JPH0521235U - 単板式液晶プロジエクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単板式ながら、明るさと解像度に優れたカラ
ー映像を投写する。 【構成】 単板の液晶パネル２２に、カラー映像を投写
するためのカラー画素と白黒映像を投写するための白黒
画素を隣接させて配列し、カラー画素の光軸上の所定位
置に固着した色フィルタ２３により、カラー画素を透過
したカラー映像を投写点において隣接する白黒映像にぼ
かし状態で結像させ、色フィルタ２３が不要な白黒画素
によって明るさを確保するとともに、カラー画素と色フ
ィルタ２３を透過したカラー映像を白黒映像に重ねて着
色することにより、従来比で２倍の明るさと２倍の解像
度を得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、単板の液晶パネルを用いながら、明るさと解像度に優れた単板式 液晶プロジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図７に示す単板式液晶プロジェクタ１は、単板の液晶パネル２を用いてカラー 映像を投写する投写型のディスプレイである。光源ランプ３から放たれた光は、 リフレクタ４にて反射されたものを含め、集光レンズ５にて集光されて液晶パネ ル２を透過する。液晶パネル２は、２枚の偏光板６，７の内側に一対のガラス基 板８，９を液晶層１０を介在させて対向配置したものであり、ガラス基板８，９ の対向面に形成した共通電極８ａと画素電極９ａにより、機能上は液晶層１０は 複数の液晶セルに区画される。これらの液晶セルは、それぞれが光シャッタとし て機能し、各液晶セルを透過した光が画素電極９ａとガラス基板９の間に埋設し た色フィルタ１１に導かれる。色フィルタ１１は、図８に示したように、透過色 がＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色のフィルタを、モザイク状に配列して形成し てある。従って、水平方向に並ぶ各画素電極９ａに順次映像信号に応じた電圧を 印加することで１ラインのカラー映像を得ることができ、この水平走査を垂直方 向に順次移動させていくことにより、１枚のカラー映像が再生される。すなわち 、線順次走査による時分割駆動をもって、液晶パネル２は駆動される。液晶パネ ル２にて再生されたカラー映像は、投写レンズ１２により前方のスクリーン１３ に向けて投写される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の単板式液晶プロジェクタ１は、ＲＧＢ３色のフィルタをモザイク状 に配列した色フィルタ１１を用いており、このため光源ランプ３からの光は色フ ィルタ１１を透過するときに１／３の光量に絞られることになる。従って、液晶 パネル２に入射した全光量のうち２／３は遮断されてしまい、残る１／３しか前 方に投写されず、このためスクリーン１３に投写された映像が暗いといった課題 を抱えていた。また、ＲＧＢ３色のフィルタと対応する画素を１組みにして１カ ラートリオを形成する構成であるため、全画素数のうちカラー映像の形成に有効 な実数すなわち有効画素数は、全体の１／３しかなく、このため投写映像の明る さと同様、解像度の面でも劣るといった課題を抱えていた。 また、このような課題を解決するため、例えば特開平１−２５９３９６号公報 に示されるように、ＲＧＢ３色の要素に無色透明又は白色要素を加えて色フィル タを構成することも考えられるが、この構成では液晶層側に色フィルタを設ける ため、色フィルタが入射光を吸収して発熱するといった問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記課題を解決したものであり、カラー映像を投写するためのカ ラー画素と白黒映像を投写するための白黒画素を隣接させて配列した単板の液晶 パネルと、この液晶パネルの前記カラー画素を透過したカラー映像が、投写点に おいて隣接する白黒映像にぼかし状態で結像するよう、前記カラー画素の光軸上 の所定位置に固着した色フィルタとを具備することを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】

この考案は、単板の液晶パネルに、カラー映像を投写するためのカラー画素と 白黒映像を投写するための白黒画素を隣接させて配列し、カラー画素の光軸上の 所定位置に固着した色フィルタにより、カラー画素を透過したカラー映像を投写 点において隣接する白黒映像にぼかし状態で結像させ、色フィルタが不要な白黒 画素によって明るさを確保するとともに、カラー画素と色フィルタを透過したカ ラー映像を白黒映像に重ねて効果的に着色する。

【０００６】

【実施例】

以下、この考案の実施例について、図１ないし図６を参照して説明する。図１ は、この考案の単板式液晶プロジェクタの一実施例を示す概略構成図、図２は、 図１に示した液晶パネルの断面図、図３は、図１に示した液晶パネルの色フィル タの配列例を示す部分正面図である。

【０００７】 図１に示す単板式液晶プロジェクタ２１は、カラー画素と白黒画素を隣接させ て配列した単板の液晶パネル２２を用い、またカラー画素を透過した光を濾波す る色フィルタ２３を、カラー映像が投写点において隣接する白黒映像にぼかし状 態で結像するよう、ガラス基板９の外側に固着した構成をとる。投写レンズ１２ の焦点は、図２に示したように、液晶層１０の端面に合わせてあるため、液晶層 １０の端面からガラス基板９の端面までの距離ｄだけ、色フィルタ２３と投写レ ンズ１２の間の距離Ｄは焦点距離ｆからずれることになる。そして、このずれの 距離ｄに応じて色フィルタ２３を透過した光はスクリーン１３上にぼかし状態で 結像することになる。実施例に示した液晶パネル２２は、２行３列の計６個の液 晶セルを一組とし、６個の画素に対しＲＧＢ３色のフィルタを千鳥格子状に配列 した図３に示す色フィルタ２３を用いている。このため、３画素の白黒画素と３ 画素のカラー画素及び対応する色フィルタ２３が組合わさって１カラートリオが 形成される。

【０００８】 カラー画素については、色フィルタ２３により光量が絞られるため、３画素を 白黒１画素分の光が透過する。このため、１カラートリオを構成する６画素を透 過する光量は白黒４画素分に相当し、従って光源ランプ３からの光は色フィルタ 部２３において２／３に絞られることになる。しかし、ＲＧＢ３色のフィルタを 全面に配列した色フィルタ１１を用いる従来の液晶パネル２が、色フィルタ１１ において光量が１／３に低下するのに比べ、少なくとも２倍の光量を確保するこ とができる。また、３画素でもって１カラートリオを構成していた従来の液晶パ ネル２が、総画素数のうちの１／３しか有効画素をもたないのに対し、液晶パネ ル２２は６画素でもって１カラートリオを形成しながらも、色フィルタ２３は６ 画素中の３画素を透過した光にだけ作用するため、使用する液晶パネル２２の全 画素数のうち２／３は有効画素であり、従って従来比で２倍の有効画素を確保す ることができる。

【０００９】 また、色フィルタ２３は、透過色を除いては光の透過を遮断するため、どうし ても熱を帯びやすく、発熱対策がきわめて重要であるが、実施例に示した単板式 液晶プロジェクタ２１は、色フィルタ２３がガラス基板９の外側に固着してあり 、その外側の偏光板７との間に空気の層を介在させることができるため、色フィ ルタ２３からの放熱効果は高く、このためガラス基板９と画素電極９ａの間に埋 め込まれた従来の色フィルタ１１と異なり、空冷ファン等の強制冷却手段を控え 目に設計することができる。

【００１０】 このように、単板式液晶プロジェクタ２１によれば、単板の液晶パネル２２に 、カラー映像を投写するためのカラー画素と白黒映像を投写するための白黒画素 を隣接させて配列し、カラー画素の光軸上の所定位置に固着した色フィルタ２３ により、カラー画素を透過したカラー映像を投写点において隣接する白黒映像に ぼかし状態で結像させ、色フィルタ２３が不要な白黒画素によって明るさを確保 するとともに、カラー画素と色フィルタ２３を透過したカラー映像を白黒映像に 重ねて効果的に着色することができる。

【００１１】 なお、上記実施例では、６個の画素に対しＲＧＢ３色のフィルタが、千鳥格子 状に配列した色フィルタ２３を例にとったが、図４に示した液晶パネル３２のご とく、２行３列の計６個の画素に対し、ＲＧＢ３色のフィルタを１行分のカラー 画素に対し横並びに配列し、残りの１行は白黒映像をそのまま透過させる色フィ ルタ３３を用いることもできる。

【００１２】 また、色フィルタ２３，３３等をガラス基板９に固着せず、例えば図５に示し た液晶パネル４２のごとく、偏光板７の外側に固着するようにしてもよい。また 、図６に示した液晶パネル５２のごとく、光源ランプ３側のガラス基板８の外側 に色フィルタ２３，３３等を固着するようにしてもよい。

【００１３】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案は、単板の液晶パネルに、カラー映像を投写す るためのカラー画素と白黒映像を投写するための白黒画素を隣接させて配列し、 カラー画素の光軸上の所定位置に固着した色フィルタにより、カラー画素を透過 したカラー映像を投写点において隣接する白黒映像にぼかし状態で結像させ、色 フィルタが不要な白黒画素によって明るさを確保するとともに、カラー画素と色 フィルタを透過したカラー映像を白黒映像に重ねて着色する構成としたから、単 板の液晶パネルに例えば白黒画素の３画素とＲＧＢのカラー画素３画素を分散配 列した場合、６画素を透過する光の量は白黒４画素分に相当し、このため光量は ２／３に絞られることになるが、液晶パネルのすべての画素にＲＧＢの色フィル タを割り当てる従来の単板式液晶プロジェクタように、色フィルタ部分で光量が １／３に低下するといったことはなく、これにより従来の２倍の光量を確保する ことができ、また同様の理由から使用する液晶パネルの画素数のうち２／３につ いては、有効画素として利用できるため、３画素でもって構成したカラートリオ で液晶パネルを埋め尽くしていた従来の単板式液晶プロジェクタのごとく、総画 素数のうちの１／３しか有効画素が得られないといったことはなく、単純計算に よっても従来比で２倍の明るさと２倍の解像度を得ることができ、さらにまた色 フィルタは、透過色を除いては光の透過を遮断するため、どうしても熱を帯びや すい環境下にはあるが、例えばガラス基板の外側などのように空気層に触れる位 置に固着できるため、色フィルタからの放熱効果は高く、従ってガラス基板と電 極の間に色フィルタを埋め込んだ従来の液晶パネルと異なり、空冷ファン等の強 制冷却手段を控え目に設計することができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の単板式液晶プロジェクタの一実施例
を示す概略構成図である。

【図２】図１に示した液晶パネルの断面図である。

【図３】図１に示した液晶パネルの色フィルタの配列例
を示す部分正面図である。

【図４】図１に示した液晶パネルの色フィルタの他の配
列例を示す部分正面図である。

【図５】液晶パネルの変形例を示す断面図である。

【図６】液晶パネルの他の変形例を示す断面図である。

【図７】従来の単板式液晶プロジェクタの一例を示す概
略構成図である。

【図８】図７に示した液晶パネルの色フィルタの配列例
を示す部分正面図である。

【符号の説明】

３ 光源ランプ ５ 集光レンズ ６，７ 偏光板 ８，９ ガラス基板 ８ａ 共通電極 ９ａ 画素電極 １０ 液晶層 １２ 投写レンズ １３ スクリーン ２１ 単板式液晶プロジェクタ ２２，３２，４２，５２ 液晶パネル ２３，３３ 色フィルタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー映像を投写するためのカラー画素
   と白黒映像を投写するための白黒画素を隣接させて配列
   した単板の液晶パネルと、この液晶パネルの前記カラー
   画素を透過したカラー映像が、投写点において隣接する
   白黒映像にぼかし状態で結像するよう、前記カラー画素
   の光軸上の所定位置に固着した色フィルタとを具備する
   ことを特徴とする単板式液晶プロジェクタ。