JP2671261B2 - 液晶デバイス及び投写型液晶表示装置 - Google Patents
液晶デバイス及び投写型液晶表示装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は投写型液晶表示装置に関し、特に液晶デバイ
スとして散乱型液晶デバイスを用いた投写型液晶表示装
置に関するものである。
スとして散乱型液晶デバイスを用いた投写型液晶表示装
置に関するものである。
従来、散乱型液晶デバイスを用いた投写型液晶表示装
置としては、以下に示すものが知られている。
置としては、以下に示すものが知られている。
（イ）米国特許第4613207号に記載されているように、
光源と、画像に応じて光を散乱，透過することにより変
調を行う散乱型液晶デバイスとを備え、該散乱型液晶デ
バイスから出射される透過光をシュリーレン光学系，投
写レンズを介してスクリーンに投射することにより、該
スクリーンに前記画像を拡大投写する投写型液晶表示装
置。
光源と、画像に応じて光を散乱，透過することにより変
調を行う散乱型液晶デバイスとを備え、該散乱型液晶デ
バイスから出射される透過光をシュリーレン光学系，投
写レンズを介してスクリーンに投射することにより、該
スクリーンに前記画像を拡大投写する投写型液晶表示装
置。
（ロ）赤，緑，青の各色別に画像を形成する、３つの散
乱型液晶デバイスを備え、該各散乱型液晶デバイスの透
過光を合成光学系で合成したのち、シュリーレン光学
系，投写レンズを介してスクリーンに投射することによ
り、該スクリーンにカラー画像を拡大投写する投写型液
晶表示装置。
乱型液晶デバイスを備え、該各散乱型液晶デバイスの透
過光を合成光学系で合成したのち、シュリーレン光学
系，投写レンズを介してスクリーンに投射することによ
り、該スクリーンにカラー画像を拡大投写する投写型液
晶表示装置。
第10図は、散乱型液晶デバイスを用いた投写型液晶表
示装置の従来例の一つを示す概略構成図である。
示装置の従来例の一つを示す概略構成図である。
この投写型液晶表示装置では、光源201および放物面
鏡202からなる光源部から発せられた白色光のうち、赤
色光が第１のダイクロイックミラー203で反射され、緑
色光が第２のダイクロイックミラー204で反射されるこ
とにより、赤色光，緑色光および青色光に分解される。
鏡202からなる光源部から発せられた白色光のうち、赤
色光が第１のダイクロイックミラー203で反射され、緑
色光が第２のダイクロイックミラー204で反射されるこ
とにより、赤色光，緑色光および青色光に分解される。
前記赤色光は、第１の反射ミラー205で直角に反射さ
れたのち、赤色用散乱型液晶デバイス207Rに入射し、画
像の赤色成分に応じて変調される（以下、「変調赤色
光」と称する）。また、前記緑色光は、緑色用散乱型液
晶デバイス207Gに入射し、画像の緑色成分に応じて変調
される（以下、「変調緑色光」と称する）。さらに、前
記青色光は、青色用散乱型液晶デバイス207Bに入射し、
画像の青色成分に応じて変調される（以下、「変調青色
光」と称する）。
れたのち、赤色用散乱型液晶デバイス207Rに入射し、画
像の赤色成分に応じて変調される（以下、「変調赤色
光」と称する）。また、前記緑色光は、緑色用散乱型液
晶デバイス207Gに入射し、画像の緑色成分に応じて変調
される（以下、「変調緑色光」と称する）。さらに、前
記青色光は、青色用散乱型液晶デバイス207Bに入射し、
画像の青色成分に応じて変調される（以下、「変調青色
光」と称する）。
前記変調赤色光と前記変調緑色光とは、第３のダイク
ロイックミラー208で、該変調赤色光が透過され、該変
調緑色光が反射されることにより合成される。また、前
記変調青色光は、第２の反射ミラー206で反射されたの
ち、第４のダイクロイックミラー209に入射する。この
とき、第４のダイクロイックミラー209で、前記合成さ
れた変調赤色光と変調緑色光が透過され、前記変調青色
光が反射されることにより、前記変調赤色光，前記変調
緑色光および前記変調青色光が合成される（以下、「変
調白色光」と呼ぶ）。
ロイックミラー208で、該変調赤色光が透過され、該変
調緑色光が反射されることにより合成される。また、前
記変調青色光は、第２の反射ミラー206で反射されたの
ち、第４のダイクロイックミラー209に入射する。この
とき、第４のダイクロイックミラー209で、前記合成さ
れた変調赤色光と変調緑色光が透過され、前記変調青色
光が反射されることにより、前記変調赤色光，前記変調
緑色光および前記変調青色光が合成される（以下、「変
調白色光」と呼ぶ）。
該変調白色光は、レンズ210およびアパーチャースト
ップ211を介して投写レンズ212に入射し、スクリーン21
3に投射される。ここで、レンズ210とアパーチャースト
ップ211とは、シュリーレン光学系を構成し、スクリー
ン213に拡大投写される画像のコントラストを向上させ
る。
ップ211を介して投写レンズ212に入射し、スクリーン21
3に投射される。ここで、レンズ210とアパーチャースト
ップ211とは、シュリーレン光学系を構成し、スクリー
ン213に拡大投写される画像のコントラストを向上させ
る。
この投写型液晶表示装置では、画像の変調（輝度変
調）は、前記３つの散乱型液晶デバイス207R,207G,207B
による透過，散乱特性を利用して行われるため、該３つ
の散乱型液晶デバイス207R,207G,207Bが透過モードのと
きには、第10図に実線で示すように、各出射光（前記変
調赤色光，前記変調緑色光および前記変調青色光）は、
ほぼ前記光源部のもつ光線の広がり（通常は、平行光）
のままレンズ210に入射するので、TN型液晶デバイスを
用いた投写型液晶表示装置とほぼ同等の性能（コントラ
ストが高く、フレアーおよびゴーストが少ない）が得ら
れる。
調）は、前記３つの散乱型液晶デバイス207R,207G,207B
による透過，散乱特性を利用して行われるため、該３つ
の散乱型液晶デバイス207R,207G,207Bが透過モードのと
きには、第10図に実線で示すように、各出射光（前記変
調赤色光，前記変調緑色光および前記変調青色光）は、
ほぼ前記光源部のもつ光線の広がり（通常は、平行光）
のままレンズ210に入射するので、TN型液晶デバイスを
用いた投写型液晶表示装置とほぼ同等の性能（コントラ
ストが高く、フレアーおよびゴーストが少ない）が得ら
れる。
しかしながら、上述した従来の投写型液晶表示装置で
は、たとえば、赤色成分のない画像を変調するときに
は、赤色用散乱型液晶デバイス207Rが散乱モードとなる
ため、前記変調赤色光は、第10図に破線で示すような３
次元方向に拡散する散乱光となる。該散乱光は、アパー
チャーストップ211によりすべて遮断されれば問題ない
が、実際には、他の２つの散乱型液晶デバイス207G,207
Bおよび該投写型液晶表示装置の外装や内部構造物に当
って反射し、レンズ210に入射したのち、アパーチャー
ストップ211を通過してスクリーン213に投射されるた
め、フレアーやゴーストの原因となり、装置全体の構造
を大きくしたり、各種遮へい装置を設けて、前記散乱光
を遮断しなければならないという問題がある。
は、たとえば、赤色成分のない画像を変調するときに
は、赤色用散乱型液晶デバイス207Rが散乱モードとなる
ため、前記変調赤色光は、第10図に破線で示すような３
次元方向に拡散する散乱光となる。該散乱光は、アパー
チャーストップ211によりすべて遮断されれば問題ない
が、実際には、他の２つの散乱型液晶デバイス207G,207
Bおよび該投写型液晶表示装置の外装や内部構造物に当
って反射し、レンズ210に入射したのち、アパーチャー
ストップ211を通過してスクリーン213に投射されるた
め、フレアーやゴーストの原因となり、装置全体の構造
を大きくしたり、各種遮へい装置を設けて、前記散乱光
を遮断しなければならないという問題がある。
本発明の目的は、散乱光を遮断するための各種遮へい
装置を必要とせず、装置全体の小型化が図れる散乱型液
晶デバイスを用いた投写型液晶表示装置を提供すること
にある。
装置を必要とせず、装置全体の小型化が図れる散乱型液
晶デバイスを用いた投写型液晶表示装置を提供すること
にある。
本発明の液晶デバイスは、 複数個の画素が設定される散乱型液晶層と、 前記液晶層の一方の側に設けられた、前記液晶層側に
反射面を有する第１基板と、 前記液晶層の他方の側に設けられた、前記液晶層に光
を照射すると共に前記液晶層からの散乱光を遮断し透過
光（非散乱光）を透過させる第２基板とを有し、 前記第２基板は、互いの焦点位置を一致させた一対の
正レンズと該一対の正レンズ間の前記焦点位置に開口が
あるマスクとを備える光選択部を複数個有し、各光選択
部を前記液晶層の各画素に対応させて並べていることを
特徴とする。
反射面を有する第１基板と、 前記液晶層の他方の側に設けられた、前記液晶層に光
を照射すると共に前記液晶層からの散乱光を遮断し透過
光（非散乱光）を透過させる第２基板とを有し、 前記第２基板は、互いの焦点位置を一致させた一対の
正レンズと該一対の正レンズ間の前記焦点位置に開口が
あるマスクとを備える光選択部を複数個有し、各光選択
部を前記液晶層の各画素に対応させて並べていることを
特徴とする。
上記の場合、前記液晶層が、ポリマードロップレット
液晶又はポリマーネットワーク液晶を備えるものであっ
てもよい。
液晶又はポリマーネットワーク液晶を備えるものであっ
てもよい。
さらに、前記一対の正レンズの各々が屈折率分布型レ
ンズであってもよい。
ンズであってもよい。
さらに、前記各光選択部の前記開口は共通のマスクに
形成されていることとしてもよい。
形成されていることとしてもよい。
本発明の投射型液晶表示装置は、 液晶デバイスを平行光により照明し、前記液晶デバイ
スが形成した画像をスクリーンに拡大して投写する投写
型液晶表示装置において、前記液晶デバイスが、 複数個の画素が設定された散乱型液晶層と、 前記液晶層の一方の側に設けられた、前記液晶層側に
反射面を有する第１基板と、 前記液晶層の他方の側に設けられた、前記液晶層に光
を照射すると共に前記液晶層からの散乱光を遮断し透過
光（非散乱光）を透過させる第２基板とを有し、 前記第２基板は、互いの焦点位置を一致させた一対の
正レンズと該一対の正レンズ間の前記焦点位置に開口が
あるマスクとを備える光選択部を複数個有し、各光選択
部を前記液晶層の各画素に対応させて並べていることを
特徴とする。
スが形成した画像をスクリーンに拡大して投写する投写
型液晶表示装置において、前記液晶デバイスが、 複数個の画素が設定された散乱型液晶層と、 前記液晶層の一方の側に設けられた、前記液晶層側に
反射面を有する第１基板と、 前記液晶層の他方の側に設けられた、前記液晶層に光
を照射すると共に前記液晶層からの散乱光を遮断し透過
光（非散乱光）を透過させる第２基板とを有し、 前記第２基板は、互いの焦点位置を一致させた一対の
正レンズと該一対の正レンズ間の前記焦点位置に開口が
あるマスクとを備える光選択部を複数個有し、各光選択
部を前記液晶層の各画素に対応させて並べていることを
特徴とする。
上記の場合、前記液晶デバイスを複数個有し、該複数
個の液晶デバイスにより互いに異なる色の光を変調する
ことにより各色の画像を形成し、前記スクリーン上で前
記各色の画像を重ね合わせる構成としてもよい。
個の液晶デバイスにより互いに異なる色の光を変調する
ことにより各色の画像を形成し、前記スクリーン上で前
記各色の画像を重ね合わせる構成としてもよい。
上記の通りの本発明によれば、第２基板を介して入射
した光が液晶層に照射され、第１の基板にて反射されて
再び液晶層および第２の基板を介して出射される。フレ
アーやゴーストの原因となっていた液晶層からの散乱光
は、第２基板により遮断されるため、スクリーンには投
射されない。このように液晶層からの散乱光が遮断され
る液晶デバイスを用いた液晶表示装置では、散乱光を遮
断するための特別な散乱光遮蔽装置を基本的に必要とし
ない。
した光が液晶層に照射され、第１の基板にて反射されて
再び液晶層および第２の基板を介して出射される。フレ
アーやゴーストの原因となっていた液晶層からの散乱光
は、第２基板により遮断されるため、スクリーンには投
射されない。このように液晶層からの散乱光が遮断され
る液晶デバイスを用いた液晶表示装置では、散乱光を遮
断するための特別な散乱光遮蔽装置を基本的に必要とし
ない。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、本発明の投写型液晶表示装置の第１の実施
例を示す概略構成図である。
例を示す概略構成図である。
この投写型液晶表示装置は、光源1,放物面鏡２および
レンズ３からなる光源部と、赤色反射膜4Rおよび青色反
射膜4Bが互いに直交して内部に設けられたダイクロイッ
クプリズム４と、ダイクロイックプリズム４の３つの側
面にそれぞれ配設された、赤色用反射・散乱型液晶デバ
イス5R,緑色用反射・散乱型液晶デバイス5Gおよび青色
用反射・散乱型液晶デバイス5Bと、ダイクロイックプリ
ズム４とスクリーン11との間に配設された集光レンズ６
と、集光レンズ６の集光点付近でかつ該集光点の片側
（本実施例では、図示上側）に、スクリーン11と平行に
設けられた第１の遮断マスク７と、一端が、第１の遮断
マスク７の前記集光点側の一端と所定の角度をもって対
向するよう設けられた、前記光源部から出射された光を
反射させて集光レンズ６に入射させる反射鏡８と、反射
鏡８の鏡面と同一平面上に設けられた、一端が反射鏡８
の他端と接する第２の遮断マスク９とを具備する。
レンズ３からなる光源部と、赤色反射膜4Rおよび青色反
射膜4Bが互いに直交して内部に設けられたダイクロイッ
クプリズム４と、ダイクロイックプリズム４の３つの側
面にそれぞれ配設された、赤色用反射・散乱型液晶デバ
イス5R,緑色用反射・散乱型液晶デバイス5Gおよび青色
用反射・散乱型液晶デバイス5Bと、ダイクロイックプリ
ズム４とスクリーン11との間に配設された集光レンズ６
と、集光レンズ６の集光点付近でかつ該集光点の片側
（本実施例では、図示上側）に、スクリーン11と平行に
設けられた第１の遮断マスク７と、一端が、第１の遮断
マスク７の前記集光点側の一端と所定の角度をもって対
向するよう設けられた、前記光源部から出射された光を
反射させて集光レンズ６に入射させる反射鏡８と、反射
鏡８の鏡面と同一平面上に設けられた、一端が反射鏡８
の他端と接する第２の遮断マスク９とを具備する。
ここで、赤色用反射・散乱型液晶デバイス5Rは、赤色
反射膜4Rの反射面と対向するダイクロイックプリズム４
の側面に配設されており、青色用反射・散乱型液晶デバ
イス5Bは、青色反射膜4Bの反射面と対向するダイクロイ
ックプリズム４の側面に配設されており、緑色用反射・
散乱型液晶デバイス5Gは、ダイクロイックプリズム４の
入射・出射面と対向する側面に配設されている。
反射膜4Rの反射面と対向するダイクロイックプリズム４
の側面に配設されており、青色用反射・散乱型液晶デバ
イス5Bは、青色反射膜4Bの反射面と対向するダイクロイ
ックプリズム４の側面に配設されており、緑色用反射・
散乱型液晶デバイス5Gは、ダイクロイックプリズム４の
入射・出射面と対向する側面に配設されている。
また、第２図（Ａ）に示すように、ダイクロイックプ
リズム４の赤色反射膜4Rは、波長λが600nm以上の光
（赤色光）のみ反射する反射特性を有し、第２図（Ｂ）
に示すように、、ダイクロイックプリズム４の青色反射
膜4Bは、波長λが500nm以下の光（青色光）のみ反射す
る反射特性を有する。したがって、赤色用反射・散乱型
液晶デバイス5Rには、前記光源部から出射された白色光
のうち赤色光のみが入射し、青色用反射・散乱型液晶デ
バイス5Bには、前記白色光のうち青色光のみが入射し、
緑色用反射・散乱型液晶デバイス5Gに、前記白色光のう
ち緑色光のみが入射する。
リズム４の赤色反射膜4Rは、波長λが600nm以上の光
（赤色光）のみ反射する反射特性を有し、第２図（Ｂ）
に示すように、、ダイクロイックプリズム４の青色反射
膜4Bは、波長λが500nm以下の光（青色光）のみ反射す
る反射特性を有する。したがって、赤色用反射・散乱型
液晶デバイス5Rには、前記光源部から出射された白色光
のうち赤色光のみが入射し、青色用反射・散乱型液晶デ
バイス5Bには、前記白色光のうち青色光のみが入射し、
緑色用反射・散乱型液晶デバイス5Gに、前記白色光のう
ち緑色光のみが入射する。
第３図は、反射・散乱型液晶デバイス５の構造を示す
部分側断面図である。
部分側断面図である。
この反射・散乱型液晶デバイス５は、第１のガラス層
20と、反射ミラー層21と、散乱型液晶層22と、第２のガ
ラス層24と、第３のガラス層26とが、この順に積層され
た構造を有する。
20と、反射ミラー層21と、散乱型液晶層22と、第２のガ
ラス層24と、第３のガラス層26とが、この順に積層され
た構造を有する。
ここで、散乱型液晶層22は、ポリマードロップレット
液晶（PPLC）またはポリマーネットワーク液晶（PNLC）
などの散乱型液晶からなるものである。また、第２のガ
ラス層24の散乱型液晶層22との接着面には、第１の屈折
率分布型レンズ23が各画素ごとに形成されており、第３
のガラス層26の入射面には、第２の屈折率分布型レンズ
27が、各第１の屈折率分布型レンズ23と対向して形成さ
れている。さらに、第２のガラス層24と第３のガラス層
26との接着面には、光を吸収するアパーチャマスク25が
設けられている。ここで、アパーチャーマスク25は、各
開口25aが前記２つの屈折率分布型レンズ23,27の各中心
と対向するように設けられている。すなわち、反射・散
乱型液晶デバイス５を第３のガラス層26の入射面から見
ると、第４図に示すように、各画素の中心位置にアパー
チャーマスク25の開口25aがあるものとなる。
液晶（PPLC）またはポリマーネットワーク液晶（PNLC）
などの散乱型液晶からなるものである。また、第２のガ
ラス層24の散乱型液晶層22との接着面には、第１の屈折
率分布型レンズ23が各画素ごとに形成されており、第３
のガラス層26の入射面には、第２の屈折率分布型レンズ
27が、各第１の屈折率分布型レンズ23と対向して形成さ
れている。さらに、第２のガラス層24と第３のガラス層
26との接着面には、光を吸収するアパーチャマスク25が
設けられている。ここで、アパーチャーマスク25は、各
開口25aが前記２つの屈折率分布型レンズ23,27の各中心
と対向するように設けられている。すなわち、反射・散
乱型液晶デバイス５を第３のガラス層26の入射面から見
ると、第４図に示すように、各画素の中心位置にアパー
チャーマスク25の開口25aがあるものとなる。
したがって、第３図に実線で示すように、第３のガラ
ス層26の入射面から入射してくる、散乱型液晶層22の一
画素分に照射される平行光は、第２の屈折率分布型レン
ズ27で集光され、アパーチャーマスク25の開口25aを通
過したのち、第１の屈折率分布型レンズ23で再び平行光
に戻されて、散乱型液晶層22に入射する。
ス層26の入射面から入射してくる、散乱型液晶層22の一
画素分に照射される平行光は、第２の屈折率分布型レン
ズ27で集光され、アパーチャーマスク25の開口25aを通
過したのち、第１の屈折率分布型レンズ23で再び平行光
に戻されて、散乱型液晶層22に入射する。
また、アパーチャーマスク25は、変調後の平行光を、
散乱型液晶層22が透過モードのときには出射させ、散乱
型液晶層22が散乱モードのときには出射させないための
ものであり、前記２つの屈折率分布型レンズ23,27とと
もに、各画素ごとのシュリーレン光学系を構成してい
る。
散乱型液晶層22が透過モードのときには出射させ、散乱
型液晶層22が散乱モードのときには出射させないための
ものであり、前記２つの屈折率分布型レンズ23,27とと
もに、各画素ごとのシュリーレン光学系を構成してい
る。
すなわち、散乱型液晶層22が透過モードのときには、
散乱型液晶層22に入射した平行光は、反射ミラー21で反
射したのち、平行光として散乱型液晶層22から出射し、
第１の屈折率分布型レンズ23で集光され、アパーチャー
マスク25の開口25aを通過したのち、第２の屈折率分布
型レンズ27で再び平行光に戻されて、第３のガラス層26
の入射面から出射する。一方、散乱型液晶層22が散乱モ
ードのときには、反射ミラー21で反射された前記平行光
は、第３図に破線で示すように、第１の屈折率分布型レ
ンズ23を通過しても集光されずに広がってしまうため、
該平行光は、アパーチャーマスク25で吸収されて遮断さ
れる。
散乱型液晶層22に入射した平行光は、反射ミラー21で反
射したのち、平行光として散乱型液晶層22から出射し、
第１の屈折率分布型レンズ23で集光され、アパーチャー
マスク25の開口25aを通過したのち、第２の屈折率分布
型レンズ27で再び平行光に戻されて、第３のガラス層26
の入射面から出射する。一方、散乱型液晶層22が散乱モ
ードのときには、反射ミラー21で反射された前記平行光
は、第３図に破線で示すように、第１の屈折率分布型レ
ンズ23を通過しても集光されずに広がってしまうため、
該平行光は、アパーチャーマスク25で吸収されて遮断さ
れる。
次に、この投写型液晶表示装置の動作について第１図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
光源１および放物面鏡２からなる光源部から発せられ
た白色光は、レンズ３で集光されたのち、反射鏡８に入
射され、集光レンズ６側に反射される。該反射された白
色光は、集光レンズ６でほぼ平行光に変換されたのち、
クロスダイクロイックプリズム４に入射する。
た白色光は、レンズ３で集光されたのち、反射鏡８に入
射され、集光レンズ６側に反射される。該反射された白
色光は、集光レンズ６でほぼ平行光に変換されたのち、
クロスダイクロイックプリズム４に入射する。
クロスダイクロイックプリズム４に入射した前記白色
光のうち、赤色光は、赤色反射膜4Rで反射されて赤色用
反射・散乱型液晶デバイス5Rに入射し、画像の赤色成分
に応じて変調される。また、青色光は、青色反射膜4Bで
反射されて青色用反射・散乱型液晶デバイス5Bに入射
し、画像の青色成分に応じて変調される。さらに、緑色
光は、赤色反射膜4Rおよび青色反射膜4Bを透過して緑色
用反射・散乱型液晶デバイス5Gに入射し、画像の緑色成
分に応じて変調される。
光のうち、赤色光は、赤色反射膜4Rで反射されて赤色用
反射・散乱型液晶デバイス5Rに入射し、画像の赤色成分
に応じて変調される。また、青色光は、青色反射膜4Bで
反射されて青色用反射・散乱型液晶デバイス5Bに入射
し、画像の青色成分に応じて変調される。さらに、緑色
光は、赤色反射膜4Rおよび青色反射膜4Bを透過して緑色
用反射・散乱型液晶デバイス5Gに入射し、画像の緑色成
分に応じて変調される。
前記３つの反射・散乱型液晶デバイス5R,5B,5Gで変調
された変調赤色光，変調青色光および変調緑色光は、各
反射ミラー層21（第３図参照）で反射されたのち、前記
変調赤色光は赤色反射膜4Rでスクリーン11側に反射さ
れ、前記変調青色光は青色反射膜4Bでスクリーン11側に
反射され、前記変調緑色光は赤色反射膜4Rおよび青色反
射膜4Bを透過することにより、合成されて変調白色光に
変換されて、クロスダイクロイックプリズム４からほぼ
平行光として出射される。
された変調赤色光，変調青色光および変調緑色光は、各
反射ミラー層21（第３図参照）で反射されたのち、前記
変調赤色光は赤色反射膜4Rでスクリーン11側に反射さ
れ、前記変調青色光は青色反射膜4Bでスクリーン11側に
反射され、前記変調緑色光は赤色反射膜4Rおよび青色反
射膜4Bを透過することにより、合成されて変調白色光に
変換されて、クロスダイクロイックプリズム４からほぼ
平行光として出射される。
該変調白色光は、第１の遮断マスク７の一端と反射鏡
８の一端とで形成された開口部付近に集光レンズ６で集
光される。該開口部を通過した前記変調白色光は、投写
レンズ10を介してスクリーン11に投射され、前記画像が
スクリーン11に拡大投写される。
８の一端とで形成された開口部付近に集光レンズ６で集
光される。該開口部を通過した前記変調白色光は、投写
レンズ10を介してスクリーン11に投射され、前記画像が
スクリーン11に拡大投写される。
ここで、前記画像によっては、前記３つの反射・散乱
型液晶デバイス5R,5B,5Gが散乱モードとなって、不要光
である散乱光もクロスダイクロイックプリズム４から出
射されるが、該散乱光は第１の遮断マスク７および第２
の遮断マスク９で吸収されて遮断されるか、反射鏡８で
反射されて前記光源部に戻されるため、スクリーン11に
は投射されない。したがって、この投射型液晶表示装置
では、前記散乱光が原因となってスクリーン11に拡大投
写された画像に生じるフレアーやゴーストを低減するこ
とができる。
型液晶デバイス5R,5B,5Gが散乱モードとなって、不要光
である散乱光もクロスダイクロイックプリズム４から出
射されるが、該散乱光は第１の遮断マスク７および第２
の遮断マスク９で吸収されて遮断されるか、反射鏡８で
反射されて前記光源部に戻されるため、スクリーン11に
は投射されない。したがって、この投射型液晶表示装置
では、前記散乱光が原因となってスクリーン11に拡大投
写された画像に生じるフレアーやゴーストを低減するこ
とができる。
また、集光レンズ6,第１の遮断マスク７および反射鏡
８によりシュリーレン光学系を構成しているため、スク
リーン11に拡大投写された画像のコントラストを向上さ
せることもできる。
８によりシュリーレン光学系を構成しているため、スク
リーン11に拡大投写された画像のコントラストを向上さ
せることもできる。
第５図は、本発明の投写型液晶表示装置の第２の実施
例を示す概略構成図である。
例を示す概略構成図である。
この投写型液晶表示装置は、３つの反射・散乱型液晶
デバイス35R,35B,35Gとクロスダイクロイックプリズム3
4との間にエチレングリコール水溶液42が封入されてお
り、各反射・散乱型液晶デバイス35R,35B,35Gとクロス
ダイクロイックプリズム34とがオプティカルカップリン
グされている点が、第１図に示した投写型液晶表示装置
と異なる。
デバイス35R,35B,35Gとクロスダイクロイックプリズム3
4との間にエチレングリコール水溶液42が封入されてお
り、各反射・散乱型液晶デバイス35R,35B,35Gとクロス
ダイクロイックプリズム34とがオプティカルカップリン
グされている点が、第１図に示した投写型液晶表示装置
と異なる。
投写型液晶表示装置の高輝度化を図る場合、黒い（暗
い）画像が長時間続くと、前記３つの反射・散乱型液晶
デバイス35R,35B,35Gは、各アパーチャーマスク25（第
３図参照）が各散乱型液晶層22から出射される散乱光を
吸収するため、温度が上昇する。該温度上昇が異常に高
くなると、各散乱型液晶層22の動作が、不安定になった
り、停止したりする。
い）画像が長時間続くと、前記３つの反射・散乱型液晶
デバイス35R,35B,35Gは、各アパーチャーマスク25（第
３図参照）が各散乱型液晶層22から出射される散乱光を
吸収するため、温度が上昇する。該温度上昇が異常に高
くなると、各散乱型液晶層22の動作が、不安定になった
り、停止したりする。
そこで、本実施例の投写型液晶表示装置では、前記３
つの反射・散乱型液晶デバイス35R,35B,35Gとクロスダ
イクロイックプリズム34との間に、エチレングリコール
水溶液42を封入することにより、前記３つの反射・散乱
型液晶デバイス35R,35B,35Gを冷却して温度上昇を防
ぎ、各散乱型液晶層22の動作の安定化を図って、高輝度
化を達成している。
つの反射・散乱型液晶デバイス35R,35B,35Gとクロスダ
イクロイックプリズム34との間に、エチレングリコール
水溶液42を封入することにより、前記３つの反射・散乱
型液晶デバイス35R,35B,35Gを冷却して温度上昇を防
ぎ、各散乱型液晶層22の動作の安定化を図って、高輝度
化を達成している。
また、屈折率が1.5程度のエチレングリコール水溶液4
2を用いることにより、前記３つの反射・散乱型液晶デ
バイス35R,35B,35Gとクロスダイクロイックプリズム34
との間で生じる光の反射を防ぐことができるため、該反
射による画質の劣化を防止することもできる。
2を用いることにより、前記３つの反射・散乱型液晶デ
バイス35R,35B,35Gとクロスダイクロイックプリズム34
との間で生じる光の反射を防ぐことができるため、該反
射による画質の劣化を防止することもできる。
本実施例では、各反射・散乱型液晶デバイス35R,35B,
35Gとクロスダイクロイックプリズム34とをオプティカ
ルカップリングするために、エチレングリコール水溶液
42を用いたが、屈折率が1.5程度のシリコンオイルなど
を用いてもよい。
35Gとクロスダイクロイックプリズム34とをオプティカ
ルカップリングするために、エチレングリコール水溶液
42を用いたが、屈折率が1.5程度のシリコンオイルなど
を用いてもよい。
第６図は、本発明の投写型液晶表示装置の第３の実施
例を示す概略構成図である。
例を示す概略構成図である。
この投写型液晶表示装置は、集光レンズ56から出射さ
れた変調白色光を投写レンズを介さずにスクリーン61に
投射する点が、第１図に示した投写型液晶表示装置と異
なる。
れた変調白色光を投写レンズを介さずにスクリーン61に
投射する点が、第１図に示した投写型液晶表示装置と異
なる。
したがって、この投写型液晶表示装置では、光学系の
レンズを少なくすることができるため、第１図に示した
ものよりも装置全体の小型化が図れる。
レンズを少なくすることができるため、第１図に示した
ものよりも装置全体の小型化が図れる。
また、第６図に示した投写型液晶表示装置は、視聴者
側に液晶デバイスを配置する公知の前面投写型である
が、液晶デバイスを本体に組込んだ公知の背面投写型と
した場合には、投写レンズの調整を必要としなくなるた
め、低コスト化が図れるという利点がある。
側に液晶デバイスを配置する公知の前面投写型である
が、液晶デバイスを本体に組込んだ公知の背面投写型と
した場合には、投写レンズの調整を必要としなくなるた
め、低コスト化が図れるという利点がある。
第７図は、本発明の投写型液晶表示装置の第４の実施
例を示す概略構成図である。
例を示す概略構成図である。
この投写型液晶表示装置は、集光レンズの代りにフレ
ネルレンズ76を用いて、光源部から出射されて反射鏡78
で反射された白色光をほぼ平行光に変換してクロスダイ
クロイックプリズム74に入射させるとともに、クロスダ
イクロイックプリズム74から出射された変調白色光を第
１の遮断マスク77の一端と反射鏡78の一端とで形成され
た開口部に集光させる点で、第１図に示した投写型液晶
表示装置と異なる。
ネルレンズ76を用いて、光源部から出射されて反射鏡78
で反射された白色光をほぼ平行光に変換してクロスダイ
クロイックプリズム74に入射させるとともに、クロスダ
イクロイックプリズム74から出射された変調白色光を第
１の遮断マスク77の一端と反射鏡78の一端とで形成され
た開口部に集光させる点で、第１図に示した投写型液晶
表示装置と異なる。
この投写型液晶表示装置では、集光レンズを用いたと
きよりも、フレネルレンズ76をクロスダイクロイックプ
リズム74とほぼ接触する位置まで接近させて設けること
ができるため、装置全体の小型化が図れる。
きよりも、フレネルレンズ76をクロスダイクロイックプ
リズム74とほぼ接触する位置まで接近させて設けること
ができるため、装置全体の小型化が図れる。
第８図は、本発明の投写型液晶表示装置の第５の実施
例を示す概略構成図である。
例を示す概略構成図である。
この投写型液晶表示装置は、以下に示す点で第７図に
示した投写型液晶表示装置と異なる。
示した投写型液晶表示装置と異なる。
（イ）３つの反射・散乱型液晶デバイス95R,95B,95Gと
クロスダイクロイックプリズム94との間に、屈折率が1.
5程度のエチレングリコール水溶液102が封入されてお
り、各反射・散乱型液晶デバイス95R,95B,95Gとクロス
ダイクロイックプリズム94とがオプティカルカップリン
グされている。
クロスダイクロイックプリズム94との間に、屈折率が1.
5程度のエチレングリコール水溶液102が封入されてお
り、各反射・散乱型液晶デバイス95R,95B,95Gとクロス
ダイクロイックプリズム94とがオプティカルカップリン
グされている。
（ロ）フレネルレンズ96とクロスダイクロイックプリズ
ム94との間にも、屈折率が1.5程度のエチレングリコー
ル水溶液102が封入されており、フレネルレンズ96とク
ロスダイクロイックプリズム94とがオプティカルカップ
リングされている。
ム94との間にも、屈折率が1.5程度のエチレングリコー
ル水溶液102が封入されており、フレネルレンズ96とク
ロスダイクロイックプリズム94とがオプティカルカップ
リングされている。
（ハ）フレネルレンズ96が、レンズ面をスクリーン101
側にして設置されている。
側にして設置されている。
この投写型液晶表示装置では、第５図に示した投写型
液晶表示装置と同様に、前記３つの反射・散乱型液晶デ
バイス95R,95B,95Gの各散乱型液晶層22（第２図参照）
の温度上昇をエチレングリコール水溶液102で防止する
ことにより、高輝度化が図れる。また、低コスト化のた
め、フレネルレンズ96をプラスチック化したときに、光
源部から出射された白色光の熱およびクロスダイクロイ
ックプリズム94から出射された変調白色光の熱により、
フレネルレンズ96が歪み、集光動作が不安定になること
を防ぐことができる。
液晶表示装置と同様に、前記３つの反射・散乱型液晶デ
バイス95R,95B,95Gの各散乱型液晶層22（第２図参照）
の温度上昇をエチレングリコール水溶液102で防止する
ことにより、高輝度化が図れる。また、低コスト化のた
め、フレネルレンズ96をプラスチック化したときに、光
源部から出射された白色光の熱およびクロスダイクロイ
ックプリズム94から出射された変調白色光の熱により、
フレネルレンズ96が歪み、集光動作が不安定になること
を防ぐことができる。
また、光源部から出射されて反射鏡98で反射された白
色光は、第８図に示すように、所定の角度をもってフレ
ネルレンズ96に入射されるため、フレネルレンズ96のレ
ンズ面における前記白色光のケラレを考慮すると、前記
レンズ面がクロスダイクロイックプリズム94側（平面を
スクリーン101側）となるようにフレネルレンズ96を設
けた方がよいが、前記ケラレの影響は少ないので、本実
施例のようにレンズ面をスクリーン101側にして設けて
も何ら差支えない。
色光は、第８図に示すように、所定の角度をもってフレ
ネルレンズ96に入射されるため、フレネルレンズ96のレ
ンズ面における前記白色光のケラレを考慮すると、前記
レンズ面がクロスダイクロイックプリズム94側（平面を
スクリーン101側）となるようにフレネルレンズ96を設
けた方がよいが、前記ケラレの影響は少ないので、本実
施例のようにレンズ面をスクリーン101側にして設けて
も何ら差支えない。
本実施例においても、エチレングリコール水溶液102
の代りに、屈折率が1.5程度のシリコンオイルを用いて
もよい。
の代りに、屈折率が1.5程度のシリコンオイルを用いて
もよい。
第９図は、本発明の投写型液晶表示装置の第６の実施
例を示す概略構成図である。
例を示す概略構成図である。
この投写型液晶表示装置は、２枚のフレネルレンズ12
61,1262を用いて、光源部から出射されて反射鏡118で反
射された白色光をほぼ平行光に変換してクロスダイクロ
イックプリズム114に入射させるとともに、クロスダイ
クロイックプリズム114から出射された変調白色光を第
１の遮断マスク117の一端と反射鏡118の一端とで形成さ
れた開口部に集光させる点で、第７図に示した投写型液
晶表示装置と異なる。
61,1262を用いて、光源部から出射されて反射鏡118で反
射された白色光をほぼ平行光に変換してクロスダイクロ
イックプリズム114に入射させるとともに、クロスダイ
クロイックプリズム114から出射された変調白色光を第
１の遮断マスク117の一端と反射鏡118の一端とで形成さ
れた開口部に集光させる点で、第７図に示した投写型液
晶表示装置と異なる。
この投写型液晶表示装置では、所定の角度をもって反
射鏡118から入射される前記白色光を、２枚のフレネル
レンズ1261,1262を用いてほぼ平行光に変換することに
より、各フレネルレンズ1261,1262のレンズ面の設計を
容易にすることができる。
射鏡118から入射される前記白色光を、２枚のフレネル
レンズ1261,1262を用いてほぼ平行光に変換することに
より、各フレネルレンズ1261,1262のレンズ面の設計を
容易にすることができる。
上記のとおりに構成される本発明によれば、散乱光を
遮断するための特別な散乱光遮蔽装置を基本的に必要と
しない、小型化が図れる、液晶デバイス及び投射型液晶
表示装置を提供することができる。
遮断するための特別な散乱光遮蔽装置を基本的に必要と
しない、小型化が図れる、液晶デバイス及び投射型液晶
表示装置を提供することができる。
第１図は、本発明の投写型液晶表示装置の第１の実施例
を示す概略構成図、第２図はダイクロイックプリズムの
反射膜の反射特性を示すグラフであり、（Ａ）は赤色反
射膜の反射特性を示すグラフ、（Ｂ）は青色反射膜の反
射特性を示すグラフ、第３図は反射・散乱型液晶デバイ
スの構造を示す部分側断面図、第４図は反射・散乱型液
晶デバイスを第３のガラス層の入射面から見た図、第５
図は本発明の投写型液晶表示装置の第２の実施例を示す
概略構成図、第６図は本発明の投写型液晶表示装置の第
３の実施例を示す概略構成図、第７図は本発明の投写型
液晶表示装置の第４の実施例を示す概略構成図、第８図
は本発明の投写型液晶表示装置の第５の実施例を示す概
略構成図、第９図は本発明の投写型液晶表示装置の第６
の実施例を示す概略構成図、第10図は散乱型液晶デバイ
スを用いた投写型液晶表示装置の従来例の一つを示す概
略構成図である。 1,31,51,71,91,111……光源、 2,32,52,72,92,112……放物面鏡、 3,33,53,73,93,113……レンズ、 4,34,54,74,94,114……クロスダイクロイックプリズ
ム、 4R,34R,54R,74R,94R,114R……赤色反射膜、 4B,34B,54B,74B,94B,114B……青色反射膜、 ５……反射・散乱型液晶デバイス、 5R,35R,55R,75R,95R,115R……赤色用反射・散乱型液晶
デバイス、 5B,35B,55B,75B,95B,115B……青色用反射・散乱型液晶
デバイス、 5G,35G,55G,75G,95G,115G……緑色用反射・散乱型液晶
デバイス、 6,36,56……集光レンズ、 7,37,57,77,97,117……第１の遮断マスク、 8,38,58,78,98,118……反射鏡、 9,39,59,79,99,119……第２の遮断マスク、 10,40,80,100,120……投写レンズ、 11,41,61,81,101,121,……スクリーン、 20……第１のガラス層、 21……反射ミラー層、 22……散乱型液晶層、 23……第１の屈折率分布型レンズ、 24……第２のガラス層、 25……アパーチャーマスク、 25a……開口、 26……第３のガラス層、 27……第２の屈折率分布型レンズ、 42,102……エチレングリコール水溶液、 76,96,1261,1262……フレネルレンズ、 λ……波長。
を示す概略構成図、第２図はダイクロイックプリズムの
反射膜の反射特性を示すグラフであり、（Ａ）は赤色反
射膜の反射特性を示すグラフ、（Ｂ）は青色反射膜の反
射特性を示すグラフ、第３図は反射・散乱型液晶デバイ
スの構造を示す部分側断面図、第４図は反射・散乱型液
晶デバイスを第３のガラス層の入射面から見た図、第５
図は本発明の投写型液晶表示装置の第２の実施例を示す
概略構成図、第６図は本発明の投写型液晶表示装置の第
３の実施例を示す概略構成図、第７図は本発明の投写型
液晶表示装置の第４の実施例を示す概略構成図、第８図
は本発明の投写型液晶表示装置の第５の実施例を示す概
略構成図、第９図は本発明の投写型液晶表示装置の第６
の実施例を示す概略構成図、第10図は散乱型液晶デバイ
スを用いた投写型液晶表示装置の従来例の一つを示す概
略構成図である。 1,31,51,71,91,111……光源、 2,32,52,72,92,112……放物面鏡、 3,33,53,73,93,113……レンズ、 4,34,54,74,94,114……クロスダイクロイックプリズ
ム、 4R,34R,54R,74R,94R,114R……赤色反射膜、 4B,34B,54B,74B,94B,114B……青色反射膜、 ５……反射・散乱型液晶デバイス、 5R,35R,55R,75R,95R,115R……赤色用反射・散乱型液晶
デバイス、 5B,35B,55B,75B,95B,115B……青色用反射・散乱型液晶
デバイス、 5G,35G,55G,75G,95G,115G……緑色用反射・散乱型液晶
デバイス、 6,36,56……集光レンズ、 7,37,57,77,97,117……第１の遮断マスク、 8,38,58,78,98,118……反射鏡、 9,39,59,79,99,119……第２の遮断マスク、 10,40,80,100,120……投写レンズ、 11,41,61,81,101,121,……スクリーン、 20……第１のガラス層、 21……反射ミラー層、 22……散乱型液晶層、 23……第１の屈折率分布型レンズ、 24……第２のガラス層、 25……アパーチャーマスク、 25a……開口、 26……第３のガラス層、 27……第２の屈折率分布型レンズ、 42,102……エチレングリコール水溶液、 76,96,1261,1262……フレネルレンズ、 λ……波長。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 和夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 光武 英明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−39294（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−251883（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−115776（ＪＰ，Ｕ)
Claims (6)
- 【請求項１】複数個の画素が設定される散乱型液晶層
と、 前記液晶層の一方の側に設けられた、前記液晶層側に反
射面を有する第１基板と、 前記液晶層の他方の側に設けられた、前記液晶層に光を
照射すると共に前記液晶層からの散乱光を遮断し透過光
（非散乱光）を透過させる第２基板とを有し、 前記第２基板は、互いの焦点位置を一致させた一対の正
レンズと該一対の正レンズ間の前記焦点位置に開口があ
るマスクとを備える光選択部を複数個有し、各光選択部
を前記液晶層の各画素に対応させて並べていることを特
徴とする液晶デバイス。 - 【請求項２】前記液晶層が、ポリマードロップレット液
晶又はポリマーネットワーク液晶を備えることを特徴と
する請求項１に記載の液晶デバイス。 - 【請求項３】前記一対の正レンズの各々が屈折率分布型
レンズであることを特徴とする請求項１に記載の液晶デ
バイス。 - 【請求項４】前記各光選択部の前記開口は共通のマスク
に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液
晶デバイス。 - 【請求項５】液晶デバイスを平行光により照明し、前記
液晶デバイスが形成した画像をスクリーンに拡大して投
写する投写型液晶表示装置において、前記液晶デバイス
が、 複数個の画素が設定された散乱型液晶層と、 前記液晶層の一方の側に設けられた、前記液晶層側に反
射面を有する第１基板と、 前記液晶層の他方の側に設けられた、前記液晶層に光を
照射すると共に前記液晶層からの散乱光を遮断し透過光
（非散乱光）を透過させる第２基板とを有し、 前記第２基板は、互いの焦点位置を一致させた一対の正
レンズと該一対の正レンズ間の前記焦点位置に開口があ
るマスクとを備える光選択部を複数個有し、各光選択部
を前記液晶層の各画素に対応させて並べていることを特
徴とする投写型液晶表示装置。 - 【請求項６】前記液晶デバイスを複数個有し、該複数個
の液晶デバイスにより互いに異なる色の光を変調するこ
とにより各色の画像を形成し、前記スクリーン上で前記
各色の画像を重ね合わせることを特徴とする請求項５に
記載の投写型液晶表示装置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2322458A JP2671261B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 液晶デバイス及び投写型液晶表示装置 |
| CA002056313A CA2056313C (en) | 1990-11-28 | 1991-11-27 | Scattering type liquid crystal device |
| DE69132253T DE69132253T2 (de) | 1990-11-28 | 1991-11-27 | Lichtstreuende Flüssigkristallvorrichtung |
| EP91120328A EP0490171B1 (en) | 1990-11-28 | 1991-11-27 | Scattering type liquid crystal device |
| US08/212,284 US5631750A (en) | 1990-11-28 | 1994-03-14 | Scattering type liquid crystal device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2322458A JP2671261B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 液晶デバイス及び投写型液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04194921A JPH04194921A (ja) | 1992-07-14 |
| JP2671261B2 true JP2671261B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=18143884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2322458A Expired - Fee Related JP2671261B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 液晶デバイス及び投写型液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671261B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3767047B2 (ja) * | 1996-04-26 | 2006-04-19 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型表示装置 |
| JP3371291B2 (ja) * | 1996-05-29 | 2003-01-27 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型表示装置 |
| US6497485B1 (en) | 2000-01-20 | 2002-12-24 | Seiko Epson Corporation | Image projection system having uniform brightness |
| USRE38194E1 (en) * | 1996-12-18 | 2003-07-22 | Seiko Epson Corporation | Projection display device |
| JP3743145B2 (ja) * | 1997-12-01 | 2006-02-08 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型表示装置 |
| JP3501963B2 (ja) | 1997-12-22 | 2004-03-02 | シャープ株式会社 | 投影型画像表示装置 |
| JPH11249012A (ja) | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Minolta Co Ltd | プロジェクター光学系 |
| JP2000121929A (ja) | 1998-10-15 | 2000-04-28 | Minolta Co Ltd | ゴーストの影響の少ない撮像光学系 |
| JP6171471B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2017-08-02 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2505758B2 (ja) * | 1986-08-04 | 1996-06-12 | キヤノン株式会社 | ビデオ・プロジエクシヨン装置 |
| JP2511467Y2 (ja) * | 1988-01-29 | 1996-09-25 | 日本ビクター株式会社 | 液晶プロジェクタ |
| JPH02251883A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投射式液晶表示装置 |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2322458A patent/JP2671261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04194921A (ja) | 1992-07-14 |
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