JP2947214B2 - 液晶投射ディスプレイ - Google Patents
液晶投射ディスプレイInfo
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- JP2947214B2 JP2947214B2 JP9088954A JP8895497A JP2947214B2 JP 2947214 B2 JP2947214 B2 JP 2947214B2 JP 9088954 A JP9088954 A JP 9088954A JP 8895497 A JP8895497 A JP 8895497A JP 2947214 B2 JP2947214 B2 JP 2947214B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- liquid crystal
- microlens array
- light source
- different visible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
- G02F1/133623—Inclined coloured light beams
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示素子を用
いた投射ディスプレイに関する。
いた投射ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、大画面で高精細度のテレビジョン
の実現が望まれている。これを実現する装置としては、
現在、ＣＲＴプロジェクションがあるが、装置として大
がかりで高価格になるために現在、家庭用に普及するに
は至っていない。低価格で大画面のディスプレイを実現
する装置としては、液晶ＴＶを投射する方式がある。こ
の方式については、例えば雑誌「プロシーディング・オ
ブ・ザ・エス・アイ・ディー（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｏｆ ｔｈｅ Ｓ．Ｉ．Ｄ．）」１９８２年、３７５〜
３７８頁に記載の論文「エルシーデー・フル・カラー・
ビデオ・プロジェクタ（ＬＣＤ Ｆｕｌｌ−Ｃｏｌｏｒ
Ｖｉｄｅｏ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）」に詳しく述べら
れている。この論文によれば、図３に示すような液晶Ｔ
Ｖに投射光を入射して表示した画像を拡大投影すること
によって大画面の表示が可能になる。図３において、光
源２５からの白色光はレンズ２６を通過した後、ダイク
ロックミラー２９，３０によって赤色，青色，緑色の３
色に分解され、各々の光は反射鏡２７，２８，３１，３
２を経て３個の液晶ＴＶ（液晶表示素子）２１，２２，
２３に導かれる。各液晶ＴＶを通過した光は合成プリズ
ム２４で一つに合成され投射レンズ３３でスクリーン上
に拡大投射される。
の実現が望まれている。これを実現する装置としては、
現在、ＣＲＴプロジェクションがあるが、装置として大
がかりで高価格になるために現在、家庭用に普及するに
は至っていない。低価格で大画面のディスプレイを実現
する装置としては、液晶ＴＶを投射する方式がある。こ
の方式については、例えば雑誌「プロシーディング・オ
ブ・ザ・エス・アイ・ディー（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｏｆ ｔｈｅ Ｓ．Ｉ．Ｄ．）」１９８２年、３７５〜
３７８頁に記載の論文「エルシーデー・フル・カラー・
ビデオ・プロジェクタ（ＬＣＤ Ｆｕｌｌ−Ｃｏｌｏｒ
Ｖｉｄｅｏ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）」に詳しく述べら
れている。この論文によれば、図３に示すような液晶Ｔ
Ｖに投射光を入射して表示した画像を拡大投影すること
によって大画面の表示が可能になる。図３において、光
源２５からの白色光はレンズ２６を通過した後、ダイク
ロックミラー２９，３０によって赤色，青色，緑色の３
色に分解され、各々の光は反射鏡２７，２８，３１，３
２を経て３個の液晶ＴＶ（液晶表示素子）２１，２２，
２３に導かれる。各液晶ＴＶを通過した光は合成プリズ
ム２４で一つに合成され投射レンズ３３でスクリーン上
に拡大投射される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶ＴＶを投射するデ
ィスプレイでは光源としてハロゲンランプやキセノンラ
ンプなどの白色光源が用いられるが、ＣＲＴプロジェク
ションに用いられるＣＲＴに比べ発光効率が低いため
に、高輝度を得るためには光源の消費電力が高く、装置
の放熱の問題が生じていた。特に、白色光源では赤外光
を含むために、赤外光を遮断する光学フィルタを用いる
が十分でなく、投射光で液晶ＴＶの表示性能を著しく害
していた。また、白色光を赤色，緑色，青色に分解する
光学系を必要とし、装置の小型化、低価格化の妨げとな
っていた。このために、白色光源とカラーフィルタ付の
単板液晶ＴＶを用いた簡易な液晶投射ディスプレイがあ
るが、カラーフィルタを透過する光量は必然的に１／３
以下となり、高輝度の投影が不可能であった。
ィスプレイでは光源としてハロゲンランプやキセノンラ
ンプなどの白色光源が用いられるが、ＣＲＴプロジェク
ションに用いられるＣＲＴに比べ発光効率が低いため
に、高輝度を得るためには光源の消費電力が高く、装置
の放熱の問題が生じていた。特に、白色光源では赤外光
を含むために、赤外光を遮断する光学フィルタを用いる
が十分でなく、投射光で液晶ＴＶの表示性能を著しく害
していた。また、白色光を赤色，緑色，青色に分解する
光学系を必要とし、装置の小型化、低価格化の妨げとな
っていた。このために、白色光源とカラーフィルタ付の
単板液晶ＴＶを用いた簡易な液晶投射ディスプレイがあ
るが、カラーフィルタを透過する光量は必然的に１／３
以下となり、高輝度の投影が不可能であった。
【０００４】この発明の目的は上記の欠点をなくし、高
輝度で低消費電力が可能な小型液晶投射ディスプレイを
提供することにある。
輝度で低消費電力が可能な小型液晶投射ディスプレイを
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶投射ディス
プレイは、液晶表示素子面に配置されたマイクロレンズ
アレイに対し複数の光源から出射した各々異なる可視光
領域の光を各々異なる方向から多重化して入射させ、前
記マイクロレンズアレイにより前記液晶表示素子の各画
素へ前記異なる可視光領域の光ごとに前記光源の像を結
像させることを特徴とする。
プレイは、液晶表示素子面に配置されたマイクロレンズ
アレイに対し複数の光源から出射した各々異なる可視光
領域の光を各々異なる方向から多重化して入射させ、前
記マイクロレンズアレイにより前記液晶表示素子の各画
素へ前記異なる可視光領域の光ごとに前記光源の像を結
像させることを特徴とする。
【０００６】また本発明の液晶投射ディスプレイは、異
なる可視光領域の光をそれぞれ放射する複数の光源と、
面上にマイクロレンズアレイが配置された液晶表示素子
と、マイクロレンズアレイに対し異なる可視光領域の光
を各々異なる方向から多重化して入射させる光学系を有
し、前記マイクロレンズアレイにより前記液晶表示素子
の各画素へ前記異なる可視光領域の光ごとに前記光源の
像を結像させることを特徴とする。
なる可視光領域の光をそれぞれ放射する複数の光源と、
面上にマイクロレンズアレイが配置された液晶表示素子
と、マイクロレンズアレイに対し異なる可視光領域の光
を各々異なる方向から多重化して入射させる光学系を有
し、前記マイクロレンズアレイにより前記液晶表示素子
の各画素へ前記異なる可視光領域の光ごとに前記光源の
像を結像させることを特徴とする。
【０００７】さらに本発明の液晶投射ディスプレイは、
異なる可視光領域の光をそれぞれ放射する複数の光源
と、面上にマイクロレンズアレイが配置された液晶表示
素子と、マイクロレンズアレイに対し異なる可視光領域
の光を各々異なる方向から多重化して入射させるレンズ
を有し、前記マイクロレンズアレイにより前記液晶表示
素子の各画素へ前記異なる可視光領域の光ごとに前記光
源の像を結像させること特徴とする。
異なる可視光領域の光をそれぞれ放射する複数の光源
と、面上にマイクロレンズアレイが配置された液晶表示
素子と、マイクロレンズアレイに対し異なる可視光領域
の光を各々異なる方向から多重化して入射させるレンズ
を有し、前記マイクロレンズアレイにより前記液晶表示
素子の各画素へ前記異なる可視光領域の光ごとに前記光
源の像を結像させること特徴とする。
【０００８】この発明では、３色の独立した発光光源を
用い、それぞれの光源からの３色の光の多重像を光学系
で液晶ＴＶ上に結像し、それぞれを液晶ＴＶの３色画素
に入射することで光源からの光量を損失することなく変
調し、投射することができる。このため、簡易な構成に
よる、小形、低価格な低消費電力の液晶プロジェクタが
実現できる。
用い、それぞれの光源からの３色の光の多重像を光学系
で液晶ＴＶ上に結像し、それぞれを液晶ＴＶの３色画素
に入射することで光源からの光量を損失することなく変
調し、投射することができる。このため、簡易な構成に
よる、小形、低価格な低消費電力の液晶プロジェクタが
実現できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１にこの発明による液晶投射デ
ィスプレイの実施例を示す。赤色光源１、緑色光源２、
青色光源３からの各赤色光４、緑色光５、青色光６がレ
ンズ７によってほぼ平行光になり、マイクロレンズアレ
イ８で液晶表示素子である液晶ＴＶ９上に結像される。
液晶ＴＶ９によって各３色光は画像信号で変調され、レ
ンズ１０によって拡大投射される。この場合の、液晶Ｔ
Ｖでの各色の光線の光路を図２に示す。マイクロレンズ
アレイ８を透過した光は、赤色光４が赤色画素９ａに、
緑色光５が緑色画素９ｂに、青色光６が青色画素９ｃに
結像、集光する。液晶ＴＶ９は片方の透明基板１０に透
明電極１１、ブラックマトリクス１３、配向膜１４を構
成し、もう片方の透明基板１８に薄膜トランジスタアレ
イ１７、配向膜１６を設け、これらの透基板１０，１８
で液晶をはさんだ構造をもつ。液晶ＴＶ９は各画素９
ａ，９ｂ、９ｃの光透過率を画像信号の各色信号に応じ
て変化させ、これら画素を透過する各色光４，５，６を
強度変調する。液晶ＴＶを透過した光はこれら画素を拡
大投射するレンズによってスクリーン上に結像される。
マイクロレンズアレイ８の配列ピッチと液晶ＴＶ９のカ
ラー３画素単位毎のピッチを等しく取れば、液晶ＴＶ９
の全ての画素に対して、上記関係をとることができる。
ィスプレイの実施例を示す。赤色光源１、緑色光源２、
青色光源３からの各赤色光４、緑色光５、青色光６がレ
ンズ７によってほぼ平行光になり、マイクロレンズアレ
イ８で液晶表示素子である液晶ＴＶ９上に結像される。
液晶ＴＶ９によって各３色光は画像信号で変調され、レ
ンズ１０によって拡大投射される。この場合の、液晶Ｔ
Ｖでの各色の光線の光路を図２に示す。マイクロレンズ
アレイ８を透過した光は、赤色光４が赤色画素９ａに、
緑色光５が緑色画素９ｂに、青色光６が青色画素９ｃに
結像、集光する。液晶ＴＶ９は片方の透明基板１０に透
明電極１１、ブラックマトリクス１３、配向膜１４を構
成し、もう片方の透明基板１８に薄膜トランジスタアレ
イ１７、配向膜１６を設け、これらの透基板１０，１８
で液晶をはさんだ構造をもつ。液晶ＴＶ９は各画素９
ａ，９ｂ、９ｃの光透過率を画像信号の各色信号に応じ
て変化させ、これら画素を透過する各色光４，５，６を
強度変調する。液晶ＴＶを透過した光はこれら画素を拡
大投射するレンズによってスクリーン上に結像される。
マイクロレンズアレイ８の配列ピッチと液晶ＴＶ９のカ
ラー３画素単位毎のピッチを等しく取れば、液晶ＴＶ９
の全ての画素に対して、上記関係をとることができる。
【００１０】光源としては、単色の発光が可能なＣＲＴ
方式光源管や、蛍光灯式光源管を用いることができる。
図４はＣＲＴ方式光源管の例を示し、ヒータ５０、カソ
ード４９、第１グリッド４４、第２グリッド４３、第３
グリッド４２、過集束レンズ４８をガラスバルブ４６内
に有している。このガラスバルブ４６の正面内側には蛍
光面４１が形成されており、ガラスバルブはベース４５
に取り付けられている。このようなＣＲＴ方式光源管で
は、カソード４９からの電子ビーム４７が、過集束レン
ズ４８で集束され、蛍光面４１に照射された可視光が発
光される。電子ビームから蛍光へのエネルギー変換率が
高いために高照度の光源が得られる。また、図５に示す
ような白色光源５４をダイクロイックプリズム５１で３
色光に分解し、反射体５２，５３で２色光を折り返し、
赤色光，緑色光，青色光を得るような３色光源であって
も良い。
方式光源管や、蛍光灯式光源管を用いることができる。
図４はＣＲＴ方式光源管の例を示し、ヒータ５０、カソ
ード４９、第１グリッド４４、第２グリッド４３、第３
グリッド４２、過集束レンズ４８をガラスバルブ４６内
に有している。このガラスバルブ４６の正面内側には蛍
光面４１が形成されており、ガラスバルブはベース４５
に取り付けられている。このようなＣＲＴ方式光源管で
は、カソード４９からの電子ビーム４７が、過集束レン
ズ４８で集束され、蛍光面４１に照射された可視光が発
光される。電子ビームから蛍光へのエネルギー変換率が
高いために高照度の光源が得られる。また、図５に示す
ような白色光源５４をダイクロイックプリズム５１で３
色光に分解し、反射体５２，５３で２色光を折り返し、
赤色光，緑色光，青色光を得るような３色光源であって
も良い。
【００１１】マイクロレンズアレイ３は図２に示した様
な球面形状を持つレンズの他にガラス板にイオンを拡散
させて屈折率分布を持たせたマイクロレンズアレイでも
良い。
な球面形状を持つレンズの他にガラス板にイオンを拡散
させて屈折率分布を持たせたマイクロレンズアレイでも
良い。
【００１２】また、液晶ＴＶ９は、従来の液晶ＴＶと同
じ様に各色の画素にカラーフィルタが構成されているも
のを用いても、本発明の効果は同様に得られる。各画素
が透明なものに比べて透過率は低下するものの、各色の
彩度が向上する効果が期待できる。また、投射光学系で
液晶ＴＶの後方にマイクロレンズアレイ８と同ピッチの
マイクロレンズアレイを置き、投射効率を高めることも
可能である。
じ様に各色の画素にカラーフィルタが構成されているも
のを用いても、本発明の効果は同様に得られる。各画素
が透明なものに比べて透過率は低下するものの、各色の
彩度が向上する効果が期待できる。また、投射光学系で
液晶ＴＶの後方にマイクロレンズアレイ８と同ピッチの
マイクロレンズアレイを置き、投射効率を高めることも
可能である。
【００１３】
【発明の効果】このように、各色の光源からの光は各色
に対応する液晶ＴＶの各画素に個別に導かれるために、
光の損失がなく、単板の液晶ＴＶを用いることができる
ので小形で、高輝度、低消費電力、低コストの液晶プロ
ジェクションが得られる。
に対応する液晶ＴＶの各画素に個別に導かれるために、
光の損失がなく、単板の液晶ＴＶを用いることができる
ので小形で、高輝度、低消費電力、低コストの液晶プロ
ジェクションが得られる。
【図１】本発明による一実施例を示す図、
【図２】本発明の実施例における光学系の詳細を示す
図、
図、
【図３】従来の液晶プロジェクターを示す図、
【図４】本発明に用いる光源の一例を示す図、
【図５】本発明に用いる光源の一例を示す図である。
１ 光源 ２ 光源 ３ 光源 ７ レンズ ８ マイクロレンズアレイ ９ 液晶ＴＶ １０ レンズ
Claims (3)
- 【請求項１】液晶表示素子面に配置されたマイクロレン
ズアレイに対し複数の光源から出射した各々異なる可視
光領域の光を各々異なる方向から多重化して入射させ、
前記マイクロレンズアレイにより前記液晶表示素子の各
画素へ前記異なる可視光領域の光ごとに前記光源の像を
結像させることを特徴とする液晶投射ディスプレイ。 - 【請求項２】異なる可視光領域の光をそれぞれ放射する
複数の光源と、面上にマイクロレンズアレイが配置され
た液晶表示素子と、マイクロレンズアレイに対し異なる
可視光領域の光を各々異なる方向から多重化して入射さ
せる光学系を有し、前記マイクロレンズアレイにより前
記液晶表示素子の各画素へ前記異なる可視光領域の光ご
とに前記光源の像を結像させることを特徴とする液晶投
射ディスプレイ。 - 【請求項３】異なる可視光領域の光をそれぞれ放射する
複数の光源と、面上にマイクロレンズアレイが配置され
た液晶表示素子と、マイクロレンズアレイに対し異なる
可視光領域の光を各々異なる方向から多重化して入射さ
せるレンズを有し、前記マイクロレンズアレイにより前
記液晶表示素子の各画素へ前記異なる可視光領域の光ご
とに前記光源の像を結像させること特徴とする液晶投射
ディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088954A JP2947214B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 液晶投射ディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088954A JP2947214B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 液晶投射ディスプレイ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1194963A Division JP2669063B2 (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 液晶投射ディスプレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054970A JPH1054970A (ja) | 1998-02-24 |
| JP2947214B2 true JP2947214B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=13957262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9088954A Expired - Lifetime JP2947214B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 液晶投射ディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2947214B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6416690B1 (en) * | 2000-02-16 | 2002-07-09 | Zms, Llc | Precision composite lens |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP9088954A patent/JP2947214B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1054970A (ja) | 1998-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990601 |
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