JP2511467Y2 - 液晶プロジェクタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、反射型液晶表示素子を用いた液晶プロジェ
クタに関し、特に反射型液晶表示素子の高画素化を図る
ことによって投影画像の高品位化を図ったものである。

（従来の技術） 従来から、液晶表示素子にて再生される画像をスクリ
ーン上に拡大投影する液晶プロジェクタが知られてい
る。

そして、このような液晶プロジェクタとしては、第６
図に示すようにハロゲンランプ等の光源１と、この光源
１から出射される光をＲ（赤）,G（緑）,B（青）の各色
の光線に分けるダイクロイックミラー2,3と、R,G,Bの各
色の映像信号にて駆動される透過型液晶表示素子4,5,6
と、各液晶表示素子4,5,6を透過する光を合成するダイ
クロイックプリズム７及びスクリーン８等を備えて構成
されたものが知られている。

そして、このような構成の液晶プロジェクタにおいて
は、上記光源１から出射された光をコンデンサレンズ９
を介して上記ダイクロイックミラー2,3に照射してR,G,B
の各色の光線を得て、R,Bの各光線はミラー10,11を介し
て上記液晶表示素子4,5,6に各々照射されるとともに、
Ｇの光線はそのまま液晶表示素子５に照射される。

ここで、これら液晶表示素子4,5,6は、R,G,Bの各色の
映像信号に応じた再生画像を写し出し、照射された各色
の光線は各再生画像にて変調される。

そして、R,G,Bの各色の再生画像にて変調された光線
は、上記ダイクロイックプリズム７にて合成された後、
プロジェクションレンズ12等を備えた光学系13によって
拡大されて上記スクリーン８に投影される。

よって、このスクリーン８は、上記各液晶表示素子4,
5,6に写し出された各色に対応した再生画像が合成され
て投影され、これにより、カラー画像が表示される。

また、このような液晶プロジェクタにおける上記各液
晶表示素子4,5,6は第７図に示す如く、所定間隔をもっ
て対向した一対のガラス基板15,16間に、例えばツイス
ト・ネマティック型液晶（LC）注入して構成されてい
る。

そして、上記各ガラス基板15,16の外表面には偏光子1
7及び検光子18が直交ニコルの状態で設けられており、
さらに一方のガラス基板15の内表面には各画素に対応し
た薄膜トランジスタ19及び透明電極20が形成されるとと
もに配向膜21が積層されている。

また、他方のガラス基板16の内表面には、共通透明電
極22及び配向膜23が順次積層されている。

そして、このような液晶表示素子4,5,6においては、
映像信号に応じて上記各薄膜トランジスタ19をオン・オ
フすることにより、透明電極20と共通透明電極22との間
に電圧を印加して液晶（LC）を駆動し、これにより照射
された光を透過あるいは遮断するようになっている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上述のような透過型液晶表示素子4,5,6に
おいては、各液晶表示素子4,5,6の一方のガラス基板15
の内表面に薄膜トランジスタ19を形成するための微細加
工に一定の限界があり、各液晶表示素子4,5,6の多画素
化には限界がある。

このため、このような透過型液晶表示素子4,5,6を用
いた液晶プロジェクタの高解像度化にも限界があり、高
解像度化の改善と共に、装置の小型化が要望されてい
た。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上述のような要望に応じて成されたもので
あり、 赤、緑、青の各色の映像信号に対応して駆動される第
１〜３の反射型液晶表示素子30,31,32と、 これら反射型液晶表示素子30,31,32に所定光量の光を
照射する光源41,41R,41G,41Bと、 上記各反射型液晶表示素子30,31,32にて反射される光
を合成する第１及び第２のダイクロイックミラー38,39
と、 これらダイクロイックミラー38,39にて合成された光
をスクリーン上に投影するレンズとを具備した液晶プロ
ジェクタにおいて、 上記第１の反射型液晶表示素子30と上記第２の反射型
液晶表示素子31との反射面が対向配置され、 上記第１のダイクロイックミラー38は、上記第１の反
射型液晶表示素子30から反射された第１の色光を透過さ
せると共に、上記第２の反射型液晶表示素子31から反射
された第２の色光を反射させるためのミラーであって、
上記第１及び第２の反射型液晶表示素子30,31間におけ
る上記第１及び第２の色光を合成して第１の合成光を生
成する上記第１及び第２の色光の通過位置に配置され、 上記第２のダイクロイックミラー39は、上記第１及び
第２の反射型液晶表示素子30,31の外方に設けられた上
記第３の反射型液晶表示素子33から反射された第３の色
光を反射させると共に、上記第１の合成光を透過させる
ためのミラーであって、上記第３の色光と上記第１の合
成光とを合成して第２の合成光を生成する上記第３の色
光及び上記第１の合成光の通過位置に配置されたことを
特徴とする液晶プロジェクタを提供するものである。

（実施例） 以下、本考案に係る液晶プロジェクタの好適な一実施
例を第１図ないし第５図を用いて詳細に説明する。

本実施例に係る液晶プロジェクタは、第１図に示すよ
うに第１乃至第３の反射型の液晶表示素子30,31,32とこ
れら液晶表示素子30,31,32の入射側に配置された偏光子
33,34,35及びダイクロイックミラー36,37,38,39から成
る液晶光学系40と、この液晶光学系40に所定光量の光を
照射する光源となるブラウン管41及び上記液晶光学系40
から出射される光が投影されるスクリーン42を備えて構
成されている。

このような液晶プロジェクタにおいては、上記ブラウ
ン管41から出射された光がコンデンサレンズ43にて集光
されて上記液晶光学系40の入射部に導かれ、この光が上
記ダイクロイックミラー36,37にてR,G,Bの各色の光に分
光された後上記各液晶表示素子30,31,32にて各色の映像
に変調され、その後他の上記ダイクロイックミラー38,3
9にて合成されてこの液晶光学系40の出射部から出射さ
れる。

そして、出射された光はプロジェクションレンズ44に
て拡大され、さらにミラー45にて反射されて上記スクリ
ーン42に投影される。

これにより、このスクリーン42には、映像信号に応じ
て各液晶表示素子30,31,32に再生された画像が合成され
て拡大投影される。

また、本実施例において、上記液晶光学系40はR,G,B
の各色の映像信号にて駆動される第１ないし第３の液晶
表示素子30,31,32を互いに等距離となるように図中上下
方向に平行に配置し、さらに、上記ダイクロイックミラ
ー36,39を上記第２の液晶表示素子31と面一となるよう
にその両側に配置するとともに、上記ダイクロイックミ
ラー37,38を上記第１の液晶表示素子30と第２の液晶表
示素子31との中間位置に、これら液晶表示素子30,31と
平行になるように配置してなる。

なお、上記ダイクロイックミラー37,38は一体に形成
してもよい。

また、上記各液晶表示素子30,31,32と各ダイクロイッ
クミラー36,37,38,39との縦横の寸法は略同じに設定さ
れ、液晶光学系40の小型化を図っている。

さらに、上記ダイクロイックミラー36,39は、Ｂの波
長の光のみを反射するものであり、ダイクロイックミラ
ー37,38はＧの波長の光のみを反射するものである。

また、本実施例においては、上記第１の液晶表示素子
30とダイクロイックミラー37との間、第２の液晶表示素
子31とダイクロイックミラー37との間、及び第３の液晶
表示素子32とダイクロイックミラー36との間に偏光子3
3,34,35が各々配置されており、これら偏光子33,34,35
は各液晶表示素子30,31,32の各面と45°の角度で斜交し
ている。

したがって、ブラウン管41から出射される光は、ダイ
クロイックミラー36,37に対して45°の角度で入射す
る。

なお、上記第１ないし第３の液晶表示素子30,31,32
は、図示しない液晶駆動回路によってR,G,Bの各色の映
像信号に応じて駆動されて各々各色に対応した映像を再
生するものである。

上述のような構成の液晶光学系40においては、上記ブ
ラウン管41から発せられた光が45°の入射角で上記ダイ
クロイックミラー36に照射される。

そして、このダイクロイックミラー36は、Ｂの波長の
光のみを出射角45°で反射してこのＢの光を上記第３の
液晶表示素子32に45°の入射角で照射し、この液晶表示
素子32にてＢの映像信号に応じた画像に変調された光は
再度45°の出射角で反射されて上記ダイクロイックミラ
ー39に45°の入射角で照射される。

さらに、このダイクロイックミラー39は、入射された
Ｂの光を出射角45°で反射する。

また、上記ダイクロイックミラー36を透過した光
（黄）（Ye）は、上記ダイクロイックミラー37によって
Ｇの波長の光とＲの波長の光に分光され、Ｇの波長の光
を出射角45°で反射して上記第２の液晶表示素子31に45
°の入射角で照射する。

この第２の液晶表示素子31は入射される光をＧの映像
信号に応じた画像に変調した後、出射角45°で反射し、
反射されたＧの光は、上記ダイクロイックミラー38にて
45°反射されてＢの光と同様に上記第４のダイクロイッ
クミラー９に照射され、ここで上述の如きＢの光と合成
される。

また、上記ダイクロイックミラー37を透過したＲの波
長の光は、入射角45°で上記第１の液晶表示素子30に照
射され、Ｒの映像信号に応じた画像で変調された後、出
射角45°で反射される。

そして、このＲの光は、上記ダイクロイックミラー38
を透過して上述の如きＧの光と合成され、さらに上記ダ
イクロイックミラー39にてＢの光と合成されて出射され
る。

このようにして、R,G,Bの各色の画像は全て上記ダイ
クロイックミラー39に集光され、プロジェクションレン
ズ44にて拡大された後、ミラー45にて反射されてスクリ
ーン42上に映像として拡大投影される。

よって、この液晶光学系40からは、R,G,Bの各色の映
像信号に応じた画像にて変調された各色の光が合成され
て出射され、出射された光は上記スクリーン42に投影さ
れる。

また、本実施例において、上記各液晶表示素子30,31,
32はゲスト・ホスト型の液晶を用いた反射型のアクティ
ブマトリクス型液晶表示素子であり、第２図に示す如く
互いに所定の間隔をもって対向するガラス基板50とシリ
コン基板51との間に上記液晶（LC）を注入して構成され
ている。

そして、上記シリコン基板51は、多結晶シリコン基板
51aの表面（内側面）に単結晶シリコン層51bがエピタキ
シャル成長されて形成されており、この単結晶シリコン
層51bの表面にデルタ配列された各画素に対応したMOS型
の薄膜トランジスタ52が一般的な半導体装置技術を用い
て形成されている。

また、上記単結晶シリコン層51bの表面には、各薄膜
トランジスタ52に接続され水平方向に整列配置されたア
ルミニウム製の複数の反射電極53が形成されているとと
もに、これらを覆う配向膜54が積層されており、映像信
号に基づく上記各薄膜トランジスタ52のオン・オフ動作
によって各反射電極53に電圧が印加されるようになって
いる。

なお、上下関係にある反射電極列は相互の反射電極53
は、互いに約1/2ピッチずつずらされたデルタ配列とな
っている。

一方、上記ガラス基板50の内側面にはフィルタ55と集
光用のマイクロレンズアレイ56と透明電極57及び配向膜
58が順次積層されており、上記フィルタ15には各画素の
周縁を区画する六角形状の窓を有するブラックマスクク
59が印刷や蒸着にて反射電極53に対応したデルタ配列と
なるように形成されている。

上述の如き構成の液晶表示素子において、上記液晶
（LC）はＰ型ネマティック液晶をホストとし、黒色系と
透明の二色性色素をゲストとしてブレンドしたものであ
り、二色性色素の分子長軸と同じ方向に振動する光は吸
収し、分子長軸と直交する方向に振動する光は透過する
ものである。

また、この二色性色素の分子長軸は、上記Ｐ型ネマテ
ィック液晶の分子長軸と揃えられており、上記各反射電
極53への電圧の印加に伴なうＰ型ネマティック液晶の旋
回によって二色性色素も旋回される。

そして、上記共通透明電極57と反射電極53との間に電
圧が印加されない時には、偏光子33,34,35を通過したブ
ラウン管41の光の振動方向と液晶LCの分子長軸の方向と
が同じになり、この液晶LCのゲスト・ホスト効果によっ
て光が吸収されて反射光は出射されなくなる。

これに対して、上記共通透明電極57と反射電極53との
間に電圧が印加された時には上記偏光子33,34,35を通過
した光の振動方向と液晶LCの分子長軸の方向とが直交
し、この光はそのまま透過する。

これにより、この液晶表示素子は電圧が印加された
時、すなわち上記薄膜トランジスタ52がオンされた時に
は明（開）状態となり、電圧が印加されない時には暗
（閉）状態となる。

そして、このような液晶表示素子の各画素に対応した
上記薄膜トランジスタ52を、映像信号に基づいて駆動さ
れる液晶駆動回路によってオン・オフすることにより、
この映像信号に応じたカラー画像を写し出すことができ
る。

また、この液晶表示素子30,31,32のように、一方の基
板にシリコン基板51を用いることにより、このシリコン
基板51上に薄膜トランジスタ52を形成する際に、一般的
な半導体製造技術を用いることができ、この薄膜トラン
ジスタ52の高集積化が容易となる。

よって、液晶表示素子30,31,32の多画素化を容易に実
現することができる。

さらに、各反射電極53の周辺部分は、シリコン基板51
の地色（例えば黒色）となるため、各画素に対応した反
射電極53以外での反射を防止することができ、より鮮明
な再生画像を得ることができる。

したがって、このような反射型の液晶表示素子30,31,
32をR,G,Bの各色に対応して３つ用いることにより多画
素化が一層図られるため、特にこの種液晶プロジェクタ
における画像品位を向上することができる。

また、上述の実施例における液晶光学系40について
は、各液晶表示素子30,31,32の間隔を長くしたり、短く
することにより形成してもよい。

すなわち、第３図に示すように上記間隔を長くする
と、この液晶光学系40の構成が縦長になり、各液晶表示
素子30,31,32への光の入射角がより鋭角となるため好ま
しい。

また、第４図に示すように上記間隔を短くすると、こ
の液晶光学系40の構成が横長になり、各液晶表示素子3
0,31,32への光の入射角が小さくなるが、液晶表示素子3
0,31,32の寸法を大きくすることができるため、より多
画素化を図ることができる。

さらに上述の実施例では、光源を単一にした場合につ
いて述べたが、例えば第５図に示すように光源としてR,
G,Bの各色を発色する３つのブラウン管41R,41G,41Bを用
いて構成してもよく、その場合には先の実施例における
ダイクロイックミラー36,37が不要となる。

（考案の構成） 上述の説明から明らかなように、本考案によれば、３
つの反射型の液晶表示素子を構成要素とすることによ
り、高集積化が容易な半導体製造技術の使用ができ、各
液晶表示素子の多画素化が図れ、それにより液晶プロジ
ェクタの高解像度化を実現できる。

また、各反射型の液晶表示素子の配置と、これらによ
り反射される色光を透過させたり、反射させたりするた
めのダイクロイックミラーの配置とを請求範囲に記載の
通りの配置にすることにより、同一の画素数を有する従
来の液晶プロジェクタに比して大幅に小型化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る液晶プロジェクタの一実施例の構
成を概略的に示す図、第２図は反射型液晶表示素子の構
成を示す斜視図、第３図ないし第５図は本考案における
液晶光学系の他の実施例を各々示す図、第６図は従来の
液晶プロジェクタの構成を概略的に示す図、第７図は一
般的な透過型液晶表示素子を示す断面図である。 30,31,32……反射型液晶表示素子、41,41R,41G,41B……
ブラウン管（光源）、36,37,38,39……ダイクロイック
ミラー、42……スクリーン。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】赤、緑、青の各色の映像信号に対応して駆
   動される第１〜３の反射型液晶表示素子30,31,32と、 これら反射型液晶表示素子30,31,32に所定光量の光を照
   射する光源41,41R,41G,41Bと、 上記各反射型液晶表示素子30,31,32にて反射される光を
   合成する第１及び第２のダイクロイックミラー38,39
   と、 これらダイクロイックミラー38,39にて合成された光を
   スクリーン上に投影するレンズとを具備した液晶プロジ
   ェクタにおいて、 上記第１の反射型液晶表示素子30と上記第２の反射型液
   晶表示素子31との反射面が対向配置され、 上記第１のダイクロイックミラー38は、上記第１の反射
   型液晶表示素子30から反射された第１の色光を透過させ
   ると共に、上記第２の反射型液晶表示素子31から反射さ
   れた第２の色光を反射させるためのミラーであって、上
   記第１及び第２の反射型液晶表示素子30,31間における
   上記第１及び第２の色光を合成して第１の合成光を生成
   する上記第１及び第２の色光の通過位置に配置され、 上記第２のダイクロイックミラー39は、上記第１及び第
   ２の反射型液晶表示素子30,31の外方に設けられた上記
   第３の反射型液晶表示素子33から反射された第３の色光
   を反射させると共に、上記第１の合成光を透過させるた
   めのミラーであって、上記第３の色光と上記第１の合成
   光とを合成して第２の合成光を生成する上記第３の色光
   及び上記第１の合成光の通過位置に配置されたことを特
   徴とする液晶プロジェクタ。