JPH01112282A

JPH01112282A - 液晶投射ディスプレイ装置

Info

Publication number: JPH01112282A
Application number: JP26811987A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kubota; 恵一窪田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1989-04-28

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、レーザ熱書込みによる高精度カラーディスプ
レイ装置、特に熱書込み液晶投射ディスプレイ装置に関
する。

〔従来の技術〕

近年、コンピュータを用いた画像処理や新聞紙面の編集
、ＬＳＩの設計では、高精度かつ部分的に書換え可能な
ディスプレイ装置が望まれている。

従来、用いられているＣＲＴ　（冷陰極線管）では分解
能を２０００本以上に上げることば難しく、電子ビーム
の走査速度も早くなるために画面にチラッキを生じてし
まう。また、ストレージ管を用いたディスプレイ装置は
、蛍光管の劣化を防くために画面輝度が低（、部分的な
消去ができず、装置が高価となる欠点がある。

高分解能２０００本以上のディスプレイ装置としては、
液晶ヘレーザ光で熱書込みするディスプレイ装置があり
、この熱書込み液晶ディスプレイ装置については、例え
ば雑誌「プロシーディング・オブ・ザ・ニス・アイ・デ
ー（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅＳ、１．Ｄ、
）　Ｊ　１９７８年１〜７頁に記載の論文「レーザ選択
液晶投射ディスプレイ　（ＬＡＳＥＲ−ＡＤＤＲＥＳＳ
ＥＤ　ＬＩＱＵＩＤ　ＣＲＹＳＴＡＬ　ＰＲＯＪＥＣＴ
ＩＯＮ　ＤＩＳＰＬＡＹ）Ｊに詳しく述べられている。

この論文によれば、第６図に示すような液晶ライトバル
ブにレーザ光による走査で画像を記録し、投射光を入射
１反射させて上記画像をディスプレイすることができる
。この液晶ライトバルブ７９は、光吸収膜７３．アルミ
反射膜７４゜液晶配向膜７８を形成したガラス基盤７２
と、透明電極膜７６、液晶配向膜７８を形成したガラス
基盤７７とで液晶材７５を挟んだ構造をもっている。レ
ーザ光７０が液晶ライトバルブ７９に入射すると、レー
ザ光７０が光吸収膜７３に吸収されて熱に変換され、ア
ルミ反射膜７４．液晶配向膜７８を伝わって液晶材７５
の温度を上昇させる。液晶材としてはスメクチック液晶
が使われ、スメクチック液晶は温度を上昇させることに
よってネマチック相、液体相に変化し、レーザ光が取り
除かれた時に急冷されることによって液体状態のランダ
ムな液晶分子の配向状態が凍結されて散乱核となり、投
射光７１によって読出され、スクリーン上に画素として
ディスプレイされる。従って、レーザ光７０を２次元に
走査することによって、画像を液晶ライトバルブ７９に
書込み投射表示することができる。

熱書込みのディスプレイは、液晶の散乱、非散乱を用い
て表示するものであるから、表示は白。

黒のパターンになる。カラーのディスプレイを行うには
、複数の液晶表示素子に異なる単色光を照射し、それら
の画像を投射合成すれば良い。この時、マルチカラー表
示をするためには３個の液晶表示素子を用いて、それぞ
れ赤色、青色、緑色の画像を投射合成することになる。

また、表示画面の消去は、液晶にある一定の電圧を印加
することにより行える。表示画面の部分的な消去は、液
晶に電圧を印加すると同時にレーザを走査することによ
って行える。これは部分消去と呼ばれている。

また、レーザ光を常に照射しながら液晶にかける電圧を
画信号で変調する電圧変調方式でも画素を書込むことが
可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

熱書込み液晶投射ディスプレイ装置において、画像を表
示するときに、既に画像が描かれている領域に新しい画
像を描きたいときがある。この場合、従来の方法では、（１）部分消去で画像を消去し、次にレーザ光を走査し
て新しい画像を書込む、あるいは、（２）電圧変調方式で画像を書込む、ことが行われている。

しかし、（１）の方法では新しい画像が表示される前に
消去時間が必要であり、（２）の方法では電圧変調方式
そのものが遅いという欠点を持っていた。

本発明の目的は、上記の欠点をなくし、既に画像が描か
れている領域に新しい画像を高速に重ね書きすることが
できる液晶投射ディスプレイ装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、液晶ライトバルブと、複数の単色光源と、光
走査書込み光学系と、前記光走査書込み光学系により前
記液晶ライトバルブに描かれた像を投影する投射光学系
とからなる熱書込み液晶投射ディスプレイ装置において
、前記光走査書込み光学系が前記単色光源からの複数の単
色光を２次元に走査し、それぞれの単色光を走査毎に交
互に発光、変調せしめると同時に、前記液晶ライトバル
ブへの印加電圧をスイッチする制御部を備えたことを特
徴としている。

〔発明の原理と作用〕

本発明では、第１のビームで液晶ライトバルブ上に走査
線を総て散乱状態に書込み、次に第２のビームで同じ走
査線を部分消去モードで画素を書込むことにより、背景
が黒のポジ書込みが得られる。また、この動作を逆にし
て、第１のビームの走査で液晶ライトバルブ上に部分消
去モードで１本の走査線を総て透明状態に書込み、次に
第２のビームの走査で同じ走査線上をレーザ光を変調し
て画素を書込むことによって、背景が白のネガ表示が得
られる。このようにすれば既に書かれている領域に重ね
書きが得られる。

本発明による表示では、画面上で新しい画像が既画像上
に即座に書き込まれるため、従来のように消去に時間を
要したりすることがなく、またレーザ光を変調して書込
むために高速の表示が可能である。

Ｃ実施例〕第１図は本発明による液晶投射ディスプレイ装置の一実
施例である。この液晶投射ディスプレイ装置は、液晶ラ
イトバルブ１３と、複数の単色光源、本実施例では２個
の半導体レーザ９，１０と、光走査器１１およびレンズ
１２を有する光走査書込み光学系と、光源１４．レンズ
１６．投射レンズ１５．ミラー１７を有する投射光学系
と、制御回路１８とよりなる。

なお、液晶ライトバルブ１３は、第６図で示した構造を
有している。

２個の半導体レーザ９，１０からのレーザ光は光走査器
１１で２次元に走査され、レンズ１２で液晶ライトバル
ブ１３に集光され、表示画像が書込まれる。

液晶ライトバルブ１３に書込まれた画素は、光源１４か
らの投射光をレンズ１６．ミラー１７および投射レンズ
１５で液晶ライトバルブ１３に導くと、この投射光を散
乱もしくは反射することによって、投射画像を形成し、
再び投射レンズ１５を通ってスクリーン上に拡大表示さ
れる。制御回路１８は、光走査器１１にＸ走査信号、Ｙ
走査信号を与え、半導体レーザ９．１０に画信号を送り
、これらの信号と同期して液晶ライトバルブ１３に印加
電圧を供給するものである。

次に、本実施例の動作を説明する。

第２図は、背景が白で文字パターンが黒で表示されるネ
ガ表示書込みでのオーバライドを説明する図であり、第
３図はネガ表示の時のオーバライドに必要な制御信号の
波形タイミング図である。

今、液晶ライトバルブ１３には第２図の（ａ）に示すよ
うな文字Ａのパターンが書込まれているときに、文字Ｔ
を重ね書きする場合を想定する。黒丸の部分はレーザ光
で書込まれた散乱画素の部分である。この表示部に（ｂ
）のようにそれぞれ位置する、半導体レーザ９の第１ビ
ーム２１と半導体レーザ１０の第２のビーム２２で走査
し、第１のビームを発光し、第２のビームは発光せずに
書込みを行う。このとき同時に液晶ライトバルブ１３に
電圧Ｖ。

を印加すると、第１のビーム２１で走査された部分は透
明になり、散乱画素は消滅する。続いて、第１のビーム
２１と第２のビーム２２を走査し、第１のビームを発光
せずに第２のビームを表示したい画素情報に基づいた信
号で発光、変調して書込みを行う。このとき、液晶ライ
トバルブ１３には電圧を印加しない。すると、（Ｃ）に
示すように第２のビームで走査された部分には文字Ｔの
一部分である散乱画素が書込まれる。これらの走査を（
ｄ）。

（ｅ）のように繰り返し行うことにより、文字Ｔのネガ
表示書込み（ｆ）が行われ、すなわちオーバライドがで
きたことになる。

なお、第３図の制御信号の波形およびタイミングによれ
ば、Ｘ走査信号は水平走査を行うための鋸歯状波の信号
、Ｙ走査信号は垂直走査を行うための鋸歯状波信号であ
る。これらＸ走査信号およびＹ走査信号は、制御回路１
８から光走査器１１に入力され、第１ビーム２１および
第２ビーム２２のＸ軸方向走査およびＹ軸方向走査を制
御する。制御回路１８は、さらに、半導体レーザ９．１
０にそれぞれ変調信号を入力し、これら半導体レーザの
発光および変調を制御する。第１の走査にあたる（ｂ）
。

（ｄ）の時間では、レーザ９は常時ＯＮ状態、レーザ１
０は常時ＯＦＦ状態で、液晶ライトバルブ１３には部分
消去に必要な電圧Ｖ。が制御回路１８から印加されてい
る。このとき、レーザ９からの第１のビーム２１が走査
された場所は透明に書込まれる。

次に第２の走査にあたる（ｃ）、　　（ｅ）では、レー
ザ９は常時ＯＦＦ状態、レーザ１ｏは画信号（変調信号
）で変調され、液晶ライトバルブ１３には電圧は印加さ
れない。このとき、レーザ１ｏがらの第２のビーム２２
が走査された場所は散乱画素が書込まれ、ネガ表示のオ
ーバライドが実現される。

次に、ポジ表示書込みでのオーバライドについて説明す
る。

第４図は、背景が黒で文字パターンが白で表示されるポ
ジ表示書込みでのオーバライドを説明する図であり、第
５図はポジ表示のときのオーバライドに必要な制御信号
の波形タイミング図である。

背景が黒ということは、背景部にあたる液晶は散乱状態
に書込まれていることを意味している。今、第４図の（
ａ）のように文字パターンＡが書込まれているものとす
る。（ｂ）、　　（Ｃ）は文字パターンＡが文字パター
ンＴにオーバライドされていく途中の過程を示したもの
で、（ｂ）においては、第１のビーム２１を発光させて
の走査時に液晶ライトバルブ１３の電圧を切ると、第１
のビーム２１で走査された部分は散乱状態に書込まれて
パターンが消去される。（Ｃ）においては、第２のビー
ム２２を発光、変調させての走査時に液晶ライトバルブ
に電圧を印加することにより、透明な画素が書込まれる
。この走査を繰り返すことにより、ポジ表示でもオーバ
ライドが実現できる。

なお、第５図の制御信号が第３図の制御信号と異なるの
は、レーザ１０からのレーザ光が変調されるのが、液晶
ライトバルブに電圧が印加されたときであり、このとき
にレーザ光（第２のビーム）が走査された場所では透明
な画素が書込まれる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に述べたように、この発明は既に画像が描か
れている領域に新しい画像をオーバライドすることを可
能にするものであり、高速に画像表示の部分的更新を可
能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶投射ディスプレイ装置の一実
施例を示す図、第２図は第１図の実施例によるネガ表示のときのオーバ
ライドを説明するための図、第３図はネガ表示のオーバライドに必要な制御信号の波
形およびタイミングを示す図、第４図は第１図の実施例
によるポジ表示のときのオーバライドを説明するための
図、第５図はポジ表示のオーバライドに必要な制御信号の波
形およびタイミングを示す図、第６図は液晶ライトバル
ブの構成を示す図である。９．１０・・・半導体レーザ１１・・・・・光走査器１２、１６・・・レンズ１３・・・・・ン夜晶うイトハルフ゛１４・・・・・光源１５・・・・・投射レンズ１７・・・・・ミラー１８・・・・・制御回路２１・・・・・第１のビーム２２・・・・・第２のビーム代理人　弁理士　　岩　佐　　義　幸第１図第６７０：　レーザ光７１：投射光７２：か“ラス基斂７３：光吸収膜７４ニアルミ反射膜７５：液晶材７６：透明電極膜７７：ガラス基盤７８二ｊ夜晶配向膵７９：ｎ品うイトバルブ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液晶ライトバルブと、複数の単色光源と、光走査
書込み光学系と、前記光走査書込み光学系により前記液
晶ライトバルブに描かれた像を投影する投射光学系とか
らなる熱書込み液晶投射ディスプレイ装置において、前記光走査書込み光学系が前記単色光源からの複数の単
色光を２次元に走査し、それぞれの単色光を走査毎に交
互に発光、変調せしめると同時に、前記液晶ライトバル
ブへの印加電圧をスイッチする制御部を備えたことを特
徴とする液晶投射ディスプレイ装置。