JPH047155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、液晶板を用いた液晶カラー投射装
置に係り、特にＲ，Ｇ，Ｂ別に設けた白黒液晶板
の表示映像を加色混合して投射する液晶カラー投
射装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、液晶デイスプレイ技術の進展は著しく、
コントラストや色再現性に優れる液晶板の出現に
よつて、カラー液晶板を映像表示担体として用
い、大型スクリーンに拡大投射する液晶カラー投
射装置が実用化されている。この種の装置は光源
からの光を収束光学系でほぼ並行光線に収束し
て、透過型カラー液晶板に照射し、透過光を投射
光学系を介してスクリーン上に拡大投射するもの
であるが、現在実用に供されているカラー液晶板
の画素数は７〜９万画素であり、一絵素としての
赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の画素を一組とする
とこの３分の１の画素数となり、大型スクリーン
に投射した場合は画素の粗さが目立ち、実用的で
ない。

そこで、液晶パネルを用いた際の絵素数の粗さ
を克服するため、３枚の白黒液晶板を用い、これ
らの液晶板に全波長の光源をＲ，Ｇ，Ｂの３色光
に分離（分光）する色分離（ダイクロイツク）ミ
ラーを介してＲ，Ｇ，Ｂの光を入射させ、各々の
液晶板でＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像を生成してダイ
クロイツクプリズム（プリズム方式）あるいはダ
イクロイツクミラー（ミラー方式）で混合し、投
射光学系を介して大型スクリーン上にカラー画像
を再生する方式が提案され、実用化されている。

このように、Ｒ，Ｇ，Ｂ別の液晶パネルを背後
から投射し、加色混合方式でスクリーン上にカラ
ー映像を形成する液晶カラー投射装置は、３枚の
液晶パネルを用いて１映像を構成するので、画素
数が３倍になり、高解像度の映像が得られる。

しかしながら、この方式に使用されている偏光
板付き液晶板は偏光子において入射される全方位
振動の光から特定方位の振動成分のみを透過さ
せ、他の成分は吸収するので、半分以上の光量を
損失し、投射映像が低輝度となるという欠点があ
つた。このため本出願人は先に、光源からの自然
光を偏光ビームスプリツタを用いて反射光と透過
光に分光し、分光した反射光と透過光をそれぞれ
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色光に分光する一対のダイクロイ
ツクミラーまたはダイクロイツクプリズムを介す
ることによつて、更に分光したＲ，Ｇ，Ｂ光を３
枚１組とした一対の白黒液晶板に入射させ、この
入射光にＲ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号に応じて
各々の液晶板で生成されたＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画
像情報を付与してダイクロイツクミラーあるいは
ダイクロイツクプリズムで混合し、この混合され
射出された偏光面が互いに直交する加色混合光を
偏光ビームスプリツタを用いて合成し、映像光の
みを投射光学系を介して大型スクリーン上に投射
してカラー画像を再生する、いわゆる６チャンネ
ル方式の透過形等の液晶カラー投射装置を提案し
た。

第４図〜第７図によつてこれらの６チャンネル
方式液晶カラー投射装置について説明する。

第４図〜第６図は透過形液晶カラー投射装置の
従来例であつて、第４図は第６図における−
線矢視図、第５図は平面図、第６図は側面図であ
る。

これらの図において、１は光源であり、この光
源１から放射される自然光はミラー２で効率良く
反射され収束光学系（図示せず）で略並行光線に
収束され、偏光ビームスプリツタ３に入射する。
偏光ビームスプリツタ３において得られた反射直
線偏光光１０と透過直線偏光光１１は、それぞれ
の光軸上にその光軸に対して45度傾斜させて配設
された第１および第２のＲ，Ｇ，Ｂ色分光手段４
および５に入射する。色分光手段４，５は例えば
それぞれ青ダイクロイツクミラー４１および５１
と、赤ダイクロイツクミラー４２および５２で構
成され、青ダイクロイツクミラー４１，５１は入
射した直線偏光光１０，１１から青色光１２，１
５のみを分離して全反射ミラー２１，２４で垂直
上方向に全反射し、残る赤および緑の２色からな
る黄色光１８，１９を透過する。透過した黄色光
１８，１９はその光軸に対して45度傾斜させて配
設した赤ダイクロイツクミラー４２，５２に入射
し、黄色光１８，１９から赤色光１３，１６を分
離して全反射ミラー２２，２５によつて垂直上方
向に全反射し、緑色光１４，１７を透過する。そ
して、緑色光１４，１７は全反射ミラー２３，２
６によつて垂直上方向に全反射する。

全反射されたＲ，Ｇ，Ｂ色光１２〜１７は全反
射ミラー２１〜２６の反射面に対向させて90度傾
斜させて配設した全反射ミラー２７〜３２（第５
図）にて全反射されて、それぞれの光軸に直交さ
せて設けた同一構造の６枚の液晶表示板６２〜６
７からなる一対の液晶表示手段６０，６１に入射
する。

これらの液晶表示板６２〜６７に、投射すべき
同一映像のＲ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号をＲ，
Ｇ，Ｂ別に対応させて供給しておき、直線偏光さ
れたＲ，Ｇ，Ｂ色光１２〜１７が入射されると、
ビデオ信号に対応した電圧に応じて旋光あるいは
不旋光化されて透過する。

液晶表示手段６０，６１をそれぞれ透過した映
像情報を有するＲ，Ｇ，Ｂ光１２ａ〜１４ａ，１
５ａ〜１７ａは、それぞれの光軸上に配設された
赤ダイクロイツクミラー４４，５４および青ダイ
クロイツクミラー４３，５３によつて混合されな
がら合成用偏光ビームスプリツタ６に入射し、偏
光面が互いに直交する加色混合光１０ａおよび１
１ａを合成すると共に、映像光（不旋回光）と非
映像光（旋回光）に分離する。分離されたカラー
映像光２０は投射光学手段７によつてスクリーン
上に投射されてカラー映像を再生し、旋回光であ
る非映像光２０Ｔは捨てられる。

上述の実施例においては、液晶表示手段に透過
形の液晶表示板を用いた場合について説明した
が、透過形液晶表示板に代えて、液晶表示板の背
面に反射体を設けた反射形液晶表示板を用いた反
射形液晶カラー投射方式によつても本装置と同様
に作用する装置を構成することができる。

以下、反射形液晶カラー投射装置の実施例につ
いて第７図を参照して説明する。同図において、
第４図および第５図と同一または相当部分には同
一符号を付してその説明を省略する。

図から明らかなように、この方式は第１および
第２のＲ，Ｇ，Ｂ色分光手段４および５において
Ｒ，Ｇ，Ｂ光を分光するまでは前述の透過方式と
同様である。

色分光手段４，５で分離されたＲ，Ｇ，Ｂ光１
２〜１４，１５〜１７は、背面にミラー等の反射
体３３〜３８を配設した同一構造の６枚の液晶表
示板６２〜６７に入射する。

これらの液晶表示板６２〜６７に、前述の透過
形と同様に投射すべき同一映像のＲ，Ｇ，Ｂ別入
力ビデオ信号を供給しておき、直線偏光された
Ｒ，Ｇ，Ｂ色光１２〜１７が入射されると、ビデ
オ信号に対応した電圧に応じて旋光あるいは不旋
光化されて、反射体３３〜３８で反射される。そ
れらの反射光１２ａ〜１７ａはそれぞれ往路と同
一経路を経て、赤ダイクロイツクミラー４２，５
２および青ダイクロイツクミラー４１，５１で混
合されながら偏光ビームスプリツタ３に到達し、
反射光１０ａ，１１ａのうち、90度回転されてい
る光、即ち映像光２０のみが投射光学手段７でス
クリーン上に投射されてカラー映像が再生され、
90度回転を受ていない非映像光はランプ１に戻る
こととなる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の６チャンネル方式液晶カ
ラー投射装置で行われている液晶表示板の駆動方
式は、一対の液晶表示手段を構成する６枚の液晶
表示板全てに同一映像のＲ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ
信号を同一タイミングで供給しているので輝度は
２倍となるが、３枚の液晶表示板を用いて構成さ
れた１映像の画素数は７〜９万画素を有する液晶
表示板の３倍の27万画素止まりであり、その解像
度は300本程度とCRTを用いた直視デイスプレイ
の700〜800本に比して半分以下と低く、大型スク
リーンに投射した場合、画素の粗さが目立ち実用
的でないという欠点があつた。

［発明を解決するための手段］ このような課題を解決するためにこの発明は、
Ｒ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号を液晶表示板３枚を
一組とする一対の液晶表示手段にそれぞれ供給し
ておき、それらの液晶表示板にＲ，Ｇ，Ｂ光を入
射させて得られたＲ，Ｇ，Ｂ別映像光を加色混合
して投射する液晶カラー投射装置において、前記
一対の液晶表示手段をそれぞれの液晶表示手段の
投射画素位置が互いの投射画素間に位置するよう
に相対的にずらして配置すると共に、前記Ｒ，
Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号からＲ，Ｇ，Ｂ別に前記
一対の液晶表示手段の投射画素位置に対応する液
晶駆動用ビデオ信号を発生させて前記一対の液晶
表示手段に供給して駆動させる液晶表示板駆動手
段とを備えたものである。

［作用］ 光源から放射されて収束された自然光が偏光ビ
ーム分光手段において反射光と透過光に分光され
る。これらの反射光および透過光は一対のＲ，
Ｇ，Ｂ色分光手段に入射されてＲ，Ｇ，Ｂ光がそ
れぞれ分離されて、投射画素位置が互いの投射画
素間に位置するように相対的にずらして配置され
た一対の液晶表示手段に入射される。液晶表示板
３枚を一組とする一対の液晶表示手段には、Ｒ，
Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂ別に１フレ
ームを構成する奇数ラスタと偶数ラスタに分離し
てこの奇数、偶数ラスタを用いてこれら液晶表示
手段の投射画素位置に対応するＲ，Ｇ，Ｂ別液晶
表示板駆動用ビデオ信号がそれぞれ供給され、当
該位置の液晶の光学特性が制御される。そしてこ
れらの液晶表示手段によつて映像情報を付与され
たＲ，Ｇ，Ｂ光は、反射および透過直線偏光光毎
に加色混合されながら合成用偏光ビームスプリツ
タに到達し、一対の液晶表示手段からの映像光の
みが投射光学手段を介してスクリーン上に拡大投
射され、両液晶表示手段の投射画素位置が互いの
投射画素間に位置するカラー映像が得られる。

［実施例］ 以下、本発明の詳細につき第１図〜第３図を参
照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す装置の模式
図であり、透過形液晶カラー投射装置の投射経路
部分を示している。

第１図において、第４図および第５図と同一ま
たは同等部分については、同一参照番号を付して
その説明を省略する。

図において、第５図と異なる部分は、第１また
は第２の液晶表示手段６０，６１の一方の配置を
変更したところにある。即ち、例えば第１の液晶
表示手段６０を構成する全反射ミラー２７〜２９
と液晶表示板６２〜６４の配置を、投射映像光２
０がスクリーン８上で第２の液晶表示手段６１の
投射画素位置８４に対して、水平および垂直方向
に半画素分ずれた位置８５に投射されるように配
置している。このように第１および第２の液晶表
示手段６０ａ，６１を構成することにより、スク
リーン８上における投射映像の画素数は第１の液
晶表示手段６０ａと第２の液晶表示手段６１の画
素を加えた数となり、この種従来装置の２倍の解
像度を得ることができる。

第１図のごとく構成した液晶カラー投射装置の
第１および第２の液晶表示手段６０ａおよび６１
の駆動回路の一実施例につき、第２図を参照して
説明する。

第２図は第１および第２の液晶表示手段６０ａ
および６１の駆動回路を示すブロツク図であり、
説明を簡単にするために第１および第２の液晶表
示手段６０ａおよび６１における、赤色光用液晶
表示板６２および６５の駆動回路についてのみそ
の構成を示している。従つて、本発明になる液晶
カラー投射装置においては、第２図に示す駆動回
路をＲ，Ｇ，Ｂ別に３組備えているものと理解さ
れたい。

図において、６２および６５は第１および第２
の液晶表示手段６０ａ，６１における赤色光用液
晶表示板であつて、これらの液晶表示板６２およ
び６５に入射する直線偏光光の光学系は、第１図
に示したものが用いられる。

さて、７１は例えばテレビジヨン信号等のイン
タレースＲ，Ｇ，Ｂアナログビデオ信号の内のＲ
ビデオ信号であり、奇数フイールドと偶数フイー
ルドで交互に送像されてくるビデオ信号７１の
内、奇数フイールドについては制御回路７５によ
つて生成される後述のフイールドメモリ７３への
書き込みタイミングに同期して、Ａ／Ｄ変換器７
２で所定の階調にＡ／Ｄ変換され、液晶表示板６
２および６５の画素数と同数の記憶容量を有する
奇数フイールド用メモリ７３に出力されて記憶さ
れる。一方、偶数フイールドについては制御回路
７５によつて生成される後述のフイールドメモリ
７４への書き込みタイミングに同期して、Ａ／Ｄ
変換器７２で1/2画素分タイミングを遅らせて所
定の階調にＡ／Ｄ変換され、液晶表示板６２およ
び６５の画素数と同数の記憶容量を有する偶数フ
イールド用メモリ７４に出力されて記憶される。
奇数フイールド用メモリ７３および偶数フイール
ド用メモリ７４に記憶されたデジタルビデオは、
液晶表示板６２および６５の駆動速度に合わせた
制御回路７５の読みだしタイミングにおいて同時
に読み出され、Ｄ／Ａ変換器７６および７７にて
アナログビデオにＤ／Ａ変換され、直並列変換回
路７８および７９に出力される。直並列変換回路
７８，７９にて並列に変換されたアナログビデオ
はビデオ・ドライバ回路８０および８１に出力さ
れ、走査回路８２および８３にて液晶表示板６２
および６５の走査電極を線順次で選択すると共
に、ビデオ・ドライバ回路８０，８１の信号電極
にアナログビデオ信号に応じた液晶駆動パルスを
印加することによつて、所定位置の液晶セルを動
作させて画像が形成される。

このようにして、一対の液晶表示手段６０ａ，
６１の各Ｒ，Ｇ，Ｂ液晶表示板６２，６３，６
４，６５，６６および６７に形成されたＲ，Ｇ，
Ｂ別の映像によつて、映像情報を付与されたＲ，
Ｇ，Ｂ別の直線偏光光１２ａ〜１７ａ（第１図）
は、ダイクロイツクミラー４３，４４，５３およ
び５４で奇数フイールド、偶数フイールド毎に加
色混合され、更に偏光ビームスプリツタ６で合成
されて投射光学系７を介してスクリーン８上に投
射される。

以上の実施例は入力ビデオ信号７がインタレー
ス信号の場合について述べたが、本発明はこれに
限らずノーインタレース信号についても、一部回
路の改変により同様に対応することができる。

即ち、奇数および偶数フイールドメモリ７３お
よび７４への入力ビデオ信号７の記憶を、奇数ラ
スタ信号は奇数フイールド用メモリ７３に、偶数
ラスタ信号は偶数フイールド用メモリ７４に記憶
させるべく、制御回路７５によつてラスタ信号に
応じてメモリ７３または７４への書き込みを制御
することにより達成される。

以上説明した液晶表示手段６０ａおよび６１の
駆動回路は、入力ビデオ信号がインタレースの場
合フイールドメモリ７３および７４に奇数フイー
ルドと偶数フイールドをそれぞれ記憶させた後、
同時に読み出して液晶表示板６２，６５に供給し
ているため表示板への送像数は毎秒1/30枚とな
り、標準テレビジヨン信号の投射には充分な対応
ができない。

第３図は標準テレビジヨン信号に対応し得る、
駆動回路の一実施例を示すブロツク図である。第
３図に示すごとく、インタレースあるいはノーイ
ンタレースのＲ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号をＡ／
Ｄ変換器７２でＡ／Ｄ変換した後、切換器８６に
て奇数ラスタと偶数ラスタとで切換えて奇数ラス
タメモリ７３および偶数ラスタメモリ７４にそれ
ぞれ記憶させる。両メモリは切換器８７にて交互
に切換えられてそれぞれの記憶ビデオ信号が交互
に読み出されてＤ／Ａ変換器７６を介して液晶表
示板６５に出力すると共に、両メモリの記憶ビデ
オ信号は同時に読み出されて演算器８８に出力さ
れ、奇数ラスタと偶数ラスタの垂直方向画素間を
補間する補間信号を発生し、Ｄ／Ａ変換器７７を
介して液晶表示板６２に出力する。このように構
成すれば液晶表示板６２および６５への送像数は
毎秒1/30枚程度を維持することができ、標準テレ
ビジヨン信号に対応することができる。

なお、偶数フイールド用メモリ７４に書き込ま
れる偶数ラスタ信号については、1/2画素分タイ
ミングを遅らせてＡ／Ｄ変換することは、上記実
施例と同様である。

一般に、液晶表示板６２〜６７の構成にはマト
リクス配列と△配列があり、また駆動方式には単
純マトリクスアドレス方式とアクテイブマトリク
スアドレス方式があるが、本発明はいずれの配列
および駆動方式をも用いることができる。

また、上述の実施例においては、第１、第２の
液晶表示手段６０ａ，６１によるスクリーン８上
の投射画素位置が千鳥状になるように配置した場
合を示したが、第１の液晶表示手段６０ａの投射
画素位置を第２の液晶表示手段６１の投射画素位
置８４に対して垂直方向に半画素分ずれた位置に
投射されるように配置してもよい。投射光学系を
このように構成した場合には、偶数フイールド用
メモリ７４への書き込みタイミングを、1/2画素
分遅らせて書き込む必要はなくなる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、Ｒ，Ｇ，Ｂ別
の入力ビデオ信号を、１フレームを奇数フイール
ドと偶数フイールドまたは奇数ラスタと偶数ラス
タに分けて、液晶表示板３枚を一組とする一対の
液晶表示手段の一方にいずれかのＲ，Ｇ，Ｂ別ビ
デオ信号をＲ，Ｇ，Ｂ別の液晶表示板にそれぞれ
供給すると共に、他方の液晶表示手段のＲ，Ｇ，
Ｂ別液晶表示板に他方のＲ，Ｇ，Ｂ別ビデオ信号
を供給して得た２種類のカラー映像光を、水平ま
たは垂直方向あるいは水平・垂直両方向に半画素
分ずらして投射してカラー映像を合成するように
したので、従来装置に比べてスクリーン上で液晶
パネルの有する画素数の２倍の画素数に相当する
映像を得ることができ、CRTを用いた直視デイ
スプレイにより近い解像度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す模式図、第
２図は第１図における液晶表示手段の駆動回路を
示すブロツク図、第３図は第１図における液晶表
示手段の駆動回路の他の実施例を示すブロツク
図、第４図〜第６図は従来の透過形液晶カラー投
射装置の実施例を示すもので、第４図は第６図に
おける−線矢視図、第５図は平面図、第６図
は側面図、第７図は従来の反射形液晶カラー投射
装置の模式図である。 ６０ａ……第１液晶表示手段、６１……第２液
晶表示手段、６２，６５……液晶表示板、７２，
７６，７７……Ａ／Ｄ変換器、７３……奇数フイ
ールド（ラスタ）用メモリ、７４……偶数フイー
ルド（ラスタ）用メモリ、７５……制御回路、７
８，７９……直並列変換回路、８０，８１……ビ
デオ・ドライバ回路、８２，８３……走査回路、
８６，８７……切換器、８８……演算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｒ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号を液晶表示板３
   枚を一組とする一対の液晶表示手段にそれぞれ供
   給しておき、それらの液晶表示板にＲ，Ｇ，Ｂ光
   を入射させて得られたＲ，Ｇ，Ｂ別映像光を加色
   混合して投射する液晶カラー投射装置において、 前記一対の液晶表示手段をそれぞれの液晶表示
   手段の投射画素位置が互いの投射画素間に位置す
   るように相対的にずらして配置すると共に、 前記Ｒ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号からＲ，Ｇ，
   Ｂ別に前記一対の液晶表示手段の投射画素位置に
   対応する液晶板駆動用ビデオ信号を発生させて前
   記一対の液晶表示手段に供給して駆動させる液晶
   表示板駆動手段とを備えてなることを特徴とする
   液晶カラー投射装置。 ２ 前記液晶表示板駆動手段は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ
   別入力ビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂ別に１フレームを
   構成する奇数ラスタと偶数ラスタに分離してそれ
   ぞれ記憶させ、この記憶ビデオ信号を同時に読み
   出して前記一対の液晶表示手段にそれぞれ供給し
   て駆動させることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の液晶カラー投射装置。 ３ 前記液晶表示板駆動手段は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ
   別入力ビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂ別に１フレームを
   構成する奇数ラスタと偶数ラスタに分離してその
   一方を記憶させると共に、他方を前記一対の液晶
   表示手段の投射画素位置を水平方向に相対的にず
   らしたタイミング分遅らせて記憶させ、これらの
   記憶ビデオ信号を同時に読み出して前記一対の液
   晶表示手段にそれぞれ供給して駆動させることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の液晶カラー投射装置。 ４ 前記液晶表示板駆動手段は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ
   別入力ビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂ別に１フレームを
   構成する奇数ラスタと偶数ラスタに分離してそれ
   ぞれ記憶させ、この記憶ビデオ信号を交互に読み
   出して前記一対の液晶表示手段の一方に供給する
   と共に、前記記憶ビデオ信号を同時に読み出して
   前記交互に読み出したビデオ信号間を補間するビ
   デオ信号を発生させて前記他方の液晶表示手段に
   供給して駆動させることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の液晶カラー投射装置。