JP2538127B2

JP2538127B2 - 液晶投写型テレビおよびそれを用いた液晶投写型カラ―テレビ

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Publication number: JP2538127B2
Application number: JP2338151A
Authority: JP
Inventors: 博司高原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JPH04207677A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明の液晶パネルの表示画像をスクリーン上に拡大
投映する液晶投写型テレビおよびそれを用いた液晶投写
型テレビに関する。

従来の技術直視型液晶表示装置は軽量，薄型など数多くの特徴を
有するため研究開発が盛んである。しかし、大画面化が
困難であるなど問題も多い。そこで近年、小型の液晶パ
ネルの表示画像を投写レンズなどにより拡大投映して大
画面の表示画像を得る液晶投写型テレビがにわかに注目
を集めてきている。以下、従来の液晶投写型テレビにつ
いて図面を参照しながら説明する。第20図は従来の液晶
投写型テレビの構成図である。第20図に示すように、構
成要素として1aは青色光反射ダイクロイックミラー（以
後、BDMと呼ぶ。）、1bは緑色光反射ダイクロイックミ
ラー（以後、GDMと呼ぶ。）、1cは赤色光反射ダイクロ
イックミラー（以後、RDMと呼ぶ。）、201a,201b,201c,
203a,203b,203cは偏光板、203a,203b,203cはツイストネ
マステック液晶パネル（以後、TN液晶パネルと呼
ぶ。）、204a,204b,204cは投写レンズ系である。なお、
投写型レンズ系は差しさわりがないときは総称して投写
レンズと呼ぶ。また、説明に不要な構成物、たとえばフ
ィールドレンズなどは図面から省略している。より具体
的には前述の構成は、第21図および第22図のようになっ
ている。第21図は透過型スクリーンを用いた背面投写型
テレビ（以後、リアタイプテレビと呼ぶ。）の内部構成
図である。第21図のリアタイプテレビの構成要素は211
はダイクロイックミラー（以後DMと呼ぶ。）、212はフ
ィールドレンズ、213は液晶パネル、215は投写レンズ、
214,216,218はミラーである。また投写部は第22図に示
すような構成となっている。第22図において221は集光
光学系である。第20図はほぼ第22図に示す部分の構成と
なっている。以上の構成図から明らかなように、従来の
液晶表示装置は第22図に示すよう集光光学系221から出
射された白色光はBDM1aにより青色光（以後、Ｂ光と呼
ぶ。）が反射され、第20図で示すようにＢ光は、偏光板
201aに入射される。同様にBDM1aを透過した光は、GDM1b
により緑色光（以後、Ｇ光と呼ぶ。）が反射され、偏光
板201bに入射される。またGDM1bを透過した光は、BDM1c
により赤色光（以後、Ｒ光と呼ぶ。）が反射され偏光板
201cに入射される。

偏光板201a,201b,201cでは各色光の縦波成分または横
波成分の一方の光のみを透過させ、光の偏光方向をそろ
えて各液晶パネル202a,202b,202cに照射する。この際、
50％以上の光は前記偏光板で吸収され、透過光の明るさ
は最大でも半分以下となってしまう。各液晶パネルでは
映像信号により前記透過光を変調する。変調された光は
その変調度合により偏光板203a,203b,203cを透過し、各
投写レンズ系204a,204b,204cに入射して、この投写レン
ズによりスクリーンに拡大投映される。

以下、液晶パネルの動作について説明する。第23図は
アクティブマトリックス型液晶パネルの構成図である。
第23図に示すように、構成要素としてG₁〜G_mはゲート信
号線、S₁〜S_nはソース信号線、233はスイッチング素子
としての薄膜トランジスタ（以後、TFTと呼ぶ。）、234
は電荷を蓄積するためのコンデンサ（以後、付加コンデ
ンサと呼ぶ。）、235は表示素子として液晶,231はゲー
ト信号線G₁〜G_mにTFT233をオン状態にする電圧（以後、
オン電圧と呼ぶ。）またはTFT233をオフ状態にする電圧
（以下、オフ電圧と呼ぶ。）を印加するためのIC（以
後、ゲートドライブICと呼ぶ。）、232は各表示素子235
に光を変調するための信号を印加するためのIC（以後、
ソースドライブICと呼ぶ。）である。この構成要素から
なる液晶パネルと動作としては、ゲートドライブIC231
はゲート信号線G₁〜G_mに対し順次オン電圧を印加する。
それと同期してソースドライブIC232をソース信号線S₁
〜S_mにそれぞれの画素に印加する電圧を出力する。各表
示素子235には液晶を所定の透過量にする電圧が印加さ
れ保持される。前記電圧は次の周期で各TFT233がふたた
びオン状態になるまで保持される。前述の動作が繰り返
されることにより光は変調され、画像が表示される。

液晶投写型テレビの液晶パネルには、主として透過型
のTN液晶パネルを用いている。第24図にその動作説明図
を示す。第24図に示すように、構成要素として241,242
は偏光板、243は偏光方向、244は透明電極（以後、ITO
と呼ぶ。）、245は液晶分子、246は信号源、247はスイ
ッチである。この液晶パネルは第24図（ａ）に示すよう
に、off状態では入射偏光が90゜回転し、第24図（ｂ）
に示すようにon状態では回転せずに透過する。したがっ
て２枚の偏光板241,242の偏光方向が直交していれば、o
ff状態では光が透過、on状態では遮断されることにな
る。ただし、偏光方向が互いに平行であればこの逆にな
る。以上のようにTN液晶パネルは光を変調し画像を表示
する。

発明が解決しようとする課題従来の液晶投写型テレビでは白色光を偏光板を通して
直線偏光に変換させて、TN液晶パネルに入射されてい
る。したがって直線偏光に変換する際、偏光板は半分強
の光を吸収もしくは反射してしまう。そのため表示画像
が暗くなり、大画面化に対応できるという問題点があっ
た。また液晶パネルに印加する信号の極性によりフリッ
カーが発生し、画像品位を低下させているという問題が
あった。

本発明は上記課題に留意し、光利用率の高い、高輝度
の液晶投写型テレビおよびそれを用いた液晶投写型カラ
ーテレビを提供しようとするものである。

課題を解決するための手段上記課題を解決するため、本発明の液晶投写型テレビ
は、偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッ
タにより偏光された第１の光偏光成分の光を変調する第
１の透過型液晶パネルと、前記偏光ビームスプリッタに
より偏光された第２の光偏光成分の光を変調する第２の
透過型液晶パネルと、この第１および第２の透過型液晶
パネルで変調された光を同一スクリーン上に投映する投
写レンズを具備するものである。また、第２の本発明の
液晶投写型テレビは、第１の光偏光成分が透過し、第２
の光偏光成分を反射する面を有する偏光ビームスプリッ
タであり、第３の発明の液晶投写型テレビは光の縦波の
直線偏光成分（以後Ｐ成分と呼ぶ）を反射する面と、横
波の直線偏光成分（以後Ｓ成分と呼ぶ）を反射する面が
Ｘ字状に配置された偏光ビームスプリッタと、このＰ成
分の光を変調する第１の透過型液晶パネルと、Ｓ成分の
光を変調する第２の透過型液晶パネルと、この第１およ
び第２の透過型液晶パネルで変調した光を同一スクリー
ン上に投映する投写レンズを具備するものである。ま
た、第４の本発明の液晶投写型テレビは主として第１の
本発明の液晶投写型テレビの構成に加えて第１または第
２の液晶パネルの入射光路に90度ツイスト配向されたTN
液晶パネルもしくはλ/2波長板を挿入した構成であり、
第５の本発明の液晶投写型テレビは、主として第４の本
発明の液晶投写型テレビの構成に加えて第１または第２
の液晶パネルの出射光路に90度ツイスト配向されたTN液
晶パネルもしくはλ/2波長板を挿入したものである。

作用上記構成の本発明の液晶投写型テレビは、偏光ビーム
スプリッタでたとえば光のＳ成分とＰ成分に分離し、そ
れぞれの成分の光に対し、液晶パネルを配置する。その
液晶パネルにより、入力信号に応じた変調が行われ、変
調されたＳ成分,P成分をふたたび合成して出力する。し
たがって、直線偏光を得るために偏光板を用いておら
ず、全光束を使用できるため、非常に高輝度の画像表示
が行なえる。また、カラー画像の再生にはＲ・Ｇ・Ｂ光
それぞれに対してこの液晶投写型テレビの構成を設ける
ことにより、各色ごとに２枚の変調用液晶パネルを配置
して変調を行ない、２枚の液晶パネルに印加する映像信
号の極性を逆位相とすることによりフリッカーなどが発
生しない。

実施例以下、図面を参照しながら本発明の一実施例の液晶投
写型テレビについて説明する。第１図はその実施例の液
晶投写型テレビの構成図である。第１図に示すように、
その構成要素は1aはBDM、1bはGDM、1cはRDM、2a,2b,2c
は全反射ミラー、3a,3b,3cは可視光の光をＰ成分と、Ｓ
成分を分離する偏光ビームスプリッタ、6a,6b,6c,6d,6
e,6fは透過型のTN液晶パネル、8a,8b,8c,8d,8e,8fは光
学要素部品としての投写レンズ系、5a,5b,5c,5d,5e,5f,
7a,7b,7c,7d,7e,7fは偏光子または検光子としての偏光
板である。第１図はより具体的には第２図の斜視図で示
される。第２図において21は赤外線および紫外線カット
フィルタおよび集光光学レンズを有する集光光学系であ
る。なお、図面は説明を容易にするために、フィールド
レンズなどの説明に不要な箇所は省略している。以上の
ことは後で説明する他の実施例の液晶投写型テレビの図
面などにおいても同様である。

まず、ここで第２の本発明の一実施例の液晶投写型テ
レビに用いた偏光ビームスプリッタについて説明する。
第４図は偏光ビームスプリッタの斜視図である。第４図
において41は偏光面であり、屈折率n₁＝1.38のMgF₂と屈
折率n₂＝2.30のZnS薄膜が多層に形成されている。入射
した光は偏光面でＳ成分は反射し、Ｐ成分は透過する。
なお、入射は偏光面41に対し、45度近傍の入射角度で入
射させる。そのため、本発明の液晶投写テレビでは第２
図に示す集光光学系21内部に配置したレンズでこの出射
光が平行光に近くなるように構成している。

以下、第２の本発明の一実施例の液晶投写型テレビの
動作について第３図を参照しながら説明する。第３図は
第２の本発明の一実施例の液晶投写型テレビの動作を説
明するための構成図である。また、第３図は第１図のＲ
・Ｇ・ＢのうちＢ光の変調系をぬきだした状態を示して
いる。第３図において31はスクリーンである。まず集光
光学21から出射された白色光はBDM1aでＢ光が反射さ
れ、このＢ光は偏光ビームスプリッタ3aに入射される。
この偏光ビームスプリッタ3aはＢ光のＰ成分を透過さ
せ、偏光板5bで完全な直線偏光に補正されたのち液晶パ
ネル6bに入射する。

この液晶パネル6bはＰ成分を印加信号に応じて光の変
調を行ないＳ成分に変換し、変換されたＳ成分は偏光板
7bを透過し投写レンズ8bに入射してスクリーン31に投映
される。一方、偏光面41で反射した光のＳ成分は偏光板
5aで完全な直線偏光に補正されたのち液晶パネル6aに入
射し、液晶パネルは印加信号に応じて光の変調を行ない
Ｐ成分に変換する。変換されたＰ成分は偏光面7aを透過
し投写レンズ8aに入射してスクリーン31に投映される。
以上の液晶パネル6aおよび6bで変調された光は投写レン
ズ8a,8bにより、スクリーン31上に重ねて投映され、画
像のＢ光成分が表示される。同様にＧ光およびＲ光の変
調系によりＧ光およびＲ光成分がスクリーン31上に重ね
て表示され、カラー画像が表示される。

以下、第２の本発明の液晶投写型テレビの駆動回路系
について説明する。なお、以下に説明する駆動回路系は
後に説明する第3,第４および第５の本発明の実施例の液
晶投写型テレビの駆動回路系についても同様であるので
同時に説明する。第５図および第６図は本発明の一実施
例の液晶投写型テレビの駆動回路の説明図であり、また
第７図は駆動方法の波形図である。また、第５図は駆動
回路の第１の実施例である。第５図に示すように構成要
素として52a,52b,52cは抵抗R₁,R₂およびトランジスタＱ
で構成され、ベース端子に入力されたビデオ信号の正極
性と負極性の２つのビデオ信号を作る位相分割回路、51
a,51b,51cは１フィールドごとに極性を反転した交流ビ
デオ信号を液晶パネルに印加する出力切り換え回路であ
り、信号出力端子55,56からは互いに逆極性のビデオ信
号が出力されている。この構成による動作としては、ビ
デオ信号は所定値にゲイン調整され、信号処理されて位
相分割回路52a,52b,52cに入力される。ここで正極性と
負極性の２つのビデオ信号が作られ、次の出力切り換え
回路51a,51b,51cに入力される。出力切り換え回路51a,5
1b,51cではタイミング調整，信号レベル変換などの処理
を行なったのち、信号出力端子55,56より信号を各液晶
パネル6a〜6fに印加する。ここで人間の眼の視感度につ
いて説明しておく。人間の眼は波長555mm付近が最高感
度となっている。光の３原色では緑が一番高く、次が赤
で、青がもっとも鈍感である。この感度に比例した輝度
信号を得るためには、おおよそ赤色を30％、緑色を60
％、青色を10％加えればよい。したがってテレビ映像で
白色を得るためにはR:G:B＝3:6:1の比率で加えればよ
い。また、液晶パネルは交流駆動を行なう必要がある。
この交流駆動は液晶パネルの対向電極に印加する電圧
（以後、コモン電圧と呼ぶ）に対して正極性と逆極性の
信号が交互に印加されることにより行なわれる。

本明細書では液晶パネルに正極性の信号を印加し視感
度ｎの強さの光を変調している状態を＋ｎ、逆極性の信
号を印加し視感度ｎの強さの光を変調している状態を−
ｎと表わす。たとえばR:G:B＝3:6:1の光がそれぞれ液晶
パネルに照射され、ある時刻でＧ光変調用の液晶パネル
が正極性の信号が、他のパネルには負極性の信号が印加
されている状態は−３・＋６・−１と表わされる。当然
のことながら１フィールド後は＋３・−６・＋１とな
る。なお、R:G:1＝3:6:1の比率はNTSCのCRTテレビ画像
の場合であって液晶投写型テレビの場合はダイクロイッ
クミラーの特性などにより前記比率は異なってくる。こ
こでは説明を容易にするためにR:G:B＝3:6:1として説明
する。第５図ではある時刻での状態を示しており、Ｒ光
変調用液晶パネル6eは＋３、同じくＲ光変調用液晶パネ
ル6fは−３、Ｇ光変調用液晶パネル6cは−６、同じくＧ
光変調用液晶パネル6dは＋６、Ｂ光変調用液晶パネル6a
は＋１、同じくＢ光変調用液晶パネル6bは−１となって
いる。第７図に第６図の回路系に対応する各液晶パネル
への３フィールド分の印加波形を示している。第７図
（a1）は液晶パネル6eの印加波形、第７図（a2）は液晶
パネル6fの印加波形である。同様に第７図（b1）は液晶
パネル6c、第７図（b2）は液晶パネル6d、第７（c1）は
液晶パネル6a、第７図（c2）は液晶パネル6dの印加波形
である。第７図で明らかなように１色の変調を行なう２
つの液晶パネルに１フィールド内では互いに逆極性の信
号を印加し、フィールドごとに極性を反転させる。そし
て、前記２つの液晶パネルにより変調された光をスクリ
ーンの同一位置に投映する。このような駆動を行なうこ
とにより、液晶パネルの配向膜、液晶の正電圧と負電圧
の印加による保持特性の違い、液晶パネル上のスイッチ
ング素子としてのTFTのオン電流およびオフ電流が映像
信号の電圧極性によって異なるためなどの原因により発
生するフリッカーを極性が違うので相殺することができ
る。また、２つの液晶パネルの走査方向を考慮してスク
リーン上の光学画像を形成することにより、輝度傾斜な
どをも相殺することができる。この考慮するという意味
は、たとえば第１の液晶パネルの光学像を形成するため
の走査がスクリーン上端から行なわれているとき、他方
の液晶パネルの光学像を形成するための走査をスクリー
ン下端から行なうようにすることである。また、第５図
では、Ｒ・Ｇ・Ｂ光を変調する液晶パネル6a,6c,6eのう
ちＧ光変調の液晶パネル6cだけ、極性を逆にしている。
これは液晶パネル6a,6c,6eだけで画像を表示する際でも
フリッカーが発生しないようにするためである。つま
り、Ｒ＋B:G＝＋３＋1:−６＝4:6となり、ほぼ、つりあ
うようにしている。同様に液晶パネル6b,6d,6fの組もＧ
光を変調する液晶パネル6dだけ極性を逆にしている。ま
た、本発明の液晶投写型テレビの駆動回路では第８図
（ａ），（ｂ），（ｃ）に図示するような液晶パネル上
のゲートドライブIC231とソースドライブIC232により駆
動される画素ごとの極性が異なる駆動もあわせて行なう
ことにより、より高画質化を行なうことができる。

第８図（ａ）に示すようにある時刻では垂直方向の画
素に対して同一極性の電圧をこの画素に隣接した画素に
は逆極性の電圧を印加する。つまりソース信号線S₆に注
目すると、ソース信号線S₆に接続されたTFTには負極性
の電圧を、ソース信号線S₆に隣接したソース信号線S₅と
S₇に接続されたTFTには正極性の電圧を印加する。つま
りソース信号線S_2m（ただし、ｍは整数）には負電圧
を、ソース信号線S_2m-1には正電圧を印加する。当然の
ことながら、前記電圧の極性は１フィールドごとに反転
させる。以後、このような駆動方法を1V反転駆動と呼
ぶ。したがって、駆動状態を模擬的に示すと第８図
（ｂ），（ｃ）のようになる。たとえば第８図（ｂ）は
第５図の液晶パネル6aを、第８図（ｃ）は液晶パネル6b
の駆動状態を示す。１フィールド後は液晶パネル6aは第
８図（ｃ）に、液晶パネル6bは第８図（ｂ）の駆動状態
となる。液晶パネル6cおよび6d、液晶パネル6eおよび6f
においても同様である。前述の駆動を行なうことによ
り、さらにフリッカーの発生を低減することができる。
なお第８図（ａ），（ｂ），（ｃ）は縦方向間で信号の
極性を反転させて印加するとしたが、第８図（ｄ）で示
すように横方向間で信号の極性を反転させてもよい。以
後、このような駆動方向を1H反転駆動と呼ぶ。

第６図は本発明の液晶投写型テレビの駆動回路の第２
の実施例の説明図である。第６図において、61a,61b,61
c,61d,61e,61fは出力切り換え回路、62a,62b,62c,62d,6
2e,62fは位相分割回路である。第５図の駆動回路ではＲ
光の変調用液晶パネル6eと6fの印加信号の極性は互いに
逆極性であり、また前記パネルは同一画像表示を行なっ
ていたが、第６図の駆動回路では液晶パネル6eと6fは別
の画像表示を行なう。Ｇ光およびＢ光の変調用液晶パネ
ルにおいても同様である。ただし、信号の極性は互いに
逆にしている。また、液晶パネル6a,6cおよび6eはビデ
オ信号１による画像を表示し、液晶パネル6b,6dおよび6
fはビデオ信号２による画像を表示する。第５図とその
他の相違点は各出力切り換え回路の信号出力端子が１つ
という以外は同様であるので省略する。動作としてはた
とえば、このビデオ信号１の入力としては空の映像の信
号を、ビデオ信号２の入力としては空を飛ぶ飛行機の映
像の信号を印加する。この２つの信号は、投写レンズに
より同一スクリーン位置に合成して投映させる。すなわ
ち本駆動回路ではビデオ信号１・２の入力信号を切り換
えることにより多彩な映像表現が容易に行なえる。たと
えば、ビデオ信号１を朝の空あるいは夕方の空の画像と
切り換えることにより合成映像を容易に変化できる。ま
た、１つの色を変調している液晶パネル、たとえばＲ光
を変調している液晶パネル6eと6fの変調光は光のＰ成分
またはＳ成分のどちらかを出射している。つまり第１図
では液晶パネル6aはＰ成分を、液晶パネル6bはＳ成分の
光でスクリーン上に画像を形成している。したがってあ
らかじめ立体映像を表示のために処理して記録された信
号をビデオ入力１とビデオ入力２に入力し、偏光メガネ
を装着してスクリーン上の表示画像をみれば容易に偏光
方式の立体映像を楽しめる。なお、第６図の駆動回路に
おいても第８図に示す1V反転と1H反転駆動の少なくとも
一方をあわせて用いることにより、より高画質の映像が
提供できることは言うまでもない。

以下、第３の本発明の液晶投写型テレビについて第10
図を参照しながら説明する。第10図は第３の本発明の液
晶投写型テレビの構成図である。なお、より具体的な図
については第２図を変化させることにより容易に表現で
きるので省略する。第10図において101a,101b,101cは偏
光ビームスプリッタである。第９図にこの偏光ビームス
プリッタの斜視図を示す。第９図において91は光のＰ成
分反射偏光面、92は光のＳ成分反射偏光面である。な
お、偏光面91,92は第４図の偏光ビームスプリッタと同
様に偏光面に一定屈折率の薄膜を多層に蒸着することに
より作成される。この第３の本発明の液晶投写型テレビ
に用いる偏光ビームスプリッタ101a,101b,101cはＰ成分
反射偏光面とＳ成分反射偏光面とが90度に組み合わさ
り、丁度上面からみるとＸ字状になっている。また、液
晶パネルは前に説明した透過型TN液晶パネルを用いてお
り、各パネルの光の入射面の配向方向は光のＰ成分ある
いはＳ成分の偏光方向にあわせて配置してある。

以下、上記構成による第３の本発明の液晶投写型テレ
ビの動作について第11図を用いて説明する。第11図は第
３の本発明の液晶投写型テレビの動作を説明するための
説明図である。また、第10図のＲ・Ｇ・ＢのうちＢの光
の変調系をぬきだした状態を示している。まず、集光光
学21から出射された白色光はBDM1aでＢ光が反射され、
このＢ光は偏光ビームスプリッタ101aに入射される。こ
の偏光ビームスプリッタ101aは偏光面91でＰ成分を反射
し、このＰ成分の光は偏光板5bで完全な直線偏光に補正
されたのち液晶パネル6bに入射する。液晶パネル6bは光
のＰ成分を印加信号に応じて光の変調を行ないＳ成分に
変換し、変換されたＳ成分は偏光板7bに入射し、投写レ
ンズ8bによりスクリーン31に投映される。一方、光のＳ
成分は偏光面92で反射し、このＳ成分の光は偏光板5aを
透過して液晶パネル6aに入射する。この液晶パネルは印
加信号に応じて光の変調を行ない、Ｐ成分に変換する。
変換されたＰ成分は偏光板7aに透過し、投写レンズ8aに
入射する。以上の液晶パネル6aおよび6bで変調された光
は投写レンズ8a,8bより、スクリーン31上に重ねて投映
され、画像のＢ成分が表示される。同様にＧ光およびＲ
光の変調系によりＧ光およびＲ光成分がスクリーン31上
に重ねて表示され、カラー画像が表示される。駆動回路
・駆動方法および使用方法については第１の本発明の第
５・第６・第７・第８図で説明したのと同様であるので
説明を省略する。

つぎに、第４の本発明の第１の実施例の液晶投写型テ
レビについて説明する。第12図は第４の本発明の液晶投
写型テレビの構成図である。第12図に示すように構成要
素として122a,124a,122c,124c,122e,124eは偏光板、123
a,123c,123eは透過型のTN液晶パネル、121a,121c,121e
は光の偏光方向を変換させるための90度配向された光偏
光パネルとしてのTN液晶パネル（以後、偏光液晶パネル
と呼ぶ。）である。この偏光液晶パネルは入射した直線
偏光の方向を90度角度を変化させて出射する。つまり光
のＳ成分が入射するとＰ成分となり出射される。これは
液晶の施光性の性質を用いている。他の箇所は第１の本
発明の液晶投写型テレビと同様であるので省略する。な
お、TN液晶パネルはλ/2波長板におきかえてもよい。

この第４の本発明の液晶投写型テレビの動作について
第13図を参照しながら説明する。第13図は第４の本発明
の液晶投写型テレビの動作を説明するための説明図であ
る。また第13図は第12図のＲ・Ｇ・ＢのうちＢ光の変調
系をぬきだした状態を示している。まず集光光学系21か
ら出射された白色系はBDM1aでＢ光が反射され、このＢ
光は偏光ビームスプリッタ3aに入射される。この偏光ビ
ームスプリッタ3aはＢ光のＰ成分を透過させ、偏光板5b
で完全な直線偏光に補正されたのち、液晶パネル6bに入
射する。液晶パネル6bはＰ成分の光を印加信号に応じて
変調を行ないＳ成分に変換する。変換されたＳ成分は偏
光板7bを透過し、投写レンズ8bによりスクリーン31に投
映される。一方、偏光スプリッタはＳ成分を反射しこの
Ｓ成分は偏光液晶パネル121aに入射し、Ｓ成分は90度偏
光方向が変化させられ、Ｐ成分の光となって出射する。
このＰ成分の光は先の説明と同様に偏光板122aを透過
し、液晶パネル123aは変調を行なう。液晶パネルでＳ成
分変換された光は偏光板124aを透過し、投写レンズ8aに
よりスクリーン31に投映される。以上のようにして画像
のＢ光成分が表示される。同様にＧ光およびＲ光の変調
系によりＧ光およびＲ光成分がスクリーン31上に重ねて
表示され、カラー画像が表示される。

以上のように構成することにより第２の本発明の一実
施例の液晶投写型テレビでは、Ｐ成分の光の変調とＳ成
分の光の変調を行なうため、配向方向を90度変化させた
２種類のTN液晶パネルを用いる必要があったが、この第
４の本発明の第１の実施例の液晶投写型テレビのは偏光
液晶パネルを用いてＰ成分またはＳ成分に変換し統一す
ることにより、TN液晶パネルは１種類だけを準備すれば
よい。

以下、第４の本発明の液晶投写型テレビ第２の実施例
について説明する。第14図は第４の本発明の液晶投写型
テレビの第２の実施例の構成図である。第14図において
141b,141d,141fは偏光液晶パネルであり、偏光パネル12
1aと同一の構成である。他の構成は第13図と同様である
ので説明を省略する。動作についても第１の実施例との
差異のみについて説明する。第２の実施例では偏光板7
b,7d,7fの出射側に偏光液晶パネル141b,141d,141fを配
置している。Ｒ・Ｇ・Ｂの光の変調系はすべて同一であ
るので第15図を用いてＢ光の変調系のみ説明する。集光
光学系21から出射された白色光はBDM1aでＢ光が反射さ
れ、このＢ光は偏光ビームスプリッタ3aに入射される。
偏光ビームスプリッタ3aで反射された光のＳ成分の光経
路は第１の実施例と同様である。偏光ビームスプリッタ
3aを透過した光は偏光板5bで完全な直線偏光に補正され
た後、液晶パネル6bに入射する。液晶パネル6bはこのＰ
成分の光を印加信号に応じて変調を行ないＳ成分に変換
する。変換されたＳ成分は偏光板7bを透過し、偏光液晶
パネル141bによりＰ成分に変換され、投写レンズ8bによ
りスクリーンに投映される。以上の動作はＲ光およびＧ
光の変調系においても同様である。駆動回路・駆動方法
および使用方法は第２の本発明の中で第5,第6,第7,第８
図を用いて説明したので省略する。

以上の第４の本発明の第２の実施例では第１の実施例
に加えて偏光ビームスプリッタにより分離された２つの
光の経路にそれぞれ偏光液晶パネルを挿入している。そ
のため第１の実施例では一方のみに偏光液晶パネルを挿
入していたため、この挿入したパネルによる光吸収のた
めに光が損失し、２つの光の経路の光の強さにアンバラ
ンスが生じていたが、第２の実施例では、ほぼ同一とす
ることができる。また、２つの光の経路のスクリーン上
の画像はＰ成分とＳ成分により表示する。したがって、
第１の実施例では偏光方式による立体映像は表示するこ
とはできなかったが、第２の実施例では立体映像表示を
行なうことができる。

さらに以下、図面を参照しながら、第５の本発明の第
１の実施例の液晶投写型テレビについて説明する。第16
図は第５の本発明の第１の実施例の液晶投写型テレビの
構成図である。第16図に示すように、構成要素として16
1a,161c,161eは偏光液晶パネル、162a,164a,162c,164c,
162e,164eは偏光板、163a,163c,163eは透過型のTN液晶
パネルである。他の箇所は第３の本発明の液晶投写型テ
レビと同一であるので省略する。

つぎに上記構成の第５の本発明の第１の実施例液晶投
写型テレビの動作について第17図を参照しながら説明す
る。第17図は第５の本発明の一実施例の液晶投写型テレ
ビの動作を説明するための構成図である。第17図は第16
図のＲ・Ｇ・ＢのうちＢ光の変調系をぬきだした状態を
示している。まず集光光学系21から出射された白色光は
BDM1aでＢ光が反射され、このＢ光は偏光ビームスプリ
ッタ101aに入射される。この偏光ビームスプリッタ101a
は第９図で示した偏光面91で光のＰ成分を反射し、この
反射されたＰ成分の光は偏光板5bで完全な直線偏光に補
正されたのち、液晶パネル6bに入射する。液晶パネル6b
はこのＰ成分の光を印加信号に応じて変調を行ないＳ成
分に変換する。変換されたＳ成分は偏光板7bを透過し、
投写レンズ8bによりスクリーン31に投映される。一方、
同じく第９図で示した偏光面92で反射した光のＳ成分は
偏光液晶パネル161aに入射し、Ｓ成分は90度偏光方向が
変化させられ、Ｐ成分の光となって出射する。このＰ成
分の光は先の説明と同様に偏光板162aを透過し、液晶パ
ネル163aは変調を行ない、この液晶パネル163aでＳ成分
変換された光は偏光板164aを透過し、投写レンズ8aによ
りスクリーン31に投映される。以上のようにして画像の
Ｂ光成分が表示される。同様にＧ光およびＲ光の変調系
によりＧ光およびＲ光成分がスクリーン31上に重ねて表
示され、カラー画像が表示される、同様にＧ光およびＲ
光の変調系によりＧ光およびＲ光成分がスクリーン31上
に重ねて表示され、カラー画像が表示される。駆動回路
・駆動方法および使用方法については第２の本発明の第
5,第6,第7,第８で説明したのと同様であるので説明を省
略する。

以上のように構成することにより第２の本発明の一実
施例の液晶投写型テレビでは、Ｐ成分の光の変調とＳ成
分の光の変調を行なうため、配向方向を90度変化させた
２種類のTN液晶パネルを用いる必要があったが、第５の
本発明の第１の実施例液晶投写型テレビでは偏光液晶パ
ネルを用いてＰ成分またはＳ成分に変換し統一すること
により、TN液晶パネルは１種類だけを準備すればよい。
また偏光ビームスプリッタから２つの投写レンズに至る
光学経路の距離が等しいため、スクリーン上の画像の結
像調整が容易である。

以下、第５の本発明の液晶投写型テレビ第２の実施例
について説明する。第18図は第５の本発明の液晶投写型
テレビの第２の実施例の構成図である。第18図において
181b,181d,181fは偏光液晶パネルであり偏光パネル121a
と同一の構成である。他の構成は第17図と同様であるの
で説明を省略する。

動作についても第１の実施例との差異のみについて説
明する。第２の実施例では偏光板7b,7d,7fの出射側にそ
れぞれ偏光液晶パネル181b,181d,181fを配置している。
Ｒ・Ｇ・Ｂの光の変調系はすべて同一であるのでＢ光の
変調系のみ説明する。集光光学系（図示せず）から出射
された白色光はBDM1aでＢ光が反射され、このＢ光は偏
光ビームスプリッタ101aに入射される。偏光ビームスプ
リッタ101aで反射された光のＳ成分の光経路は第１の実
施例と同様である。偏光ビームスプリッタ101aの偏光面
92で反射した光は偏光板5bで完全な直線偏光に補正され
た後、液晶パネル6bに入射する。液晶パネル6bはこのＰ
成分の光を印加信号に応じて変調を行ないＳ成分に変換
する。変換されたＳ成分は偏光板7bを透過し、偏光液晶
パネル181bによりＰ成分に変換され、投写レンズ8bによ
りスクリーンに投映される。以上の動作はＲ光およびＧ
光の変調系においても同様である。駆動回路・駆動方法
および使用方法は第２の本発明の実施例中で第5,第6,第
7,第８図を用いて説明したので省略する。

以上の第５の本発明の第２の実施例では先にのべた第
１の実施例に加えて偏光ビームスプリッタにより分離さ
れた２つの光の経路にそれぞれ偏光液晶パネルを挿入し
ている。そのため第１の実施例では一方のみに偏光液晶
パネルを挿入していたため、この挿入されたパネルによ
る光吸収のために光が損失し、２つの光の経路の光の強
さにアンバランスが生じていたが、第２の実施例では、
ほぼ同一とすることができる。また、２つの光の経路の
スクリーン上の画像はＰ成分とＳ成分により表示する。
したがって、第１の実施例では偏光方式による立体映像
は表示することはできなかったが、第２の実施例では立
体映像表示を行なうことができる。

なお、本発明の実施例において偏光液晶パネル121a,1
21c,121eは光のＳ成分の光路に挿入したが、これに限定
するものではなく、光のＰ成分の光路、つまり偏光板5
b,5d,5fの前に90度角度を回転させて配置しても同様の
効果が得られることは明らかである。

また、偏光液晶パネルはTN液晶パネルとしたが、これ
に限定するものではなくポリエステルフィルムなどの位
相補償フィルムを用いてもよいことは言うまでもない。
さらに偏光子は直線偏波光が得られている場合は省略す
ることができる。

また、本発明の図面において偏光板を液晶パネルの前
後に配置したがこれに限定するものではなく、たとえば
液晶パネルの前後面にはりつけてもよい。

また、透過型液晶パネルはTN液晶パネルを用いるとし
たが、これに限定するものではなく直径１μｍ〜２μｍ
の水滴状液晶がポリマー中に分散された高分子分散液晶
パネルまたは液晶が水滴状とはなっていない液晶分子の
配向の不規則性そのものを用いる散乱モードの散乱液晶
パネル（polymar network liquid crystal）などを用い
てもよい。前記液晶パネルを用いる場合は、散乱光を投
写レンズに入射させないように第19図のごとくシュリー
レン光学系を用いる方が望ましい。第19図において191
はレンズ、192はアパーチャ、193は投写レンズである。
また、TN液晶パネルはゲストホスト液晶パネルでも同様
の効果が得られることは明らかである。

また、本発明の実施例において、リアタイプ液晶投写
型TVのように表現したが、これに限定するものではなく
反射型スクリーンに画像を投映するフロントタイプ液晶
投写型TVでもよいことは言うまでもない。

また、第2,第3,第４および第５の本発明において、ダ
イクロイックミラーにより色分離を行なうとしたがこれ
に限定するものではなく、たとえば吸収型色フィルタを
用いて、色分離を行なってもよいことは言うまでもな
い。

また、本発明の実施例においてＲ・ＧおよびＢ光の変
調系において投写レンズ系をそれぞれ２つずつ設けてい
るが、これに限定するものではなく、たとえばミラーな
どを用いて液晶パネルにより変調された表示画像を１つ
にまとめてから投写レンズ系に入射させてもよいことは
言うまでもない。

発明の効果以上の説明より明らかなように本発明の液晶投写型テ
レビは偏光ビームスプリッタで光のＳ成分とＰ成分に分
離し、それぞれの成分の光に対し、液晶パネルを配置す
ることにより、直線偏光を得るための偏光板は必要な
く、ほぼ全光束を使用できるため、非常に高輝度の画像
表示を行なえ大画面化にも対応することができる。ま
た、Ｒ・Ｇ・Ｂ光のそれぞれの変調に対して各２枚の変
調用液晶パネルを配置している。そのためこの２枚の液
晶パネルで特性を補うように駆動を行なうことによりフ
リッカー・輝度傾斜の発生を大幅に低減させることがで
きる。その上、一方の液晶パネルでＰ成分の光を変調
し、他方の液晶パネルでＳ成分の光を変調してスクリー
ンに投映結像させることにより、偏光めがねを用いて容
易に立体映像を楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】第１図は第１または第２の本発明の一実施例の液晶投写
型テレビの構成図、第２図は同実施例の液晶投写型テレ
ビの斜視図、第３図は同実施例の液晶投写型テレビの一
部の構成図、第４図は同実施例に用いる偏光ビームスプ
リッタの斜視図、第５図および６図は同実施例の液晶投
写型テレビの駆動回路図、第７図は同実施例の液晶パネ
ル駆動波形図、第８図は同実施例の液晶パネルの画素の
状態を示すパターン図、第９図は第３の本発明の一実施
例に用いる偏光ビームスプリッタの斜視図、第10図は第
３の本発明の一実施例の液晶投写型テレビの構成図、第
11図は同実施例の液晶投写型テレビの一部の構成図、第
12図は第４の本発明の一実施例液晶投写型テレビの構成
図、第13図は同実施例の液晶投写型テレビの一部の構成
図、第14図は第４の本発明の他の実施例における液晶投
写型テレビの構成図、第15図は同テレビの一部の構成
図、第16図は第５の本発明の一実施例の液晶投写型テレ
ビの構成図、第17図は同実施例の液晶投写型テレビの一
部の構成図、第18図は第５の本発明の他の実施例におけ
る液晶投写型テレビの構成図、第19図は本発明の一実施
例に用いるシュリーレン光学系の構成図、第20図は従来
の液晶投写型テレビの構成図、第21図はリアタイプ投写
型テレビの構成図、第22図は従来の液晶投写型テレビの
斜視図、第23図はアクティブマトリックス型液晶パネル
の構成図、第24図は透過型TN液晶パネルの動作説明のた
めの概念図である。 1a,1b,1c……ダイクロイックミラー、3a,3b,3c……偏光
ビームスプリッタ、5a,5b,5c,5d,5e,5f,7a,7b,7c,7d,7
e,7f……偏光板、6a,6b,6c,6d,6e,6f……TN液晶パネ
ル、8a,8b,8c,8d,8e,8f……投写レンズ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を第１の偏光と第２の偏光に分離す
る偏光ビームスプリッタと、第１の偏光を変調する第１の透過型液晶パネルと、第２の偏光を変調する第２の透過型液晶パネルと、前記第１および第２の透過型液晶パネルで変調された光
を投映する光学要素部品を具備し、前記光学要素部品により、前記第１および第２の透過型
液晶パネルにより変調された光を略同一位置に投映する
ことを特徴とする液晶投写型テレビ。
【請求項２】偏光ビームスプリッタが、入射光のＰ成分
を反射する第１の面とＳ成分を反射する第２の面がＸ字
状に配置された構成である請求項１記載の液晶投写型テ
レビ。
【請求項３】第１の透過型液晶パネルまたは第２の透過
型液晶パネルへの入射光の光路のいずれか一方の入射側
に偏光方向を回転する手段を有する請求項１記載の液晶
投写型テレビ。
【請求項４】第１の透過型液晶パネルまたは第２の透過
型液晶パネルへの入射光の光路のいずれか一方の入射側
に第１の偏光方向を回転する手段、他方には出射側には
第２の偏光方向を回転する手段を有する請求項１記載の
液晶投写型テレビ。
【請求項５】第１の透過型液晶パネルと第２の透過型液
晶パネルを駆動する信号が逆位相である請求項１記載の
液晶投写型テレビ。
【請求項６】第１の透過型液晶パネルと第２の透過型液
晶パネルがその光の入射面の配向方向に互いに略90度の
角度異なって配向処理されている請求項１記載の液晶投
写型テレビ。
【請求項７】白色光を青色光、緑色光、赤色光に分離す
る色分離手段と、前記色分離手段により分離された青色光、緑色光、赤色
光の光路の各々に配置された請求項１に記載された液晶
投写型テレビを具備し、前記投写型テレビの光学要素部
品が、前記青色光、緑色光、赤色光による出力光を同一
位置に投写するようにしてなる液晶投写型カラーテレ
ビ。
【請求項８】緑色光を変調する透過型液晶パネルを駆動
する信号の位相と、青色光および赤色光を変調する透過
型液晶パネルを駆動する信号の位相が逆位相にする駆動
手段を有する請求項７記載の液晶投写型カラーテレビ。