JPH0627412A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パーソナルコンピュータやワードプロセッサ
等に用いられる大型画面を具えた液晶表示装置、特に複
数の液晶表示パネルが表示する画像をスクリーン上で一
つの画像に合成する表示装置に関し、画像を合成する際
に輝度むらや色むらを生じることのない画像合成装置を
具えた表示装置の提供を目的とする。 【構成】 各表示パネル２に対向せしめた複数の拡大光
学系７が凹レンズ71と凸レンズ72を組み合わせて構成さ
れ、かつ凹レンズ71と凸レンズ72がそれぞれ分散値の異
なる材料で形成されてなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパーソナルコンピュータ
やワードプロセッサ等に用いられる大型画面を具えた液
晶表示装置に係り、特に複数の液晶表示パネルが表示す
る画像をスクリーン上で一つの画像に合成する方式の表
示装置に関する。

【０００２】液晶表示装置はＣＲＴに比べ薄型軽量で消
費電力が小さく電池駆動も可能なことから主として携帯
型のパーソナル機器、例えばパーソナルコンピュータや
ワードプロセッサ等に表示装置として組み込まれる等広
い分野で利用されている。

【０００３】近年、アクティブマトリクス方式の液晶表
示装置の出現によりコントラスト比や応答性、色再現性
等が著しく向上し、さらに大型画面や高精細画面等の高
性能表示を必要とするＣＡＤシステム等の表示装置とし
て大きく期待されている。

【０００４】しかし、液晶表示装置は画面の大型化や高
精細化を実現しようとすると画面を構成する画素が幾何
級数的に増加し、画素の増加に反比例して液晶表示パネ
ルの製造歩留りが急激に低下するため製造コストの高騰
を招くという問題がある。

【０００５】そこで製造歩留りを低下させることなく画
面の大型化や高精細化が可能な液晶表示装置の実現が要
望されている。

【０００６】

【従来の技術】図４は通常の液晶表示装置を示す模式
図、図５は複合型液晶表示装置の構成例を示す模式図、
図６は従来の画像合成装置を示す模式図である。

【０００７】図４において液晶表示装置１は通常液晶表
示パネル２と液晶表示パネル２を駆動する駆動回路３と
周辺回路４を有し、２枚の基板21、22を対向せしめ間に
液晶を封入した液晶表示パネル２は破線で図示した表示
領域23が中央に形成される。

【０００８】かかる単一型の液晶表示装置では画面の高
精細化を実現しようとしても画面を構成する画素の微細
化に限界があり、画面の大型化は画素が幾何級数的に増
加し液晶表示パネルの製造歩留りが急激に低下するため
製造コストの高騰を招く。

【０００９】そこで図５に示す如く複数の単一型液晶表
示装置をマトリクス状に配列し各液晶表示パネル２に表
示された画像を、連続した一つの画像に合成することに
よって画面の大型化と高精細化を図る複合型液晶表示装
置の開発が推進されている。

【００１０】しかし、図４に示す如く単一型の液晶表示
装置１は表示領域23の周囲に画像を表示しない領域が介
在しているため、各液晶表示パネル２に表示された画像
を継ぎ目が目立たないよう繋ぎ合わせ連続した画像に合
成する手段が必要になる。

【００１１】図６において画像合成装置は各液晶表示パ
ネル２に対応させた結像光学系４と拡大光学系５とスク
リーン６からなり、屈折率分布レンズアレイ等の結像光
学系４によって結像された画像は拡大光学系５を経てス
クリーン６上に投影される。

【００１２】従来の液晶表示装置は一枚の凹レンズから
なる拡大光学系５によって拡大された画像がスクリーン
６に投影されており、それぞれの液晶表示パネル２の表
示画像は投影されたスクリーン６上において連続した一
つの画像に繋ぎ合わされる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図７は従来の液晶表示
装置における問題点を示す模式図である。図７(a) にお
いて一枚の凹レンズからなる拡大光学系５はスクリーン
６への入射角θが光24の透過経路毎に異なり、拡大光学
系５の中心部を透過した光24の入射角θは小さいが周辺
部に向かうほど入射角θが増大しその差は極めて大き
い。

【００１４】その結果、従来の液晶表示装置は各液晶表
示パネル２の中心部に表示される画像は充分な大きさの
輝度を有するが、各液晶表示パネル２の周辺部に向かう
ほど輝度が低下し画像の中心部の輝度と画像の繋ぎ目の
輝度に大きい差が生じる。

【００１５】また、従来の液晶表示装置は図７(b) に示
す如く拡大光学系の周辺部における光線の屈折率が色に
より大きく異なり、例えばスクリーン６の同一点に入射
しなければならない長波長の赤色光線25と短波長の青色
光線26が別の点に入射する。

【００１６】その結果、従来の液晶表示装置は各液晶表
示パネル２の中心部に表示される画像については色むら
が発生しないが、周辺部では赤色光線25と青色光線26の
入射位置がずれ色むらや色収差が生じて連続性が損なわ
れるという問題があった。

【００１７】本発明の目的は画像を合成する際に輝度む
らや色むらを生じることのない画像合成装置を具えた表
示装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明になる表示
装置の原理を示す模式図である。なお全図を通し同じ対
象物は同一記号で表している。

【００１９】上記課題はスクリーンと複数の表示パネル
との間に配設された結像光学系および拡大光学系からな
る画像合成装置を有し、各表示パネルが表示する画像を
拡大すると共にスクリーン上で一つの画像に合成する表
示装置において、各表示パネル２に対向せしめた複数の
拡大光学系７が凹レンズ71と凸レンズ72を組み合わせて
構成され、かつ凹レンズ71と凸レンズ72がそれぞれ分散
値の異なる材料で形成されてなる本発明の表示装置によ
って達成される。

【００２０】

【作用】図１において各表示パネルに対向せしめた複数
の拡大光学系を凹レンズと凸レンズを組み合わせて構成
し、かつ焦点距離の異なる凹レンズと凸レンズをそれぞ
れ分散値の異なる材料で形成することによって、スクリ
ーンへの入射角θの差が縮小されて画像の中心部と周辺
部との輝度の差を小さくすることが可能になる。また、
周辺部における赤色光線と青色光線の入射位置のずれが
補正されて色むらや色収差の発生が抑制される。即ち、
画像を合成する際に輝度むらや色むらを生じることのな
い画像合成装置を具えた表示装置を実現することができ
る。

【００２１】

【実施例】以下添付図により本発明の実施例について説
明する。なお図２は本発明になる表示装置の動作原理を
示す模式図、図３は本発明になる表示装置の一実施例を
示す模式図である。

【００２２】図１において本発明の表示装置は結像光学
系４と拡大光学系７とスクリーン６からなる画像合成装
置を具えており、屈折率分布レンズアレイ等の結像光学
系４によって結像された画像は拡大光学系７を経てスク
リーン６上に投影される。

【００２３】拡大光学系７は一枚の凹レンズからなる従
来の液晶表示装置とは異なり凹レンズ71と凸レンズ72が
組み合わされており、拡大光学系７によって拡大された
画像をほぼ垂直に近い方向からスクリーン６上に投影す
るように構成されている。

【００２４】即ち、図２(a) に示す如く結像光学系４に
よって結像された画像はｆ₁ なる焦点距離を有する凹レ
ンズ71で拡大され、ｆ₂ なる焦点距離を有する凸レンズ
72によってスクリーン６への光の入射方向がほぼ垂直に
近くなるよう補正される。

【００２５】通常レンズ等の光学系を透過させると白色
光は屈折するがその屈折率は光の波長に対応してばらつ
き色収差を生じる。かかる光学系に起因する色収差は光
路の曲率や光学系を形成する材料に特有の性質、即ち分
散値の高低に左右される。

【００２６】そこで色収差を抑制する必要のある光学系
を構成する場合は一般に曲率の大きい光学系は曲率の小
さい光学系に比べ、分散値の低い材料を用いて形成する
等光路の曲率の大小に合わせて適当な分散値を有する材
料を選択し形成されている。

【００２７】図２(a) に示す如くｆ₁ なる焦点距離の凹
レンズ71の方がｆ₂ なる焦点距離の凸レンズ72に比べ曲
率が大きくなる。そこで曲率の大きい凹レンズ71を曲率
の小さい凸レンズ72に比べ分散値の低い材料で形成する
ことで色収差が抑制される。

【００２８】図２(b) に示す如く凹レンズ71は中央部の
透過光に比べ周辺部の透過光の方がスクリーン６への入
射角が大きい。しかし、凸レンズ72の光路の曲率は中央
部に比べ周辺部の方が大きくいずれも垂直に近い方向か
らスクリーン６に入射する。

【００２９】その結果、スクリーン６に投影される画像
は画像合成装置の周辺部においても中央部に匹敵する充
分な輝度を有し、画像の中心部と周辺部との輝度の差が
無くなって継ぎ目の目立たない連続した一つの画像を合
成することが可能になる。

【００３０】また、図２(c) に示す如く凹レンズ71の周
辺部を透過した光は波長の異なる赤色光線と青色光線が
大きく分離するが、凸レンズ72の周辺部を透過する際に
赤色光線と青色光線の差が縮小されてスクリーン６上の
ほぼ同一点に投影される。

【００３１】その結果、画像合成装置の周辺部において
も赤色光線と青色光線がスクリーン６上のほぼ同一点に
投影されるため、従来の表示装置では回避できなかった
色むらや色収差により連続性が損なわれるという問題を
回避することが可能になる。

【００３２】本発明になる表示装置の実施例は図３に示
す如く複数の単一型液晶表示装置をマトリクス状に配列
すると共に、各液晶表示パネル２に表示された画像を連
続した一つの画像に合成することにより画面の大型化と
高精細化を図っている。

【００３３】即ち、各液晶表示パネル２に対応させた結
像光学系４と拡大光学系７とスクリーン６からなる画像
合成装置を具え、屈折率分布レンズアレイ等の結像光学
系４によって結像された画像を拡大光学系７を経てスク
リーン６上に投影している。

【００３４】拡大光学系７は薄型化と軽量化が可能で非
球面の形成が容易なことからプラスチック製のフレネル
レンズが使用され、凹レンズ71は分散値の低いアクリル
樹脂で形成され凸レンズ72は分散値の高いポリカーボネ
イト樹脂で形成されている。

【００３５】なお、本実施例では各液晶表示パネル２に
対応させる結像光学系４として屈折率分布レンズアレイ
を用いているが、屈折率分布レンズアレイの他に凸レン
ズや凸レンズアレイを用いても同等の効果が得られるこ
とはいうまでもない。

【００３６】このように各表示パネルに対向せしめた複
数の拡大光学系を凹レンズと凸レンズを組み合わせて構
成し、かつ焦点距離の異なる凹レンズと凸レンズをそれ
ぞれ分散値の異なる材料で形成することによって、スク
リーンへの入射角θの差が縮小されて画像の中心部と周
辺部との輝度の差を小さくすることが可能になる。

【００３７】また、周辺部における赤色光線と青色光線
の入射位置のずれが補正されて色むらや色収差の発生が
抑制される。即ち、画像を合成する際に輝度むらや色む
らを生じることのない画像合成装置を具えた表示装置を
実現することができる。

【００３８】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば画像を合成す
る際に輝度むらや色むらを生じることのない画像合成装
置を具えた表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる表示装置の原理を示す模式図で
ある。

【図２】 本発明になる表示装置の動作原理を示す模式
図である。

【図３】 本発明になる表示装置の一実施例を示す模式
図である。

【図４】 通常の液晶表示装置を示す模式図である。

【図５】 複合型液晶表示装置の構成例を示す模式図で
ある。

【図６】 従来の画像合成装置を示す模式図である。

【図７】 従来の液晶表示装置における問題点を示す模
式図である。

【符号の説明】

２ 液晶表示パネル ４ 結像光学系 ６ スクリーン ７ 拡大光学系 71 凹レンズ 72 凸レンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーンと複数の表示パネルとの間に
   配設された結像光学系および拡大光学系からなる画像合
   成装置を有し、各表示パネルが表示する画像を拡大する
   と共に該スクリーン上で一つの画像に合成する表示装置
   において、 各表示パネル(2) に対向せしめた複数の拡大光学系(7)
   が凹レンズ(71)と凸レンズ(72)を組み合わせて構成さ
   れ、かつ該凹レンズ(71)と該凸レンズ(72)がそれぞれ分
   散値の異なる材料で形成されてなることを特徴とする表
   示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された表示パネル(2) が
   液晶表示パネルであることを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された凹レンズ(71)と凸
   レンズ(72)がフレネルレンズであることを特徴とする表
   示装置。