JP2566393Y2 - 単板式液晶プロジェクタ - Google Patents

単板式液晶プロジェクタ

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JP2566393Y2
JP2566393Y2 JP1991077713U JP7771391U JP2566393Y2 JP 2566393 Y2 JP2566393 Y2 JP 2566393Y2 JP 1991077713 U JP1991077713 U JP 1991077713U JP 7771391 U JP7771391 U JP 7771391U JP 2566393 Y2 JP2566393 Y2 JP 2566393Y2
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光史 本荘
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日本電気ホームエレクトロニクス株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、単板の液晶パネルを
用いながら、明るさと解像度に優れた単板式液晶プロジ
ェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】図7に示す単板式液晶プロジェクタ1
は、単板の液晶パネル2を用いてカラー映像を投写する
投写型のディスプレイである。光源ランプ3から放たれ
た光は、リフレクタ4にて反射されたものを含め、集光
レンズ5にて集光されて液晶パネル2を透過する。液晶
パネル2は、2枚の偏光板6,7の内側に一対のガラス
基板8,9を液晶層10を介在させて対向配置したもの
であり、ガラス基板8,9の対向面に形成した共通電極
8aと画素電極9aにより、機能上は液晶層10は複数
の液晶セルに区画される。これらの液晶セルは、それぞ
れが光シャッタとして機能し、各液晶セルを透過した光
が画素電極9aとガラス基板9の間に埋設した色フィル
タ11に導かれる。色フィルタ11は、図8に示したよ
うに、透過色がR(赤)G(緑)B(青)の3色のフィ
ルタを、モザイク状に配列して形成してある。従って、
水平方向に並ぶ各画素電極9aに順次映像信号に応じた
電圧を印加することで1ラインのカラー映像を得ること
ができ、この水平走査を垂直方向に順次移動させていく
ことにより、1枚のカラー映像が再生される。すなわ
ち、線順次走査による時分割駆動をもって、液晶パネル
2は駆動される。液晶パネル2にて再生されたカラー映
像は、投写レンズ12により前方のスクリーン13に向
けて投写される。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】上記従来の単板式液晶
プロジェクタ1は、RGB3色のフィルタをモザイク状
に配列した色フィルタ11を用いており、このため光源
ランプ3からの光は色フィルタ11を透過するときに1
/3の光量に絞られることになる。従って、液晶パネル
2に入射した全光量のうち2/3は遮断されてしまい、
残る1/3しか前方に投写されず、このためスクリーン
13に投写された映像が暗いといった課題を抱えてい
た。また、RGB3色のフィルタと対応する画素を1組
みにして1カラートリオを形成する構成であるため、全
画素数のうちカラー映像の形成に有効な実数すなわち有
効画素数は、全体の1/3しかなく、このため投写映像
の明るさと同様、解像度の面でも劣るといった課題を抱
えていた。また、このような課題を解決するため、例え
ば特開平1−259396号公報「カラー表示装置」に
は、RGB3色の要素に無色透明又は白色要素を加えて
色フィルタを構成するとした装置が開示されている。こ
の装置は、赤色フィルタと緑色フィルタと青色フィルタ
と無色フィルタの4画素を正方配列しして1カラートリ
オとしたフィルタユニットを、ストライプ状或いはモザ
イク状にパターン配置したカラーフィルタを用い、背面
照明の輝度が低い場合でも明度の高い白表示が行えるよ
うにしたものである。しかしながら、1カラートリオを
構成する4画素を透過する光量は白黒2画素分に相当す
るため、光源からの光は色フィルタにおいて1/2に絞
られる。このため、色フィルタにおいて光量が1/3に
低下する従来の液晶パネルよりは光量の低下は少ないも
のの、従来比で1.5倍の光量を確保できるに止まるも
のであった。また、色フィルタは4画素中の3画素を透
過した光にだけ作用するため、使用する液晶パネルの全
画素数のうち1/2は有効画素であり、総画素数のうち
の1/3しか有効画素をもたない従来の液晶パネルに比
べ有効画素数は多いが、従来比で1.5倍の有効画素を
確保できるに過ぎないといった課題を抱えるものであっ
た。さらにまた、上記色フィルタは透明基 板の液晶層側
に設けてあるため、入射光を吸収して発熱した色フィル
タが液晶層の動作に影響を及ぼさないよう、空冷ファン
等の強制冷却手段に重装備が要求される等の課題を抱え
るものであった。 また、特開平2−64690号「微小
画素列による画像光学系の画素間マスクのコントラスト
低下装置」には、フォーカス技法によらず微小画素間の
マスクのコントラストを低下させるようにした液晶表示
装置が開示されている。このものは、ブラックマスクの
コントラストを低下させるため、中心部の平行平板ガラ
スからなる正方形の非シフト部分と、この非シフト部分
の周縁四辺から外方に連続する4個のプリズム部分から
なるシフト部分とからなる分割シフト手段を設け、この
分割シフト手段の各シフト部分が液晶パネルの各液晶及
びブラックマスクの像を分割してブラックマスクの縦横
の線と45°をなす方向にシフトさせる働きをするよう
にしたものである。しかしながら、このものは、ブラッ
クマスクの像を分割して異なる方向にシフトさせて投影
又は観察することでブラックマスクのコントラストが低
下することを利用するものであり、投影される画像をデ
フォーカスする方法と異なり、画像を微小画素の範囲内
でシフトさせて投影する手段として、非常に複雑な構造
の分割シフト手段が必要であり、また分割シフト手段を
透過することに伴う光量ロスが無視できないため、画面
の明るさも低下しやすい等の課題を抱えるものであっ
た。 また、特開平1−244425号「マトリクス表示
装置」には、カラー画素と無彩色透明画素を交互に配設
した液晶表示パネルが開示されている。しかしながら、
このものは、カラー表示と白黒表示の2種類の表示モー
ドにおいてそれぞれ最適表示を行う目的でカラー画素に
隣接されて無彩色透明画素を配設したものであり、R,
G,Bの3つのカラー画素をから投写されるカラー映像
と白黒画素から投写される白黒画像とを投写面において
融合させて明度と解像度に優れたカラー映像を投写する
ものではなく、カラー映像はカラー画素により、また白
黒映像は白黒映像により投写するというように明確に機
能分化されているため、カラー画素と白黒画素とを分散
配列したことによる意義を最大限に活用し切れないもの
であるといった課題を抱えるものであった。 また、特開
平2−5083号「表示装置」には、文字又は数字をグ
ラフィック 表示するさいに、グラフィック部分を形成す
る直線と斜線部分が真っすぐに見えるよう、最も明るい
白色セルと次に明るい緑色セルとを水平軸又は垂直軸の
一方と実質的に平行に整列させ、次に明るい赤色セルと
暗い青色セルとを水平垂直の両軸に対して斜め方向に整
列するようにしたものである。しかしながら、このもの
は、通常三角形配置される赤色セルと緑色セルと青色セ
ルの外に第4のセルとして白色セルを加え、これらの4
個のセルを正方配列したに過ぎず、直線や斜線を見たと
きの判読性を高めることはできるが、カラーセルのそれ
ぞれに白色セルを対応させたものではないために、明度
面での改善効果に乏しい等の課題を抱えるものであっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】この考案は、上記課題を
解決したものであり、原色映像投写用の3種類のカラー
画素のそれぞれに白黒映像投写用の白黒画素を隣接配置
し、これらの計6画素を1単位とする画素群を縦横に配
列してなる単板の液晶パネルと、この液晶パネルの前記
カラー画素を透過したカラー映像が、投写点において隣
接する白黒映像に非合焦状態で結像するよう、前記カラ
ー画素の光軸上の所定位置に固着した色フィルタとを具
備することを特徴とするものである。
【0005】
【作用】この考案は、原色映像投写用の3種類のカラー
画素のそれぞれに白黒映像投写用の白黒画素を隣接配置
し、これらの計6画素を1単位とする画素群を縦横に配
列して単板の液晶パネルを構成し、カラー画素の光軸上
の所定位置にした色フィルタにより、液晶パネルのカラ
ー画素を透過したカラー映像を、投写点において隣接す
る白黒映像に非合焦状態で結像させることにより、白黒
画素によって明るさを確保するとともに、カラー画素と
色フィルタを透過したカラー映像を白黒映像にぼかし状
態で重ね、画素配列によらず平均的に着色する。
【0006】
【実施例】以下、この考案の実施例について、図1ない
し図6を参照して説明する。図1は、この考案の単板式
液晶プロジェクタの一実施例を示す概略構成図、図2
は、図1に示した液晶パネルの断面図、図3は、図1に
示した液晶パネルの色フィルタの配列例を示す部分正面
図である。
【0007】図1に示す単板式液晶プロジェクタ21
は、カラー画素と白黒画素を隣接させて配列した単板の
液晶パネル22を用い、またカラー画素を透過した光を
濾波する色フィルタ23を、カラー映像が投写点におい
て隣接する白黒映像に非合焦状態すなわちぼかし状態で
結像するよう、ガラス基板9の外側に固着した構成をと
る。投写レンズ12の焦点は、図2に示したように、液
晶層10の端面に合わせてあるため、液晶層10の端面
からガラス基板9の端面までの距離dだけ、色フィルタ
23と投写レンズ12の間の距離Dは焦点距離fからず
れることになる。そして、このずれの距離dに応じて色
フィルタ23を透過した光はスクリーン13上に非合焦
状態(ぼかし状態)で結像することになる。実施例に示
した液晶パネル22は、2行3列の計6個の液晶セルを
一組とし、6個の画素に対しRGB3色のフィルタを千
鳥格子状に配列した図3に示す色フィルタ23を用いて
おり、このため3画素の白黒画素と3画素のカラー画素
及び対応する色フィルタ23が組合わさって1カラート
リオが形成される。
【0008】カラー画素については、色フィルタ23に
より光量が絞られるため、3画素を白黒1画素分の光が
透過する。このため、1カラートリオを構成する6画素
を透過する光量は白黒4画素分に相当し、従って光源ラ
ンプ3からの光は色フィルタ部23において2/3に絞
られることになる。しかし、RGB3色のフィルタを全
面に配列した色フィルタ11を用いる従来の液晶パネル
2が、色フィルタ11において光量が1/3に低下する
のに比べ、少なくとも2倍の光量を確保することができ
る。また、3画素でもって1カラートリオを構成してい
た従来の液晶パネル2が、総画素数のうちの1/3しか
有効画素をもたないのに対し、液晶パネル22は6画素
でもって1カラートリオを形成しながらも、色フィルタ
23は6画素中の3画素を透過した光にだけ作用するた
め、使用する液晶パネル22の全画素数のうち2/3は
有効画素であり、従って従来比で2倍の有効画素を確保
することができる。
【0009】また、色フィルタ23は、透過色を除いて
は光の透過を遮断するため、どうしても熱を帯びやす
く、発熱対策がきわめて重要であるが、実施例に示した
単板式液晶プロジェクタ21は、色フィルタ23がガラ
ス基板9の外側に固着してあり、その外側の偏光板7と
の間に空気の層を介在させることができるため、色フィ
ルタ23からの放熱効果は高く、このためガラス基板9
と画素電極9aの間に埋め込まれた従来の色フィルタ1
1と異なり、空冷ファン等の強制冷却手段を控え目に設
計することができる。
【0010】このように、単板式液晶プロジェクタ21
によれば、単板の液晶パネル22に、カラー映像を投写
するためのカラー画素と白黒映像を投写するための白黒
画素を隣接させて配列し、カラー画素の光軸上の所定位
置に固着した色フィルタ23により、カラー画素を透過
したカラー映像を投写点において隣接する白黒映像にぼ
かし状態で結像させ、色フィルタ23が不要な白黒画素
によって明るさを確保するとともに、カラー画素と色フ
ィルタ23を透過したカラー映像を白黒映像に重ねて
的に着色することができる。
【0011】なお、上記実施例では、6個の画素に対し
RGB3色のフィルタが、千鳥格子状に配列した色フィ
ルタ23を例にとったが、図4に示した液晶パネル32
のごとく、2行3列の計6個の画素に対し、RGB3色
のフィルタを1行分のカラー画素に対し横並びに配列
し、残りの1行は白黒映像をそのまま透過させる色フィ
ルタ33を用いることもできる。
【0012】また、色フィルタ23,33等をガラス基
板9に固着せず、例えば図5に示した液晶パネル42の
ごとく、偏光板7の外側に固着するようにしてもよい。
また、図6に示した液晶パネル52のごとく、光源ラン
プ3側のガラス基板8の外側に色フィルタ23,33等
を固着するようにしてもよい。
【0013】
【考案の効果】以上説明したように、この考案は、原色
映像投写用の3種類のカラー画素のそれぞれに白黒映像
投写用の白黒画素を隣接配置し、これらの計6画素を1
単位とする画素群を縦横に配列して単板の液晶パネルを
構成し、カラー画素の光軸上の所定位置に固着した色フ
ィルタにより、液晶パネルのカラー画素を透過したカラ
ー映像を投写点において隣接する白黒映像に非合焦状態
で結像させることにより、白黒画素によって明るさを確
保するとともに、カラー画素と色フィルタを透過したカ
ラー映像を白黒映像にぼかし状態で重ね、画素配列によ
らず平均的に着色するようにしたから、3個の白黒画素
と3種類のカラー画素が集合する6画素を透過する光の
量が、白黒4画素分に相当し、このため光量は2/3に
絞られることになるが、液晶パネルのすべての画素に色
フィルタを割り当てる従来の単板式液晶プロジェクタよ
うに、色フィルタ部分で光量が1/3に低下するといっ
たことはなく、これにより従来の2倍の光量を確保する
ことができ、また同様の理由から使用する液晶パネルの
画素数のうち2/3については、有効画素として利用で
きるため、3画素でもって構成したカラートリオで液晶
パネルを埋め尽くしていた従来の単板式液晶プロジェク
タのごとく、総画素数のうちの1/3しか有効画素が得
られないといったことはなく、単純計算によっても従来
比で2倍の明るさと2倍の解像度を得ることができ、
た光軸上に非合焦状態で配設した色フィルタが、白黒画
素が投写する白黒映像に対しカラー画素が投写するカラ
ー映像をぼかし状態で色付けするため、カラー解像度よ
りも白黒解像度の方が高いという人間の目の視覚特性を
利用し、3種類のカラー画素の配列形態によらず6画素
ごとに白黒映像に対するカラー映像の色付けを平均化す
ることができ、これにより単板式でありながら十分な明
るさと高解像度をもった表示が可能であり、さらにまた
色フィルタは、透過色を除いては光の透過を遮断するた
め、どうしても熱を帯びやすい環境下にはあるが、例え
ばガラス基板の外側などのように空気層に触れる位置に
固着できるため、色フィルタからの放熱効果は高く、従
ってガラス基板と電極の間に色フィルタを埋め込んだ従
来の液晶パネルと異なり、空冷ファン等の強制冷却手段
を控え目に設計することができる等の優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この考案の単板式液晶プロジェクタの一実施例
を示す概略構成図である。
【図2】図1に示した液晶パネルの断面図である。
【図3】図1に示した液晶パネルの色フィルタの配列例
を示す部分正面図である。
【図4】図1に示した液晶パネルの色フィルタの他の配
列例を示す部分正面図である。
【図5】液晶パネルの変形例を示す断面図である。
【図6】液晶パネルの他の変形例を示す断面図である。
【図7】従来の単板式液晶プロジェクタの一例を示す概
略構成図である。
【図8】図7に示した液晶パネルの色フィルタの配列例
を示す部分正面図である。
【符号の説明】
3 光源ランプ 5 集光レンズ 6,7 偏光板 8,9 ガラス基板 8a 共通電極 9a 画素電極 10 液晶層 12 投写レンズ 13 スクリーン 21 単板式液晶プロジェクタ 22,32,42,52 液晶パネル 23,33 色フィルタ

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原色映像投写用の3種類のカラー画素の
    それぞれに白黒映像投写用の白黒画素を隣接配置し、こ
    れらの計6画素を1単位とする画素群を縦横に配列して
    なる単板の液晶パネルと、この液晶パネルの前記カラー
    画素を透過したカラー映像が、投写点において隣接する
    白黒映像に非合焦状態で結像するよう、前記カラー画素
    の光軸上の所定位置に固着した色フィルタとを具備する
    ことを特徴とする単板式液晶プロジェクタ。
JP1991077713U 1991-08-30 1991-08-30 単板式液晶プロジェクタ Expired - Lifetime JP2566393Y2 (ja)

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JPH0521235U JPH0521235U (ja) 1993-03-19
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