JPH10117300A

JPH10117300A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH10117300A
Application number: JP8267553A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Ito; 尊文伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】１つ分のルックアップテーブルで各種タイプ
の入力画像信号に対応でき、かつ、個々の装置に適合し
たガンマ補正を行うことのできる画像表示装置を提供す
ること。【解決手段】投写型表示装置１の液晶ライトバルブ９
２５Ｒ、Ｇ、Ｂの透過率特性を測定し、それを演算部２
２５３で近似式としたものを演算データ部２２５４で記
憶しておく。入力された信号に応じてテーブル作成部２
２５５は、デジタルガンマ補正用のルックアップテーブ
ル２２５２のデータを書き換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ライトバルブ
を用いて画像を表示する画像表示装置に関するものであ
る。さらに詳しくは、本発明は、このような画像表示装
置において液晶ライトバルブに印加する画像信号の適正
化技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像表示装置のうち、ブラウン管方式の
モニターは、蛍光体に電子ビームを照射して３原色に対
応する各蛍光体を発光させて色再現するものであり、こ
のような蛍光体の輝度特性（輝度と印加電圧との関係）
は、図１０に曲線Ａで示すように２．２乗カーブを示
す。そこで、撮像管の方から出力される画像信号には、
図９に曲線Ｂで示すように−２．２乗カーブの逆補正を
予めかけてあり、これがガンマ補正である。

【０００３】これに対して、光源から出射された白色光
束を３原色の各色光束に分離し、分離された各色の光束
を液晶ライトバルブで変調するタイプの画像表示装置に
おいて、それに用いた液晶ライトバルブの透過率−印加
電圧特性（以下、透過率特性という。）は、図１０に曲
線Ｃで示すように非線形な変化を示す。従って、液晶ラ
イトバルブを用いて表示を行う場合にもガンマ補正を行
う必要がある。このようなガンマ補正を行う際には、従
来、図１１（Ａ）に示すようなトランジスタ回路を用い
られることが多く、このトランジスタ回路では、入力側
Ｔｒ１のベースに印加される入力画像信号が、参照側Ｔ
ｒ２のベースに印加される基準電圧（定電圧）を越える
と、図１１（Ｂ）に示すように、ゲインが変わるように
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方式で
は、図１１（Ｂ）に示すように、あくまで１点折り曲げ
方式の簡易型のアナログガンマ補正であるため、この折
り曲げ点を境にゲインが急激に変わるので、画像に違和
感を生じやすいという問題点がある。また、液晶ライト
バルブを用いた画像表示装置で通常のブラウン管方式の
モニターで行われるような表示を行おうとしても、液晶
パネルの透過率特性は、ブラウン管の輝度特性に比べて
かなり変則的なものである。従って、液晶ライトバルブ
を用いてブラウン管用の入力画像信号に対応する画像を
得るには、入力画像信号にかけられている逆補正と、液
晶パネルの透過率特性とを考慮して、図９に曲線Ｂに示
したガンマ補正に代えて曲線Ｇで示すような液晶ライト
バブル用の理想的なガンマ補正とする必要があるが、こ
のようなガンマ補正は、図１１（Ａ）に示したトランジ
スタ回路では実現できないという問題点がある。

【０００５】そこで、入力画像信号を、まず、０から２
５５階調に対応する８ビットのデジタルデータに変換す
るとともに、これらのデジタルデータをガンマ補正用の
ルックアップテーブルを用いて８ビットのデジタルデー
タに変換し、この変換した信号を再びアナログ信号に変
換したものによって液晶ライトバルブを駆動すれば、１
点折り曲げ方式のガンマ補正に比してかなりきめ細かな
補正を行える。

【０００６】しかし、このようなデジタルガンマ補正で
は、入力される可能性のある全ての入力画像信号に対応
する数のルックアップテーブルを予め構成しておく必要
があるため、数倍のメモリ容量が必要となるという問題
点がある。実際に入力される可能性のある画像信号とし
ては、ＮＴＳＣ方式のＴＶ（あるいはビデオ）画像、Ｐ
ＡＬ／ＳＥＣＡＭ方式のＴＶ（あるいはビデオ）画像、
パーソナルコンピュータの画像などがある。

【０００７】そこで、本発明の課題は、上記の問題点を
解消することにあり、１つ分のルックアップテーブルで
各種タイプの入力画像信号に対応でき、かつ、個々の装
置に適合したガンマ補正を行うことのできる画像表示装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、光源と、該光源から出射された光束を
入力画像信号に基づき変調する液晶ライトバルブとを有
する画像表示装置において、該画像表示装置自身が有す
る液晶ライトバルブの透過率特性の近似式を算出する演
算部と、前記近似式を記憶しておく演算データ記憶手段
と、前記液晶ライトバルブの透過率特性に適合させるた
めに入力画像信号をガンマ補正する際のルックアップテ
ーブルを入力画像信号の形態が切り換わる度に前記近似
式と入力画像信号の形態とに基づいて作成するテーブル
作成手段とを有することを特徴とする。

【０００９】本発明において、液晶ライトバルブの印加
電圧と透過率との関係を決定する際に、液晶ライトバル
ブの透過率を直接計測してもよいが、透過率に代えて、
表示された画面の輝度の方を計測してよいことは勿論で
ある。

【００１０】本発明に係る画像表示装置では、デジタル
ガンマ補正を行うので、１点折り曲げ方式の簡易型のア
ナログガンマ補正を行う場合と相違してかなりきめ細か
な補正を行える。また、個々の画像表示装置において、
それに搭載されている液晶ライトバルブの透過率特性を
求め、その近似式に基づいてルックアップテーブルを作
成することになるので、画像表示装置個々において液晶
ライトバルブの透過率特性にばらつきがあっても、この
ようなばらつきを完全に吸収できる。さらに、入力され
る可能性のある全ての入力画像信号に対応する数のルッ
クアップテーブルを構成しておくのではなく、入力画像
信号の形態が切り換えられたときにいずれの形態の信号
であるかを判別し、その判別結果に基づいて、自動的に
ルックアップテーブルを構成する。それ故、一色につき
１つのルックアップテーブルで十分であるので、メモリ
容量が小さくて済む。

【００１１】本発明において、前記近似式は、透過率特
性を区間毎に算出された一次関数で表すことが好まし
い。このように構成すると、透過率特性を近似式で記憶
しておくためのメモリ容量が極めて小さくて済む。

【００１２】この場合に、液晶ライトバルブがノーマリ
黒モードであれば、前記近似式は、前記透過率特性を透
過率が０％、４０％、６０％、９０％、１００％に相当
する各点を境界とする４つの区間毎に近似した一次関数
で表すことが好ましい。このように構成すると、液晶ラ
イトバルブの透過率特性を少ないデータ数で特徴付けす
ることができる。

【００１３】本発明において、前記テーブル作成手段
は、入力画像信号がＮＴＳＣモード、ＰＡＬ／ＳＥＣＡ
Ｍモード、およびＰＣモード（いわゆるパーソナルコン
ピュータの表示モード）のときには、入力画像信号側に
施されている逆補正が−２．２乗、−２．８乗、および
−２．５乗であるとして前記ルックアップテーブルを作
成すればよい。

【００１４】本発明において、前記光源から出射された
白色光束を３原色の各色光束に分離する色分離手段を有
する場合には、前記近似式は前記３原色の色毎に作成さ
れることが好ましい。このように構成すると、前記テー
ブル作成手段は、入力画像信号がＰＣモードおよびＴＶ
モードのときには色温度がそれぞれ９５００Ｋおよび６
５００Ｋのホワイトバランスとなるように前記ルックア
ップテーブルを作成するのも容易である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
一実施である投写型表示装置を説明する。

【００１６】（全体構成）図１には本例の投写型表示装
置の外観を示してある。本例の投写型表示装置１（投写
型の画像表示装置）は、直方体形状をした外装ケース２
を有している。外装ケース２は、基本的には、アッパー
ケース３と、ロアーケース４と、装置前面を規定してい
るフロントケース５から構成されている。フロントケー
ス５の中央からは、フォーカスレンズを支持するフォー
カスリング６１、およびズームレンズを支持するズーム
リング６２を備える投写レンズユニット６の先端側の部
分が突出している。

【００１７】図２には、投写型表示装置１の外装ケース
２の内部における各構成部分の配置を示してある。この
図に示すように、外装ケース２の内部において、その後
端側には電源ユニット７が配置されている。これよりも
装置前側に隣接した位置には光源ランプユニット８およ
び光学レンズユニット９が配置され、光源ランプユニッ
ト８は、光源ランプからの光を光軸に沿って光学レンズ
ユニット９の側に向けて出射する。光学レンズユニット
９の前側の中央には、投写レンズユニット６の基端側が
位置している。一方、光学レンズユニット９の一方の側
には、装置前後方向に向けて入出力インタフェース回路
が搭載されたインタフェース回路基板１１が配置され、
これに平行に、ビデオ信号処理回路が搭載されたビデオ
基板１２が配置されている。さらに、光源ランプユニッ
ト８、光学レンズユニット９の上側には、装置駆動制御
用の制御基板１３が配置されている。装置前端側の左右
の角には、それぞれスピーカ１４Ｒ、１４Ｌが配置され
ている。

【００１８】光学レンズユニット９の上面側の中央には
冷却用の吸気ファン１５Ａが配置され、光学レンズユニ
ット９の底面側の中央には冷却用循環流形成用の循環用
ファン１５Ｂが配置されている。また、光源ランプユニ
ット８の裏面側である装置側面には排気ファン１６が配
置されている。そして、電源ユニット７における基板１
１、１２の端に面する位置には、吸気ファン１５Ａから
の冷却用空気流を電源ユニット７内に吸引するための補
助冷却ファン１７が配置されている。

【００１９】さらに、電源ユニット７の直上には、その
装置左側の位置にフロッピーディスク駆動ユニット（Ｆ
ＤＤ）１８が配置されている。

【００２０】（外装ケースの構造）図１に示すように、
外装ケース２のアッパーケース３は、長方形の天壁３ａ
と、その前側を除く三方の辺からほぼ垂直に下方に延び
ている左右の側壁３ｂ、３ｃおよび後壁３ｄから形成さ
れている。同様に、ロアーケース４は、長方形の底壁４
ａと、その前側を除く三方の辺からほぼ垂直に起立して
いる左右の側壁４ｂ、４ｃおよび後壁４ｄから形成され
ている。フロントケース５は、中央部分が僅かに前方に
凸状態に湾曲しており、この部分には環状リム５ａが周
囲に形成された円形の開口５ｂが開いており、ここを通
って、投写レンズユニット６の前端側の部分が装置前方
側に延びている。アッパーケース３とロアーケース４と
は、左右の側壁におけるそれぞれ２箇所の位置で、固定
ねじ２１ａ、２１ｂおよび２２ａ、２２ｂにより相互に
連結されている。フロントケース５は、上下からアッパ
ーケース３およびロアーケース４によって挟まれた状態
で保持されている。

【００２１】アッパーケース３の天壁３ａには、その中
央の前方側の位置にエアーフィルタカバー２３が取付け
られている。このカバー２３には多数の通気孔が形成さ
れており、この内側には、ここを介して外部から塵等が
侵入することの無いように、エアーフィルタ２４が取付
けられている（図２（Ｂ）参照）。この裏面側に、上記
の吸気ファン１５Ａが位置している。天壁３ａの前方側
の左右の端には、内蔵スピーカー１４Ｒ、１４Ｌに対応
した位置に多数の連通孔２５Ｒ、２５Ｌが形成されてい
る。また、天壁３ａの左側の端の部分には、操作スイッ
チ蓋２６が取付けられている。この操作スイッチ蓋２６
はその一方の端を中心として開閉できるようになってい
る。この蓋２６を開くと、その内部に配列された多数の
操作スイッチが露出する。

【００２２】ロアーケース４の底壁４ａには、内蔵され
ている光源ランプユニット８に対応する位置にランプ交
換蓋２７が取付けられている。この交換蓋２７は下壁４
ａにねじ止めされており、ねじを緩めて蓋２７を取り外
せば内蔵の光源ランプユニット８を交換することができ
る。

【００２３】底壁４ａの前端の左右の角には、高さ調整
用フット３１（３１Ｒ、３１Ｌ）が配置されている。こ
れらのフット３１は、それを回すことにより高さの微調
整ができ、フロントケース５の両端の下側部分に突出し
ている高さ調整ボタン３２（３２Ｒ、３２Ｌ）を操作す
ることにより、これらのフット３１の高さを大まかに調
整（粗調整）できるようになっている。底壁４ａの後端
側の中央には突起３３が形成されており、この突起３３
と、上記の２個のフット３１とにより装置１は３点支持
された状態でテーブル等に設置される。なお、設置面に
凹凸がある場合等に装置ががたつくことの無いように、
底壁の後端側の両端にも補助突起３４Ｒ、３４Ｌが形成
されている。

【００２４】一方、装置前面を規定しているフロントケ
ース５の右側の上端位置と、装置後面の上半部分を規定
しているアッパーケース３の後壁３ｄの中央位置には、
それぞれ、受光窓３５Ｆ、３５Ｒが配置されている。こ
れらの受光窓はリモートコントローラからの制御光を受
けるためのものである。このように本例では、装置の前
後に受光窓を形成してあるので、装置の前側および後ろ
の側のいずれの側からでも遠隔操作を行うことができる
ので便利である。また、フロントケース５においてその
中央の投写レンズユニット６の左右の位置には、放熱フ
ィンが多数露出している放熱部５Ｒ、５Ｌが上下方向に
形成されている。これらの放熱部は、光学レンズユニッ
ト内を循環する空気流から熱を外部に放出するためのも
のである。

【００２５】装置後面の下半部分を規定しているロアー
ケース４の後壁４ｄには、その左端の部位には、外部電
力供給用のＡＣインレット３６、および主電源スイッチ
３７が配置されている。

【００２６】図１（Ａ）に示すように、装置の左側の側
面には携帯用ハンドル３８が取付けられている。このハ
ンドル３８の２つの基端部分３８ａ、３８ｂは、アッパ
ーケース３およびロアーケース４の側壁３ｂ、４ｂの合
わせ面の部分に回転可能に取付けられている。アッパー
ケース側の側壁３ｂには、ハンドル収納用の凹部３ｅが
形成されており、ここにハンドル３８を収納できるよう
になっている。また、側壁３ｂの上端部分には、装置の
動作状態を表示するためのＬＥＤ表示部３９が配置され
ている。ロアーケース側の左側の側壁４ｂには、下端を
中心として開閉可能な入出力用端子蓋４１が取付けられ
ている。これを開けると、内部に配置されている多数の
入出力端子が露出する。

【００２７】さらに、この装置左側のアッパーケース側
壁３ｂには、その後側の天壁３ａ寄りの位置に、水平な
状態で、フロッピーディスクの挿入口１８ａが開口して
いる。この挿入口１８ａの右上にはイジェクトボタン１
８ｂが配置されている。

【００２８】装置の反対側、すなわち、右側の側面を規
定しているアッパーケースおよびロアーケースの側壁３
ｃ、４ｃには、これらの双方に渡る状態で、排気孔４３
が形成されている。この排気孔４３の裏面側にはエアー
フィルタを介して冷却用の排気ファン１６が位置してい
る。

【００２９】（光学レンズユニット）図３において、光
学レンズユニット９は、その色合成手段を構成している
プリズムユニット９１０以外の光学素子が、上下のライ
トガイド９０１、９０２の間に上下から挟まれて保持さ
れた構成となっている。これらの上ライトガイド９０
１、下ライトガイド９０２はそれぞれ、アッパーケース
３およびロアーケース４の側に固定ねじにより固定され
ている。また、これらの上下のライトガイド９０１、９
０２は、プリズムユニット９１０の側に同じく固定ねじ
によって固定されている。プリズムユニット９１０は、
ダイキャスト板である厚手のヘッド板９０３の裏面側に
固定ねじよって固定されている。このヘッド板９０３の
前面には、投写レンズユニット６の基端側が同じく固定
ねじによって固定されている。したがって、本例では、
ヘッド板９０３を挟み、プリズムユニット９１０と投写
レンズユニット６とが一体となるように固定された構造
となっている。このように剛性の高いヘッド板９０３を
挟み、これらの双方の部品が一体化されている。したが
って、衝撃等が投写レンズユニット６の側に作用して
も、これらの双方の部材に位置ずれが発生することが無
い。

【００３０】（光学系）ここで、本例に組み込まれてい
る光学系について説明する。図４には本例の投写型表示
装置１の光学系のみを示してある。本例の光学系は、上
記の光源ランプ８１と、均一照明光学素子であるインテ
グレータレンズ９２１、９２２から構成される照明光学
系９２３と、この照明光学系９２３から出射される白色
光束Ｗを、赤、緑、青の各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する
色分離光学系９２４と、各色光束を変調するライトバル
ブとしての３枚の液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５
Ｇ、９２５Ｂと、変調された色光束を再合成する色合成
光学系としてプリズムユニット９１０と、合成された光
束をスクリーン上に拡大投写する投写レンズユニット６
から構成される。また、色分離光学系９２４によって分
離された各色光束のうち、青色光束Ｂを対応する液晶バ
ルブ９２５Ｂに導く導光系９２７を有している。

【００３１】光源ランプ８１としては、ハロゲンラン
プ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いる
ことができる。均一照明光学系９２３は、反射ミラー９
３１を備えており、照明光学系からの出射光の中心光軸
１ａを装置前方向に向けて直角に折り曲げるようにして
いる。このミラー９３１を挟み、インテグレータレンズ
９２１、９２２が前後に直交する状態に配置されてい
る。

【００３２】色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロ
ックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４
２と、反射ミラー９４３から構成される。白色光束Ｗ
は、まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１におい
て、そこに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが
直角に反射されて、緑反射ダイクロイックミラー９４２
の側に向かう。赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過し
て、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色
光束の出射部９４４からプリズムユニット９１０の側に
出射される。ミラー９４１において反射された青および
緑の光束Ｂ、Ｇは、緑反射ダイクロイックミラー９４２
において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光
束の出射部９４５から色合成光学系の側に出射される。
このミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束の
出射部９４６から導光系の側に出射される。

【００３３】色分離光学系９２４の各色光束の出射部９
４４、９４５、９４６の出射側には、それぞれ集光レン
ズ９５１、９５２、９５３が配置されている。したがっ
て、各出射部から出射した各色光束は、これらの集光レ
ンズ９５１、９５２、９５３に入射して平行化される。

【００３４】このように平行化された各色光束Ｒ、Ｇ、
Ｂのうち、赤色および緑色の光束Ｒ、Ｇは液晶ライトバ
ルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に
対応した映像情報が付加される。すなわち、これらのラ
イトバルブは、不図示の駆動手段によって映像情報に応
じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過
する各色光の変調が行われる。このような駆動手段は公
知の手段をそのまま使用することができる。一方、青色
光束Ｂは、導光系９２７を介して対応する液晶ライトバ
ルブ９２５Ｂに導かれて、ここにおいて、同様に映像情
報に応じて変調が施される。本例のライトバルブは、例
えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用
いたものを使用できる。導光系９２７は、入射側反射ミ
ラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの間
に配置した中間レンズ９７３と、液晶パネル９２５Ｂの
手前側に配置した集光レンズ９５３から構成される。

【００３５】次に、各液晶パネル９２５Ｒ、Ｇ、Ｂを通
って変調された各色光束は、色合成光学系９１０に入射
され、ここで再合成される。本例では、前述のようにダ
イクリックプリズムからなるプリズムユニット９１０を
用いて色合成光学系を構成している。ここで再合成され
たカラー映像は、投写レンズユニット６を介して、所定
の位置にあるスクリーン上に拡大投写される。

【００３６】ここで、本例の光学系においては、上記の
構成に加えて、１／２波長板を、各色の光束の経路に配
置して、各色の光束をＳ偏光に揃えることが好ましい。
このようにＳ偏光のみを利用できるようにすると、Ｐ偏
光およびＳ偏光が混在しているランダム偏光をそのまま
利用する場合に比べて、ダイクロイックミラーでの色分
離性が改善される。また、導光系９２７はミラーを用い
て光束を反射しているが、Ｓ偏光はＰ偏光に比べて反射
率が良いので、光量損失等を抑制することができるとい
う利点もある。

【００３７】（電源ユニット）電源ユニット７は、図２
に示すように、金属製のシールドケース７０１の内部に
各構成素子が内蔵され、この部分で発生する電気的、磁
気的ノイズが外部に漏れることを防止してある。シール
ドケース７０１は、装置の外装ケース２の左右の側壁に
渡る大きさであり、左端の部分は、装置前方側に向けて
一定の幅で突出した平面形状をしている。すなわち、こ
の突出部分７０２の前方には、光学系ブロック９の均一
照明系の反射ミラー９３１が装置前後方向に対して４５
度の角度で配置されている。この裏面側の空間はとかく
デットスペースになり易い。本例では、この空間７０３
を有効利用するために、シールドケース７０１をこの空
間７０３の側に突出させて突出部分７０２を形成し、電
源ユニットの構成部品の配置空間を確保している。

【００３８】本例の電源ユニット７では、ここから各駆
動部分への電力供給路等を可能な限り短くすることによ
り、ノイズ発生源であるリード線を可能な限り短くし、
これによりノイズの発生を抑制するようにしている。た
とえば、ＡＣインレット３６および主電源スイッチ３７
は、電源ユニット７のシールドケース７０１の後側面に
対して直接に固定してある。したがって、これらの各部
分から電源ユニット７まで引き回されるリード線を省略
できる。

【００３９】（駆動制御系）図５は、このように構成し
た投写型表示装置１の制御系の概略ブロック図である。

【００４０】図に示すように、インターフェース回路基
板１１上に形成されているインタフェース回路を介し
て、ビデオ信号（入力画像信号）が外部から入力され
る。通常のビデオ信号入力端子であるビデオ入力端子２
０１１、Ｓ−Ｖｉｄｅｏ信号（ＹＣ分離された映像信
号）の入力端子である入力端子２０１２、コンピュータ
出力Ｒ、Ｇ、Ｂ信号入力端子２０１３からのビデオ信号
は、それぞれＡＤコンバータ２０１５、２０１６、２０
１７を介してＡＤ変換される。ビデオ入力端子２０１
１、２０１２からの入力ビデオ信号は、ＡＤ変換後のデ
ジタルデコータ２０２１を介してデコードされてＶＲＡ
Ｍコントローラ２０３０に供給される。Ｒ、Ｇ、Ｂのビ
デオ入力信号は、ＡＤ変換後にＶＲＡＭコントローラ２
０３０に供給される。同期信号入力端子２０１８からの
垂直同期信号Ｖ、水平同期信号Ｈは同期信号処理回路２
０４０に供給される。音声情報は、入力端子２０５０か
らボリューム２０５１を介して入力され、アンプ２０５
２を介して左右のスピーカー１４Ｒ、１４Ｌに供給され
る。

【００４１】２０６０は、全体の制御を司るマイクロコ
ントローラであり、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリに格納され
ている制御プログラムに従って、各部分の駆動制御、映
像情報の処理制御を行う。また、同期信号処理回路２０
４０からの信号と、制御ブロック２０３０に設定されて
いるＰＣモード２０３２とに基づき、入力ビデオ信号が
コンピュータ入力信号であるか否かを判別する。ここで
いうＰＣモード２０３２とは、いわゆるパーソナルコン
ピュータ（ＰＣ）の表示モードであり、たとえばＩＢＭ
社のＰＣとの互換機であればＶＧＡ、ＳＶＧＡ、ＸＧＡ
等のことであり、アップル社のマッキントッシュであれ
ばＭＡＣ１３、ＭＡＣ１６等のことをいう。ここで、制
御ブロック２０３０にはＰＣモード２０３２として、各
種表示モードの水平同期信号Ｈの周波数が設定されてお
り、この設定により、入力ビデオ信号がコンピュータ入
力信号であるか否かを判別する。すなわち、コンピュー
タから出力される画像信号に対応した水平同期信号Ｈを
一定期間カウントしてその周波数を検出し、この周波数
により各コンピュータのどの種類の画面であるのか、あ
る程度の区別が可能である。また、水平同期信号Ｈの周
波数が近いモード同士であれば、１フィールド内の水平
同期信号Ｈの数とその極性からモードを決定する。ま
た、デジタルデコーダ２０２１から供給される判別信号
２０２１Ｓは、ＰＣモード２０３２に対応したドットク
ロックやクランプパルスが含まれていることから、この
判別信号２０２１Ｓに基づき、入力ビデオ信号の形態を
判別する。さらに、マイクロコントローラ２０６の制御
の下に、ＶＲＡＭコントローラ２０３０は、入力された
ビデオ信号を各フレーム毎にフレームメモリであるＶＲ
ＡＭ２０６２に格納する。

【００４２】このＶＲＡＭ２０６２からのビデオ信号に
対しては、詳しくは後述するとおり、ガンマ補正部２２
５が構成されており、このガンマ補正部２２５の信号変
換部２２５１において、ビデオ信号にデジタルガンマ補
正が施された信号が各色の信号毎に液晶ライトバルブ９
２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂの駆動制御回路２０８０
Ｒ、Ｇ、Ｂに供給される。

【００４３】本例においては、Ｒ、Ｂの画像信号を一時
記憶するためのＦＩＦＯバッファで構成されたラインバ
ッファ２０６４Ｒ、２０６４Ｂを備えている。これらに
記憶された１画素ライン分の映像情報は、書き込まれた
順序に従って読みだされて、駆動制御回路２０８０Ｒ、
２０８０Ｂに出力される。これに対して、Ｇの画像信号
を一次記憶するためのＬＩＦＯバッファで構成されたラ
インバッファ２０６４Ｇは、最後に書き込まれた映像情
報から読みだされて駆動制御回路２０８０Ｇに出力され
る。駆動制御回路２０８０Ｒ、２０８０Ｂ、２０８０Ｇ
では、そこに入力されてくるデジタル信号をアナログ信
号に変換し、サンプルホールド回路などを介して液晶ラ
イトバルブ９２５Ｒ、Ｇ、Ｂに出力される。

【００４４】（ガンマ補正回路）このように構成した投
写型表示装置１において、液晶ライトバルブ９２５Ｒ、
Ｇ、Ｂにおける透過率−印加電圧は、図１０に曲線Ｃで
模式的に示したように線形的に変化しないこと、図９に
曲線Ｂで示したように、ＮＴＳＣモード（ＮＴＳＣ方式
の信号）であればビデオ信号にはブラウン管方式のモニ
ターに対応するための−２．２乗カーブの逆補正がすで
にかけられていることから、ビデオ信号をそのまま液晶
ライトバルブ９２５Ｒ、Ｇ、Ｂに印加すると高品位の表
示を行うことができない。

【００４５】そこで、本発明では、投写型表示装置１毎
に液晶ライトバルブ９２５Ｒ、Ｇ、Ｂに実際に印加した
電圧と透過率との関係（透過率特性）を実測し、この実
測値を参考にデジタルガンマ補正用のルックアップテー
ブル２２５２を構成するようになっている。また、ルッ
クアップテーブル２２５２については、ビデオ信号が切
り換わるたびにその形態に応じて演算により作成し直
し、ルックアップテーブル２２５２の内容を書き換える
ように構成されている。

【００４６】すなわち、本発明では、図６にルックアッ
プテーブル２２５２を作成するための機能をブロック図
で示すように、投写型表示装置１を出荷する前に所定の
電圧（テスト信号）を液晶ライトバルブ９２５Ｒ、Ｇ、
Ｂに印加するとともに、それによって投写された画像の
輝度を撮像管２２６で実測し、その実測値と印加電圧と
がガンマ補正部２２５の演算部２２５３に入力されるよ
うになっている。ここで、演算部２２５３は、図７に曲
線Ｄで示す印加電圧と透過率（輝度）の実測値と、図７
に直線Ｅで示す印加電圧と透過率の理想的な関係とのず
れに基づいて、透過率特性の近似式を算出するようにな
っている。

【００４７】本形態では、液晶ライトバルブ９２５Ｒ、
Ｇ、Ｂがノーマリ黒モードであることから、印加電圧と
透過率との関係を実測するにあたっては、透過率が０
％、４０％、６０％、９０％、１００％に相当する各電
圧を液晶ライトバルブ９２５Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに印
加し、そのときの透過率を液晶ライトバルブ毎に実測す
るようになっている。また、このような５つの実測値に
基づいて、演算部２２５３は、図８に折れ線Ｆで示すよ
うに、印加電圧と透過率との関係を区間Ｔ１〜Ｔ４Ｉ毎
に一次関数として近似するようになっている。ここで、
液晶の印加電圧と透過率との関係を表すカーブは、一般
に、透過率が０％から４０％までの範囲、および透過率
が９０％から１００％までの範囲では直線的であるた
め、直線近似することが可能である。これに対して、液
晶ライトバルブで階調表示するのに重要な透過率が４０
％から９０％までの範囲で単に直線近似すると、階調表
示を適正に行えない。そこで、本形態では、液晶ライト
バルブで階調表示するのに重要な透過率が４０％から９
０％までの範囲の略中間である６０％で区間を区切って
直線近似を行うようにしている。

【００４８】すなわち、印加電圧および透過率をそれぞ
れｘ、ｙとしたときには、各区間Ｔ１〜Ｔ４の透過率ｙ
は、傾きａおよび切片ｂによって以下の各式区間Ｔ１： y ＝ａ1 × x 区間Ｔ２： y ＝ａ2 × x ＋ b2 区間Ｔ３： y ＝ａ3 × x ＋ b3 区間Ｔ４： y ＝ａ4 × x ＋ b4 で表される。このように区間設定すると、ノーマリ黒モ
ードの液晶ライトバルブ９２５Ｒ、Ｇ、Ｂの透過率特性
を比較的少ないデータ数で特徴付けすることができる。

【００４９】再び、図６において、演算部２２５３で求
めた近似式の傾きａ1 〜ａ4 および切片ｂ2 〜ｂ4 は、
演算データ部２２５４に記憶されるようになっており、
しかる後、投写型表示装置１が出荷されることになる。

【００５０】そして、投写型表示装置１が出荷された以
降、ユーザの手元で使用される際にビデオ信号が入力さ
れてはじめて、液晶ライトバルブ９２５Ｒ、Ｇ、Ｂの透
過率特性に適合させるためにビデオ信号を信号変換部２
２５１においてデジタルガンマ補正する際のルックアッ
プテーブル２２５２がテーブル作成部２２５５によって
作成される。この際に、テーブル作成部２２５５は、演
算データ記憶部２２５４に記憶されている傾きａ1 〜ａ
4 および切片ｂ2 〜ｂ4 から近似式を再現し、この近似
式と、マイクロコントローラ２０６０でのビデオ信号の
形態の判別結果とに基づいて、０〜２５５階調に対応す
る８ビットのガンマ補正用のルックアップテーブル２２
５２を演算により作成する。すなわち、入力ビデオ信号
は形態毎にそれに施されている逆補正が定まっているこ
とから、それを考慮して、テーブル作成部２２５５はル
ックアップテーブル２２５２を構成するための変換関数
を確定する。たとえば、入力ビデオ信号がＮＴＳＣモー
ドであれば、ビデオ信号側には−２．２乗のガンマ補正
がすでに施されるとしてルックアップテーブル２２５２
を作成する。

【００５１】従って、テーブル作成部２２５５によって
ルックアップテーブル２２５２が形成された以降、投写
型表示装置１において画像を表示する際には、ＮＴＳＣ
モードの入力ビデオ信号は、まず、０〜２５５階調に対
応する８ビットのデジタルデータに変換されるととも
に、これらのデジタルデータは、信号変換部２２５１に
おいて、先に作成したルックアップテーブル２２５２に
基づいて８ビットのデジタルデータに変換され、この変
換した信号を駆動制御回路２０８０Ｒ、Ｇ、Ｂでアナロ
グ信号に変換したもの（ガンマ補正後のアナログ信号）
が液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂに供
給されることになる。従って、液晶ライトバルブ９２５
Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂに印加される信号は、ＮＴＳＣ
モードの入力ビデオ信号に予めかけられている逆補正
と、液晶ライトバルブ自身の透過率特性とを考慮したガ
ンマ補正が行われた後の信号であるため、液晶ライトバ
ルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを用いた投写型表示
装置１であっても、通常のブラウン管方式のモニターで
行われるような表示を高品位に行うことができる。

【００５２】ここで、ビデオ信号がＮＴＳＣモード（方
式）からＰＡＬ／ＳＥＣＡＭモード（方式）に切り換わ
ったとする。この場合には、ＰＡＬ／ＳＥＣＡＭモード
のビデオ信号側には予め−２．８乗のガンマ補正がすで
に施されるので、テーブル作成部２２５５は、この値
と、演算データ記憶部２２５４に記憶されている傾きａ
1 〜ａ4 および切片ｂ2 〜ｂ4 から再現した近似式とに
よって、液晶ライトバルブ用の理想的なガンマ補正を行
うためのルックアップテーブル２２５２を作成し、先に
作成されていたものを書き換える。同様に、ビデオ信号
がＮＴＳＣモードからＰＣモードに切り換わったとす
る。この場合には、ＰＣモードのビデオ信号側には予め
−２．５乗のガンマ補正がすでに施されるので、テーブ
ル作成部２２５５は、この値と、演算データ記憶部２２
５４に記憶されている傾きａ1 〜ａ4および切片ｂ2 〜
ｂ4 から再現した近似式とによって、液晶ライトバルブ
用の理想的なガンマ補正を行うためのルックアップテー
ブル２２５２を作成し、先に作成されていたものを書き
換える。

【００５３】ここで、液晶ライトバルブ９２５Ｒ、Ｂ、
Ｇは、色毎に透過率特性がずれているので、ルックアッ
プテーブル２２５２は、Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎に算出した近
似式に基づいて作成される。また、テーブル作成部２２
５５は、ビデオ信号がＰＣモードおよびＴＶモードのと
きには色温度がそれぞれ９５００Ｋおよび６５００Ｋの
ホワイトバランスとなるようにルックアップテーブル２
２５２を作成する。

【００５４】（本形態の効果）このように構成した投写
型表示装置１において、ガンマ補正部２２５ではデジタ
ルガンマ補正を行うことができるので、１点折り曲げ方
式の簡易型のアナログガンマ補正を行う場合と相違して
かなりきめ細かな補正を行える。また、個々の投写型表
示装置１において、それに搭載されている液晶ライトバ
ルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂに合ったルックアッ
プテーブル２２５２を作成することになるので、投写型
表示装置１の個々において液晶ライトバルブ９２５Ｒ、
９２５Ｇ、９２５Ｂの透過率特性にばらつきがあって
も、このようなばらつきを完全に吸収できる。さらに、
ＮＴＳＣモード、ＰＡＬ／ＳＥＣＡＭモード、ＰＣモー
ドなどといった入力される可能性のある全てのビデオ信
号に対応する数のルックアップテーブルを構成しておく
のではなく、ビデオ信号が切り換えられたときにいずれ
の形態の信号であるかを判別し、その判別結果に基づい
て、自動的にルックアップテーブル２２５２を更新して
いく。このため、一色につき１つのルックアップテーブ
ル２２５２で十分であるので、メモリ容量が小さくて済
む。しかも、最初に設定したルックアップテーブルを固
定して使用していく方式と相違して、ルックアップテー
ブルを更新していく方式なので、入力モードの切り換え
や画質調整を行っても最適な表示を常に行える。

【００５５】また、テーブル作成部２２５５は、入力ビ
デオ信号の形態によって変換関数を確定することから、
ＰＣモードであれば文字情報が多いのでコントラストを
明確につけるために黒側をつぶれ気味とするルックアッ
プテーブル２２５２を作成し、ＴＶモードであれば中間
調を明確に表現できるようなルックアップテーブル２２
５２を作成するなど、入力ビデオ信号の形態に応じたル
ックアップテーブル２２５２を作成するのも容易であ
る。

【００５６】さらに、３原色のそれぞれに合ったルック
アップテーブル２２５２を構成するので、これらの３原
色をブレンドする際のホワイトバランスを最適な条件に
設定するのも容易である。

【００５７】なお、上記形態では、光源から出射された
白色光束を３原色の各色光束に分離し、それらを３枚の
液晶ライトバルブでそれぞれ変調するタイプの画像表示
装置に本発明を適用した例を説明したが、光源から出射
される光束を３原色の各色光束に分離せずに１枚の液晶
ライトバルブで変調する、いわゆる単板タイプの画像表
示装置にも本発明を適用できる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
表示装置では、あくまでデジタルガンマ補正を行うの
で、１点折り曲げ方式の簡易型のアナログガンマ補正を
行う場合と相違してかなりきめ細かな補正を行える。ま
た、個々の画像表示装置において、それに搭載されてい
る液晶ライトバルブに合ったルックアップテーブルを作
成することになるので、画像表示装置個々において液晶
ライトバルブの透過率特性にばらつきがあっても、この
ようなばらつきを完全に吸収できる。さらに、入力され
る可能性のある全ての入力画像信号に対応する数のルッ
クアップテーブルを構成しておくのではなく、画像信号
が入力されたときにいずれの形態の信号であるかを判別
し、その判別結果に基づいて、自動的にルックアップテ
ーブルを構成する。それ故、一色につき１つのルックア
ップテーブルで十分であるので、メモリ容量が小さくて
済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である投写型表示装置の外観
形状を示す図である。

【図２】（Ａ）は、光学レンズユニットと投写レンズユ
ニットの部分を取り出して示す概略平面構成図、（Ｂ）
はその断面図である。

【図３】ヘッド板、プリズムユニットおよび投写レンズ
ユニットを取り出して示す概略断面図である。

【図４】図１の投写型表示装置に組み込まれている光学
系の概略構成図である。

【図５】図１の投写型表示装置の制御系の概略ブロック
図である。

【図６】図５に示す制御系のガンマ補正部においてピッ
クアップデーブルを作成する機能を示すブロック図であ
る。

【図７】図５に示すガンマ補正部においてピックアップ
デーブルを作成するために液晶ライトバルブの透過率特
性を実測した結果を模式的に示すグラフである。

【図８】図７に示す液晶ライトバルブの透過率特性から
算出した近似式を示すグラフである。

【図９】撮像管の方から出力されるＮＴＳＣモードに予
めかけられているガンマ補正、およびそれを液晶ライト
バルブ用に修正したガンマ補正を説明するためのグラフ
である。

【図１０】液晶ライトバルブの透過率特性、およびブラ
ウン管方式のモニターの輝度特性を示すグラフである。

【図１１】従来のガンマ補正に用いたトランジスタ回路
の説明図である。

【符号の説明】

１投写型表示装置６投写レンズユニット８光源ランプユニット９光学レンズユニット２２５ガンマ補正部２２６撮像管９１０プリズムユニット（色合成手段）９２４色分離手段９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂライトバルブ２０６０マイクロコントローラ２２５１信号変換部２２５２ルックアップテーブル２２５３演算部２２５４演算データ部２２５５テーブル作成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、該光源から出射される光束を入
力画像信号に基づき変調する液晶ライトバルブとを有す
る画像表示装置において、前記液晶ライトバルブの透過率特性の近似式を算出する
演算部と、前記近似式を記憶しておく演算データ記憶手
段と、前記透過率特性に適合させるために入力画像信号
をガンマ補正する際のルックアップテーブルを前記入力
画像信号の形態が切り換わる度に前記近似式と入力画像
信号の形態とに基づいて作成するテーブル作成手段とを
有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記近似式は、前記透過率特性を区間毎
に近似した一次関数であることを特徴とする請求項１記
載の画像表示装置。
【請求項３】ノーマリ黒モードの液晶ライトバルブに
ついての前記近似式は、前記透過率特性を透過率が０
％、４０％、６０％、９０％、１００％に相当する各点
を境界とする４つの区間毎に近似した一次関数であるこ
とを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】前記テーブル作成手段は、入力画像信号
がＮＴＳＣモード、ＰＡＬ／ＳＥＣＡＭモード、および
ＰＣモードのときには、入力画像信号側に施されている
ガンマ補正がそれぞれ−２．２乗、−２．８乗、および
−２．５乗であるとして前記ルックアップテーブルを作
成することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載
の画像表示装置。
【請求項５】前記光源から出射された白色光束を３原
色の各色光束に分離する色分離手段を有し、前記近似式
は、前記３原色の色毎に作成されることを特徴とする請
求項１から４いずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】前記テーブル作成手段は、入力画像信号
がＰＣモードおよびＴＶモードのときには色温度がそれ
ぞれ９５００Ｋおよび６５００Ｋのホワイトバランスと
なるように前記ルックアップテーブルを作成することを
特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。