JPH03201684A

JPH03201684A - 投写表示装置

Info

Publication number: JPH03201684A
Application number: JP34202989A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Gondo; 権藤　浩之; Hiroyuki Matsuba; 浩幸松葉; Masakazu Mizusaki; 正和水崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-09-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は大画面表示可能な表示装置、とくにライトパル
プを用いた投写表示装置に関する。

従来の技術電子会議、教育、セールスや企業内プレゼンテーシヲン
、大衆表示等の用途に各種大型表示装置が要望されてい
る。大型表示装置としては、大型ＣＲＴ　、ＬＥＤアレ
イなどを用いた直視型のものと、投写型ＣＲＴや各種光
変調素子を用いた投写用素子である各種ライトパルプの
表示を光学系を介して外部スクリーンに投写表示する投
写型とがあげられ、種々の方式を用いた大型表示装置が
製品化されつつある。

このなかでライトパルプ方式としては、電気光学結晶、
油膜、液晶を用いた方式などがあげられるが、五年液晶
パネルの技術向上に伴い、液晶パネルをライトパルプと
して用いた液晶投写表示装置が脚光をあびている。ここ
では以下液晶を用いたライトパルプ方式を例にして説明
する。

液晶投写表示装置としては種々の方式があげられる。古
くは、熱応答型のヌメクティック液晶パネルを用いてこ
れにレーザ光にて書き込みを行い、外部光源の光を照射
して拡大表示を行う方式がさかんに開発され一部実用化
もされていた。しかし、この方式は画面書換えに数十秒
もの時間を要するとともにレーザやその走査光学系が必
要なために非常に構成が複雑で高価であるという課題を
有し、特殊な用途にしか用いられていなかった。

最近になってＴＮ、ＳＴＮ液晶などの大容量表示可能な
マトリックス表示パネルが出現し、さらには表示品質も
優れたＴＰＴアクティブマトリックス方式の液晶パネル
も実用化され、これらを用いた液晶投写表示装置が多数
発表されてきている。

第６図にこれらの液晶ライトバルブを用いた投写表示装
置の例を示す。投写用光源、６１からの光をコンデンサ
レンズ６２で平行化する。ここを通過した光は液晶表示
パネル６３に入射し、表示情報に応じて透過光が変調さ
れる。液晶表示バネ）ｖ６３は通常Ｘ、Ｙ電極からなる
マトリックス表示パネルで、白黒！たはＲＧＢの力ラー
フィルりを配したカラー液晶パネルが用いられる。この
液晶パネルで変調を受けた光は集光レンズ６４を通過し
て投写レンズ６６に入り、スクリーン６６上に拡大表示
される。

発明が解決しようとする課題液晶表示パネルは電圧、印加パルス幅２周波数などの駆
動パラメータを制御することにより、各画素ごとに濃淡
を変えることができ階調表示が可能である。しかし、こ
の階調数にも限界があり、とぐに表示容量や表示すイズ
の増大にともない、実際に濃淡表示可能な階調数は制限
を受ける。すなわち、第７図に示す液晶パネルの電圧−
透過率特性にて説明すると、透過率Ｔ１１．Ｔ１２に対
しては電圧Ｖ１１．Ｖ１２を印加すればよく、制御上は
この印加電圧を細かく制御してやれば多数の階調表示が
可能であるが、実際には液晶パネル内のギャップ、膜厚
などの製造上のばらつきや、電極インピーダンス、駆動
素子特性ばらつきなどの影響により、画素によって透過
率曲線が一致せず、第７図の波線や一点鎖線で示すよう
に特性がずれてし筐う液晶素子が混在している。そのた
め、同一の信号を印加しても実際の表示では、表示パネ
ル内で透過率が異なってし壕う。現状の６４０×４００
ドツトの液晶表示バネμでは単純マトリックス型で８〜
１６階調、各画素ごとにＴＰＴからなるスイッチングト
ランジスタを設けたアクティブマトリックス方式でも最
大６４階調ぐらいが限界となっている。

そのため、高画質な表示に対して十分に対応ができない
という問題を生じている。

本発明は上記課題を解決するもので、多階調表示が容易
で高品位テレビなど高画質の大型表示が可能な投写表示
装置を提供するものである。

課題を解決するための手段本発明は投写表示装置の上記目的である濃淡の階調数を
増加させる手段として、第１図に本発明の構成原理を示
す。同一の波長透過特性を有し光の透過率をＮ段階に可
変制御しうる光変調素子の複数と、これら個々の光変調
素子の濃淡表示を制御するため画像入力信号をその濃淡
レベルに応じて個々の光変調素子の入力信号として供給
する制御回路から構成される。筐た、光源からの光を複
数の方向に分離する光分離器を配し、これらの光を光変
調素子に通した後に光合成器によって再び光を合威し、
これを拡大投写する構成とする。第１図においては、光
分＊器１１で２分離し、光変調素子１２ａ、１２ｂのお
のおので光の透過率をＮ段階に制御回路１６で制御する
ことで、変調を加えられた光を、ミラー１４ａ　、　１
４ｂで反射後、光合成器１３で再び光を合成する原理を
示している。

作　　　用上記構成の本発明の投写表示装置は複数の光変調素子の
合成により階調表示するためによシ多くの階調数をもっ
た表示が可能となる。すなわち、Ｎ個の階調数しかもた
ない光変調素子を２個用いることにより、これを光学的
に合成するため２Ｎ−１階調の階調表示が可能となりに
個の場合はＫ（Ｎ−１）＋１の階調表示が可能となる。

実施例第２図に本発明の実施例を示す。本実施例は２個の白黒
液晶表示パネルを用いて多階調の表示を行う例である。

第２図で投写用の光源２１はハロゲン、キセノン、メタ
ルハライドなどのランプが用いられる。ここからの光は
コンデンサ、サレンズ２２で平行光化された後に光分離
器２３に入り、二方向の光に分離される。この光分離器
はハーフミラ−や偏光ビームヌプリツタなどで構成され
る。

一方の光成分２４ａは液晶パネル２５ａに入射し、もう
一方の光成分２４ｂは液晶パネル２６ｂに入射して、そ
れぞれの透過光はかの釦の表示画像の濃淡レベルに応じ
た光変調を受ける。液晶表示バネ）ｖ２５ａ、２６ｂは
制御回路２８の駆動信号により濃淡画像表示可能な白黒
表示パネルとしている。ここで液晶表示バネｚＬ／２５
ａ、２６ｂはＴＮ型やＳＴＮ型液晶バネｐを用いたもの
が一般的であるが、他の液晶材料を用いたものや特定の
波長の光のみを透過させるカラー液晶表示パネルでもよ
い。これらの液晶パネルを透過した光はミラなどを介し
て光合成器２６で合成され、投写レンズ２７を介してス
クリーン２９上に拡大表示される。

以上が光学系の構成である。

ここで液晶表示バネμは先述のように多階調表示可能な
ものであるが、これらの光の組合せ例を第３図を用いて
説明する。第３図は液晶パネル３０ａ、３０ｂを通過し
た合成光、すなわち最終的にスクリーン上に表示される
濃淡画像３１を示している。液晶バネｙｖ３０ａ、３０
ｂはマトリソクヌ状に記した数字がそれぞれの画素の濃
淡レベルを示して釦り、各々ａ○〜ａ７、ｂｏ−ｂ７ま
での８階調が表示可能で、これらの光の合成または和に
よシ、スクリーン上に表示される濃淡画像３１ではＣＯ
〜ｃ１６の１６階調のレベルを持つ濃淡光を得ることが
できる。表示入力信号３３はアナログ入力され、制御回
路３２内のＡＤ変換器３２ａによりＣＯ〜Ｃ１５１での
１６レベルの濃淡信号にデジタイズされる。い咬ここで
、第３図の画素Ｃがｃｌｏの濃淡レベル表示を行うとき
は、表示信号変換部３２ｂによう液晶バネ／Ｌ’３０ａ
。

３０ｂに各々ａ５．ｂ６の信号を与えるよう信号変換し
、これを各々の液晶パネルの表示信号として出力し、表
示を行い、この結果スクリーンに濃淡画像３１として濃
淡レベ／Ｌ／Ｃ１０の表示を行うことができる。

第４図に別の実施例を示すが、本例は液晶バネ／Ｌ／２
枚を同一光路上に重ねて配し、光を分光せずに前記目的
を達する方式である。

なか、４１は光源、４２．４４．４５はレンズ、４３ａ
、４３ｂは液晶バネｐ、４７は制御回路、４８は表示入
力信号、４６はスクリーンを示す。

第６図はカラー表示時の例を示すものであるが、ＲＧＢ
各色ごとに２枚の液晶パネルを用いてよシ多階調の表示
を行う例である。ＲＧＢ入射光を最初に３つの単波長光
成分に分け、その後は先の白黒の例と同様の処理を行い
表示を行う。以下、構成について説明しておく。

光源５１を出た光はレンズ５２ａを介して平行光にされ
た後にダイクロイックミラー５３ａ。

ｓ３ｂでＲＧＢ３色に分光される。波長ごとに分光され
た光は分光器５４ａ　、ｓ、ａｂ　、５４ｃで分光され
液晶バネ／１１５５ａ〜ｓｓｆに入り変調を受ける。各
液晶表示パネルには、色ごとの画像信号をさらに先の例
で述べたように制御回路にて（図示せず）階調処理した
信号を印加し所定の階調表示を行っている。液晶パネル
を出た光は光合成器５６ａ　、５６ｂ　、５６ｃにて合
成された後に再びダイクロイックミラー５３ｃ　、５３
ｄでＲＱＢ合或合成、レンズｓ２ｂを介して拡大表示さ
れる。

５７ａ〜ｓ７ｈはミラーである。

以上のようにＮ階調の濃淡表示能力しかない光変調器２
個を組み合わせることにより、２Ｎ−１階調１での濃淡
画像表示を可能とするものである。

本例では光変調器２枚を用いて行う例としたが、３枚以
上でも構わない。この場合、光変調器の枚数をＫとし、
個々の光変調器ともＮ階調の同一の濃淡表示が可能とす
れば、Ｋ（Ｎ−１）＋１階調の表示が可能となる。また
、各パネルの階調数は同じでもそれぞれの変調度が異な
るパネルの組合せを用いれば、さらに多くの階調表示が
可能となる。

発明の効果以上の実施例の説明から明らかのように本発明によれば
、階調表示能力に制限のあるライトパルプを複数個組み
合わせることによシ、より多くの階調表示が可能となり
、表示品質の向上が図れるとともに、高品位テレビなど
への対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成原理を示す図、第２図は同実施例
の構成ブロック図、第３図は同実施例の説明図であり第
２図の液晶パネルの表示方法と制御回路構成を説明する
図、第４図は別の実施例のブロック図、第６図は別の実
施例のブロック図（カラー表示時の例）であう、第６図
は従来の構成ブロック図、第７図は従来の問題点を示す
図で、液晶表示パネルの電圧−透過率特性図である。１１・・・・・・光分離器、１２ａ、１２ｂ・・・・・
・光変調素子、１３・・・・・・光合成器、１４ａ　、
　１４ｂ・・・・・・ミラー、１５・・・・・・投写レ
ンズ、１６・・・・・・光変調素子の表示制御を行う制
御回路、１７・・・・・・階調信号を含む表示画像入力
信号、２１・・・・・・光源、２２・・・・・・レンズ
、２３・・・・・・光分離器、２４ａ　、２４ｂ・・・
・・・光成分、２５ａ、２５ｂ・・・・・・液晶画像表
示バネｐ、２８・・・・・・光合成器、２７・・・・・
・投写レンズ、２８・・・・・・制御回路、２９・・・
・・・スクリーン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）同一の波長透過特性を有し光の透過率を可変制御
しうる複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子を透
過した光をスクリーン上に投写するための光学レンズと
濃淡を有する画像入力信号をその濃淡レベルに応じて前
記複数の光変調素子の個々の入力信号として分配供給す
る制御回路とを有し、前記複数の光変調素子の個々の透
過光の合成により多階調表示を行うようにした投写表示
装置。
（２）光源からの光を複数の方向に分離する光分離器と
、前記光分離器の出力の分離光を各々変調する複数の光
変調素子および前記光変調素子からの透過光を合成する
光合成器とを有する請求項１記載の投写表示装置。
（３）光変調素子への入射光がＲ、Ｇ、Ｂの３色からな
り、個々の表示色ごとに複数の光変調素子を設けた請求
項１または請求項２記載の投写表示装置。