JPS6291916A - 投写型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 零発明け、透過型液晶パネルの表示画像を拡大投写する
投写型液晶表示装置に関する。

〔発明の背景Ｊ 透過型液晶パネルの背面に照射用光源を配置し、投写レ
ンズにより液晶パネル上の画像をスクリーン上に拡大投
写する投写型液晶表示装置として、例えば特開昭６０−
２９１６号公報に示されたものが知られている。上記公
報に記載された投写型液晶表示装置の投写光学系は、平
板の液晶パネルを通常の投写レンズでスクリーンに投写
する構成である。しかし、この様な構成では、スクリー
ン上の周辺フォーカスを良好に維持した状態で投写光学
系の光路長を短かくしてコンパクトな投写型液晶表示装
置を得ることは困難でるる。

一般に１投写型デイスプレイ、ＴＶの奥行きを短縮する
には投写光学系の光路長を短縮すればよい。しかし、こ
の光路長を短縮すると、投写画像周辺におけるジャスト
フォーカス点が前方に移動する傾向があジ、像面彎曲収
差が大きくなる。

なお、結像面の曲率牛径Ｒと投写レンズの定数は次式（
りで示す関係がある。

Ｎ１：各レンズの屈折率 ｆｌ：　各レンズの焦点距離 光路長を短かくするためには投写レンズ（組しンズ）の
焦点距離を短かぐしなければならないが、そのとき各レ
ンズの焦点距離ｆ１も短かくしなければならず、とのｆ
ｌを短かぐすると式（１）より、１／Ｒが大、すなわち
像面彎曲収差が大となる。

その為、光路長を無闇に短縮することはできない。現在
のレンズ設計技術から考えて、平坦な物面の像をＦｌ、
０投写レンズで平坦なスクリーンに４〜１０倍に拡大投
写する場合、許容最大画角は約５０度であシ、その画角
を越えると像面彎曲収差が許容できなくなる。なお、光
路長と画角は概略、反比例の関係にるる。

ところで、物面である液晶パネル面を像面彎曲を打ち消
すような方向に彎曲させれば、画角を拡大し、光路長を
短縮することが可能となる。

現在のレンズ設計技術によれば、液晶パネル面を概略３
００Ｒの凹状にすれば、画角を約８０度まで許容した投
写レンズの設計が可能である。

投写型液晶表示装置の構成として、液晶パネルの大きさ
を４インチ程度とし、最終表示画像、すなわちスクリー
ンの大きさとして一般家庭用テレビ画面の大きさとして
ふされしい２０インチ程度を設定し、投写レンズの明る
さとしてＦｌ、０を設定した場合において、物面を平坦
とした従来構成（画角＝５０度）のときと物面を３０Ｏ
Ｒの彎曲状にした構５ｙ、（画角＝８０度）のときの両
者の光学定数を比較した結果を表１に示す。

表　１　物面形状と光学定数の関係 但し、ｆ・・・組レンズ焦点距離 ａ・・・組レンズ主点・液晶パネル間距離ｂ・・・組レ
ンズ主点φスクリーン間距離Ｌ＝ａ＋ｂ 表１において光路長を比較すると、液晶パネル形状３０
０Ｒのときは平坦のときに比べ４５チも短縮可能となる
。光路長が約３６ｃｍ（液晶パネル形状３００Ｈの場合
）になることにより、表示装置全体の奥行きを４０〜４
５　ａｍ程度にすることが可能となり、ブラウン管使用
の２０インチカラーテレビの奥行き（４５〜５０ｃｍ）
と同等以下とすることができ、かつ軽量化も達成できる
。

上記したよう釦、液晶パネル面を彎曲させれば、光学系
の光路長を短縮し、表示装置のコンパクト化が可能とな
るが、しかし液晶パネルは２枚の透明基板の間に厚さ１
０μｍ程度の液晶層が挾持さｒした構成になっておシ、
かつ２枚の透明基板の一方の透明基板にＴＰＴ　（薄膜
トランジスタ）が形成されている虎め、該パネル全体を
彎曲させること／／ｉ困難である。

〔発明の目的） 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、スクリ
ーン上の周辺フォーカスを良好に維持した状態で、投写
光学系の光路長を短かぐし、装置全体のコンパクト化を
５Ｔ能とした投写型液晶表示装置を提供するにある。

〔発明の概要Ｊ この目的を達成するために、本発明は、液晶パネルの液
晶層を挾む２枚のガラスパネルのうちの投写レンズ側の
ガラスパネルを光ファイバー束テ構成した光透過板とし
、この光透過板の表面を凹面とすること洸よシ、凹状に
彎曲した液晶パネルを得るようにした点に特徴がある。

〔発明の実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１因は本発明による投写型液晶表示装置の一実施例を
示す光字系基本構成図でろって、１は透過型液晶パネル
、２は投写レンズ、３はスクリーン、４は照射用光源、
５は熱巌カットフィルタ、１−１光透過基板、１−２は
液晶層、１−３は元ファイバー束光透過基板、４−１は
光線、６−１は周辺物点、６−２は周辺像点、７−１は
元ファイバー束元透過泰板表面が平坦な場合の周辺物点
、７−２は周辺物点を７−１に設定したときの周辺像点
である。

同図において、照材用光源４から出射した光線４−１は
熱線カットフィルタ５を介して透過型液晶パネル１（以
下、単に液晶パネルと記す）に入射する。液晶パネルユ
は内面にＴＰＴが形成された光透過基板１−１と光ファ
イバー来光透過基板１−３の間と液晶層１−２を挟持し
たもので、外部駆動回路（図示せず）にエリＴＰＴを駆
動することにより液晶層１−２の各部分に電圧が印加さ
れ、該印加電圧に対応してシャッタ作用を行なわせ、画
像表示を行なう。そこで、液晶パネル１に入射した元巌
は液晶バネルユの画像表示に対応して出射し、投写レン
ズ２にエリスクリーン３上に拡大投写結像する。

第２図は第１図における液晶パネルの構造を示す断面図
であって、液晶パネル１の光透過基板として元ファイバ
ー束光透過基板１−３を用いているので、液晶層１−２
における明闇像（画像）は該基板１−３の表面１−４で
散乱する。そこで、投写光学系における物面があたかも
前記表面１−４にあるかの如き効果を発生する。ここで
、前記表面１−４を凹面としておけば、この面形状（凹
面）と同様の物面が形成され、第３図に示す如き液晶パ
ネル全体を彎曲させた場合と、投写光学上同様の効果を
得ることができる。

第３図は堵白状液晶パネルｊｉ−説明するための断面図
であって、１０は＃１曲状、戻晶パネル、１０−１と１
０−３け光透Ａ基板、１０−２は液晶層である。

同図において、彎曲状液晶パネルＩＱは、彎曲した光透
過基板１０−１．１０−５の間に液晶層１０−２を挾持
した構造を有する。

さて、第２図に示した液晶バネルユの表面１−４の曲率
半径Ｒが約３００　ｍｍのとき、光路長（Ｌｌ約５６０
　ｍｍ　でスクリーン３上に均一な投写画像を得ること
ができる。これに対し、液晶パ不ルエに適用する光ファ
イバー来光透過基板１−３の表面１〜４を第１図の７−
１に示す如く平面とした場合には、スクリーン６に対す
る結像面は７−２として示した彎曲状となる。したがっ
て、前記表面１−４のＲを投写レンズに適合したものと
することが重要である。

ところで、前記表面１−４を凹面とした場合の投写光学
系にお込て、該凹面の中心と投写レンズの光軸を一致さ
せることが必賛である。光軸を一致させる方法の一つと
して、液晶パネルと投写レンズの一体化が考えられる。

これについて以下に説明する。

第４因は本発明による投写型液晶表示装置の要部構造の
一実施例を示す断面図であって、１′は液晶パネル、１
’−１は元ファイバー束光透過基板。

８は鏡筒、９〜１．９〜２はレンズである。

同図において、液晶パネルユ′の元ファイバー来光透過
基板１′−５とレンズ９−１．９−２とは鏡筒８にニジ
一体的に保持される。

第５図は本発明による投写型液晶表示装置の要部構造の
他の実施例を示す断面図であって、ユ“は液晶パネル、
１“−３は光ファイバー来光透過基板。

８′は鏡筒、　９’−１、９’−２、９’−３はレンズ
である。

同図において、液晶パネルユ”の元ファイバー来光透過
基板１＃−３にはレンズ９′−３を複合させ、他のレン
ズ９’−１，９’−２と共にＮ筒８’によリ一体的に保
持される。

上記二つの構造においては、液晶パネルとレンズとは、
それらの光軸が一致するように配置される。

第６図は本発明による投写型液晶表示装置の要部構造の
さらに他の実施例を示す断面図であって、１＃は液晶パ
ネル、１／ＩＩ　　２は液晶層、１”−５は元ファイバ
ー来光透過基板、１／＃　　ａは元ファイバー来光透過
基板表面、４は照射用光源、ビは鏡筒、グー１．ｆ−２
はレンズである。

同図において、液晶パネルユ″の元ファイバー束光透過
基板１”−５は、液晶層１１Ｉ　　２　Ｋ対してそのフ
ァイバーの方向が図示のごとく傾斜されて設けられてい
る。元ファイバー来光透過基板表面１″−４は、レンズ
？”−１、９″−２と同一光軸にあるように配置される
。

この実施例は、投写型液晶表示装置の内部スペース、ス
クリーンの位置（投写方向）に制約がある場合に有効な
構造である。

本発明における光ファイバー光透過基板は、元ファイバ
ー束を適当に切断し、その端面の一方を所定の曲率を有
する面となるように研摩することＫより製作することが
できる。

〔発明の効果〕

引上説明したように１本発明によれば、投写光学系の光
路長を短縮できるほか、照射光源の配置や投写方向等の
設定に柔軟に対処でき、上記従来技術の欠点を除いて優
れた機能の、かつ非常にコンパクトな投写型液晶表示装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による投写型液晶表示装置の一実施例を
示す光学系基本構成図、第２図は第１図における液晶パ
ネルの構造を示す断面図、第３図は彎曲状液晶パネルを
説明するための断面図、第４図、第５図、第６図はそれ
ぞれ本発明による投写型液晶表示装置の要部構造の実施
例を示す断面図である。 ４、ｚ’、Ｌ＃、ユ＃　は液晶パネル、２は投写レンズ
、５はスクリーン、４は照射用光源、５は、＠線カット
フィルタ、８　、８’、　８“け鏡筒、９−１．９’−
１，９″−１、９−２、９’−２、９″−２、９’−３
はレンズ、１−１．１０−１．１０−５は光透過基板、
１−２　、１”−２、１０−２は液晶層、１−５．１’
−３，１“−３，１”−３は元ファイバー来光透過基板
、１−４．１”−４は元ファイバー束光透過基板著直。 ゝ−〜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液晶層および液晶層を挾む２枚の透明基板から成る透過
   型液晶パネルと、この液晶パネルの表示画像を拡大投写
   するための投写レンズと、液晶パネルを照射する照射光
   源と、投写スクリーンとを有する投写型液晶表示装置に
   おいて、前記液晶パネルの２枚の透明基板のうちの光の
   出射側の透明基板を光ファイバー束により形成し、該透
   明基板の液晶層とは反対側の面を凹面となるように構成
   したことを特徴とする投写型液晶表示装置。