JPH11153807A - 投射型液晶表示装置及び液晶パネルのコンバーゼンス調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３板式液晶プロジェクタにおいて，投射され
たスクリーン上でのコンバーゼンス調整を無信号状態で
且つ，正確なコンバーゼンス調整を行うことができる投
射型液晶表示装置及び液晶パネルのコンバーゼンス調整
方法を提供する。 【解決手段】 通常の液晶パネルにある表示画面周囲の
数画素のダミー画素部２１を利用する。通常の使用状態
においては，ダミー画素部２１は，ブラックマトリクス
で隠されているが，ブラックマトリクスを削除して，ダ
ミー画素部２１の各コーナーに位置出し用のポイント２
２ａ〜２２ｄを付けるか，もしくは位置出し用の枠を付
ける。それにより，無信号時でもコンバーゼンス調整が
できるようになる。通常の使用の際には，ダミー画素部
２１に，入力信号にて，黒を書き込むことによって，位
置出し用のポイント２２ａ〜２２ｄ又は枠を隠すように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，ランプなどの光源
からの光を複数枚の液晶パネルに分割して導き，複数枚
の液晶パネルを通過した光を再び合成してスクリーンに
投影する液晶プロジェクタにおける複数枚の液晶パネル
の位置合せを行うためのコンバーゼンス調整機能とそれ
を備えた投射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，投写型液晶表示装置（以下，液晶
プロジェクタと呼ぶ）においては，実開平３−８６６６
８１号公報（以下，従来技術１と呼ぶ）に開示されてい
るような赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の光の３原色に
対して，それぞれ１枚の液晶パネル（合計３枚）を使う
方式（以下，３板式と呼ぶ）が主流である。図６は従来
技術による液晶パネルの基本構造を示す平面図である。
図６に示すように，液晶パネル５０は，表示画面２０
と，表示画面２０のエリア外に数画素（ドット分）の幅
の帯状のダミー画素部（領域）２１とを備えている。こ
のダミー画素部２１は，ブラックマトリクスで隠された
状態になっている。

【０００３】また，特開平６−１１８３６８号公報（以
下，従来技術２と呼ぶ）には，ダイクロイックプリズム
の３面に液晶パネルを貼り付け，これら３面に光を入射
させて光成分を合成し，ダイクロイックプリズム他の１
面から出射させる構成が開示されている。

【０００４】従来の３板式液晶プロジェクタでは，３枚
の液晶パネルの表示画像がスクリーン上に投影される位
置を合わせる必要がある。そこで，特開平４−３３０１
８号公報（以下，従来技術３と呼ぶ）には，カラー用液
晶基板に対する赤色，緑色および青色の３原色用のマス
ク板の投影露光において，このマスク板の適当な２箇所
に，等間隔の平行な２線分の２組が互いに直交したマス
クマークを設け，かつ，この液晶基板のこのマスクマー
クに対応した２箇所に，このマスクマークの一方の平行
２線分に平行した１線分と，この１線分に対して前記マ
スク板の各色の画素に対応した３点でそれぞれ直交する
３線分よりなる１符号の基板マークを設け，このマスク
マークの平行２線分の間隔と，この基板マークの３線分
の各間隔のデータを予めメモリに記億し，光学系により
前記各マークの各線分を同時に受像してこれら各線分の
位置をリニアセンサにより検出し，前記メモリに記億さ
れた各間隔データを参照して移動機構により前記液晶基
板を移動し，前記２箇所の各マスクマークの中心点を前
記２箇所の基板マークの対応した３点にそれぞれ一致さ
せることにより，前記マスク板の各色の画素に対して前
記液晶基板を位置合わせするカラー用液晶基板の位置合
わせ方式が開示されている。

【０００５】また，特開平８−１７９２５５号公報（以
下，従来技術４と呼ぶ）には，液晶パネルの位置合わせ
機構において，液晶パネルを光軸方向とこれに直交する
平面内の３軸方向への移動を精密に調整するための機構
が開示されている。

【０００６】さらに，特開平９−１４６０４２号公報
（以下，従来技術５と呼ぶ）には，液晶パネルを光軸方
向とこれに直交する平面内の３軸方向への移動及び光軸
回の回転角を精密に調整するために，液晶パネルを固定
した固定パネルに位置調節孔を設け，これを透過する光
を検出するフォトダイオードを備えた位置検出器を用い
た自動位置調整機構を備えた投射型液晶表示装置が開示
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来技術１乃至４に示されるいずれの従来の３板式液晶プ
ロジェクタにおいて，表示画面の位置の正確な調整を行
う為には，無信号の画面では調整が困難であり，例え
ば，従来技術３に示されるような調整しやすいクロスハ
ッチなどの入力信号が必要とされた。また，その入力信
号を供給するための治具が必要であった。

【０００８】一方，従来技術５に示された調整機構は，
入力信号の有無に関わらず調整できるが，液晶パネル固
定部分において，特別な液晶パネル位置検出機器等が必
要であり，その構成も複雑となるという欠点を有した。
具体的に従来技術５に示されたコンバーゼンス調整機構
は，液晶パネルと別体の固定部材に設けられるために，
実際には，液晶パネルの固定部材への取り付け精度に依
存するので，その取り付け作業も困難で，高い精度を要
求されるという欠点を有した。

【０００９】そこで，本発明の技術的課題は，液晶パネ
ルのコンバーゼンス調整をする為に必要となる入力信号
とそれを供給する治具が不要となり，複雑な調整機構を
もちいないで，３板式液晶プロジェクタを投射するだけ
で容易に且つ精度良くコンバーゼンス調整をする事がで
きる投影型液晶表示装置と液晶プロジェクタのコンバー
ゼンス調整方法とを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば，スクリ
ーン上に少なくとも３枚の液晶パネル上の表示画像を投
影してカラー画像表示を行う投影型液晶表示装置におい
て，入力信号がない場合でも投射しただけで画素調整が
できる機能を備えることを特徴とする投射型液晶表示装
置が得られる。

【００１１】また，本発明によれば，前記投射型液晶表
示装置において，前記液晶パネルは，ダミー画素領域
に，コンバーゼンス調整用の小領域を備えていることを
特徴とする投射型液晶表示装置が得られる。

【００１２】また，本発明によれば，前記投射型液晶表
示装置において，前記小領域は，直線又は点の形状を備
えていることを特徴とする投射型液晶表示装置が得られ
る。

【００１３】また，本発明によれば，前記いずれかに記
載の投射型液晶表示装置において，映像信号のダミー画
素部分に入力信号によって，黒を書き込むことで，通常
の映像を見ることを可能としたことを特徴とする投射型
液晶表示装置が得られる。

【００１４】また，本発明によれば，前記いずれかに記
載の投射型液晶表示装置において，光源からの赤，緑，
青の光に夫々対応した液晶パネルと，前記光源からの光
のうちの前記赤，緑，青の光成分を透過，又は反射させ
ることによって，前記液晶パネルに対応した光成分を前
記液晶パネルに入射させる光成分入射手段と，前記液晶
パネルを夫々透過した光成分を透過又は反射させること
によって，一つの光軸方向に前記各光成分を揃える光成
分合成手段と，前記方向が揃えられた光成分を集光して
前記スクリーン上に投射する集光手段とを備えているこ
とを特徴とする投射型液晶表示装置が得られる。

【００１５】また，本発明によれば，前記いずれかの投
射型液晶表示装置において，前記各パネルを前記各光の
光軸と一致する第１の軸方向と，前記第１の軸方向に直
交し，且つ互いに直交する第２及び第３の軸方向に夫々
平行移動可能な平行移動手段と，前記第１乃至第３の軸
回りに回転可能な回転移動手段とを備えていることを特
徴とする投射型液晶表示装置が得られる。

【００１６】また，本発明によれば，スクリーン上に３
枚の液晶パネル上の表示画像を投影し，画像表示を行う
ための前記液晶パネルのコンバーゼンス調整方法におい
て，前記液晶パネルのダミー画素領域に，コンバーゼン
ス調整用の小領域を設け，前記小領域を用いてコンバー
ゼンス調整することによって，入力信号がない場合でも
投射しただけで前記画素調整を可能としたことを特徴と
する液晶パネルのコンバーゼンス調整方法が得られる。

【００１７】また，本発明によれば，前記液晶パネルの
コンバーゼンス調整方法において，前記小領域を直線又
は点の形状で構成することを特徴とする液晶パネルのコ
ンバーゼンス調整方法が得られる。

【００１８】即ち，本発明では，３板式液晶プロジェク
タの液晶の性質を利用して，コンバーゼンス調整をする
時に調整しやすいようにするものである。液晶は通常，
有効エリア外に数ドット分のダミー画素を持ち，ブラッ
クマトリクスで隠している。有効エリア外に位置出し用
としてプラックマトリクスの無いエリアを設ける事によ
り，無信号で位置出しのポイントが得られる。通常時に
は，映像に黒を書き込む事により，位置出しポイントを
隠しておく。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て，図面を参照して説明する。

【００２０】図１は本発明の第１の実施の形態による液
晶パネルを使用する液晶プロジェクタの光学系の構造を
示す概略平面図である。図１に示すように，第１の実施
の形態による液晶プロジェクタは，通常の液晶プロジェ
クタと同様に，光源となるランプ１１からの光をダイク
ロイックミラー等（２〜７）で波長分離して，夫々の液
晶パネルに配っている。図１の例では，ランプ１１から
の光を赤透過ダイクロイックミラー７で赤（Ｒ）の光だ
け通過させ，その他の緑（Ｇ），青（Ｂ）の光を，反射
させる。透過した赤の光は，ミラー６で反射され液晶パ
ネルＲ（赤）８を通過し，緑反射ダイクロイックミラー
４を通過した後に，青透過ダイクロイックミラー２で反
射され，レンズ１より投影される。ここで，赤色の光
（Ｒ）に関しては，赤透過ダイクロイックミラー７とミ
ラー６とは，赤色光成分入射手段として作用し，緑反射
ダイクロイックミラー４と青透過ダイクロイックミラー
２とは，光成分合成手段として作用する。

【００２１】また，赤以外の光は，赤透過ダイクロイッ
クミラー７で反射された後，緑の光は緑反射ダイクロイ
ックミラー５で反射され，液晶パネルＧ（緑）９に入
る。液晶パネルＧ（緑）９を通過した光は，緑反射ダイ
クロイックミラー４で反射され，そして，青透過ダイク
ロイックミラー２で反射されてレンズ１より投影され
る。ここで，緑色の光（Ｇ）に関しては，赤透過ダイク
ロイックミラー７と緑反射ダイクロイックミラー５と
は，緑色光成分入射手段として作用し，一方，緑反射ダ
イクロイックミラー４と青透過ダイクロイックミラー２
とは，光成分合成手段として作用する。

【００２２】一方，青の光は，緑反射ダイクロイックミ
ラー５を通過した後，液晶パネルＢ（青）１０を通過し
た後，ミラー３で反射され，青透過ダイクロイックミラ
ー２を通過して，レンズ１より集光され，投影される。
ここで青色の光（Ｂ）に関しては，赤透過ダイクロイッ
クミラー７と緑反射ダイクロイックミラー５とは，青色
光成分入射手段として作用し，一方，ミラー３と青透過
ダイクロイックミラー２とは，光成分合成手段として作
用する。

【００２３】すなわち，光の通り道に対して液晶パネル
が光の３原色ごとに１枚ずつ入っており，画像を液晶パ
ネル上に構成し，それが集光手段であるレンズ１を介し
てスクリーン上に光の通り道を通って投影されることと
なる。

【００２４】以上までの構成は，従来技術１に開示され
た構成と同様である。

【００２５】図２は図１の液晶プロジェクタの液晶パネ
ルを示す図である。図２に示すように，図６で示したダ
ミー画素部（領域）２１の４つのコーナー付近にブラッ
クマトリクスの無いエリアを設けて，その部分に１画素
分のコンバーゼンス調整用のポイント（位置出し用のポ
イント）２２ａ〜ｄを各コーナー付近に４ポイント設け
る。これによって，各液晶パネル８，９，１０を図示し
ない平行移動手段もしくは回転移動手段によって，各光
軸を一致させるとともに各光軸に対して相対移動させ，
各液晶パネル８，９，１０の表示されたポイントを一致
させることで，光軸の調整及び表示画面の周辺部の位置
決めを容易に行うことができる。

【００２６】図３は図１の液晶パネルのコンバーゼンス
調整機構を示す図である。図３に示すように，液晶パネ
ルコン８，９，又は１０は，一枚の固定パネル３６に固
定され，このパネル３６は，バーゼンス調整のために，
５枚のプレート１〜５・３１〜３５がこの順に重ねられ
て設けられている。詳しくは，従来技術５（特開平９−
１４６０６２号公報）の［００１８］欄に記載されてい
るように，このコンバーゼンス調整機構は，基準となる
プレート５・３５に対して，プレート４・３４がこの図
では，上下方向に移動するように構成されている。ま
た，プレート４・３４にプレート３・３３が設けられ，
これが投射用のレンズに対して，回転方向に移動する要
素となっている。また，プレート３・３３に，プレート
２・３２が設けられ，これが投射用のレンズに対して上
下方向に移動する要素となる。プレート２・３２に，プ
レート１・３１が設けられ，これが投射用のレンズに対
して左右方向に移動する要素となる。このプレート１・
３１には，固定パネル３６が取り付けられる。

【００２７】本発明の第１の実施の形態において，コン
バーゼンス調整機構の平行移動手段は，プレート１・３
１，プレート２・３２，及びプレート４・３４によって
構成され，また，回転移動手段は，プレート３・３３及
びプレート４・３４によって構成されている。

【００２８】尚，プレート４・３４の４角の内の３つの
角部付近が図示しない可動支持部材によって夫々支持さ
れており，夫々の可動支持部材は，夫々３つの角部を上
下方向に独立に移動させることが可能であり，３つの可
動支持部材を同じ割合だけ上下方向に移動させるとき
は，光軸方向への平行移動となり，３つの可動支持部材
を異なる割合で移動させると，光軸に対しての直交面を
なす位置から固定パネル３６を傾斜させることも可能に
構成されている。

【００２９】このような構成のコンバーゼンス調整機構
において，調整の際には，まず，光軸又は投射スクリー
ンに対する回転方向の調整をプレート３・３３を駆動し
て行い，続いて，スクリーンに対して，上下，左右方向
の調整をプレート３２及びプレート３１を駆動して行
い，最後にプレート４・３４を上下方向に移動させてフ
ォーカス調整を行う。

【００３０】図４は，本発明の第２の実施の形態による
液晶プロジェクタの液晶パネルを示す図である。本発明
の第２の実施の形態による液晶プロジェクタの光学系の
構造は，図１に示す第１の実施の形態と同様である。図
４に示すように，液晶パネルの表示画面２０のエリア外
のダミー画素部２１にコンバーゼンス調整用の枠（位置
出し用の枠）２３を設けたものである。

【００３１】図４に示される本発明の第２の実施の形態
においては，第１の実施の形態よりも更に，スクリーン
の投射映像がわかりやすくなり，光軸は基より，周辺部
の位置決めが更に容易になる。

【００３２】図５は本発明の第１及び第２の実施の形態
によってコンバーゼンス調整が終了した後，通常状態に
戻った時の液晶パネルの状態を示す図である。図５に示
すように，コンバーゼンス調整以外の通常の使用状態の
時は，表示画面部以外のダミー画素部分に信号で黒を書
き込むことで，位置出し用のポイント２２ａ〜ｄや枠２
３を見えなくすることも可能である。

【００３３】尚，本発明の実施の形態において，コンバ
ーゼンス調整機構として，従来技術５（特開平９−１４
６０６２号公報）に開示されたものから，位置検出機構
を除いたものと同様な移動動作を行う機構を用いたが，
代わりに，コンバーゼンスもしくは液晶パネルの位置決
め機構として，従来技術４（特開平８−１７９２５５号
公報）の図１乃至図１０とその説明である［００１８］
〜［００２７］欄に記載された位置合わせ機構も用いる
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
製品製造時，保守点検時などの３板式液晶プロジェクタ
のコンバーゼンス調整が，本体を投射することで可能に
なるので，コンバーゼンス調整作業時に必要であった信
号発生器等の治具が不要になり，調整に掛かる工数削減
効果がある。また，本発明によれば，上下左右４方向の
ズレが容易に確認できるので調整しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶パネルを
使用する液晶プロジェクタの光学系の概略構造を示す平
面図である。

【図２】図１の液晶プロジェクタの液晶パネルを示す図
である。

【図３】図１の液晶パネルのコンバーゼンス調整機構の
概略を示す分解組み立て図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態による液晶プロジェ
クタの液晶パネルを示す図である。

【図５】本発明の第１及び第２の実施の形態による液晶
プロジェクタの液晶パネルコンバーゼンス調整が終了し
た後，通常の使用状態に戻った時の液晶パネルの状態を
示す図である。

【図６】従来技術による液晶プロジェクタの液晶パネル
の基本構造を示す図である。

【符号の説明】

１ レンズ ２ 青透過ダイクロイックミラー ３ ミラー ４ 緑透過ダイクロイックミラー ５ 緑反射ダイクロイックミラー ６ ミラー ７ 赤透過ダイクロイックミラー ８ 液晶パネルＲ ９ 液晶パネルＧ １０ 液晶パネルＢ １１ ランプ ２０ 表示画面 ２１ ダミー画素部 ２２ａ〜２２ｄ コンバーゼンス調整用のポイント
（位置出し用のポイント） ２３ コンバーゼンス調整用の枠（位置出し用の枠） ３１ プレート１ ３２ プレート２ ３３ プレート３ ３４ プレート４ ３５ プレート５ ３６ 固定パネル

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーン上に少なくとも３枚の液晶パ
   ネル上の表示画像を投影してカラー画像表示を行う投影
   型液晶表示装置において，入力信号がない場合でも投射
   しただけで画素調整ができる機能を備えることを特徴と
   する投射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の投射型液晶表示装置にお
   いて，前記液晶パネルは，ダミー画素領域に，コンバー
   ゼンス調整用の小領域を備えていることを特徴とする投
   射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の投射型液晶表示装置にお
   いて，前記小領域は，直線又は点の形状を備えているこ
   とを特徴とする投射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のうちのいずれかに記載
   の投射型液晶表示装置において，映像信号のダミー画素
   部分に入力信号によって，黒を書き込むことで，通常の
   映像を見ることを可能としたことを特徴とする投射型液
   晶表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のうちのいずれかに記載
   の投射型液晶表示装置において，光源からの赤，緑，青
   の光に夫々対応した液晶パネルと，前記光源からの光の
   うちの前記赤，緑，青の光成分を透過，又は反射させる
   ことによって，前記液晶パネルに対応した光成分を前記
   液晶パネルに入射させる光成分入射手段と，前記液晶パ
   ネルを夫々透過した光成分を透過又は反射させることに
   よって，一つの光軸方向に前記各光成分を揃える光成分
   合成手段と，前記方向が揃えられた光成分を集光して，
   前記スクリーン上に投射する集光手段とを備えているこ
   とを特徴とする投射型液晶表示装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の内のいずれかに記載の
   投射型液晶表示装置において，前記各パネルを前記各光
   の光軸と一致する第１の軸方向と，前記第１の軸方向に
   直交し，且つ互いに直交する第２及び第３の軸方向に夫
   々平行移動可能な平行移動手段と，前記第１乃至第３の
   軸の内の少なくとも２軸回りに回転可能な回転移動手段
   とを備えていることを特徴とする投射型液晶表示装置。
7. 【請求項７】 スクリーン上に３枚の液晶パネル上の表
   示画像を投影し，画像表示を行うための前記液晶パネル
   のコンバーゼンス調整方法において，前記液晶パネルの
   ダミー画素領域に，コンバーゼンス調整用の小領域を設
   け，前記小領域を用いてコンバーゼンス調整することに
   よって，入力信号がない場合でも投射しただけで前記画
   素調整を可能としたことを特徴とする液晶パネルのコン
   バーゼンス調整方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の液晶パネルのコンバーゼ
   ンス調整方法において，前記小領域を直線又は点の形状
   で構成することを特徴とする液晶パネルのコンバーゼン
   ス調整方法。