JPH04254851A - 投写形液晶表示装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子で形成す
る赤色画像、緑色画像および青色画像を合成してスクリ
ーンに投写する投写形液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１を参照して、一般的な投写形液晶表
示装置１の光学的構成を説明する。投写形液晶表示装置
１は、リフレクタ２が取付けられた光源３と、コールド
ミラー４と、ＵＶカットフィルタ５と、６枚のミラー６
Ｒ，６Ｂ，７Ｂ，７Ｇ，８，９と、コンデンサレンズ１
０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、液晶表示素子１１Ｒ，１１Ｇ
，１１Ｂと、投写レンズ１２とを含んで構成される。

【０００３】光源３からの光はリフレクタ２によって平
行光にされて、コールドミラー４およびＵＶカットフィ
ルタ５によって不要エネルギおよび紫外線、赤外線が除
去されて、赤色光反射ミラー６Ｒに与えられる。赤色光
反射ミラー６Ｒは、赤色光のみを反射するダイクロイッ
クミラーであり、ミラー６Ｒによって反射された赤色光
は、全反射ミラー８によって反射され、コンデンサレン
ズ１０Ｒによって集光されて液晶表示素子１１Ｒに与え
られる。液晶表示素子１１Ｒには赤色画像が表示されて
おり、表示に必要な赤色光のみが透過し、この透過した
赤色光はミラー７Ｂ，７Ｇおよび投写レンズ１２を透過
し、スクリーン１３に投写される。

【０００４】また、ミラー６Ｒを透過した光は、青色光
反射ミラー６Ｂに与えられ、青色光反射ミラー６Ｂは、
青色光のみを反射するダイクロイックミラーであり、ミ
ラー６Ｂによって反射された青色光は、コンデンサレン
ズ１０Ｂによって集光されて液晶表示素子１１Ｂに与え
られる。液晶表示素子１１Ｂには、青色画像が表示され
ており、表示に必要な青色光のみが透過し、この透過し
た青色光は青色光反射ミラー７Ｂによって反射され、ミ
ラー７Ｇおよび投写レンズ１２を透過し、スクリーン１
３に投写される。

【０００５】さらに、ミラー６Ｂを透過した緑色光は、
コンデンサレンズ１０Ｇによって集光されて液晶表示素
子１１Ｇに与えられる。液晶表示素子１１Ｇには、緑色
画像が表示されており、表示に必要な緑色光のみが透過
し、この透過した緑色光は全反射ミラー９およびミラー
７Ｇによって反射され、投写レンズ１２を透過した後に
スクリーン１３に投写される。これによって、スクリー
ン１３上には、表示に必要な赤色光、青色光および緑色
光が投写されており、これらの三原色の組合わせによっ
てカラー画像が表示される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】たとえばメタルハライ
ドランプである光源３から発光される白色光は、メタル
ハライドランプのアークの中心に対し、赤色光を発光す
る箇所が少し外周にずれており、中心部で発光される緑
色光および青色光がリフレクタ２によって平行光になる
のに対し、外周部で発光されている赤色光は少し拡散す
るため、周辺部に赤色光が多く、中央部に緑色光および
青色光が多い。このため赤色光と緑色光および青色光と
の照度比（周辺照度／中央照度）は異なっている。した
がって、スクリーン１３上の表示画像に色むらが生じる
という問題がある。このため、光源３の表面に細かい傷
をつけ、光を分散させるいわゆるフロスト処理を行い、
色むらを目立たなくしている。

【０００７】光源３の表面にフロスト処理を行えば、色
むらは目立たなくなるけれども、光が分散するためスク
リーン面での照度が低くなるという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、スクリーン上での照度が
向上し、色むらが生じない投写形液晶表示装置を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、光源からの白
色光を赤色光、緑色光および青色光に分光し、各色彩光
毎に色彩光を色彩画像に変換する液晶表示素子に集光レ
ンズを介して入射して各色彩光を各色彩画像に変換した
後に、各色彩画像を合成してスクリーン上に拡大投影す
る投写形液晶表示装置において、赤色光集光レンズの焦
点距離を緑色光集光レンズおよび青色光集光レンズの焦
点距離よりも短く選ぶことを特徴とする投写形液晶表示
装置である。

【００１０】また本発明は、光源からの白色光を赤色光
、緑色光および青色光に分光し、各色彩光毎に色彩光を
色彩画像に変換する液晶表示素子に集光レンズを介して
入射して各色彩光を各色彩画像に変換した後に、各色彩
画像を合成してスクリーン上に拡大投影する投写形液晶
表示装置において、赤色光集光レンズの周辺部の光の透
過率を周辺部以外の透過率よりも低くなるように形成し
たことを特徴とする投写形液晶表示装置である。

【００１１】さらに本発明は、光源からの白色光を赤色
光、緑色光および青色光に分光し、各色彩光毎に色彩光
を色彩画像に変換する液晶表示素子に集光レンズを介し
て入射して各色彩光を各色彩画像に変換した後に、各色
彩画像を合成してスクリーン上に拡大投影する投写形液
晶表示装置において、緑色光集光レンズおよび青色光集
光レンズの各周辺部の光の透過率をそれぞれ周辺部以外
の透過率よりも高くなるように形成したことを特徴とす
る投写形液晶表示装置である。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、光源からの白色光を赤色光、
緑色光および青色光に分光し、各色彩光毎に色彩光を色
彩画像に変換する液晶表示素子に集光レンズを介して入
射して各色彩光を各色彩画像に変換した後に、各色彩画
像を合成してスクリーン上に拡大投影する投写形液晶表
示装置において、赤色光集光レンズの焦点距離は、緑色
光集光レンズおよび青色光集光レンズの焦点距離よりも
短く選ばれている。このため、赤色光と緑色光および青
色光との集光位置を一致させることができる。

【００１３】また本発明に従えば、光源からの白色光を
赤色光、緑色光および青色光に分光し、各色彩光毎に色
彩光を色彩画像に変換する液晶表示素子に集光レンズを
介して入射して各色彩光を各色彩画像に変換した後に、
各色彩画像を合成してスクリーン上に拡大投影する投写
形液晶表示装置において、赤色光集光レンズの周辺部の
光の透過率は、周辺部以外の光の透過率よりも低くなる
ように形成されている。このため、赤色光と緑色光およ
び青色光との照度比を一致させることができる。

【００１４】また本発明に従えば、光源からの白色光を
赤色光、緑色光および青色光に分光し、各色彩光毎に色
彩光を色彩画像に変換する液晶表示素子に集光レンズを
介して入射して各色彩光を各色彩画像に変換した後に、
各色彩画像を合成してスクリーン上に拡大投影する投写
形液晶表示装置において、緑色光集光レンズおよび青色
光集光レンズの各周辺部の光の透過率は、それぞれ周辺
部以外の光の透過率よりも高くなるように形成されてい
る。このため、赤色光と緑色光および青色光との照度比
を一致させることができる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例である投写形
液晶表示装置１の光学的構成を示す図である。投写形液
晶表示装置１は、リフレクタ２が取付けられた光源３と
、コールドミラー４と、ＵＶカットフィルタ５と、６枚
のミラー６Ｒ，６Ｂ，７Ｂ７Ｇ，８，９と、コンデンサ
レンズ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、液晶表示素子１１Ｒ
，１１Ｇ，１１Ｂと、投写レンズ１２とを含んで構成さ
れる。

【００１６】リフレクタ２は、放物面反射鏡で構成され
、光源３から発せられた光を放物面で反射して出射する
。光源３には、たとえば金属ハロゲン化物が封入された
メタルハライドランプが使用される。ミラー６Ｒ，６Ｂ
は、色分離用のダイクロイックミラーであり、ミラー７
Ｂ，７Ｇは色合成用のダイクロイックミラーであり、ミ
ラー８，９は光路変換用の全反射ミラーである。

【００１７】液晶表示素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、
それぞれ光の三原色である赤色、青色、緑色用の液晶表
示素子である。たとえば赤色用液晶表示素子１１Ｒには
、赤色画像が表示される。ここで赤色画像とは、スクリ
ーン１３上で赤色を表示させたい画素に対応する部分だ
けを光が透過するようにした画像である。同様に緑色用
液晶表示素子１１Ｇには緑色画像が表示され、青色用液
晶表示素子１１Ｂには青色画像が表示されている。

【００１８】コンデンサレンズ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ
は、それぞれ液晶表示素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに光
を集光するためのレンズである。スクリーン１３は、た
とえば偏光スクリーンである。

【００１９】たとえば光源３からの光は、リフレクタ２
によって平行光にされてコールドミラー４およびＵＶカ
ットフィルタ５によって不要エネルギおよび紫外線、赤
外線が除去されて、赤色光反射ミラー６Ｒに与えられる
。赤色光反射ミラー６Ｒは、赤色光のみを反射するダイ
クロイックミラーであり、ミラー６Ｒによって反射され
た赤色光は、全反射ミラー８によって反射され、コンデ
ンサレンズ１０Ｒによって集光されて液晶表示素子１１
Ｒに与えられる。液晶表示素子１１Ｒには前述のように
赤色画像が表示されており、表示に必要な赤色光のみが
透過し、この透過した赤色光はミラー７Ｂ，７Ｇおよび
投写レンズ１２を透過し、スクリーン１３に投写される
。

【００２０】また、ミラー６Ｒを透過した光は、青色光
反射ミラー６Ｂに与えられ、青色光反射ミラー６Ｂは、
青色光のみを反射するダイクロイックミラーであり、ミ
ラー６Ｂによって反射された青色光は、コンデンサレン
ズ１０Ｂによって集光されて液晶表示素子１１Ｂに与え
られる。液晶表示素子１１Ｂには、青色画像が表示され
ており、表示に必要な青色光のみが透過し、この透過し
た青色光は青色光反射ミラー７Ｂによって反射され、ミ
ラー７Ｇおよび投写レンズ１２を透過し、スクリーン１
３に投写される。

【００２１】さらに、ミラー６Ｂを透過した緑色光は、
コンデンサレンズ１０Ｇによって集光されて液晶表示素
子１１Ｇに与えられる。液晶表示素子１１Ｇには、緑色
画像が表示されており、表示に必要な緑色光のみが透過
し、この透過した緑色光は全反射ミラー９およびミラー
７Ｇによって反射され、投写レンズ１２を透過した後に
スクリーン１３上に投写される。これによって、スクリ
ーン１３上には、表示に必要な赤色光、青色光、緑色光
が投写されており、これらの三原色の組合わせによって
カラー画像が表示される。

【００２２】後述する第２実施例〜第５実施例において
も、図１に示される光学的構成と同様の構成を有してい
る。

【００２３】図２は、コンデンサレンズ１０Ｒの焦点距
離Ｒ１を示す図である。従来の投写形液晶表示装置１に
用いられるコンデンサレンズ１０Ｒの焦点距離Ｒ０は、
赤色画像が表示されている液晶表示素子１１Ｇの位置と
一致しているけれども、本実施例では、コンデンサレン
ズ１０Ｒの焦点距離Ｒ１は、Ｒ０より短く選ばれている
。リフレクタ２によって平行光になる緑色光および青色
光と比較して、分散している赤色光は緑色光および青色
光のコンデンサレンズ１０Ｇ、１０Ｂと同じ焦点距離で
は、同様な集光を行うことができない。したがって、焦
点距離Ｒ１をＲ０より短く選ぶことによって、周辺部に
おいて照度の高い赤色光が中央に集光し、色むらを防止
することができる。

【００２４】図３は、本発明の第２の実施例に用いられ
るコンデンサレンズ１１Ｇ，１１Ｂの焦点距離Ｒ２を示
す図である。従来の投写形液晶表示装置１に用いられる
コンデンサレンズ１０Ｇ，１０Ｂの焦点距離Ｒ０は、液
晶表示素子１１Ｇ，１１Ｂの位置と一致しているけれど
も、本実施例ではコンデンサレンズ１０Ｇ，１０Ｂの焦
点距離Ｒ２は、Ｒ０より長く選ばれている。したがって
、中央部において照度の高い緑色光および青色光が周辺
部に拡散されるため、色むらを防止することができる。

【００２５】図４は、本発明の第３の実施例に用いられ
るコンデンサレンズ１０Ｒを示す平面図である。赤色光
を集光するコンデンサレンズ１０Ｒの周辺部に斜線で示
すＮＤフィルタ１４を形成する。ＮＤフィルタ１４は透
過率を低下させるため、赤色光の周辺部での照度が低下
し赤色光の照度比（周辺照度／中央照度）が低下する。 このため赤色光の照度比が緑色光および青色光の照度比
と一致させることができ、色むらが生じない。

【００２６】ＮＤフィルタ１４をミラー７Ｂの周辺部に
形成することによっても、同様の効果を得ることができ
る。

【００２７】図５は、本発明の第４の実施例に用いられ
るコンデンサレンズ１０Ｇ，１０Ｂを示す平面図である
。緑色光を集光するコンデンサレンズ１０Ｇと青色光を
集光するコンデンサレンズ１０Ｂとの各々の周辺部に斜
線で示すＡＲフィルタ１５を形成する。ＡＲフィルタ１
５はコンデンサレンズ１０Ｇ，１０Ｂ上での光の反射を
少なくし、光の透過率を向上する。したがって周辺部の
照度が向上し、緑色光および青色光の照度比が赤色光の
照度比と等しくさせることができ、色むらを防止するこ
とができる。

【００２８】ＡＲフィルタ１５をミラー６Ｒまたは液晶
表示素子１１Ｇ，１１Ｂに形成することによっても同様
の効果を得ることができる。

【００２９】図６は、本発明の第５の実施例に用いられ
るコンデンサレンズ１０Ｒを示す平面図である。コンデ
ンサレンズ１０Ｒの周辺部にフロスト処理を行い、フロ
スト１６を形成する。フロスト１６は光を散乱させるた
め周辺部の赤色光の照度が低下し、赤色光の照度比が低
下する。このため赤色光の照度比と緑色光および青色光
の照度比とを一致させることができ、色むらを防止する
ことができる。

【００３０】以上のように本実施例に従えば、光源３に
フロスト処理を行わないためスクリーン上での画像の照
度を向上することができる。第１および第２実施例では
赤色光と緑色光および青色光との集光位置を一致させる
ことによって色むらが防止される。また、第３、第４お
よび第５実施例では赤色光と青色光および緑色光との照
度比を一致させることによって色むらが防止される。

【００３１】したがって、投写形液晶表示装置のスクリ
ーン上での照度を向上し、さらに色むらを防止すること
ができる。

【００３２】本実施例においては、コンデンサレンズ１
０Ｒまたはミラー７Ｂの周辺部にＮＤフィルタ１４を形
成したけれども、コンデンサレンズ１０Ｒまたはミラー
７Ｂの中央部にＡＲフィルタ１５を形成してもよい。ま
た、コンデンサレンズ１０Ｇ，１０Ｂまたはミラー６Ｒ
または液晶表示素子１０Ｇ，１０Ｂの周辺部にＡＲフィ
ルタ１５を形成したけれども、コンデンサレンズ１０Ｇ
，１０Ｂまたはミラー６Ｒまたは液晶表示素子１０Ｇ，
１０Ｂの中央部にＮＤフィルタ１４またはフロスト１６
を形成してもよい。

【００３３】以上のような変形例においても前述の実施
例と同様の効果を得ることができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明に従えば、赤色光集光レンズの焦
点距離は、緑色光集光レンズおよび青色光集光レンズの
焦点距離より短く選ばれているので、赤色光と緑色光お
よび青色光との集光位置が一致する。

【００３５】また本発明に従えば、赤色光集光レンズの
光の透過率は周辺部以外の透過率よりも低くなるように
形成されているので、周辺部の赤色光の透過率が低下し
、赤色光と緑色光および青色光との照度比が一致する。

【００３６】また本発明に従えば、緑色光集光レンズお
よび青色光集光レンズの各周辺部の光の透過率はそれぞ
れ周辺部の透過率よりも高くなるように形成されている
ので、周辺部の緑色光および青色光の透過率が向上し、
赤色光と緑色光および青色光との照度比が一致する。

【００３７】したがって、投写形液晶表示装置のスクリ
ーン上での照度を向上し、さらに色むらを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の投写形液晶表示装置１
の光学的構成を示す図である。

【図２】図１に示すコンデンサレンズ１０Ｒの焦点距離
Ｒ１を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例に用いられるコンデンサ
レンズ１０Ｇ，１０Ｂの焦点距離Ｒ２を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施例に用いられるコンデンサ
レンズ１０Ｒを示す平面図である。

【図５】本発明の第４の実施例に用いられるコンデンサ
レンズ１０Ｇ，１０Ｂを示す平面図である。

【図６】本発明の第５の実施例に用いられるコンデンサ
レンズ１０Ｒを示す平面図である。

【符号の説明】

１　　投写形液晶表示装置 ３　　光源 １０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ　　コンデンサレンズ１１Ｒ，
１１Ｇ，１１Ｂ　　液晶表示素子１３　　スクリーン １４　　ＮＤフィルタ １５　　ＡＲフィルタ １６　　フロスト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光源からの白色光を赤色光、緑色光お
   よび青色光に分光し、各色彩光毎に色彩光を色彩画像に
   変換する液晶表示素子に集光レンズを介して入射して各
   色彩光を各色彩画像に変換した後に、各色彩画像を合成
   してスクリーン上に拡大投影する投写形液晶表示装置に
   おいて、赤色光集光レンズの焦点距離を緑色光集光レン
   ズおよび青色光集光レンズの焦点距離よりも短く選ぶこ
   とを特徴とする投写形液晶表示装置。
2. 【請求項２】　　光源からの白色光を赤色光、緑色光お
   よび青色光に分光し、各色彩光毎に色彩光を色彩画像に
   変換する液晶表示素子に集光レンズを介して入射して各
   色彩光を各色彩画像に変換した後に、各色彩画像を合成
   してスクリーン上に拡大投影する投写形液晶表示装置に
   おいて、赤色光集光レンズの周辺部の光の透過率を周辺
   部以外の透過率よりも低くなるように形成したことを特
   徴とする投写形液晶表示装置。
3. 【請求項３】　　光源からの白色光を赤色光、緑色光お
   よび青色光に分光し、各色彩光毎に色彩光を色彩画像に
   変換する液晶表示素子に集光レンズを介して入射して各
   色彩光を各色彩画像に変換した後に、各色彩画像を合成
   してスクリーン上に拡大投影する投写形液晶表示装置に
   おいて、緑色光集光レンズおよび青色光集光レンズの各
   周辺部の光の透過率をそれぞれ周辺部以外の透過率より
   も高くなるように形成したことを特徴とする投写形液晶
   表示装置。