＣＲＴ３をオフし（ステ
ップＳ１）、光センサ１１０及び１２０を稼動（オン）
させる（ステップＳ２）。ＣＲＴ３をオフとするには、
ヒータドライバ３５の電源をオフとするだけでなく、Ｖ
ＣＡ３４の出力がゼロとなるようＶＣＡ３４に制御信号
を供給することによっても達成できる。光センサ１１０
の稼動は、光センサ１１０にバイアス電圧を印加すると
ともに、プロセッサ３７が当該センサ１１０の出力信号
の取り込み状態に移行することにより達成される。光セ
ンサ１２０の稼動は、光センサ１２０にバイアス電圧を
印加し、プロセッサ３７が当該センサ１２０の出力信号
の取り込み状態に移行するとともに、プロセッサ３７
は、センサ１２０を投射光路中に挿入するよう駆動機構
２００を制御することにより達成される。

【００３３】ステップＳ２に次いで、プロセッサ３７
は、ＬＣＬＶ１の駆動周波数を設定する（ステップＳ
３）。ここで一番最初に設定される駆動周波数の値は、
デフォルト値としての比較的低い値、例えば４００Ｈｚ
であり、プロセッサ３７は、この４００Ｈｚの駆動周波
数を設定すべく分周器５２に分周制御信号を供給する。
駆動周波数を決定すると、プロセッサ３７は、ＬＣＬＶ
１の駆動電圧Ｖ−出力輝度Ｂの特性を測定する（ステッ
プＳ４）。このＶ−Ｂ特性は、ＣＲＴ３がオフすなわち
ＬＣＬＶ１に書込光が入射していない状態でのものであ
り、図９に示される。これによれば、ＬＣＬＶ１の出力
輝度は、駆動電圧Ｖが約９Ｖのところで立ち上がりを示
し、駆動電圧Ｖが約１６Ｖになると最大値を示すことが
分かる。なおこのとき測定される出力輝度としては、先
述した規格値Ｓ_2nが採用され、取り込んだＡＤ変換器３
６及び３９からのデータＳ₁ 及びＳ₂ によって求めるよ
うにしている。

【００３４】この後プロセッサ３７は、測定したＶ−Ｂ
特性からＬＣＬＶ１の駆動電圧（バイアス電圧）を決定
し設定する（ステップＳ５）。すなわち、図９に示され
るように、最大値を１００％とした出力輝度Ｓ_2nの０．
５％に当たる駆動電圧値Ｖ_ex _t （約９．８Ｖ）を設定す
る。駆動電圧の設定には、プロセッサ３７が発するＬＣ
ＬＶドライバー５３への電圧制御信号によって行われ
る。ステップＳ５の後、プロセッサ３７は、ＣＲＴ３を
オンとし（ステップＳ６）、ヒータドライバー３５を介
してＣＲＴ３の黒レベルの設定を行う（ステップＳ
７）。

【００３５】次いで、プロセッサ３７は、ＣＲＴ３のゲ
インが最大値であるか否か判別し（ステップＳ７１）、
最大値でなければＣＲＴ３のゲインを初期値としての例
えばＣＲＴ発光出力レベルの０％に当たる値に設定する
（ステップＳ９）。これはＶＣＡ３４の制御信号レベル
を当該０％に対応するレベルにすることによって行われ
る。従ってこの例ではＬＣＬＶ１に全面黒に相当する画
像が入射されることとなる。ステップＳ７１においてＣ
ＲＴ３のゲインが最大値であることが判別されると、後
述されるステップＳ１３に移行する。ステップＳ９の
後、プロセッサ３７は、ＬＣＬＶ１の出力輝度からピー
ク値（極大値）が検出されたか否かを判別する（ステッ
プＳ１０）。ここでの出力輝度も先述した規格値Ｓ_2nが
採用される。

【００３６】ステップＳ１０においてピークの検出が判
別されると、プロセッサ３７は、ＬＣＬＶ１の駆動周波
数を所定値（例えば１０Ｈｚ）だけ上げるべく分周器５
２に対して分周制御信号を供給し（ステップＳ８）、ス
テップＳ１に移行する。かかる駆動周波数の上昇は、Ｅ
ＷＰＲの上昇を意味し、光書込能力を低下させることに
相当する。ステップＳ１０においてピークの検出が判別
されないと、プロセッサ３７は、ＣＲＴ３に設定されて
いるゲインが最終値（この場合最大値）であるか否かを
判別する（ステップＳ１１）。これはＶＣＡ３４の制御
信号レベルがＣＲＴ３の発光出力レベルの最大値（１０
０％）に相当するかどうかで判別することができる。

【００３７】ステップＳ１１においてＣＲＴ３のゲイン
が最終値ではないことを判別すると、プロセッサ３７
は、ＣＲＴ３のゲインを所定値（例えば２％）だけ上げ
るべくＶＣＡ３４の制御信号レベルを変え（ステップＳ
１２）、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１１に
おいてＣＲＴ３のゲインが最終値であることを判別する
と、つまりステップＳ１０においてピークの検出を判別
せずもって０％〜１００％に亘るＣＲＴ３５の発光出力
がＬＣＬＶ１に書き込まれても出力輝度にピークが現れ
ないときは、プロセッサ３７は、１００％のＣＲＴ発光
出力がＬＣＬＶ１に書き込まれた状態でのＬＣＬＶ１の
出力輝度を基準範囲（例えばステップＳ４において測定
した輝度最大値を１００％としたときの５７〜６３％）
と比較する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３におい
て、出力輝度が基準範囲内にあるときはこのフローチャ
ートの処理を終了し、出力輝度が基準範囲の値よりも小
さいときはＬＣＬＶ１の駆動周波数を所定値（例えば１
０Ｈｚ）だけ下げ（ステップＳ１４）、出力輝度が基準
範囲の値よりも大きいときはＬＣＬＶ１の駆動周波数を
所定値（例えば１０Ｈｚ）だけ上げる（ステップＳ１
５）。ステップＳ１４及びＳ１５の後はステップＳ１に
移行する。

【００３８】ステップＳ１４，Ｓ１５またはＳ８を経た
後のステップＳ３では、ステップＳ１４，Ｓ１５または
Ｓ８で定められた値が駆動周波数の値として設定され
る。従って新たな駆動周波数の下に再度ステップＳ４に
おいてＶ−Ｂ特性が測定され、輝度最大値及び駆動電圧
値Ｖ_ext が求め直される。図７及び図８のフローチャー
トの処理は、図１０のグラフによって比較的簡明に説明
することができる。

【００３９】図１０において、横軸ＷＰはＬＣＬＶ１へ
の光書込強度［％］を示し、ＣＲＴ３の発光出力レベル
もしくはＣＲＴ３のゲインに相当する。縦軸ＢはＬＣＬ
Ｖ１の出力輝度［％］を示し、規格値Ｓ_2nによるもので
ある。上述のステップＳ１０，Ｓ１１及びＳ１２の繰り
返しフローによって、光書込強度が０〜１００％に変え
られるとともにこの間に出力輝度にピーク値が存在する
かどうかが検出されるが、ステップＳ３において一番最
初に設定されるＬＣＬＶ駆動周波数は４００Ｈｚである
から、図１０に示されるように、該当する曲線には書込
光強度１００％までにピークが現れる。従ってステップ
Ｓ１０の判別によってステップＳ８に移行してＬＣＬＶ
駆動周波数が１０Ｈｚだけ上げられ、ステップＳ１ない
しＳ７１の処理に戻る。ステップＳ１ないしＳ７１の処
理においては、先述したように、設定された駆動周波数
の下でのＬＣＬＶ１の最適な駆動電圧Ｖ_ext を求めかつ
設定し直すようにしており、ＣＲＴ３のゲインが最大値
（１００％）でない場合に限りこの処理が終了すると再
びステップＳ９に移行する。そうして、ステップＳ９に
より光書込強度がゼロリセットされ、再びステップＳ１
０，Ｓ１１及びＳ１２の繰り返しフローによって、光書
込強度０〜１００％の間に出力輝度がピークを示すかど
うかが検出される。このように光書込強度０〜１００％
の間に出力輝度がピークを示す場合は駆動周波数を上
げ、その上げた駆動周波数に適する駆動電圧を設定し直
す、という動作が繰り返されることとなる。図１０の例
では、この繰り返しは、駆動周波数が５２０Ｈｚに設定
されるまで続く。すなわちステップＳ８において駆動周
波数として５２０Ｈｚを越える５３０Ｈｚを設定した後
は、ＣＲＴ３の発光出力レベルが１００％となってもス
テップＳ１０において出力輝度からピークが検出されな
い。故に、駆動周波数が５３０Ｈｚに設定されている
と、ステップＳ１１からステップＳ１３に移行し、その
とき１００％に設定されているＣＲＴ３の発光出力レベ
ル（ＬＣＬＶ光書込強度）に対する出力輝度が基準範囲
（６３〜５７％）にあるかどうかが検出される。

【００４０】図１０の例では、５３０Ｈｚの駆動周波数
に該当する曲線（図示されていない）は光書込強度１０
０％までにピークを有しないが、光書込強度１００％の
ときの出力輝度は基準範囲の値よりも大きい。従ってフ
ローではステップＳ１３からステップＳ１５に移行して
駆動周波数を５４０Ｈｚに設定し直し、ステップＳ１に
戻る。その後ステップＳ１ないしＳ７１の処理において
上述と同様に駆動周波数が５４０Ｈｚのときの最適な駆
動電圧Ｖ_ext を求めかつ設定する。この際、ＣＲＴ３に
対し設定されているゲインは、光書込強度１００％に相
当するので、ステップＳ７１ではＣＲＴ３のゲインが最
大値であることが判別され、ステップＳ８ないしＳ１２
のピーク検出処理を行わずに、ステップＳ１３へ直ちに
移行し、再び光書込強度１００％のときの出力輝度と基
準範囲の値との比較を行う。このようなステップＳ１
３，Ｓ１４またはＳ１５，Ｓ１〜Ｓ７１の処理が繰り返
されることにより、光書込強度１００％であるときの出
力輝度が基準範囲内になるよう駆動周波数を徐々に上げ
かつそれに適確な駆動電圧が設定されることとなる。本
例では、１０５０Ｈｚの駆動周波数が設定されると、ス
テップＳ１３において１００％光書込強度に対し出力輝
度が基準範囲内の値を示すことが判別され、この補正モ
ードの処理が終了することとなる。

【００４１】かくして、図７及び図８のフローチャート
の処理によれば、図１０に示される如き１０５０Ｈｚを
駆動周波数としたときに１００％の光書込強度に対して
得られる出力輝度が所望の値になることを満たし、かつ
これに最適な駆動電圧Ｖ_extが設定されることとなる。
しかも当該処理において使われる出力輝度は、全て規格
値Ｓ_2nが採用されるので、ランプ５の変動のみならず、
ＣＲＴ３の発光出力レベルの変動に無関係に定まるの
で、ＣＲＴ３の発光出力レベルの経時的劣化をも補正す
るようＬＣＬＶ１の駆動周波数が制御される。また、好
ましい態様として述べたように、表示装置の動作温度を
管理する処理をも伴えば、極めて正確な光書込能力の補
正が可能となる。なお、上述では、１００％の光書込強
度に対し所望の出力輝度が得られるよう制御したが、こ
れに限定されることなく、他の適当なレベルの光書込強
度に対し所望の出力輝度が得られるよう制御するように
しても良い。また、所望の値としての基準範囲の値も、
上述のように５７〜６３％に限らず、他の適当な値を採
用しても良い。

【００４２】なお、上記実施例においては、書込光学系
としてＣＲＴを用いたが、これに限定されることなく、
図１１に示される如きレーザダイオードによる書込光学
系を採用しても良い。図１１において、書込光源として
のレーザダイオード７１は、例えばＬＣＬＶ１の光導電
層を形成するａ−Ｓｉ：Ｈの最大感度波長に近い６９０
ｎｍの波長を有する光を発する。レーザダイオード７１
から発せられた光は、コリメータレンズ７２でほぼ平行
光に変換され、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶素
子７３に入射する。ＴＦＴ液晶素子７３は、いわゆる液
晶パネルを担い、図示せぬビデオアンプからのビデオ信
号に応じた像を液晶層に形成する。このＴＦＴ液晶素子
７３において形成された像によりコリメータレンズ７２
からの光が変調され、集光レンズ７４に導かれる。集光
レンズ７４は、ＴＦＴ液晶素子７２からの像に応じた光
をＬＣＬＶ１の光導電層に集光して書き込む。

【００４３】このような書込光学系を採用した場合、図
６の構成は、点線ブロック３Ｘの構成を変更する必要が
ある。しかしこの変更は、ＶＣＡ３４を液晶素子７３の
駆動に適合しかつ制御信号に応じてビデオ信号の増幅機
能を有する回路に代え、ヒータドライバー３５を液晶素
子７３の黒レベル設定に適合する回路に代えることによ
り簡単に達成できる。また、このように変更された構成
における光書込能力の補正も、基本的には上述したＣＲ
Ｔの場合と同様の原理に基づいて行うことができる。こ
の場合、マイクロプロセッサ３７は、ＶＣＡ３４及びド
ライバー３５の代替回路に適合するレベルを担う信号を
供給する必要があるが、ＣＲＴの場合とは扱う信号のレ
ベルが異なるだけで、基本的にはやはりマイクロプロセ
ッサ３７の周波数制御処理も上述と同様に行うことがで
きる。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光書込能
力補正機能を有する光導電型液晶ライトバルブ表示装置
によれば、光導電型液晶ライトバルブへの相対的光書込
強度の比が所定の値となるよう駆動電圧の周波数が制御
されるので、光導電層の材質の改善に頼ることなく、光
導電型液晶ライトバルブの書込感度の経時変化に対処し
て、色ずれを生じることなく良好に階調再現性を維持す
ることができる。また、書込光源の発光強度の経時変化
に対処して色ずれを生じることなく良好に階調再現性を
維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の投射型液晶表示装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】光導電型液晶ライトバルブの構成を示すブロッ
ク図。

【図３】本発明の原理を説明するための表示装置におけ
る書込光強度に対する出力光強度の特性を示すグラフ。

【図４】本発明の原理を説明するための表示装置におけ
るＬＣＬＶ連続照射時間に対するＥＷＰＲの特性を示す
グラフ。

【図５】本発明による一実施例の表示装置における光学
系の構成を示すブロック図。

【図６】本発明による一実施例の表示装置における信号
処理系及び図５の光学系の構成を示すブロック図。

【図７】図６のマイクロプロセッサが実行する光書込能
力の補正処理の手順の一部分を示すフローチャート。

【図８】図６のマイクロプロセッサが実行する光書込能
力の補正処理の手順の他の部分を示すフローチャート。

【図９】図７及び図８の処理において達成されるＶ−Ｂ
特性の測定及びＬＣＬＶ駆動電圧の設定の様子を説明す
るためのＬＣＬＶ駆動電圧に対する出力輝度の特性を示
すグラフ。

【図１０】図７及び図８の処理において達成されるＬＣ
ＬＶ駆動周波数の制御の様子を説明するためのＬＣＬＶ
書込光強度に対する出力輝度の特性を示すグラフ。

【図１１】本発明による他の実施例の表示装置における
書込光学系の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１光導電型液晶ライトバルブ１１液晶層１２スペーサ１３，１４配向膜１５光導電層１６誘電体ミラー１７遮光膜１８，１９透明電極層２０，２１透明基板２ビデオアンプ３ＣＲＴ４光ファイバー５ランプ６ミラー７コンデンサレンズ８偏光ビームスプリッタ９投射レンズ系９₁ 視野絞り１０スクリーン５０駆動電圧信号発生回路５１発振器５２Ｎ分周器５３ＬＣＬＶドライバ１１０，１２０光センサ１３０温度センサ２００センサ駆動機構３１，３６，３９，４０ＡＤ変換器３２ガンマ変換回路３３ＤＡ変換器３４ＶＣＡ３５ヒータドライバ３７マイクロプロセッサ３８ＬＰＦ７１レーザダイオード７２コリメータレンズ７３ＴＦＴ液晶素子７４集光レンズ７４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶層、光導電層及びこれらを挟む一対
の電極層を有する光導電型液晶ライトバルブと、前記光
導電層への書込光を発する書込光源と、前記液晶層への
読出光を発する読出光源と、前記電極層に駆動電圧を印
加する電圧源とを有し、前記読出光が前記液晶層により
光学変調されて得られる投射光を表示する表示装置であ
って、前記光導電型液晶ライトバルブへの相対的光書込強度比
が所定の値となるよう前記駆動電圧の周波数を制御する
制御手段を有することを特徴とする光書込能力補正機能
を有する光導電型液晶ライトバルブ表示装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記書込光が所定強度
を示すときにおいて前記投射光が所定強度よりも小なる
場合に前記駆動電圧の周波数を下げ、前記書込光が所定
強度を示すときにおいて前記投射光が所定強度よりも大
なる場合に前記駆動電圧の周波数を上げることを特徴と
する請求項１記載の光導電型液晶ライトバルブ表示装
置。
【請求項３】前記読出光の強度を検出する第１の光検
出手段と、前記投射光の強度を検出する第２の光検出手
段とを有し、前記制御手段は、前記第２の光検出手段の検出レベルを
前記第１の光検出手段の検出レベルにより規格化して規
格化値を求め、前記書込光が所定強度を示すときにおい
て前記規格化値が所定範囲の値よりも小なる場合に前記
駆動電圧の周波数を下げ、前記書込光が所定強度を示す
ときにおいて前記規格化値が前記所定範囲の値よりも大
なる場合に前記駆動電圧の周波数を上げる周波数制御を
行うことを特徴とする請求項１記載の光導電型液晶ライ
トバルブ表示装置。
【請求項４】前記所定強度は、前記書込光源の最大出
力レベルであり、前記所定範囲の値は、前記規格化値の
最大値の略６０％に相当する値であることを特徴とする
請求項３記載の光導電型液晶ライトバルブ表示装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記書込光をオフとし
前記制御手段により定められた駆動周波数下における前
記投射光の強度の立ち上がりに対応する値の駆動電圧を
前記電圧源に設定せしめ、前記周波数制御を行うことを
特徴とする請求項３または４記載の光導電型液晶ライト
バルブ表示装置。
【請求項６】前記第２の光検出手段は、受光量に応じ
た信号を発生する光センサと、前記周波数制御を行う光
書込能力補正モードにおいてのみ前記光センサの受光面
を前記投射光の光路に挿入する駆動手段とを有すること
を特徴とする請求項３，４または５記載の光導電型液晶
ライトバルブ表示装置。
【請求項７】前記光書込能力補正モードは、前記投射
光の表示を行わない時に実行されることを特徴とする請
求項６記載の光導電型液晶ライトバルブ表示装置。
【請求項８】前記光書込能力補正モードは、所定温度
範囲内にある場合に実行されることを特徴とする請求項
６または７記載の光導電型液晶ライトバルブ表示装置。