JP2536508B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、液晶表示パネルの表示像を大きく拡大し
て見れるようにした液晶表示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

最近、液晶表示パネルを用いて画像を表示させる液晶
テレビジョン受像機等の液晶表示装置が出回ってきてい
るが、現在の技術では液晶表示パネルの面積をあまり大
きくすることができないために、この液晶表示装置はそ
の表示画面が小さいという問題をもっている。

このため、従来から、液晶表示パネルの表示像を大き
く拡大して見れるようにしたプロジェクタ方式の液晶表
示装置が考えられている。

このプロジェクタ式液晶表示装置は、前面に透過型ス
クリーンを設けた装置本体内に、前記スクリーンと対向
させてテレビジョン画像等を表示する透過型のドットマ
トリックス液晶表示パネルを配置するとともに、この液
晶表示パネルの後方に光源を設けて液晶表示パネルをそ
の裏面側から照射し、液晶表示パネルを通った光つまり
液晶表示パネルの表示像をこの液晶表示パネルの前方に
設けた投影レンズにより透過型スクリーン面に拡大投影
してこのスクリーン面に投影された画像を液晶表示装置
の前面側から見るようにしたもので、この液晶表示装置
によれば、小さな液晶表示パネルの表示像を大きく拡大
して見ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記プロジェクタ式液晶表示装置において
は、投影レンズからスクリーンまでの光路長が長いほど
投影レンズを通った光束が大きく拡がってスクリーン面
に達するために、投影レンズをスクリーンから遠く離し
て投影レンズからスクリーンまでの光路長を大きくすれ
ば大画面の画像をスクリーンに投影することができる
が、従来の液晶表示装置では、スクリーン面に対して垂
直な線上に光源と液晶表示パネルと投影レンズとを配置
したものであるために、投影レンズからスクリーンまで
の距離を大きくすると装置本体の奥行き長さがかなり大
きくなってしまうから、スクリーン投影画面の大きさに
比べて装置が大型であるという問題をもっていた。な
お、プロジェクタ方式の液晶表示装置には、装置本体と
は別の外部スクリーンに画像を投影するものもあるが、
この表示装置は、装置本体は小型化できる反面、外部ス
クリーンの設置が面倒であるし、また携帯にも不便であ
るという問題をもっている。

この発明は上記のような実情にかんがみてなされたも
のであって、その目的とするところは、液晶表示パネル
の表示像を投影レンズによって装置本体に設けたスクリ
ーンに拡大投影するようにしたものでありながら、装置
本体の奥行き長さを小さくして装置全体を小型化するこ
とができる液晶表示装置を提供することにある。

〔問題点を解決する手段〕

この発明は、液晶表示パネルを所定の投影狙い面の斜
め後方に配置し、かつこの液晶表示パネルを、前記投影
狙い面と液晶表示パネルとを結ぶ光軸に対し液晶表示パ
ネルの視野角の角度範囲内で傾けて設けるとともに、光
源からの照射光を、前記光軸に沿う方向から液晶表示パ
ネルに入射させ、液晶表示パネルと投影狙い面との間に
配置する投影レンズを、その瞳を通る光軸直交面の延長
面が液晶表示パネルの表示面の延長面と投影狙い面の延
長面との交差線上で交わる姿勢で設け、スクリーンを前
記投影狙い面に設けるか、もしくは、投影狙い面と投影
レンズとの間に前記光軸に対し斜めに傾けて投影像反射
ミラーを配置して、このミラーの反射面をはさんで投影
狙い面と面対称となる位置にスクリーンを設けたことを
特徴とするものである。

〔作用〕

すなわち、この発明の液晶表示装置は、液晶表示パネ
ルを所定の投影狙い面の斜め後方に配置して、光源から
の照射光を投影狙い面と液晶表示パネルとを結ぶ光軸に
沿う方向から液晶表示パネルに入射させることにより、
この液晶表示パネルの表示像を、この液晶表示パネルと
投影狙い面との間に配置した投影レンズにより投影狙い
面に向けて斜め後方から投影し、この投影像を、前記投
影狙い面またはこの投影狙い面と対称な位置に設けたス
クリーン面に直接またはミラーを介して投影するように
したものであり、この液晶表示装置によれば、投影狙い
面に向けてその斜め後方から画像を投影するようにして
いるために、投影レンズからスクリーンまでの光路長を
従来の表示装置と同じにした場合でも、スクリーン面に
対して垂直な線上に投影レンズを配置している従来の表
示装置に比べて、装置本体の奥行き長さを小さくするこ
とができる。しかも、この発明の液晶表示装置では、液
晶表示パネルを、投影狙い面と液晶表示パネルとを結ぶ
光軸に対し液晶表示パネルの視野角の角度範囲で傾けて
設けるとともに、液晶表示パネルと投影狙い面との間に
配置する投影レンズを、その瞳を通る光軸直交面の延長
面が液晶表示パネルの表示面の延長面と投影狙い面の延
長面との交差線上で交わる姿勢で設けているから、液晶
表示パネルを投影狙い面の斜め方向に配置してこの液晶
表示パネルの表示像を投影狙い面に向けて斜め後方から
投影するようにしたものでありながら、投影レンズによ
って投影狙い面またはこの投影狙い面と対称な位置に設
けたスクリーン面に投影される液晶表示パネルの表示像
を、その全域においてピントの合った鮮明な画像として
スクリーン面に結像させることができる。

〔実施例〕

以下、この発明を液晶テレビジョン受像機に適用した
場合について、その一実施例を第１図〜第３図を参照し
説明する。

第１図において、１は液晶テレビジョン受像機の本体
である。この受像機本体１は縦長箱状のもので、その前
面の上部側は、上方に向かって後方に傾斜する傾斜面と
されており、この傾斜面には大画面（例えば14インチ画
面）の表示窓２が設けられている。

３は受像機本体１内の下部側に配置されたテレビジョ
ン画像を表示する透過型のドットマトリックス液晶表示
パネルであり、この液晶表示パネル３は表示画面の大き
さが２インチ程度のものである。この液晶表示パネル３
はTN（ツイステッド・ネマティック）型のもので、この
液晶表示パネル３は、前記表示窓２面に沿う投影狙い面
Ａの斜め後方に位置させて、投影狙い面Ａと液晶表示パ
ネル３とを結ぶ光軸Ｏに対し液晶表示パネル３の視野角
（表示が最もよく見える方向）の角度範囲内で傾けてほ
ぼ水平に設けられている。なお、TN型液晶表示パネルの
視野角は、通常、パネル面に垂直な方向に対して10〜40
゜の範囲にあり、この実施例では、液晶表示パネル３
を、そのパネル面に垂直な方向と前記光軸Ｏとの角度θ
を約25゜に選んで配置している。また、受像機本体１内
には、図示しないが、アンテナによって受信したテレビ
ジョン電波を処理して画像信号を出力するリニア回路お
よびこのリニア回路からの画像信号に応じて液晶表示パ
ネルを駆動する表示駆動回路が設けられており、液晶表
示パネル３は前記表示駆動回路にフレキシブルコネクタ
によって接続されている。

４は受像機本体１内の下端部に設けられて液晶表示パ
ネル３をその裏面側から照射する光源であり、この光源
４は、キセノンランプ等の高輝度光源ランプ4aとこの光
源ランプ4aからの光を反射させるリフレクタ4bとからな
っている。前記リフレクタ4bは、光源ランプ4aからの光
をリフレクタ光軸Ｏ′と平行な平行光として反射させる
放物面状の反射面をもったパラボラリフレクタとされて
おり、この光源４は、そのリフレクタ光軸Ｏ′を前記投
影狙い面Ａと液晶表示パネル３とを結ぶ光軸Ｏに一致さ
せて、この光軸Ｏに沿う方向から液晶表示パネル３に照
射光を入射させるように設けられている。

また、５は液晶表示パネル３と投影狙い面Ａとの間に
設けられて液晶表示パネル３の表示像を投影狙い面Ａに
向けて拡大投影する投影レンズであり、この投影レンズ
５は投影狙い面Ａから十分な距離をとって液晶表示パネ
ル３側に近接させて配置されている。そしてこの投影レ
ンズ５は、その瞳（光学上のレンズ中心）5aを前記光軸
Ｏに一致させるとともに、その瞳5aを通る光軸直交面Ｃ
の延長面Ｃ′が、液晶表示パネル３の表示面（上面）Ｂ
の延長面Ｂ′と投影狙い面Ａの延長面Ａ′との交差線Ｐ
上で交わる姿勢で設けられている。なお、図では便宜上
投影レンズ５を１枚のレンズとしているが、この投影レ
ンズ５は複数枚のレンズを組合わせて構成されている。
また、前記各延長面Ａ′,B′,C′は仮想面であるため
に、各延長面は受像機本体１の外部前方において交差す
る面でよく、したがって受像機本体１を各延長面の交差
部を含む大きさとする必要はない。

６は前記投影レンズ５によって拡大投影される液晶表
示パネル３の表示像を結合させるスクリーンであり、こ
のスクリーン６は、受像機本体１の表示窓２に、スクリ
ーン内面つまり投影レンズ対向面を前記投影狙い面Ａに
一致させて設けられている。このスクリーン６は透過型
のもので、このスクリーン６の投影レンズ対向面には、
第２図に示すような偏心フレネルレンズ状の光屈折面6a
が形成されている。この光屈折面6aは、スクリーン６面
に投影される光をスクリーン６面に対して直交する方向
に屈折させるもので、スクリーン６の投影レンズ対向面
に斜め方向から到達した画像光は、光屈折面6aで屈折さ
れてそれ以上の拡がりを規制されるようになっている。

この液晶テレビジョン受像機は、光源４からの照射光
を液晶表示パネル３に入射させ、この液晶表示パネル３
を通った画像光を投影レンズ５によって拡大して投影狙
い面Ａに設けた透過型スクリーン６面に投影するもの
で、スクリーン６の投影レンズ対向面に斜め方向から到
達した画像光は、光屈折面6aによりスクリーン６面に対
して直交する方向に屈折されるから、受像機本体１の前
面側からスクリーン投影画像を見ることができる。

すなわち、この液晶テレビジョン受像機は、液晶表示
パネル３を所定の投影狙い面Ａの斜め後方に配置して、
光源４からの照射光を投影狙い面Ａと液晶表示パネル３
とを結ぶ光軸Ｏに沿う方向から液晶表示パネル３に入射
させることにより、この液晶表示パネル３の表示像を、
この液晶表示パネル３と投影狙い面Ａとの間に配置した
投影レンズ５により投影狙い面Ａに向けて斜め後方から
投影し、この投影像を、前記投影狙い面Ａに設けたスク
リーン６面に投影するようにしたものであり、この液晶
テレビジョン受像機によれば、投影狙い面Ａに向けてそ
の斜め後方から画像を投影するようにしているために、
投影レンズ５から投影狙い面Ａに設けたスクリーン６ま
での光路長を従来のプロジェクタ式液晶テレビジョン受
像機と同じにした場合でも、スクリーン面に対して垂直
な線上に投影レンズを配置している従来の液晶テレビジ
ョン受像機に比べて、受像機本体１の奥行き長さをはる
かに小さくして受像機全体を小型化することができるし
かも、上記液晶テレビジョン受像機では、液晶表示パネ
ル３を、投影狙い面Ａと液晶表示パネル３とを結ぶ光軸
Ｏに対し液晶表示パネル３の視野角の角度範囲内で傾け
て設けるとともに、液晶表示パネル３と投影狙い面Ａと
の間に配置する投影レンズ５を、その瞳5aを通る光軸直
交面Ｃの延長面Ｃ′が液晶表示パネル３の表示面Ｂの延
長面Ｂ′と投影狙い面Ａの延長面Ａ′との交差線Ｐ上で
交わる姿勢で設けているから、液晶表示パネル３を投影
狙い面Ａの斜め後方に配置してこの液晶表示パネル３の
表示像を投影狙い面Ａに向けて斜め後方から投影するよ
うにしたものでありながな、投影レンズ５によって投影
狙い面Ａに設けたスクリーン６面に投影される液晶表示
パネル３の表示像を、その全域においてピントの合った
鮮明な画像としてスクリーン６面に結像させることがで
きる。

また、上記液晶テレビジョン受像機では、液晶表示パ
ネル３を投影狙い面Ａの斜め方向に投影狙い面Ａと液晶
表示パネル３とを結ぶ光軸に対して傾けて設けているた
めに、液晶表示パネル３から投影狙い面Ａに設けたスク
リーン６の上縁までの光路長とスクリーン下縁までの光
路長との差によってスクリーン投影像が逆台形状に歪ん
だ像となるために、この実施例では、液晶表示パネル３
に表示させる画像を前記光路長の差による歪みと逆の台
形状に歪ませた画像として、この歪んだ表示像をスクリ
ーン６面までの光路長の差により逆方向に歪ませること
により、スクリーン６面に投影された画像が歪みのない
正常な画像となるようにしている。

すなわち、第３図は上記液晶表示パネル３の表示用電
極パターンを示したもので、図中3aは液晶表示パネル３
の上部基板、3bは下部基板であり、上部基板3aの下面に
は多数本の透明走査電極7,7…が形成されており、下部
基板3bの上面には前記走査電極7,7…と直交する多数本
の透明信号電極8,8…が形成されている。なお、7a,7a…
および8a,8a…は走査電極7,7…および信号電極8,8…の
駆動回路接続用端子部である。そして、前記走査電極7,
7…と信号電極8,8…のうち、スクリーン６の上下方向に
対応する方向の電極（ここでは上部基板3a側の走査電極
7,7…）は、その巾を一端側から他端側に向かって徐々
に狭くした形状とされており、この各走査電極7,7…は
一端側から他端側に向かって徐々に狭くなる間隔で配列
されている。なお、他方の電極つまりスクリーン６の左
右方向に対応する信号電極8,8…は、全長にわたって同
巾の電極とされて、同一間隔で平行に配列されている。
つまり、この液晶表示パネル３は、その表示用電極を上
記のような形状とすることによって、一端側から他端側
に向かって巾が狭くなる台形状に歪んだ画像を表示する
ようにしたもので、このように液晶表示パネル３に表示
させる画像を台形状に歪ませた画像として、この歪んだ
表示像をスクリーン６面までの光路長の差により逆方向
に歪ませてやれば、スクリーン６面に投影される画像
は、液晶表示パネル３の表示像の歪を矯正した正常な画
像となる。

なお、上記実施例では、投影狙い面Ａにスクリーン６
を設けて、投影レンズ５により投影される液晶表示パネ
ル３の表示像を直接スクリーン６面に投影するようにし
ているが、前記液晶表示パネル３の表示像はミラーによ
り反射させてスクリーン面に投影するようにしてもよ
い。

すなわち、第４図はこの発明の他の実施例を示したも
ので、この実施例は、投影狙い面Ａと投影レンズ５との
間に光軸Ｏに対し斜めに傾けて投影像反射ミラー９を配
置し、このミラー９の反射面をはさんで投影狙い面Ａと
面対象となる位置に透過型スクリーン６を設けるととも
に、受像機本体１に前記スクリーン６と対応させて表示
窓２を設けたものである。つまりこの実施例の液晶テレ
ビジョン受像機は、上記実施例と同様に液晶表示パネル
３の表示像を投影レンズ５により投影狙い面Ａに向けて
斜め後方から投影し、この投影像を、投影狙い面Ａと対
称な位置に設けたスクリーン６面にミラー９を介して投
影するようにしたものであり、この実施例によっても受
像機本体１の奥行き長さを小さくすることができるし、
また、スクリーン６をミラー９の反射面をはさんで投影
狙い面Ａと面対称となる位置に設けているために、投影
狙い面Ａに設けたスクリーンに画像を投影する場合と同
様に、液晶表示パネル３の表示像をその全域においてピ
ントの合った鮮明な画像としてスクリーン６面に結像さ
せることができる。

なお、上記実施例では、スクリーン６の投影レンズ対
向面に、この面に投影される光をスクリーン６面に対し
て直交する方向に屈折させる光屈折面6aを形成している
が、この光屈折面6aはスクリーン６の投影レンズ対向面
に偏心フレネルレンズ等を設けて形成してもよいし、ま
たこの光屈折面6aはなくてもよい。また上記実施例では
スクリーン６を透過型スクリーンとしているが、このス
クリーン６は反射型スクリーンでもよく、例えば第１図
に示した液晶テレビジョン受像機においてスクリーン６
を反射型スクリーンとする場合は、受像機本体１のスク
リーン配置側と反対側の面（図上右側の面）に表示窓を
設けて、この表示窓からスクリーン６面の投影像を見る
ようにすればよい。さらに上記実施例では液晶テレビジ
ョン受像機について説明したが、この説明は、液晶テレ
ビジョン受像機に限らず、液晶表示パネルの表示像を投
影レンズによってスクリーン面に拡大投影するプロジェ
クタ方式の液晶表示装置に広く適用できることはもちろ
んである。

〔発明の効果〕

この発明の液晶表示装置によれば、液晶表示パネルの
表示像を投影レンズによって装置本体に設けたスクリー
ンに拡大投影するようにしたものでありながら、装置本
体の奥行き長さを小さくして装置全体を小型化すること
ができるし、しかも、液晶表示パネルを投影狙い面の斜
め後方に配置してこの液晶表示パネルの表示像を投影狙
い面に向けて斜め後方から投影するようにしたものであ
りながら、投影レンズによって投影狙い面またはこの投
影狙い面と対称な位置に設けたスクリーン面に投影され
る液晶表示パネルの表示像を、その全域においてピント
の合った鮮明な画像としてスクリーン面に結像させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示したもので、
第１図は液晶テレビジョン受像機の縦断側面図、第２図
はスクリーンの投影レンズ対向面側から見た正面図、第
３図は液晶表示パネルの平面図である。第４図はこの発
明の他の実施例を示す液晶テレビジョン受像機の縦断側
面図である。 １……受像機本体、２……表示窓、Ａ……投影狙い面、
Ａ′……延長面、３……液晶表示パネル、Ｂ……表示
面、Ｂ′……延長面、Ｏ……光軸、４……光源、4a……
光源ランプ、4b……リフレクタ、Ｏ′……リフレクタ光
軸、５……投影レンズ、5a……瞳、Ｃ……光軸直交面、
Ｃ′……延長面、Ｐ……交差線、６……透過型スクリー
ン、７……ミラー。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置本体内に、透過型の液晶表示パネルと
   この液晶表示パネルをその背面側から照射する光源と投
   影レンズとを設け、前記液晶表示パネルの表示像を前記
   投影レンズにより拡大して装置本体に設けたスクリーン
   面に投影表示する液晶表示装置であって、前記液晶表示
   パネルを所定の投影狙い面の斜め後方に配置し、かつこ
   の液晶表示パネルを、前記投影狙い面と液晶表示パネル
   とを結ぶ光軸に対し液晶表示パネルの視野角の角度範囲
   内で傾けて設けるとともに、前記光源からの照射光を、
   前記光軸に沿う方向から液晶表示パネルに入射させ、前
   記液晶表示パネルと投影狙い面との間に配置する投影レ
   ンズを、その瞳を通る光軸直交面の延長面が前記液晶表
   示パネルの表示面の延長面と前記投影狙い面の延長面と
   の交差線上で交わる姿勢で設け、前記スクリーンを前記
   投影狙い面に設けるか、もしくは、前記投影狙い面と投
   影レンズとの間に前記光軸に対し斜めに傾けて投影像反
   射ミラーを配置して、このミラーの反射面をはさんで前
   記投影狙い面と面対称となる位置に前記スクリーンを設
   けたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】スクリーンは透過型スクリーンであり、こ
   のスクリーンの投影レンズ対向面にはこの面に投影され
   る光をスクリーン面に対して直交する方向に屈折させる
   光屈折面が設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】液晶表示パネルの表示面の延長面と投影狙
   い面の延長面とは装置本体の外部において交わっている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の液晶表示装置。