JPH0997036A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像の信号周波数や表示画面の形状の変化が
あっても新たにむら補正する手段が要らず、更に少ない
メモリ容量で補正情報を記憶しておくことが出来る、映
像表示装置を提供することを目的とする。 【構成】 保存用メモリ１４に記憶された補正情報を、
表示用メモリ１５に記憶する補正データに変換する場合
に液晶ライトバルブ１への書き込み光の書き込み領域に
対応したデータ変換を行なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光書き込み型の液晶ライ
トバルブを用いた映像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年光書き込み型液晶ライトバルブを用
いた映像表示装置が注目されてきている。

【０００３】ここで、光書き込み型の液晶ライトバルブ
とは、書き込み光によって強度変調させられた読みだし
光がライトバルブ内の反射層で反射され、投影される映
像投射システムの中核を担うデバイスであり、従来の透
過型の液晶プロジェクタと比較して非常に明るくできる
という利点がある。

【０００４】以下に従来の液晶ライトバルブの構造およ
び動作についてここで簡単に述べる。

【０００５】図５に液晶ライトバルブ１の構造図を示
す。５０は書き込み光側のガラス基板、５１は書き込み
光側のＩＴＯ電極、５２はａ−Ｓｉにより形成されたｐ
ｉｎ構造のフォトダイオードであり、書き込み側からｐ
型５３、ノンドープ５４、ｎ型５５の半導体層となって
いる。また、５６はＡｌの書き込み光の反射膜であり、
５７はカーボンで形成されたマトリックス構造の絶縁層
であり、Ａｌの横方向の導通を遮断している。５８は階
調表現を司る液晶層であり、強誘電性の液晶材料を用い
ている。また、５９は読みだし光側のＩＴＯ電極、６０
は読みだし光側のガラス基板である。６１は書き込み
光、一方、６２は読みだし光であり、２はライトバルブ
を駆動するため、二つのＩＴＯガラス間に印加するリセ
ットパルスを発生させるリセットパルス発生回路であ
る。

【０００６】次に、図５に示す液晶ライトバルブ１の動
作について説明する。まず、液晶層５８は電圧が印加さ
れていないとき、反射層５６で反射された読みだし光６
２はその偏光状態を完全に保持して出力され、印加電圧
が増加して行くにつれ、偏光状態は徐々に変化し、ある
一定以上の電圧が印加されると入射光は完全に遷移した
偏光状態で出力されるように配向されている。図５のよ
うな構成をとるライトバルブ１の動作は書き込み光６１
の強度に対応した電荷を蓄える書き込み期間と、上記の
電荷を引き抜くリセット期間とに分けて考えることがで
きる。

【０００７】書き込み期間では、読みだし側が接地され
ていると仮定すると、書き込み側電圧にはマイナスの電
圧が印加されている。つまり、フォトダイオード５２は
逆バイアスされている。まず、書き込み光６１が無い場
合、電極間に印加されている電圧は、ほとんどがａ−Ｓ
ｉダイオード５２にかかり、液晶層には電圧はかかって
いない状態となる。つまり、入射された読みだし光６２
はその偏光状態を変化せずにそのまま反射され、出力さ
れる。書き込み光６１の強度が増加してゆくと、ａ−Ｓ
ｉ５２のｐ型層５３で光により励起された電子が多数生
成され、それらの電子はプラスの電位に引っ張られ、液
晶層５８の方向に移動して行く。その結果、液晶層の両
端に互いに反対の電荷がたまり、書き込み光６１の強度
が増加して行くにつれ徐々に液晶層５８にかかる電圧は
増加して行き、反射された読みだし光６２の偏光状態は
変化されて出力されるようになる。

【０００８】一方、リセット期間では、読みだし側から
見て書き込み側電極にプラスの電圧を印加する。つま
り、フォトダイオード５２は順方向にバイアスされてお
り、書き込み期間に蓄えられた電荷を一気に引き抜くよ
うに動作する。このリセット期間内に完全に電荷を抜き
取ろうとして書き込み側にプラスの電圧を印加すると、
液晶層５８には通常動作状態とは異なる極性の電圧が印
加されることになる。よって、リセット期間内の読みだ
し側の出力光は入射したときの偏光状態を保持したまま
出力される。

【０００９】ここで、カーボンで形成されたマトリック
ス状の絶縁層５７は、書き込み期間内に蓄えられた電荷
がＡｌの反射層５６を通して横方向に逃げないようにし
ており、その絶縁層５７により区切られた一つ一つが画
素を形成している。

【００１０】図６に上記ライトバルブ１を用いた従来の
システムの構成例を示す。１は液晶ライトバルブ、２は
ライトバルブ１を駆動するリセットパルス発生回路、３
は書き込み映像光発生装置であり、一般的にはＣＲＴが
用いられる。４はＣＲＴからの映像をライトバルブ１上
に結像させる役割を行う書き込みレンズ、５はビームス
プリッタであり、光の偏光状態の差により、Ｓ波を反射
させ、Ｐ波を透過させる。また、６は読みだし光の光源
であり、一般的にはキセノンランプやメタルハライドラ
ンプが用いられる。７はスクリーン８上に映像信号を結
像させる投射レンズである。

【００１１】次に、上記システムの動作について述べ
る。ＣＲＴ３へ入力された映像信号７６は、映像の光信
号７０となってＣＲＴ３から出力され、その空間的な強
度分布に対応した電荷をライトバルブ１内に蓄えさせ、
反射された読みだし光７３の偏光状態を決定する。光源
６からは任意の偏光状態の光７１が照射されるが、ビー
ムスプリッタ５は先にも述べたように、Ｓ波７２を反射
させ、Ｐ波７５を透過させる。つまり、ライトバルブ１
へ読みだし光７２として入射される光はビームスプリッ
タ５を反射したＳ波だけとなる。ここで、上記のライト
バルブ１の動作と重ね合わせて考えると、書き込み光７
０の光強度が強い場合、液晶層５８に読みだし側を基準
にしてマイナスの電圧が強くかかった状態となり、反射
された読みだし光７３は入射されたときのＳ波の状態か
らＰ波に変化するため、ビームスプリッタ５を透過し投
射レンズ７を通してスクリーン８上に映し出された映像
７４は明るいものとなる。逆に、書き込み光７０が弱
く、ほとんどＳ波のまま反射された読みだし光７３はビ
ームスプリッタ５により再び反射されるため、スクリー
ン上の映像７４は暗いものとなる。

【００１２】なお図示していないが、図６の光学系をダ
イクロイックミラー等を用いて３個組み合わせ、ＲＧＢ
３色の光を同一スクリーンに照射してカラー映像を表示
するシステムもある。

【００１３】ここでライトバルブ１の液晶層５８の厚み
むらや配向のむらがあった場合、ライトバルブ１に対し
て均一な書き込み光７０を照射したとしてもスクリーン
上の映像は照度のむらや、色のむらとなってあらわれ
る。

【００１４】これらのむらを補正するには、メモリなど
に補正値を記憶させておき、ライトバルブ１のむらのあ
る部分を書き込み光７０が照射する場合はメモリの内容
に応じ補正のかかった映像信号をＣＲＴ３に与えること
により、照度、色むらの少ないスクリーン映像を実現す
るのが一般的である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、照射する映像の種類（映像信号の周波数、
走査線数、アスペクト比）や照射の形態が異なる場合、
その各々において補正データを作成し、別々にメモリに
記憶しておく必要があった。

【００１６】そのため従来のシステムに対し、新規の映
像ソースを入力する場合や、システムの設置場所を変え
る場合には改めて補正データ作成の手段を踏まなければ
ならず、更に多くのメモリ容量が必要であるという問題
点があった。

【００１７】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、映像の信号周波数や表示画面の形状の変化があって
も新たにむら補正する手段が要らず、更に少ないメモリ
容量で補正情報を記憶しておくことが出来る、映像表示
装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、映像信号に乗算又は加算の少なくとも一方
の演算で補正信号を与える補正演算部があり、前記補正
演算部に与える前記補正信号を作成するため補正情報を
記憶する保存用メモリと、映像信号に対応した補正デー
タを記憶する表示用メモリと、前記表示用メモリの内容
の前記補正データを前記補正信号に変換する補正信号変
換部と、前記液晶ライトバルブへの書き込み光の書き込
み領域の変化情報をもとに前記保存用メモリ及び前記表
示用メモリの少なくとも一方の内容読み書きとその値を
制御するメモリコントロール部とを備え、前記保存用メ
モリに記憶された前記補正情報を、前記表示用メモリに
記憶する前記補正データに変換する場合に前記液晶ライ
トバルブへの書き込み光の書き込み領域に対応したデー
タ変換を行なっている。

【００１９】

【作用】上記構成により本発明は、映像の信号周波数や
表示画面の形状の変化に対応した、補正データを自動演
算して変化に追従する事ができる。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第１の実施例の映像表示装置
について図面を参照しながら説明する。

【００２１】液晶ライトバルブの動作及びＣＲＴに映像
信号が入ってから以降のシステムとしての動作は従来の
技術と同様であるので説明は省略する。

【００２２】映像信号にライトバルブのむらを補正する
信号を取り入れる構成について、図１乃至図３を用いて
説明する。

【００２３】図１は映像信号に取り入れる補正信号を補
正波として取り出すための電気回路ブロック図であり、
図２は映像信号と補正波を演算するブロック図であり、
図３は補正あり・無しの差を示す説明図で有る。

【００２４】図１において１１は、外部から画像のラス
タ変更情報４１を受けてメモリのアクセス及びデータを
作成するメモリコントロール部であり、補正情報保存用
メモリ１４とフレームメモリ１５とにつながっている。

【００２５】メモリコントロール部１１にはＣＰＵ１２
とメモリコントローラ１３とから構成されている。

【００２６】フレームメモリ１５の出力は補正信号変換
部１６に入力されており、補正信号変換部１６はシリ・
パラ変換１７とＤ／Ａ（デジタル／アナログ変換器）１
８とＬＰＦ（ローパスフィルタ）１９とから構成されて
いる。

【００２７】図２において２０は乗加算回路であり、映
像信号入力に補正波を乗加算して映像信号出力として取
り出す構成となっている。

【００２８】カラー表示システムにおいては、図１にお
ける補正波出力や、図２の乗加算回路はＲＧＢの三系統
分必要であるが、図２ではＲ系統のみ図示している。

【００２９】以上のように構成された映像表示装置につ
いて以下図１乃至図３を用いて、その動作を説明する。

【００３０】図１においてＣＰＵ１２はあらかじめ補正
情報保存用メモリ１４に記憶されている補正情報読み出
しをメモリコントローラ１３へ命令し、メモリコントロ
ーラ１３は補正情報保存用メモリ１４に記憶されている
補正情報を読み出し、且つＣＰＵ１２は、補正情報と、
与えられたラスタ変更情報４１をもとに、フレームメモ
リ１５へかき込む補正データを作成して書き出す。

【００３１】メモリコントローラ１３により、フレーム
メモリ１５からデータが補正信号として映像信号と同期
して出力される。補正信号は補正信号変換部１６でＲＧ
Ｂ各系統用の乗算用・加算用補正はに変換されて出力さ
れる。

【００３２】次に図２において乗算用補正波Ｒ４２と加
算用補正波Ｒ４３とは乗加算回路２０にて、映像信号入
力に対する演算信号として働き、演算結果が映像信号出
力Ｒとして出力される。

【００３３】乗加算回路２０の演算について図３を用い
て説明する。図３（ａ）は階段状の映像信号に対して１
以下の乗算、０以上の加算演算で補正を施した場合の映
像信号の概念図である。

【００３４】この場合乗加算回路２０における映像信号
の入力レベルと出力レベルとの関係は図３（ｂ）の様に
なっている。この関係が信号ごとに別々の値を持たせる
ことが出来るため、２次元的な画像補正が可能となる。

【００３５】この映像信号出力はその後、その他の映像
回路（図示せず）を経て、従来例の図６で示すところの
映像信号７６相当の信号となり、システムの入力信号と
なる。

【００３６】ここで図１においてフレームメモリ１５へ
書き出す値はラスタ変換情報４１をもとにＣＰＵ１２に
て任意に計算出来る構成になっているため、補正データ
を自動演算することが可能となる。

【００３７】（実施例２）次に本発明の第２の実施例に
ついて、図４を用いて説明する。

【００３８】図４はライトバルブへの照射領域とメモリ
データとの関係を示す概念図で有る。

【００３９】図４において１ａ乃至１ｃは、ライトバル
ブとその光書き込み領域に対応する補正すべきデータを
ａ１１からａｍｎとして並べた概念図である。

【００４０】１５ａ乃至１５ｃはそのときフレームメモ
リに展開すべき補正値のならびを示した概念図である。

【００４１】一般には図４（ａ）の様にライトバルブで
の補正すべきデータとフレームメモリ上の補正値のなら
びは一致するものと考えられるが、実際はそうなること
は少ない。

【００４２】例えば画像のアスペクト比が変わった場
合、ライトバルブでの光書き込み領域は図４（ｂ）の１
ｂの斜線部の様になり、また表示画面形状の台形補正を
施した場合は、図４（ｃ）の１ｃの斜線部の様になりう
る。

【００４３】ここでフレームメモリへ展開する補正値の
ならびを、ライトバルブへの書き込み光の書き込み領域
に対応して、座標変換更に補間演算を行なうことで、図
４（ｂ），（ｃ）の１５ｂ，１５ｃの様に補正値を並べ
ることにより、多くの信号周波数や表示画面の形状の変
化に対応できる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、光書き込み型の液晶ライ
トバルブを用いた映像表示装置において、映像の信号周
波数や表示画面の形状の変化に対応した、補正データを
自動演算して変化に追従する事ができ、且つライトバル
ブのむらの画質への悪影響を、少ない補正データを用い
て補正・改善することが出来るなどその効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気回路ブロック図

【図２】実施例１における映像信号と補正波を演算する
ブロック図

【図３】補正あり・無しの差を示す説明図

【図４】ライトバルブへの照射領域とメモリデータとの
関係を示す概念図

【図５】液晶ライトバルブの構造図

【図６】従来のシステムの構成図

【符号の説明】

１ 液晶ライトバルブ ２ リセットパルス発生回路 ３ 書き込み映像光発生装置（ＣＲＴ） ４ 書き込みレンズ ５ ビームスプリッタ ６ 光源 ７ 投射レンズ ８ スクリーン １１ メモリコントロール部 １４ 補正データ保存用メモリ １５ フレームメモリ １６ 補正信号変換部 ２０ 乗加算回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光書き込み型液晶ライトバルブと、水
   平、垂直走査することにより前記光書き込み型液晶ライ
   トバルブへの書き込み光を発生させる書き込み映像光発
   生装置と、前記映像光発生装置を駆動する映像回路とを
   備え、前記映像回路には映像信号に乗算又は加算の少な
   くとも一方の演算で補正信号を与える補正演算部と、前
   記補正演算部に与える前記補正信号を作成するため補正
   情報を記憶する保存用メモリと、映像信号に対応した補
   正データを記憶する表示用メモリと、前記表示用メモリ
   の内容の前記補正データを前記補正信号に変換する補正
   信号変換部と、前記液晶ライトバルブへの書き込み光の
   書き込み領域の変化情報をもとに前記保存用メモリ及び
   前記表示用メモリの少なくとも一方の内容読み書きとそ
   の値を制御するメモリコントロール部とを設けたことを
   特徴とする映像表示装置。
2. 【請求項２】 保存用メモリに記憶された補正情報を、
   表示用メモリに記憶する補正データに変換する場合に液
   晶ライトバルブへの書き込み光の書き込み領域に対応し
   たデータ変換を行なうことを特徴とする請求項１記載の
   映像表示装置。
3. 【請求項３】 液晶ライトバルブへの書き込み光の書き
   込み領域に対応したデータ変換が、座標変換又は更に補
   間演算を伴うことを特徴とする請求項２記載の映像表示
   装置。