JP2006308745A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Description
この発明は、投影型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a projection type liquid crystal display device.
従来、投影型の液晶表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配列した画面領域を有し、一方の面から入射した光の透過を前記複数の画素により制御して他方の面から画像光を出射する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの入射面に向けて照明光を出射する光源と、前記液晶表示パネルの出射面の前方に配置された透過型の平面スクリーンと、前記液晶表示パネルからの出射光を前記平面スクリーンに投影する投影系とにより構成されている(特許文献1参照)。
しかし、前記従来の投影型液晶表示装置は、液晶表示パネルの表示画像を透過型の平面スクリーンに投影し、その投影画像を前記平面スクリーンの反対側から観察させるものであるため、画像の観察方向が限定される。 However, the conventional projection type liquid crystal display device projects the display image of the liquid crystal display panel onto a transmission type flat screen, and causes the projection image to be observed from the opposite side of the flat screen. Is limited.
この発明は、広範囲の方向から画像を観察させることができる投影型の液晶表示装置を提供することを目的としたものである。 An object of the present invention is to provide a projection-type liquid crystal display device capable of observing images from a wide range of directions.
この発明の液晶表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配列した画面領域を有し、一方の面から入射した光の透過を前記複数の画素により制御して他方の面から画像光を出射する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの入射面に対向させて配置され、前記液晶表示パネルに向けて照明光を出射する光源と、前記液晶表示パネルの出射面の前方に配置され、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面を有し、前記液晶表示パネルに対向する面に前記液晶表示パネルからの出射光を入射させる入射部が形成されたスクリーン部材と、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記光源から出射した光の経路の予め定めた位置に設けられ、前記光源から出射し前記液晶表示パネルを透過した光を前記スクリーン部材の前記入射部から入射させて前記スクリーン面に照射させる変向手段とを備えたことを特徴とする。 The liquid crystal display device of the present invention has a screen region in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and controls the transmission of light incident from one surface by the plurality of pixels to emit image light from the other surface. A liquid crystal display panel, a light source disposed facing the incident surface of the liquid crystal display panel, and emitting illumination light toward the liquid crystal display panel; and disposed in front of the output surface of the liquid crystal display panel, the liquid crystal display A screen member having a transmission screen surface surrounding the periphery of a region in front of the panel, and having an incident portion for allowing light emitted from the liquid crystal display panel to be incident on a surface facing the liquid crystal display panel; The liquid crystal display panel has an optical characteristic that emits light in a direction that spreads radially in a circumferential direction, is provided at a predetermined position in a path of light emitted from the light source, and is emitted from the light source. The transmitted light is incident from the incident part of the screen member, characterized in that a deflection means for irradiating the screen surface.
この発明の液晶表示装置において、前記スクリーン部材は、前記液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る軸線を中心とする円筒面状のスクリーン面を有しており、前記変向手段は、前記光源と前記スクリーン部材との間に設けられ、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズからなっているのが望ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, the screen member is a cylindrical screen surface having an axis that is substantially parallel to the normal line of the liquid crystal display panel and passes through the vicinity of the center of the screen area of the liquid crystal display panel. And the deflecting means is provided between the light source and the screen member, and refracts light incident from the light source side surface in a direction radially spreading in the circumferential direction, thereby the screen member side. It is desirable that the lens is made of a lens that emits light from the surface.
その場合、前記スクリーン部材は、前記液晶表示パネルに対向する端面に入射部が形成され、外周面に前記スクリーン面が形成され、内周面に、前記レンズからなる変向手段により屈折されて前記入射部から入射した光を前記円筒面の軸線に対して直角な面に対する角度が小さくなる方向に屈折させて前記スクリーン面に入射させる複数の環状プリズムが形成された円筒状部材からなっているのが好ましい。 In this case, the screen member has an incident portion formed on an end surface facing the liquid crystal display panel, the screen surface is formed on an outer peripheral surface, and the inner peripheral surface is refracted by a deflecting unit including the lens. It consists of a cylindrical member formed with a plurality of annular prisms that refract the light incident from the incident portion in a direction in which the angle with respect to the plane perpendicular to the axis of the cylindrical surface becomes smaller and enter the screen surface. Is preferred.
また、この発明の液晶表示装置において、前記スクリーン部材は、前記液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る線上に中心を有する球面状のスクリーン面を有しており、前記変向手段は、前記光源と前記スクリーン部材との間または前記スクリーン部材の入射部に設けられ、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズ、あるいは、前記スクリーン部材の入射部とは反対側に設けられ、前記入射部から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に反射する反射面からなっているのが望ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, the screen member is a spherical screen having a center on a line that is substantially parallel to a normal line of the liquid crystal display panel and passes near the center of the screen area of the liquid crystal display panel. The direction changing means is provided between the light source and the screen member or in the incident portion of the screen member, and the light incident from the surface on the light source side spreads radially in the circumferential direction. A lens that refracts the light and exits from the surface on the screen member side, or a reflection that is provided on the opposite side of the incident portion of the screen member and reflects the light incident from the incident portion in a direction radially spreading in the circumferential direction. It is desirable to have a surface.
この発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルの入射面に対向させて光源を配置し、前記液晶表示パネルの出射面の前方に、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面を有し、前記液晶表示パネルに対向する面に前記液晶表示パネルからの出射光を入射させる入射部が形成されたスクリーン部材を配置するとともに、前記光源から出射した光の経路の予め定めた位置に、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記光源から出射し前記液晶表示パネルを透過した光を前記スクリーン部材の前記入射部から入射させて前記スクリーン面に照射させる変向手段を設けることにより、前記液晶表示パネルの表示画像を前記スクリーン部材の透過型スクリーン面(液晶表示パネルの前方の領域の周囲を囲む面)に投影し、その投影画像を前記スクリーン部材の外周方向、つまり前記液晶表示パネルの前方領域の周囲方向から観察させるようにしたものであり、この液晶表示装置によれば、広範囲の方向から画像を観察させることができる。 In the liquid crystal display device of the present invention, a light source is disposed facing the incident surface of the liquid crystal display panel, and a transmissive screen surface surrounding the periphery of the region in front of the liquid crystal display panel in front of the output surface of the liquid crystal display panel And a predetermined position of a path of light emitted from the light source, and a screen member on which an incident portion for allowing the emitted light from the liquid crystal display panel to enter is disposed on a surface facing the liquid crystal display panel. And having an optical characteristic of emitting incident light in a direction that radially spreads in a circumferential direction, and emitting light emitted from the light source and transmitted through the liquid crystal display panel from the incident portion of the screen member. By providing a turning means for irradiating the screen surface, the display image of the liquid crystal display panel is displayed on the transmission screen surface of the screen member (in front of the liquid crystal display panel). The projection image is projected from the outer peripheral direction of the screen member, that is, the peripheral direction of the front area of the liquid crystal display panel. According to this liquid crystal display device, The image can be observed from a wide range of directions.
この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの出射面の前方に、前記液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る軸線を中心とする円筒面状のスクリーン面を有するスクリーン部材を配置し、前記光源と前記スクリーン部材との間に、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズからなる変向手段を配置した構成とするのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲の全周方向から画像を観察させることができる。 The liquid crystal display device of the present invention is centered on an axis that is substantially parallel to the normal line of the liquid crystal display panel and passes through the vicinity of the center of the screen area of the liquid crystal display panel, in front of the emission surface of the liquid crystal display panel. A screen member having a cylindrical screen surface is disposed, and the light incident from the light source side surface is refracted in a direction radially spreading in the circumferential direction between the light source and the screen member, and the screen member side It is desirable to have a configuration in which a turning unit composed of a lens that emits from the surface of the liquid crystal display is arranged. By doing so, an image can be observed from the entire circumference around the area in front of the liquid crystal display panel. .
その場合は、前記スクリーン部材を、前記液晶表示パネルに対向する端面に入射部が形成され、外周面に前記スクリーン面が形成され、内周面に、前記レンズからなる変向手段により屈折されて前記入射部から入射した光を前記円筒面の軸線に対して直角な面に対する角度が小さくなる方向に屈折させて前記スクリーン面に入射させる複数の環状プリズムが形成された円筒状部材とするのが好ましく、このようにすることにより、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲から観察される画像の正面輝度を高くすることができる。 In this case, the screen member is refracted by the turning means including the lens, the incident portion is formed on the end surface facing the liquid crystal display panel, the screen surface is formed on the outer peripheral surface, and the inner peripheral surface. A cylindrical member formed with a plurality of annular prisms that refracts light incident from the incident portion in a direction in which an angle with respect to a plane perpendicular to the axis of the cylindrical surface is reduced and enters the screen surface. Preferably, by doing so, the front luminance of the image observed from the periphery of the area in front of the liquid crystal display panel can be increased.
また、この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの出射面の前方に、前記液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る線上に中心を有する球面状のスクリーン面を有するスクリーン部材を配置し、前記光源と前記スクリーン部材との間または前記スクリーン部材の入射部に、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズからなる変向手段を設けるか、あるいは、前記スクリーン部材の入射部とは反対側に、前記入射部から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に反射する反射面からなる変向手段を設けた構成としてもよく、このようにすることにより、さらに広範囲の方向から画像を観察させることができる。 Further, the liquid crystal display device of the present invention is centered on a line passing through the vicinity of the center of the screen area of the liquid crystal display panel, in front of the emission surface of the liquid crystal display panel, substantially parallel to the normal line of the liquid crystal display panel. A screen member having a spherical screen surface, and a direction in which light incident from the surface on the light source side is radially spread between the light source and the screen member or at an incident portion of the screen member in a circumferential direction. Or deflecting means comprising a lens that is refracted and emitted from the surface on the screen member side, or the light incident from the incident portion is radially formed on the opposite side of the incident portion of the screen member in the circumferential direction. A configuration may be provided in which a turning means composed of a reflecting surface that reflects in the spreading direction is provided. By doing so, an image can be observed from a wider range of directions. That.
(第1の実施形態)
図1及び図2はこの発明の第1の実施例を示しており、図1は液晶表示装置の分解斜視図、図2は前記液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。
(First embodiment)
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device, and FIG. 2 is a cross-sectional view in which the hatching of the liquid crystal display device is omitted.
この液晶表示装置は、複数の画素(図示せず)がマトリックス状に配列した画面領域1aを有し、一方の面から入射した光の透過を前記複数の画素により制御して他方の面から画像光を出射する液晶表示パネル1と、前記液晶表示パネル1の入射面に対向させて配置され、前記液晶表示パネル1に向けて照明光を出射する光源2と、前記液晶表示パネル1の出射面の前方に配置され、前記液晶表示パネル1の前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面5を有し、前記液晶表示パネル1に対向する面に前記液晶表示パネル1からの出射光(画像光)を入射させる入射部6が形成されたスクリーン部材4と、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記光源2から出射した光の経路の予め定めた位置に設けられ、前記光源2から出射し前記液晶表示パネル1を透過した光を、前記スクリーン部材4の前記入射部6から入射させて前記スクリーン面5に照射させる変向手段8とを備えている。
This liquid crystal display device has a
なお、図1及び図2では液晶表示パネル1を簡略化して示しているが、この液晶表示パネル1は例えばアクティブマトリックス型のものであり、液晶層を挟んで対向する入射側及び出射側の一対の透明基板の互いに対向する内面のうち、一方の基板の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列した複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のTFT(薄膜トランジスタ)と、各行のTFTにゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のTFTにデータ信号を供給する複数のデータ配線が設けられ、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極と対向する一枚膜状の透明な対向電極が設けられ、一対の透明基板の外面にそれぞれ偏光板が貼付けられた構造となっている。
1 and 2 show the liquid
また、前記光源2は、前記液晶表示パネル1の画面領域1aの全域に対向する光出射面を有する面光源であり、その出射面の全体に、前記液晶表示パネル1の法線(基板面の法線)に沿った方向の出射光強度が高い強度分布の照明光を出射するための集光レンズ3が微小ピッチで配列形成されている。
The
この面光源2は、図1及び図2では簡略化して示しているが、例えば、前記液晶表示パネル1の画面領域1aの全域に対向する面積を有する板状の透明部材の一端面に光を入射させる入射端面が形成され、2つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射端面が形成され、他方の端面に前記入射端面から入射した光を前記出射端面に向けて反射する反射面が形成された導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置され、前記入射端面に向けて光を出射するLED(発光ダイオード)等の複数の固体発光素子からなっており、前記集光レンズ3は、前記導光板の出射面に形成されている。
The
一方、前記スクリーン部材4は、前記液晶表示パネル1の法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネル1の画面領域1aの中心付近を通る軸線Oを中心とする円筒面状のスクリーン面5を有している。
On the other hand, the screen member 4 is a
このスクリーン部材4は、前記液晶表示パネル1に対向する端面に入射部6が形成され、外周面に前記スクリーン面5が形成された透明な円筒状部材からなっており、前記スクリーン面5には、このスクリーン面5を透過する光を拡散させる拡散処理(例えば粗面化処理)が施されている。以下、このスクリーン部材4を円筒状スクリーン部材という。
The screen member 4 is formed of a transparent cylindrical member having an
また、前記変向手段8は、前記面光源2と前記円筒状スクリーン部材4との間に設けられ、前記面光源2側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材4側の面から出射するサーキュラフレネルレンズ等のレンズからなっている。以下、この変向手段8を変向レンズという。
The diverting
この変向レンズ8は、例えば前記面光源2と前記液晶表示パネル1との間に、レンズ面とは反対面を前記面光源2側に向け、レンズ中心を前記円筒状スクリーン部材4の軸線(円筒面の軸線)Oに略一致させて配置されている。
The deflecting
なお、前記液晶表示パネル1は、前記円筒状スクリーン部材4の内周円に略外接する正方形状の画面領域1aを有しており、前記変向レンズ8は、前記円筒状スクリーン部材4の内径と略同じ直径を有している。
The liquid
この液晶表示装置は、前記面光源2から照明光を出射させ、前記液晶表示パネル1の画面領域1aを透過した画像光を前記円筒状スクリーン部材4にその入射部6から入射させて、この円筒状スクリーン部材4の外周の透過型スクリーン面5に投影するようにしたものである。
In this liquid crystal display device, illumination light is emitted from the
すなわち、この液晶表示装置は、前記面光源2と液晶表示パネル1との間に前記変向レンズ8を配置しているため、前記面光源2から出射した光が、前記変向レンズ8により図2に矢線で示したように周方向に放射状に広がる方向に向きを変えられて前記液晶表示パネル1に入射し、この液晶表示パネル1の画面領域1aを透過して出射した画像光が、前記円筒状スクリーン部材4内に、その入射部6から前記円筒状スクリーン部材4の外周面の透過型スクリーン面5の全域に向かって入射して前記スクリーン面5に投影される。
That is, in this liquid crystal display device, the
そして、前記透過型スクリーン面5に投影された画像光は、拡散処理された前記スクリーン面5により拡散されて円筒状スクリーン部材4の外周に出射し、前記円筒状スクリーン部材4の外周方向から観察される。
Then, the image light projected on the transmission
なお、この液晶表示装置は、前記円筒状スクリーン部材4の円筒状のスクリーン面5に表示する画像を、前記スクリーン面5の液晶表示パネル1側とは反対側の端縁(図1及び図2において上端縁)を中心側に、前記スクリーン面5の液晶表示パネル1側の端縁(図1及び図2において下端縁)を外周側にした環状平面に展開した展開画像を表示する。
In this liquid crystal display device, an image to be displayed on the
すなわち、この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の正方形状の画面領域1aのうち、前記環状平面に対応する領域の各画素に前記展開画像の画像データに応じた駆動電圧を印加してその展開画像を液晶表示パネル1に表示させるものであり、前記変向レンズ8は、前記液晶表示パネル1の前記環状領域の内周縁部からの出射光を前記スクリーン面5の液晶表示パネル1側とは反対側の端縁部に入射させ、前記環状領域の外周縁部からの出射光を前記スクリーン面5の液晶表示パネル1側の端縁部に入射させるように設計されている。
That is, the liquid crystal display device applies a driving voltage corresponding to the image data of the developed image to each pixel in a region corresponding to the annular plane in the
そのため、前記円筒状スクリーン部材4の外周の透過型スクリーン面5に投影される画像は、前記液晶表示パネル1に表示させた前記展開画像を前記スクリーン面(円筒面)5に逆展開した表示画像である。
Therefore, an image projected on the
このように、前記液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の入射面に対向させて前記面光源2を配置し、前記液晶表示パネル1の出射面の前方に、前記液晶表示パネル1の前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面5を有し、前記液晶表示パネル1に対向する面に前記液晶表示パネル1からの出射光を入射させる入射部6が形成されたスクリーン部材4を配置するとともに、前記光源から出射した光の経路の予め定めた位置に、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記面光源2から出射し前記液晶表示パネル1を透過して前記スクリーン部材4に前記入射部6から入射した光を前記スクリーン面5に入射させる変向レンズ8を設けることにより、前記液晶表示パネル1の表示画像(展開画像)を前記スクリーン部材4の透過型スクリーン面5に投影し、その投影画像を前記スクリーン部材4の外周方向、つまり前記液晶表示パネル1の前方領域の周囲方向から観察させるようにしたものであり、この液晶表示装置によれば、広範囲の方向から画像を観察させることができる。
As described above, the liquid crystal display device has the
しかも、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル1の出射面の前方に、前記液晶表示パネル1の法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネル1の画面領域1aの中心付近を通る軸線Oを中心とする円筒面状のスクリーン面5を有するスクリーン部材4を配置し、前記面光源2と前記スクリーン部材4との間(この実施例では面光源2と液晶表示パネル1との間)に、前記面光源2側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材4側の面から出射する変向レンズ8を配置しているため、前記液晶表示パネル1の前方の領域の周囲の全周方向、つまり液晶表示パネル1の前方領域の周囲の360度の角度方向から画像を観察させることができる。
In addition, the liquid crystal display device of this embodiment is located in front of the emission surface of the liquid
なお、この実施例では、前記スクリーン部材4を円筒状部材としているが、このスクリーン部材4は、前記液晶表示パネル1に対向する端面に入射部が形成され、外周面に拡散処理された透過型スクリーン面が形成された透明な円柱状部材でもよい。
In this embodiment, the screen member 4 is a cylindrical member. However, the screen member 4 has a transmission type in which an incident portion is formed on an end surface facing the liquid
(第2の実施形態)
図3及び図4はこの発明の第2の実施例を示しており、図3は液晶表示装置の分解斜視図、図4は前記液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。なお、この実施例において、上記第1の実施例に対応するものには同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。
(Second Embodiment)
3 and 4 show a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device, and FIG. 4 is a cross-sectional view in which the hatching of the liquid crystal display device is omitted. In this embodiment, components corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description of the same components is omitted.
この実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネル1の出射面の前方配置された透明な円筒状部材からなる円筒状スクリーン部材4の内周面に、変向レンズ8により屈折されて円筒状スクリーン部材4内にその入射部6から入射した光を、この円筒状スクリーン部材の軸線Oに対して直角な面に対する角度が小さくなる方向に屈折させて外周面の透過型スクリーン面5に入射させる複数の環状プリズム7を密なピッチで形成したものであり、他の構成は第1の実施例の液晶表示装置と同じである。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the cylindrical screen is refracted by the deflecting
この液晶表示装置は、液晶表示パネル1の出射面の前方に、前記液晶表示パネル1に対向する端面に入射部6が形成され、外周面に拡散処理された透過型スクリーン面5が形成され、内周面に前記複数の環状プリズム7が形成された円筒状スクリーン部材4を配置したものであるため、前記変向レンズ8により屈折されて前記スクリーン部材4にその入射部6から入射した光を、このスクリーン部材4の内周面の複数の環状プリズム7により、図4に矢線で示したように前記円筒面の軸線Oに対して直角な面に対する角度が小さくなる方向に屈折させて前記スクリーン部材4の外周面のスクリーン面5に入射させることができ、したがって、前記液晶表示パネル1の前方の領域の周囲、つまり前記円筒状スクリーン部材4の外周方向から観察される画像の正面輝度(円筒状スクリーン部材4の軸線Oに対して直角な面付近の方向から見た輝度)を高くすることができる。
In this liquid crystal display device, an
(第3の実施形態)
図5及び図6はこの発明の第3の実施例を示しており、図5は液晶表示装置の分解斜視図、図6は前記液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。
(Third embodiment)
5 and 6 show a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device, and FIG. 6 is a cross-sectional view in which the hatching of the liquid crystal display device is omitted.
この実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネル9の入射面に対向させて、前記液晶表示パネル9に向けて照明光を出射する面光源10を配置し、前記液晶表示パネル9の出射面の前方に、前記液晶表示パネル9の法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネル9の画面領域9aの中心付近を通る線上に中心を有する球面状のスクリーン面12を有し、前記液晶表示パネル9に対向する面に前記液晶表示パネル9からの出射光を入射させる入射部13が形成されたスクリーン部材11を配置するとともに、前記面光源10と前記スクリーン部材11との間、例えば面光源10と液晶表示パネル9との間に、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記面光源10から出射し前記液晶表示パネル9の画面領域9aを透過した光を、前記スクリーン部材11の前記入射部13から入射させて前記球面状のスクリーン面12に照射させる変向手段14を設けたものである。
In the liquid crystal display device of this embodiment, a
前記スクリーン部材11は、透明な中空球状部材からなっており、その外周面に、拡散処理(例えば粗面化処理)を施された球面状のスクリーン面12が形成され、前記液晶表示パネル9に対向する面に、円形孔からなる入射させる入射部13が形成されている。以下、このスクリーン部材11を球状スクリーン部材という。
The
なお、図5及び図6では液晶表示パネル9と面光源10を簡略化して示しているが、前記液晶表示パネル9は、例えば上記第1の実施例の液晶表示パネル1と同様な構成のアクティブマトリックス液晶表示パネルであり、前記球状スクリーン部材11の入射部13に対応する面積の正方形状の画面領域9aを有している。
5 and 6 show the liquid
また、前記面光源10は、第1の実施例の面光源2と同様に、前記液晶表示パネル9の画面領域9aの全域に対向する面積を有する導光板と、この導光板の入射端面に対向させて配置された複数の固体発光素子からなっており、図では省略しているが、前記導光板の出射面には、前記液晶表示パネル9の法線に沿った方向の出射光強度が高い強度分布の照明光を出射するための集光レンズが微小ピッチで配列形成されている。
Similarly to the
さらに、前記変向手段14は、前記面光源10側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材11側の面から出射するサーキュラフレネルレンズ等のレンズからなっている。以下、この変向手段14を変向レンズという。
Further, the direction changing means 14 is composed of a lens such as a circular Fresnel lens that refracts the light incident from the surface on the
この液晶表示装置は、前記面光源2から出射した光を前記変向レンズ14により図6に矢線で示したように周方向に放射状に広げて前記液晶表示パネル9に入射させ、この液晶表示パネル9の画面領域9aを透過して出射した画像光を、前記球状スクリーン部材11内にその入射部13から前記球状スクリーン部材11の外周面の透過型スクリーン面12に向かって入射させて前記スクリーン面12に投影し、その投影画像を前記球状スクリーン部材11の周囲方向から観察させるようにしたものである。
In this liquid crystal display device, the light emitted from the
なお、この実施例の液晶表示装置は、前記球状スクリーン部材11の外周の透過型スクリーン面12のうち、その赤道部(液晶表示パネル9の法線と実質的に平行で球状スクリーン部材11の中心を通る面に沿った円周部)付近から前記液晶表示パネル9側とは反対側の略半球面部分に画像を投影するようにしたものであり、前記スクリーン面12の半球面部分に表示する画像を、前記半球面部分の頂部(球状スクリーン部材11の入射部13とは反対側)を中心側とし、前記赤道部側を外周側とする円形平面に展開した展開画像を前記液晶表示パネル9に表示させる。
In the liquid crystal display device of this embodiment, of the
すなわち、この実施例では、前記液晶表示パネル9の画面領域9aのうち、前記円形平面に対応する領域の各画素に、前記展開画像の画像データに応じた駆動電圧を印加してその展開画像を液晶表示パネル9に表示させるようにし、前記変向レンズ8を、前記液晶表示パネル9の前記円形領域の中心部からの出射光を前記スクリーン面12の半球面部分の頂部に入射させ、前記円形領域の外周縁部からの出射光を前記スクリーン面12の赤道部付近に入射させるように設計している。
That is, in this embodiment, a drive voltage corresponding to the image data of the developed image is applied to each pixel in a region corresponding to the circular plane in the
この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル9の出射面の前方に、前記液晶表示パネル9の法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネル9の画面領域9aの中心付近を通る線上に中心を有する球面状のスクリーン面12を有する球状スクリーン部材11を配置し、前記面光源10と前記スクリーン部材11との間(この実施例では面光源10と液晶表示パネル9との間)に、前記面光源10側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記球状スクリーン部材11側の面から出射する変向レンズ14を設けたものであるため、前記液晶表示パネル9の表示画像(展開画像)を前記球状スクリーン部材11のスクリーン面12の前記略半球面部分に投影し、上記第1の実施例よりもさらに広範囲の方向から画像を観察させることができる。
This liquid crystal display device is centered on a line in front of the emission surface of the liquid
なお、この実施例では、前記球状スクリーン部材11を中空球状部材としているが、このスクリーン部材11は、前記液晶表示パネル9に対向する端面に平面状の入射部が形成され、外周面に拡散処理された透過型スクリーン面が形成された透明な無垢の球状部材でもよい。
In this embodiment, the
(第4の実施形態)
図7はこの発明の第4の実施例を示す液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。なお、この実施例において、上記第3の実施例に対応するものには同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention in which hatching is omitted. In this embodiment, the same reference numerals are given to those corresponding to the third embodiment, and the description of the same components is omitted.
この液晶表示装置は、透明な無垢の球状部材からなる球状スクリーン部材11aを備えたものであり、この実施例では、前記球状スクリーン部材11aの液晶表示パネル9に対向する面に設けられた入射部13aに、スクリーン部材11a内側球面状に凹入する変向レンズ15を形成し、上記第3の実施例において面光源10とスクリーン部材11との間に設けた変向レンズ14を省略している。
This liquid crystal display device includes a
この実施例の液晶表示装置は、面光源2から出射し、液晶表示パネル9の画面領域9aを透過して前記球状スクリーン部材11aにその入射部13aから入射した光を、前記入射部13aに設けられた変向レンズ15により図7に矢線で示したように周方向に放射状に広げて前記球状スクリーン部材11aの外周面の拡散処理が施された透過型スクリーン面12aに投影するようにしたものである。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the light incident on the
この液晶表示装置は、前記球状スクリーン部材11aの入射部13aに、スクリーン部材11a内側に球面状に凹入する変向レンズ15を設けているため、この球状スクリーン部材11aに前記入射部13aから入射した光を、変向レンズ15により周方向に放射状に広げて前記球状スクリーン部材11aの外周面の透過型スクリーン面12aの略全域に入射させることができる。
In this liquid crystal display device, since the diverting
そのため、液晶表示装置によれば、前記液晶表示パネル9の画面領域9aのうち、前記球状スクリーン部材11aの球面状スクリーン面12aを前記スクリーン面12aの液晶表示パネル9側とは反対側(球状スクリーン部材11aの入射部13aとは反対側)の頂部を中心とし、前記スクリーン面12aの液晶表示パネル9側(球状スクリーン部材11aの入射部13a側)を外周側とする円形平面に対応する円形領域に、前記球面状スクリーン面12aに表示する画像を前記円形平面上に展開した展開画像を表示させ、その展開画像を前記球状スクリーン部材11aの外周面の透過型スクリーン面12aの略全域に入射させることができ、したがって、上記第3の実施例の液晶表示装置よりもさらに広範囲の方向から画像を観察させることができる。 なお、この実施例では、前記球状スクリーン部材11aを無垢の球状部材としているが、このスクリーン部材11aは、中空球状部材でも、また前記中空球状部材内に透明な液体等の充填したものでもよい。
Therefore, according to the liquid crystal display device, the
(第5の実施形態)
図8及び図9はこの発明の第5の実施例を示しており、図8は液晶表示装置の分解斜視図、図9は前記液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。なお、この実施例において、上記第3の実施例に対応するものには同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。
(Fifth embodiment)
8 and 9 show a fifth embodiment of the present invention. FIG. 8 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device, and FIG. 9 is a cross-sectional view in which the hatching of the liquid crystal display device is omitted. In this embodiment, the same reference numerals are given to those corresponding to the third embodiment, and the description of the same components is omitted.
この実施例の液晶表示装置は、上記第3の実施例の球状スクリーン部材11の入射部13とは反対側の部分に、前記スクリーン部材11a内側に球面状に突出し、前記入射部13から球状スクリーン部材11に入射した光を周方向に放射状に広がる方向に反射する変向反射面18を設け、上記第3の実施例において面光源10とスクリーン部材11との間に設けた変向レンズ14を省略したものである。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the
なお、この実施例では、前記球状スクリーン部材11の前記入射部13aとは反対側に円形孔16を設け、その円形孔16に、前記変向反射面18を形成した栓部材を嵌着している。
In this embodiment, a
すなわち、この液晶表示装置は、面光源2から出射し、液晶表示パネル9の画面領域1aを透過して前記球状スクリーン部材11にその入射部13から入射した光を、前記球状スクリーン部材11の前記入射部13aとは反対側に設けられた前記変向反射面18により図9に矢線で示したように周方向に放射状に広げて前記球状スクリーン部材11aの外周面の透過型スクリーン面12に投影するようにしたものである。
That is, the liquid crystal display device emits light from the
なお、この液晶表示装置では、前記液晶表示パネル9の画面領域9aのうち、前記球状スクリーン部材11の球面状スクリーン面12を、前記スクリーン面12の液晶表示パネル9側(球状スクリーン部材11の入射部13側)を中心側とし、前記スクリーン面12の液晶表示パネル1側とは反対側(球状スクリーン部材11の入射部13とは反対側)を外周側とする円形平面に展開した円形領域に、前記スクリーン面12に表示する画像を前記円形平面に展開した展開画像を表示させるようにしている。
In this liquid crystal display device, the
この液晶表示装置は、前記球状スクリーン部材11の入射部13にとは反対側に、前記スクリーン部材11内側に球面状に突出する変向反射面18を設けているため、この球状スクリーン部材11aに前記入射部13aから入射した光を、変向反射面18により周方向に放射状に広げて前記球状スクリーン部材11の外周面の透過型スクリーン面12の略全域に入射させることができ、したがって、上記第3の実施例の液晶表示装置よりもさらに広範囲の方向から画像を観察させることができる。
Since this liquid crystal display device is provided with a turning
(他の実施形態)
なお、上記第1〜第3の実施例では、変向レンズ8,14を面光源2,10と液晶表示パネル1,9との間に設けているが、前記変向レンズ8,14は、前記液晶表示パネル1,9とスクリーン部材4,11との間に設けてもよい。
(Other embodiments)
In the first to third embodiments, the diverting
また、上記第1及び第2の実施例の液晶表示装置は、円筒面状のスクリーン面5を有する円筒状スクリーン部材4を備えたものであり、また、第3から第5の実施例の液晶表示装置は、球面状のスクリーン面12,12aを有する球状スクリーン部材11,11aを備えたものであるが、液晶表示パネル1,9の出射面の前方に配置するスクリーン部材は、多角筒面状のスクリーン面を有する筒状スクリーン部材でも、多角球面状のスクリーン面を有する球状スクリーン部材でもよい。
The liquid crystal display devices of the first and second embodiments are provided with a cylindrical screen member 4 having a
さらに、上記第1〜第5の実施例の液晶表示装置では、液晶表示パネル1,9の入射面に対向させて面光源2,10を配置しているが、前記液晶表示パネル1,9の入射面に対向させて配置する光源は、光源ランプと、その光源ランプからの放射光を前記液晶表示パネル1,9に向けて反射するリフレクタからなるものでもよい。
Further, in the liquid crystal display devices of the first to fifth embodiments, the
1,9…液晶表示パネル、1a,9a…画面領域、2,10…面光源、4,11,11a…スクリーン部材、5,12,12a…透過型スクリーン面、6,13,13a…入射部、7…環状プリズム、8,14,15…変向レンズ、17…変向反射面。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記液晶表示パネルの入射面に対向させて配置され、前記液晶表示パネルに向けて照明光を出射する光源と、
前記液晶表示パネルの出射面の前方に配置され、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面を有し、前記液晶表示パネルに対向する面に前記液晶表示パネルからの出射光を入射させる入射部が形成されたスクリーン部材と、
入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記光源から出射した光の経路の予め定めた位置に設けられ、前記光源から出射し前記液晶表示パネルを透過した光を前記スクリーン部材の前記入射部から入射させて前記スクリーン面に照射させる変向手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display panel having a screen region in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and controlling the transmission of light incident from one surface by the plurality of pixels to emit image light from the other surface;
A light source disposed facing the incident surface of the liquid crystal display panel and emitting illumination light toward the liquid crystal display panel;
The liquid crystal display panel has a transmissive screen surface disposed in front of the light emission surface of the liquid crystal display panel and surrounding a region in front of the liquid crystal display panel, and light emitted from the liquid crystal display panel on a surface facing the liquid crystal display panel. A screen member on which an incident part for making the light incident is formed;
It has an optical characteristic of emitting incident light in a direction that spreads radially in the circumferential direction, is provided at a predetermined position in the path of light emitted from the light source, and emits the liquid crystal display panel from the light source. A liquid crystal display device comprising: a direction changing unit configured to cause the transmitted light to be incident from the incident portion of the screen member and irradiate the screen surface.
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