JPH08160375A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

カラー液晶表示装置

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JPH08160375A
JPH08160375A JP6300808A JP30080894A JPH08160375A JP H08160375 A JPH08160375 A JP H08160375A JP 6300808 A JP6300808 A JP 6300808A JP 30080894 A JP30080894 A JP 30080894A JP H08160375 A JPH08160375 A JP H08160375A
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Naoyuki Ishikawa
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が小型コンパクトで、かつ高解像度のカ
ラー液晶表示装置を提供する。 【構成】 2枚の液晶表示素子7G、7RBを用いて、
1枚の液晶表示素子7RBには、異なる波長域をもつ2
色(R、B)の光束を相互に異なる方向より入射、透過
させると共に、もう1枚の液晶表示素子7Gには残りの
1色(G)の波長域の光束を入射、透過させて、これら
を合成してスクリーンに投写する。 【効果】 単板式のもの比べて高解像度であり、3枚の
液晶表示素子を使用する従来のカラー表示装置に比較し
て、画面の明るさは同等で、かつ小型コンパクトであ
る。また、1枚の液晶表示素子に赤色、緑色、青色の入
射角度を変えて投写するものに比べると、この赤色、緑
色、青色の入射角度を変えて投写する装置の課題であっ
た低F値、大口径のレンズの開発が不要である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2枚の液晶表示素子を
有するカラー液晶表示装置に関するもので、1枚の液晶
表示素子には、異なる波長域をもつ2色の光束を相互に
異なる方向より入射、透過させると共に、もう1枚の液
晶表示素子には残りの1色の波長域の光束を入射、透過
させて、これらを合成して投写する投写型のカラー液晶
表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より液晶表示素子を用いた投写型の
カラー液晶表示装置が知られている。この液晶表示素子
を用いたカラー液晶表示装置には、従来より三原色に応
じて液晶表示素子を3枚用いる3板式と1枚しか用いな
い単板式とがある。前者の液晶表示素子を3枚用いる3
板式では、赤・緑・青の3原色それぞれの色光を伝送す
る光学系とその色光を制御して画像を形成する表示素子
の対をそれぞれ独立に設け、各色の画像を光学的に重ね
合わせてフルカラー表示を行うものである。また、後者
の液晶表示素子を1枚用いる単枚式は、直視型の液晶テ
レビジョンと同様、モザイク状の三原色カラーフィルタ
ーパターンを備えた液晶表示素子をスライド投影機と同
様の光学系によって投影するものである。前者の3板式
のものは、後者の単板式のものに比べて同じ光源を用い
たとすると、約3倍明るい画像が得られるが、単板式よ
り部品点数が多くなるのでコスト及び装置のコンパクト
さの点では単板式に比べて一般的に不利である。また、
後者の単板式のものは光学系の構成が簡単で、使用する
液晶表示素子が1枚なので、小型の投写型システムに適
しているが、しかし、この単枚式のものは、液晶表示素
子に照射された光の約2/3はカラーフィルターによっ
て吸収または反射され、従って、液晶表示素子への入射
光の約1/3しか利用できず、前述の3枚式の液晶表示
装置と同じ光源を用いた場合と比較して、画面の明るさ
が約1/3に低下するという欠点があった。
【0003】そこで、上記3板式と単板式の欠点を解除
するものとして、特開平4−60538号公報に開示さ
れているような単板式のカラー液晶表示装置が提案され
ている。この単板式のカラー液晶表示装置は、互いに異
なる波長域をもつ複数の光束を相互に異なる方向より共
通の液晶表示素子へ入射する光照射系を設け、液晶表示
素子には相互に異なる角度で透過する各光束を光束毎に
光変調する液晶駆動手段を具設し、さらに液晶表示素子
の出射側には液晶表示素子を透過した各光束表示画面上
で合成されたカラー画像として生起せしめる光学系を配
置してなるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平4−60538号公報に開示されている単板式のカ
ラー液晶表示装置のように、1枚の液晶表示素子に赤・
緑・青の光をそれぞれ異なった角度で入射させるという
ことは、透過後も同様に異なった角度で出射することに
なるため、この拡散光をすべて取り込む投写レンズの大
型化、低F値化(F=レンズの有効径/焦点距離)が絶
対条件となるため、レンズの開発が非常に困難であっ
た。本発明は、上記各従来から提案されている方式の欠
点を解消することを目的としてなしたものであり、これ
らのもつ欠点を解消したカラー液晶表示装置を提案する
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るカラー液晶
表示装置は、2枚の液晶表示素子を有するカラー液晶表
示装置であって、1枚の液晶表示素子には、異なる波長
域をもつ2色の光束が相互に異なる方向より入射される
と共に、この相互に異なる角度で透過する2色の光束を
光束毎に光変調する液晶駆動手段が設けられ、もう1枚
の液晶表示素子には残りの1色の波長域の光束が入射さ
れると共に、この透過する光束を光変調する液晶駆動手
段が設けられ、かつ、これら液晶表示素子を透過した前
記各光束をスクリーン画面上に合成されたカラー画像と
する光学系が備えられたものである。また、上記カラー
液晶表示装置において、1枚の液晶表示素子には緑色の
光束を入射し、他方の液晶表示素子には赤色及び青色の
光束を入射することを特徴とするものであり、さらに、
上記カラー液晶表示装置において、1枚の液晶表示素子
には赤色の光束を入射し、他方の液晶表示素子には緑色
及び青色の光束を入射することを特徴とするものであ
る。
【0006】
【作用】1枚の液晶表示素子に、異なる波長域をもつ2
色の光束が相互に異なる方向より入射される。そして、
この相互に異なる角度で入射され、透過する2色の光束
は光束毎に光変調する液晶駆動手段により光変調され
る。また、もう1枚の液晶表示素子に、残りの1色の波
長域の光束が入射され、この入射され、透過する光束
は、このもう1枚の液晶表示素子に設けられた液晶駆動
手段により光変調される。そして、これら液晶表示素子
を透過した前記各光束は装置内に配設された光学系によ
りスクリーン画面上において合成され、カラー画像とな
る。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図を参照して説明
する。図1は本発明に係るカラー液晶表示装置の光学系
の概要構成を示す図である。この図1において、1はハ
ロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ
等からなる光源であり、該光源1の後方には、該光源1
の光を反射するリフレクター2が配設されている。3は
反射された光のうち可視光のみが透過する、光軸上に配
設されたUV(紫外線)、IR(赤外線)ミラー3であ
り、該ミラー3の後方には、光軸に対して45°に傾け
た状態で緑色(G)光を反射するG反射ダイクロイック
ミラー4Gが配設されている。なお、以下の説明におい
て、赤色・緑色・青色はそれぞれR・G・Bと表現して
説明する。5はG反射ダイクロイックミラー4Gで反射
されたG光の光軸上に配設された全反射ミラーであり、
該全反射ミラー5の後方の光軸上には、マイクロレンズ
アレイ6G及びG光用の液晶表示素子7Gが配設されて
いる。また、4Rおよび4Bは前記G反射ダイクロイッ
クミラー4Gを透過した光の光軸上に配設されたR光を
反射するR反射ダイクロイックミラーおよびB光を反射
するB反射ダイクロイックミラーであり、これらR反射
ダイクロイックミラー4RおよびB反射ダイクロイック
ミラー4Bは、図2に示すように、R反射ダイクロイッ
クミラー4Rの入射角が45°+θ、B反射ダイクロイ
ックミラー4Bの入射角が45°−θとなるように配設
されている。また、6RBはR反射ダイクロイックミラ
ー4RおよびB反射ダイクロイックミラー4Bでそれぞ
れ反射されたR光およびB光が入射されるR・B光用の
液晶表示素子7RBの前面に配設されたマイクロレンズ
アレイ、また7RBは前述したようにR光およびB光が
入射されるR・B光用の液晶表示素子であり、該液晶表
示素子7RBには、図2に示すように、R光が垂線に対
して2θ、またB光も異なる方向から2θの傾きで入射
されるようになっている。
【0008】8は前記G光用の液晶表示素子7Gを透過
したG光の光軸上に配設されたフィールドレンズ、9は
前記R・B光用の液晶表示素子7RBを透過したR光、
B光の光軸上に配設されたフィールドレンズ、10はそ
れぞれのフィールドレンズ8、9を透過したR・G・B
光を合成するダイクロイックミラー、11は該ダイクロ
イックミラー10を透過した合成光が入射される投写レ
ンズである。
【0009】図3は、本実施例における前記マイクロレ
ンズアレイ6RB及びRB光用の液晶表示素子7RBの
断面構造を模式的に示した図であり、この図3に示すよ
うに該液晶表示素子7RBは、2枚のガラス基板12、
13の間に液晶層14が封入され、該液晶層14をデュ
ーティ駆動するためのマトリックス電極構造の信号電極
15R、15Bと走査電極16とがガラス基板12、1
3の内面に配列された構造になっており、信号電極15
R、15B及び走査電極16はともに透明電極で形成さ
れている。これら信号電極15R、15Bには、それぞ
れR、B信号が入力され、また、信号電極15RにはR
反射ダイクロイックミラー4Rで反射されたR反射光が
マイクロレンズアレイ6RBを介して透過され、信号電
極15Bには同様にB反射ダイクロイックミラー4Bで
反射されたB反射光がマイクロレンズアレイ6RBを介
して透過されるようになっている。
【0010】次ぎに、上記カラー液晶表示装置における
動作について説明する。光源1から発生した光は、該光
源1の後方に配置したリフレクター2により反射されて
ミラー3を通り、該ミラー3により可視光のみが透過す
る。次ぎに45°に配置されたミラー3を透過した可視
光は、光軸に対して45度に配設したG反射ダイクロイ
ックミラー4GによりG光が反射され、このG光はさら
に全反射ミラー5により反射されてG光用の液晶表示素
子7Gに入射する。一方、G反射ダイクロイックミラー
4Gを透過した光はR反射ダイクロイックミラー4Rお
よびB反射ダイクロイックミラー4Bに入射する。R反
射ダイクロイックミラー4Rの入射角は45°+θ、ま
た、B反射ダイクロイックミラー4Bの入射角は45°
−θとなるように配設されているので、R・B光用の液
晶表示素子7RBには、R光は垂線に対して2θ、また
B光も同様に2θの傾きで入射する。 そして、G光用
の液晶表示素子7Gの透過光及びR・B光用の液晶表示
素子7RBの透過光は、それぞれフィールドレンズ8及
び9を透過し、R、G、B合成用のダイクロイックミラ
ー10を経て投写レンズ11に入射し、スクリーン画面
(図示せず)に拡大投写される。
【0011】上記動作の際、G光用の液晶表示素子7G
には略平行光が入射してフィールドレンズ8により収束
光となるが、R・B光用の液晶表示素子7RBには、R
光及びB光がそれぞれ2θ内側に傾いて入射するので、
これらの出射光の主光線R2、B2は2θ外側に広がって
行く方向で進む。また、マイクロレンズアレイ6RBに
よりR、Bの入射光束は信号電極15R、15Bに集光
するように屈折されるので、信号電極15R、15Bを
透過した光は図3のR1〜R3、B1〜B3のように拡散光
線となっている。そして、これらの光線はフィールドレ
ンズ9の凸パワーにより少し内側に屈折し、これらの光
を取り込むサイズ、F値を有した投写レンズ11に入射
する。なお、上記説明において1枚の液晶表示素子を緑
色、他方を赤色、青色としたが、この方式では雑視感度
の高い緑色の液晶表示素子が独立しているため、高解像
度の画面の提供が可能である。また。赤色を1枚の液晶
表示素子とし、他方を緑色、青色とすれば、光源に使用
するランプが、メタルハライドランプの時に不足がちな
赤色の光量不足を補うことができる。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、単板式のものに比較し
て高解像度のものが得られる上に、画面の明るさが3枚
の液晶表示素子を使用するカラー表示装置と同等で、か
つ、この3枚の液晶表示素子を使用するカラー表示装置
に比較して、小型コンパクトなカラー表示装置が得られ
る。また、1枚の液晶表示素子に赤色、緑色、青色の入
射角度を変えて投写することにより従来の欠点を解消し
たカラー表示装置に比べると、この赤色、緑色、青色の
入射角度を変えて投写する装置の課題であった低F値、
大口径のレンズが不要であるので、その実施化が容易で
あるという効果がある。また、1枚の液晶表示素子を緑
色、他方を赤色、青色とすることにより、高解像度の画
面の提供が可能である。さらに、赤色を1枚の液晶表示
素子とし、他方を緑色、青色とすれば、光源に使用する
ランプが、メタルハライドランプの時に不足がちな赤色
の光量不足を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るカラー液晶表示装置の光学系の概
要構成を示す図である。
【図2】図1に示した本発明に係るカラー液晶表示装置
の光学系の一部を取り出して示した図である。
【図3】本発明の実施例におけるマイクロレンズアレイ
及び液晶表示素子の断面構造を模式的に示した図であ
る。
【符号の説明】
1 光源 2 リフレクター 3 ミラー 4R R反射ダイクロイックミラー 4G G反射ダイクロイックミラー 4B B反射ダイクロイックミラー 5 全反射ミラー5 6G、6RB マイクロレンズアレイ 7G、7RB 液晶表示素子 8、9 フィールドレンズ 10 ダイクロイックミラー 11 投写レンズ 12、13 ガラス基板 14 液晶層 15R、15B 信号電極 16 走査電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の液晶表示素子を有するカラー液晶
    表示装置であって、1枚の液晶表示素子には、異なる波
    長域をもつ2色の光束が相互に異なる方向より入射され
    ると共に、この相互に異なる角度で透過する2色の光束
    を光束毎に光変調する液晶駆動手段が設けられ、 もう1枚の液晶表示素子には残りの1色の波長域の光束
    が入射されると共に、この透過する光束を光変調する液
    晶駆動手段が設けられ、 かつ、これら液晶表示素子を透過した前記各光束をスク
    リーン画面上に合成されたカラー画像とする光学系が備
    えられたことを特徴とするカラー液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 1枚の液晶表示素子には緑色の光束を入
    射し、他方の液晶表示素子には赤色及び青色の光束を入
    射する請求項1記載のカラー液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 1枚の液晶表示素子には赤色の光束を入
    射し、他方の液晶表示素子には緑色及び青色の光束を入
    射する請求項1記載のカラー液晶表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002019725A1 (fr) * 2000-09-01 2002-03-07 Thomson Licensing S.A. Dispositif d'affichage en couleurs a cristaux liquides
FR2813675A1 (fr) * 2000-09-01 2002-03-08 Thomson Multimedia Sa Dispositif d'affichage en couleurs a cristaux liquides

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