JPH0949997A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の液晶表示装置は、安価で小型な構成
で非点収差の影響を低減する液晶表示装置を得ることを
課題とするものである。 【解決手段】 光源１からの白色光はダイクロイックミ
ラー４、５により３原色光に分離される。分離された各
原色光は、液晶パネル８、１４、１６により映像信号に
応じて強度変調され、各原色光はダイクロイックミラー
９、１０により合成される。合成された光は、絞り板１
１ａが配置された投写レンズ１１により垂直方向のＭＴ
Ｆが改善され、スクリーンに拡大表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術利用分野】本発明は、例えば液晶プ
ロジェクタ等に用いられる液晶表示装置に係り、特にＲ
ＧＢ用の各液晶パネルの画素を投写画像上で一致させる
ようにした液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置として大画面の画像
表示ができる投写型液晶表示装置が知られている。この
投写型液晶表示装置では、光源から放射された光を液晶
パネル上に照射し、この液晶パネルに映像信号を対応す
る光学像を形成させることにより照射光の強度変調を行
って透過させ、その透過光を投写レンズに入射させて前
記光学像をスクリーンに拡大投写するように構成されて
いる。

【０００３】このような投写型液晶表示装置において、
フルカラー画像の表示を行う場合、光源からの光は、Ｕ
Ｖ／ＩＲカットフィルタを通過した後、色分離用ダイク
ロイックミラーにより各原色光に分離される。

【０００４】分離された各原色光は、それぞれＲＧＢの
各原色光に対応する３枚の液晶パネルに入射され、映像
信号に対応する光学像によって強度変調された後、色合
成用ダイクロイックミラーにより各原色光が合成され、
この合成光が投写レンズを介してスクリーン上に拡大表
示される。

【０００５】ところで、近年液晶表示装置の高精細化・
高輝度に伴い、投写レンズの口径（明るい）が大きなレ
ンズが採用されるようになってきた。この結果、光源か
らの光は、投写レンズの光路に挿入されているダイクロ
イックミラーの板厚の影響を受け、非点収差が大きくな
り、解像力が低下することが避けられなかった。

【０００６】つまり、この非点収差は、ダイクロイック
ミラーの厚さに比例して発生するため、その影響を少な
くするにはミラーの板厚を薄くする必要がある。しかし
ながら、ダイクロイックミラーの平面精度を確保するた
めには、最低でも板厚が１〜１．５ミリ程度が必要とさ
れ、必然的に非点収差が発生してしまう。

【０００７】従って、非点収差が発生すると、スクリー
ン上における縦縞と横縞のピントが合う位置が相違する
ため、縦縞と横縞の中間にピントを合わせなければなら
ない。この結果、画面にフレアーが発生したり、解像力
が低下することが避けられなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この対策とし
て、図２ａ、ｂに示すように光路に補償板２０を挿入し
て非点収差を除去する技術が提案されているが、補償板
を光路中に配置するために、色分離用ダイクロイックミ
ラーと液晶パネルとの間に大きなスペースが要求され、
投写レンズのバックフォーカスが長くなるという欠点が
ある。

【０００９】また、ダイクロイックミラーを透過するこ
とにより発生する非点収差を補正する技術が、特開平６
−１８８４０号公報にも記載されている。

【００１０】この技術は、図３に示す如く、ダイクロイ
ックミラーの少なくとも１枚を楔状に形成し、この楔状
のダイクロイックミラーにより非点収差を補正してい
る。

【００１１】しかしながら、楔状のダイクロイックミラ
ーは、プリズムと同様に複雑且つ多数の製作工程が必要
となり、製造コストが高くなるため安価な民生機器用に
適さないという欠点を有する。

【００１２】本発明の液晶表示装置は、上述の欠点に鑑
みなされたものであり、安価で小型な構成で非点収差の
影響を低減することができる液晶表示装置を得ることを
目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、白色光を放射
する光源と、前記光源の出力光を波長領域に応じて復数
の色成分に分離する色分離手段と、映像信号に応じた光
学像が形成され前記色分離手段からの色成分の出力光が
照射され、その照射光を強度変調し、透過させる複数の
液晶パネルと、前記各液晶パネルからの各色成分の透過
光を１つに合成する色合成手段と、前記色合成手段から
の出力光を受け、前記光学像をスクリーンに投写する投
写レンズを備えた液晶表示装置において、前記液晶パネ
ルから投写レンズを通過する光路内に光束の一部を遮蔽
する絞り手段を備えることを特徴とする液晶表示装置で
ある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施例について説明する。

【００１５】図１は、本発明液晶表示装置のブロック図
であり、特徴とする点は、投写レンズ１１に楕円形の絞
り板１１ａを備えている点である。

【００１６】尚、図１ａは本発明液晶表示装置の全体ブ
ロック図であり、また図１ｂは本発明液晶表示装置を構
成する投写レンズの拡大図である。

【００１７】図１において、光源１から放射され、リフ
レクタ２で一方向に収束された光束は、フィルタ３を通
過することにより熱線及び紫外線がカットされ、さら
に、Ｇ反射ダイクロイックミラー４とＲ反射ダイクロイ
ックミラー５とによってＲ、Ｇ、Ｂ３原色に分光され
る。

【００１８】リフレクタ２の光軸延長線上には、順にフ
ィルタ３、Ｇ反射ダイクロイックミラー４、Ｒ反射ダイ
クロイックミラー５、Ｂ用コンデンサレンズ１５、Ｂ用
液晶パネル１６及び全反射ミラー１７が配置されてい
る。

【００１９】上記フィルタ３は、光源１から放射された
光のうち熱線（赤外線及び遠赤外線）と紫外線とをカッ
トし、いわゆる可視光線を透過させるように構成されて
いる。

【００２０】Ｇ反射ダイクロイックミラー４は、リフレ
クタ２の光軸延長線上に対して例えば４５°傾斜させて
配置され、この可視光のうちＧ成分（緑成分）のみをリ
フレクタ２の光軸延長線上に対して直角の方向に反射
し、他のＲ成分（赤成分）及びＢ成分（青成分）は透過
させるように構成されている。

【００２１】Ｇ反射ダイクロイックミラー４で反射され
る反射光の光軸上には、反射ミラー６が該光軸に対して
例えば４５°傾斜して配置され、このＧ反射ダイクロイ
ックミラー４で反射されるＧ成分が、Ｇ反射ダイクロイ
ックミラー４を透過したＲ成分（赤成分）及びＢ成分
（青成分）と並行に進むようにしている。

【００２２】この反射ミラー６の反射光軸上には、Ｇ用
コンデンサレンズ７、Ｇ用液晶パネル８、Ｒ反射ダイク
ロイックミラー９、ＲＧ反射ダイクロイックミラー１
０、投写レンズ１１、及びスクリーン１２が配置されて
いる。

【００２３】Ｒ反射ダイクロイックミラー５は、リフレ
クタ２の光軸延長線に対して例えば４５°傾斜させて配
置され、Ｇ反射ダイクロイックミラー４を透過してきた
光のうちＲ成分のみをリフレクタ２の光軸延長線上に対
して直角の方向に反射し、Ｂ成分は透過させるように構
成されている。

【００２４】Ｒ反射ダイクロイックミラー５の反射光軸
上には、Ｒ用コンデンサレンズ１３、Ｒ用液晶パネル１
４が配置され、Ｒ反射ダイクロイックミラー５の反射光
と反射ミラー６の反射光軸との交点に上記Ｒ反射ダイク
ロイックミラー９を透過するＧ成分の光学像とこれによ
り反射されるＲ成分の光学像とが合成されて、ＲＧ反射
ダイクロイックミラー１０、投写レンズ１１及びスクリ
ーン１２に向かうように構成されている。

【００２５】全反射ミラー１７は、リフレクタ２の光軸
延長線に対して例えば４５°傾斜させて配置され、Ｇ反
射ダイクロイックミラー４及びＲ反射ダイクロイックミ
ラー５を透過し、その後Ｂ用コンデンサレンズ１５、及
びＢ用液晶パネル１６を透過し、Ｂ用液晶パネル１６で
形成されたＢ成分の光学像をリフレクタ２の光軸延長線
に対して、直角の方向にＲＧ反射ダイクロイックミラー
１０に向けて反射するように構成されている。

【００２６】ここで、投写レンズ１１は口径比がＦ２．
８のレンズを使用し、その内部には短辺が水平方向に配
置された楕円形の絞り板１１ａが挿入されている。この
ため、実質的な口径比はＦ３．５となり、その際の楕円
形の短辺はＦ４に相当する。従って、この場合垂直方向
のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を高めるように作用する。

【００２７】以下、図４を用いて垂直方向のＭＴＦの向
上について説明する。

【００２８】尚、図４はＭＴＦのシミュレーション結果
であり、図４ａは従来より構成されているレンズ口径比
がＦ２．８の円形絞りを用いたＭＴＦシミュレーション
であり、図４ｂは絞り板１１ａの短辺を水平方向に配置
して水平方向の口径比をＦ４としたＭＴＦシミュレーシ
ョンである。

【００２９】図４より明らかなように、図４ａにおいて
は、垂直方向のＭＴＦが６４％であるのに対し、図４ｂ
では垂直方向のＭＴＦは８９％になり、２５ポイント向
上している。

【００３０】また、図５は像高に対する各色収差の変動
を示すものであり、図５ａは従来より構成されているレ
ンズ口径比がＦ２．８の円形絞りを用いた時の像高／倍
率色収差であり、図５ｂは絞り板１１ａの短辺を水平方
向に配置して水平方向の口径比をＦ４とした像高／倍率
色収差である。

【００３１】図５より明らかなように、楕円形の絞り板
１１ａの短辺を水平方向に挿入することにより垂直方向
の倍率色収差は図５ｂに示す如く、約２分に１に減少す
る。これによりＲＧＢ間のコンバージェンスずれも少な
くなる。

【００３２】尚、本実施例では絞り板の短辺を水平方向
に挿入して垂直方向のＭＴＦを高めたが、絞り板の短辺
を垂直方向に挿入して水平方向のＭＴＦを高めるように
構成してもよい。

【００３３】また、本実施例では楕円形の絞り板を投写
レンズに挿入する例を示したが、光源がらの光束を楕円
形状に絞ることにより同様の効果が得られる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、投写レンズ中に楕円形の絞り
板を挿入するという安価且つ簡単な構成で、ダイクロイ
ックミラーを透過する光束の非点収差の影響を小さく補
正でき、その結果フレアーの発生、及びコンバージェン
スずれによる解像度の低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明液晶表示装置のブロック図である。

【図２】従来の液晶表示装置のブロック図である。

【図３】従来の液晶表示装置のブロック図である。

【図４】本発明のＭＴＦシミュレーションである。

【図５】投写レンズにおける倍率色収差の減少を示す図
である。

【符号の説明】

１ 光源 ４ Ｇ反射ダイクロイックミラー ５ Ｒ反射ダイクロイックミラー ６ 反射ミラー ７ Ｇ用コンデンサレンズ ８ Ｇ用液晶パネル ９ Ｒ反射ダイクロイックミラー １０ Ｂ反射ダイクロイックミラー １１ 投写レンズ １１ａ 絞り板 １２ スクリーン １３ Ｒ用コンデンサレンズ １４ Ｒ用液晶パネル １５ Ｂ用コンデンサレンズ １６ Ｂ用液晶パネル １７ 全反射ミラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色光を放射する光源と、前記光源の出
   力光を波長領域に応じて復数の色成分に分離する色分離
   手段と、映像信号に応じた光学像が形成され前記色分離
   手段からの色成分の出力光が照射され、その照射光を強
   度変調し、透過させる複数の液晶パネルと、前記各液晶
   パネルからの各色成分の透過光を１つに合成する色合成
   手段と、前記色合成手段からの出力光を受け、前記光学
   像をスクリーンに投写する投写レンズを備えた液晶表示
   装置において、前記液晶パネルから投写レンズを通過す
   る光路内に光束の一部を遮蔽する絞り手段を備えること
   を特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記光束の一部を遮蔽する絞り手段は、
   Ｄカット状または円形の両側を平行にカットした形状を
   なすことを特徴とする液晶表示装置。